La Pampa del Tamarugal a un climat désertique normal (B.W.) (Almeyda, 1950), très nettement caractérisé et rigoureux, mais ce n'est pas un désert chaud. En effet, les pampas intérieures se trouvant à plus de 1 000 mètres au-dessus du niveau de la mer, l'altitude intervient comme facteur régulateur. Les températures moyennes mensuelles étant de ce fait pour la plupart inférieures à 18°C, on ne peut parler de désert chaud (CORFO, 1965).
On n'a pas suffisamment observé cette zone pour en donner une description précise du climat. Certains de ses traits les plus saillants sont la faible humidité relative et la forte luminosité due à la limpidité de l'atmosphère. L'humidité relative est basse pendant la journée, et assez élevée pendant la nuit. Les variations thermiques sont accusées et les précipitations rares. En résumé, les températures nocturnes sont basses, et les gelées peuvent se produire à toute époque de l'année; les oscillations thermiques sont, en l'absence de vent, d'une amplitude surprenante. L'humidité relative moyenne est très basse, de sorte que la sécheresse règne avec une extrême rigueur (51%); la nébulosité est quasi nulle ou insignifiante (1,5%) (CORFO, 1965). (Voir en annexe II les résumés climatiques pour Canchones et Pintados.)
Bien que l'humidité relative oscille pendant la journée entre 10 et 30%, il y a plusieurs jours dans le mois où elle atteint pendant la nuit 80 à 100%, sans précipitation. Les grands brouillards sont en général peu fréquents; on n'en enregistre que 6 à 10 environ pendant les mois de décembre à février, qui coïncident avec la saison de précipitations sur la cordillère et le haut plateau, saison connue sous le nom d'“hiver bolivien”.
Les températures vont de minima absolus de -5°C à -12°C et à des maxima absolus de +35°C à +36°C, avec une moyenne de 250 jours de ciel clair par an, et une radiation globale de 550 cal/cm2/jour. L'évaporation moyenne mensuelle du sol est de 260 m3/ha dans les stations sans végétation arborescente, et de 50 m3/ha à l'intérieur du boisement (Sudzuki, 1975).
L'annexe II donne les températures moyennes mensuelles à la Station agricole de Canchones (20°25'S, 69°35'0), observées au cours des années 1965, 1970, 1971: moyenne des minima, moyenne des maxima, minima absolus, maxima absolus, et oscillations journalières; ces données présentent une régularité remarquable. La moyenne des températures minima est pour les 3 années respectivement de 4,78°C, 5,0°C et 3,8°C; la moyenne des températures maxima montre de même très peu de variation, avec 28,92°C et 31°C pour les années étudiées. Cette station, située à environ 1 300 mètres d'altitude, enregistre une température moyenne annuelle de 16,7°C. Le mois le plus chaud est février, avec 21,2°C, le mois le plus froid est juin avec 12,9°C. Comme on peut le voir, l'amplitude thermique annuelle est de 8,3°C, ce qui montre une différence avec le climat de la côte. Les températures mensuelles sont plutôt élevées, le maximum correspondant à la position zénithale du soleil au moment de son retour des latitudes tropicales c'est-à-dire aux mois de décembre, janvier et février. Cependant, on observe dans ce secteur des oscillations très brusques, comme on peut le voir dans l'annexe II.
Les observations des vents à Canchones mettent en évidence une dominance de l'ouest, mais il y a sans doute une alternance journalière de brises comme on l'a décrit pour la localité de Pica, provoquée par le fort réchauffement diurne du sol (Bruggen, 1929). L'importante variation ne tient pas tant au réchauffement diurne qu'au fort refroidissement nocturne. On relève dans les mois d'hiver des maxima en août, atteignant 30°C; de fait, on enregistre toujours des températures nocturnes voisines de zéro, et inférieures à zéro aux mois de mai, juin, juillet, août et septembre, où la température maxima moyenne est respectivement de 31°C, 27°C, 33°C, 29°C et 30°C.
Au cours de la période d'observations pluviométriques étudiée par Almeyda (1946, 1950), il n'y a pratiquement pas eu de précipitations à Canchones et à Pintados (annexe II); cependant, à plus haute altitude les précipitations jouent un grand rôle écologique, d'une importance toute particulière pour le cycle hydrologique de l'endroit. Ainsi, dans la zone de haut plateau les précipitations se produisent principalement aux mois de février, mars et avril, atteignant une moyenne mensuelle de 130 mm. Ce phénomène, connu sous le nom d'“hiver bolivien”, n'a pas la même intensité tous les ans, son début et sa fin étant variables; c'est ainsi que la période pluvieuse peut commencer en novembre, en janvier ou février. Il est rare qu'il pleuve durant les mois d'hiver, et les précipitations totales n'atteignent que 300 mm dans l'extrême nord de l'Altiplano chilio-bolivien (El Tarapacá, 1952; CORFO, 1965).
La première région du Chili est constituée, du point de vue de la micro-structure, de trois grandes unités géographiques qui sont: i) la cordillère côtière; ii) la dépression centrale; iii) la cordillère des Andes. La Pampa del Tamarugal, encastrée dans la dépression centrale, s'étend entre les latitudes 17°45' et 21°20'S.
Il est intéressant de souligner les changements morphologiques intervenus depuis le début du quaternaire, époque où commencent les grandes périodes pluviales qui sont à l'origine de l'érosion et du transport, et du dépôt de grandes masses de sédiments depuis les hautes terres orientales jusqu'à la dépression centrale.
Le drainage de la Pampa del Tamarugal est entièrement souterrain, à la seule exception des grandes crues qui prennent naissance certains étés dans la cordillère centrale, par suite du déplacement et de l'intensification estivale du centre de basses pressions continentales, phénomène qui constitue l'un des principaux processus morphodynamiques actuels d'importance notable (IREN, 1976). Cette circulation souterraine est interrompue par la présence de la cordillère côtière, qui agit comme un mur souterrain, obligeant la nappe phréatique à remonter. A ce phénomène s'ajoutent les effets de la capillarité due à la forte évaporation superficielle.
La circulation d'eau sous la surface du sol, à travers des strates riches en sels, de même que la forte évaporation, expliquent la présence de salines naturelles (“salares”) actives ou partiellement actives à la bordure occidentale de la dépression centrale (IREN, 1976).
Enfin, il faut signaler que les crues qui se présentent certaines années dans la dépression centrale provoquent la formation de vastes cônes alluvionnaires en pente douce par-dessus le glacis de sédimentation de la Pampa del Tamarugal. Leur granulométrie va des sables fins aux limons, se différenciant des sédiments du glacis lui-même qui comprennent des sables fins et grossiers, des galets et des cailloux détritiques, tous disposés en bancs ou strates alternés dont l'épaisseur moyenne est de 20 à 30 cm. On trouve fréquemment en surface, sur de grandes étendues, un revêtement de gravier grossier, dû,à l'action du vent qui a balayé les éléments fins, donnant naissance en échange à quelques secteurs limités de dunes vers l'intérieur de Huara et dans la Pampa de Camarones.
IREN (1976) donne en résumé les conclusions suivantes en ce qui concerne la géomorphologie:
Le modelé de la région est le résultat de processus survenus au tertiaire et au quaternaire, qui ont en partie affecté les roches et formations préexistantes.
Les principaux phénomènes ou processus morphodynamiques qui ont marqué la région sont le volcanisme, le ou les colmatages de la cordillère des Andes, et les périodes pluvioglaciaires.
La dynamique morphologique actuelle se limite à deux grands processus: a) les grandes crues estivales, dues à la dynamique des pressions atmosphériques continentalesqui provoque les pluies abondantes sur le versant andin; b) la déflation et la corrosion causées par les courants éoliens.
La présence de salines actives dans la Pampa del Tamarugal est un signe évident du potentiel hydrogéologique des secteurs situés en amont.
Les indices morphologiques permettent d'établir a priori une relation entre les zones de ruissellement superficiel des alluvions et la présence dans le sous-sol de nappes phréatiques, étant donné que les principales salines actives de la Pampa del Tamarugal se trouvent au pied des grands cônes alluviaux dont les eaux s'inflitrent le long de leur trajet.
Il s'agit d'un territoire cohérent, interrompu dans son développement nord-sud, coincé entre la cordillère côtière à l'ouest et la précordillère andine à l'est. Les nombreuses ravines qui drainent le versant de la précordillère débouchent brusquement dans la pampa centrale, y déposant leurs détritus alluviaux. La majeure partie de ces cours d'eau temporaires se perdent en entrant dans la pampa, qui agit comme un gigantesque piège absorbant les produits de l'érosion intense qui démantèle les couches du jurassique, du crétacé et du quaternaire volcanique andin.
Les salines occupent de préférence la portion la plus méridionale de cette pampa, d'une superficie totale évaluée à 3 750 km2.
La surface des principales salines actuellement identifiables (de l'ordre de 1 700 km2) est composée de sels de sulfate de calcium et de chlorure de sodium, produits de l'évaporation du vaste lac qui occupait autrefois cette partie de la Pampa del Tamarugal.
La présence d'eaux douces qui ont inondé les mines de Guantajaya, dans la cordillère côtière d'Iquique, de même que leurs résurgences au niveau du rivage, témoignent de ce que l'écoulement des vallées fossiles subsiste sous cette forme aux dépens des eaux du haut plateau.
On peut en déduire que, tandis que la Pampa del Tamarugal s'ensevelit elle-même sous des vagues successives d'alluvionnement et va vers une aridité de plus en plus accentuée, les possibilités augmentent d'établir sur le rebord occidental de la cordillère côtière des pièges qui permettent de capter les eaux circulant sous les lits anciens d'écoulement, avant leur pollution par l'eau de mer.
On note également un dessèchement progressif du climat, mis en évidence par l'étude de coupes profondes dans le sous-sol. En effet, les cônes de déjection les plus anciens sont plus étendus et plus pauvres en sel, parce que le climat était plus humide; les remblais actuels ou subactuels sont peu étendus, de plus grande épaisseur, composés de matériaux plus fins, parce qu'il y a un déficit d'écoulement dû à l'absence de précipitations abondantes.
L'origine des salines et la formation de croûtes superficielles sonten relation étroite avec ces faits: les sels découlent de l'activité volcanique du quaternaire ancien; un climat plus humide qu'actuellement a favorisé la répartition de ces sédiments chimiques sur toute l'étendue du nord chilien, concentrant leurs dépôts dans les dépressions qui se formaient par suite de l'activité tectonique locale. Aujourd'hui, la circulation d'eau souterraine qui a remplacé les écoulements superficiels d'autrefois permet, grâce à la forte sécheresse atmosphérique qui aspire l'humidité du sous-sol, la montée des sels qui y sont emprisonnés; ce mécanisme d'origine phréatique bouleverse les particules du sol ou de la couverture détritique superficielle, entraînant la formation de croûtes de types variés parmi lesquels nous mentionnerons, en accord avec les auteurs précités, les “campos moteados” (sols marbrés), les croûtes polygonales et les soulèvements colonnaires.
Enfin, le río Loa, qui limite au sud la Pampa del Tamarugal, est le seul système de drainage qui conserve tout le long de l'année un écoulement permanent, quoique spasmodique. Son débit, d'à peine 0,9 m3/sec, soit 0,03 litres par seconde pour une superficie de 1 km2, est suffisant pour lui permettre d'arriver jusqu'à la mer, via la communication naturelle que lui offre la présence d'une vallée épigénique, très étroite et profonde de plus de 500 mètres.
La mise en valeur sylvopastorale des sols de la première région porte sur des superficies réduites, et généralement dispersées. La présence de zones désertiques, les fortes concentrations de sels, les écoulements d'eau faibles et irréguliers, et d'une manière générale les conditions bio-climatiques très particulières, font de ce territoire l'un des plus arides du monde.
La Pampa del Tamarugal comprend les sous-unités géomorphologiques suivantes: 1) dépressions sédimentaires salines de climat désertique; 2) plateaux sédimentaires alluviaux de climat désertique; 3) plateaux inclinés, fracturés, de climat désertique; 4) plateaux sableux d'origine éolienne, à climat désertique; 5) zones agricoles de vallées encaissées, versants et collines désertiques (IREN, 1976).
Selon Wright (1963), les sols de la zone aride du nord du Chili peuvent être divisés en deux grands groupes: 1) sols désertiques vrais; 2) sols semi-désertiques.
La dépression centrale est coupée par quelques formations alluviales et colluviales généralement salines, avec des profils de sols sans évolution définie, et présentant souvent de grandes taches de solonchaks. En suivant une ligne nord-sud sur le côté ouest du plateau, entre les latitudes 20° et 25°S, on rencontre le secteur des sols salpêtreux, ou sols de nitrate. Il ne s'agit pas à proprement parler de sols, mais de gisements dont l'évolution et le développement correspondent à un enrichissement chimique en sels de nature diverse, parmi lesquels notamment le nitrate de sodium. Le nitrate de sodium, connu sous le nom de nitrate naturel du Chili, contient outre de l'azote, 30 éléments chimiques différents, qualifiés d'impuretés vitales en raison de leur influence bénéfique sur le rendement des cultures (Corporación de Ventas de Salitre y Yodo de Chile, 1956).
On peut identifier dans la Pampa del Tamarugal deux secteurs bien définis et bien différenciés. Le premier correspond à la partie orientale, plus élevée, avec des matériaux plus grossiers et plus perméables, le second à la partie occidentale plus basse, formée de matériaux plus fins et présentant des dépressions actuellement occupées par les salines.
La partie orientale de la Pampa del Tamarugal se présente comme un grand piémont constitué par la réunion des éventails d'alluvions qui se sont formés au débouché des torrents venant de la cordillère des Andes. Les sédiments, de stratification sommaire, sont généralement des sables grossiers, moyens et fins, séparés par de minces couches salines; on rencontre parfois des sables à forte teneur en sels, d'une dureté extraordinaire. Les sols sont profonds, stratifiés, sableux, de couleur grisâtre, non structurés, formés de granules simples, séparés, non plastiques et non adhésifs. Ils sont plats ou légèrement inclinés, à drainage bon ou excessif, salins alcalins, de fertilité naturelle faible ou très faible, à capacité d'enracinement très variable. Dans la partie occidentale de la Pampa del Tamarugal, le piémont se termine et les matériaux de remblai sont plus fins, quoique les sables et les limons y prédominent.
Dans le secteur occidental existaient autrefois des lacs, qui se sont par la suite transformés en salines où prédominent les matériaux agrileux et limoneux, stratifiés, avec une couverture de sels d'épaisseur variable, allant de quelques centimètres à un mètre ou plus. Ce sont généralement des sels de sodium, calcium, magnésium et potassium, qui sont déliquescents, de telle sorte que le sol paraît toujours humide. Au centre des salines on trouve un niveau phréatique variable, qui oscille entre 1,30 et 1,40 m de profondeur. Les matériaux argileux et limoneux, de couleur grisâtre ou gris rougeâtre, sont fortement tachetés.
Saline active de Pintados, domaine de Refresco (photo du haut). Il faut enlever la croûte saline pour installer les plantations (photo du bas).
La Pampa del Tamarugal montre une séquence de sols en gradation très régulière; les sables et sables gravillonneux forment une frange au voisinage du pied des Andes, passant graduellement lorsqu'on traverse la plaine à des sables fins, des sables limoneux, des limons sableux, des limons argileux fins, pour aboutir à des sols argilo-limoneux. Ces derniers se sont déposés en “zones lacustres” au pied des versants intérieurs de la cordillère côtière.
Une reconnaissance générale des sols de la première région a été faite par IREN (1976) à l'échelle du 1:500 000, la cartographie étant basée sur les observations de terrain confirmées par la photointerprétation des images de satellite ERTS agrandies au 1:500 000 dans les bandes 5 (longueurs d'ondes visibles) et 7 (infrarouge).
Nous résumerons ci-dessous la description des sols associés au tamarugo présentée par Wright (1963).
Il s'agit d'une frange allongée de sols s'étendant à travers la Pampa del Tamarugal depuis la Quebrada de Teliviche jusqu'aux environs de Pintados au sud. Ces sols sont formés de sédiments récents alternés; ils étaient primitivement occupés par la forêt ouverte de tamarugo. Altitude comprise entre 1 200 et 1 300 m. Relief: plan. Profil du sol nettement stratifié, avec horizons alternés de limon et de sable.
| 0–20 | cm | Limon gris sable (10 YR 5/1) à l'état humide, gris clair (10 YR 7/2) à l'état sec, en plaques de 1,0 à 2,5 cm d'épaisseur environ; friable; horizons de limon très faiblement cimentés, mais horizons de sable friables et meubles; structure granulaire simple; non plastique (horizons de limon très légèrement plastiques). |
| 20–70 | cm | Gris (10 YR 5/1) à l'état humide; plaques de limon sableux grossier; friable; structure laminaire simple; non collant et non plastique à l'état humide; limite inférieure non reconnaissable (pH = 8,0). |
| 70 | cm et | au-delà (100 cm +) gris clair (10 YR 7/2) à gris (10 YR 5/1); plaques de limon sableux grossier; friable, mais léger développement d'un agrégat fragile de lamelles d'argile; non collant, non plastique à l'état humide; limite inférieure non reconnaissable (pH = 8,0). |
Ce sont des restes de salines que l'on recontre de part et d'autre de la route panaméricaine entre Iquique et le carrefour de Pintados, et dans d'autres secteurs de la province de Tarapacá. L'altitude varie entre 950 et 1 050 m. Les sols sont généralement plans avec un microrelief très irrégulier, sans végétation naturelle, mais on y a planté quelques algarrobos.
| 0–2 | cm | Couche superficielle de cristaux blancs imprégnés de sable et de limon fin qui leur donnent une coloration brun rougeâtre; couleur brun rougeâtre (2,5 YR 3/2) à l'état humide, légèrement rougeâtre (2,5 YR 5/2) à l'état sec; faiblement cimenté en croûtes qui s'enroulent ou s'entortillent vers le haut, de forme polygonale; non calcaire (pH = 8,4), limite abrupte. |
| 2–35 | cm | Couleur brun rougeâtre foncé (2,5 YR 3/4) à l'état humide, brun rougeâtre (2,5 YR 5/4) à l'état sec; sable prédominant, avec couches très fines de limon et d'argile; ferme à friable, structure laminaire; parties sableuses meubles et à structure en grains simples; couches très fines de limon et d'argile légèrement cimentées; nodules blancs de CaCO3 (effervescents à HCl) dans la partie inférieure de l'horizon; non collant, légèrement plastique à l'état humide; limite nette (pH = 8,2). |
| 35–56 | cm | Brun rougeâtre foncé (2,5 YR 3/4) à l'état humide, brun rougeâtre (5 YR 5/3) à l'état sec; limon sableux à limon argileux fin; ferme, friable; structure laminaire faiblement développée, se brisant à la pression; agranulaire et en grains simples; faiblement collant; modérément à fortement plastique à l'état humide; calcaire; limite diffuse (pH = 8,2). |
| 56–106 | cm | Brun rougeâtre (5 YR 4/3) à l'état humide, brun rougeâtre clair (5 YR 6/3) à l'état sec; argilo-limoneux; très ferme; structure massive, quasi-prismatique, se brisant avec difficulté en blocs fins et grains grossiers; plusieurs strates successives d'aiguilles cristalloïdes de couleur faiblement jaunâtre dans la partie inférieure de l'horizon (environ 7 couches de 2–5 cm); modérément collant et fortement plastique à l'état humide; horizon non défini (pH = 8,4), strate de cristaux à pH = 7,8. |
| 106 | cm et | au-delà Brun rougeâtre (5 YR 4/3) à l'état humide, rougeâtre clair (5 YR 6/3) à l'état sec; argilo-limoneux; très ferme; structure massive se brisant avec difficulté en grands blocs et grains grossiers; légèrement collant, très plastique; limite non visible (pH = 8,4). |
Afin de déterminer les caractéristiques chimiques des terrains et sols forestiers au s d de la saline de Bellavista (secteur de Victoria), on a procédé à des analyses d'échantillons représentatifs dont les résultats sont reproduits dans le tableau 27 (CORFO, 1971a).
TABLEAU 27: Résultats des analyses chimiques de 4 échantillons de sols dans le secteur de la saline de Bellavista, Victoria (CORFO, 1971a)
| Enchantillon No | pH | K × 10-3 | Na | Ca | Mg | SO4 | Cl | B |
| 1 | 6,76 | 142 | 1.280 | 325 | 104 | 36 | 2.060 | - |
| 3 | 7,34 | 120 | 1.360 | 107 | 82 | 53 | 1.570 | 6,4 |
| 5 | 7,98 | 17 | 140 | 12 | 536 | 56 | 160 | 5,5 |
| 10 | 7,30 | 116 | 1.070 | 106 | 228 | 51 | 1.550 | - |
A l'occasion d'essais visant à introduire le tamarugo dans des secteurs pédologiques apparemment très salins, la CORFO (1970) a étudié l'effet du soufre employé comme amendement pour corriger l'excès de salinité (tableau 28).
TABLEAU 28: Pourcentages de pertes de plants de tamarugo observés après 9 mois dans la saline de Bellavista, sur des sols corrigés par des apports de soufre et de matière organique (CORFO, 1970)
| Traitement | Perte de plants (%) |
| Témoin | 24 |
| Amendement organique (guano) | 10 |
| Amendement au soufre 10 g | 5 |
| Amendement au soufre 20 g | 8 |
L'étude menée dans la Pampa del Tamarugal par le Département des ressources hydrauliques de la Corporación de Fomento avait pour objet d'établir le bilan hydrologique du système afin d'évaluer quantitativement les débits souterrains par le biais des caractéristiques hydrologiques. Les facteurs analysés étaient la profondeur, les caractéristiques chimiques et les mouvements de l'eau souterraine, c'est-à-dire sens de l'écoulement, zones de charge et de décharge tant pour la nappe phréatique que pour les eaux captives. On a aussi étudié les nappes aquifères que renferment les remblais alluviaux de la Pampa, et leur aptitude à acheminer et retenir l'eau, en déterminant par le calcul des coefficients dits de transmissivité et d'emmagasinement des nappes aquifères (CORFO, 1971a).
Le tableau 29 indique les puits qui ont été forés jusqu'à 1968, dans un but d'observation ou d'extraction de l'eau.
TABLEAU 29: Puits d'observation et forages profonds réalisés par la CORFO pour l'étude de la recharge des nappes aquifères dans la Pampa del Tamarugal
| Localité | Nombre de puits | |
| Forages profonds | Puits d'observation | |
| Salines de Zapiga et d'Obispo | 5 | 20 |
| Pintados | 18 | 143 |
| Bellavista et Sur Viejo | 5 | 30 |
| Llamará | 5 | 29 |
| Total | 33 | 222 |
D'après les résultats, la nappe souterraine de la Pampa del Tamarugal est rechargée par divers torrents montagnards existant dans la zone d'étude, depuis la Quebrada d'Estamilla au sud jusqu'à celle de Guatacondo. Les torrents situés entre les Quebradas de Retamilla et d'Aroma déchargent une partie de leurs eaux vers le nord dans la Quebrada de Jaspampa, donc en dehors de la zone étudiée des salines de Zapiga et d'Obispo directement à l'ouest. Une autre partie s'écoule vers le sud en direction de la saline de Pintados.
La décharge des nappes souterraines se produit par l'évaporation dans les diverses salines, l'évapotranspiration des plantes, le pompage et l'extraction par noria dans les puits, et le mouvement de l'eau vers d'autres secteurs non étudiés.
Le tableau 31 montre les caractéristiques hydrologiques de la nappe phréatique en divers points de la Pampa del Tamarugal, observées dans 6 salines et dans le secteur de Huara.
TABLEAU 31: Profondeur de la nappe phréatique et teneur en sels de l'eau dans 7 puits de la Pampa del Tamarugal
| Saline ou zone | Profondeur de la nappe phréatique (m) | Teneur en sels de l'eau (p.p.m.) | ||
| Valeurs extrêmes | Valeurs les plus fréquentes (%) | Valeurs extrêmes | Valeurs les plus fréquentes (%) | |
| Zapiga | 4 – 20 | 6 – 16 | 700 – 2 500 | 800 – 2 500 |
| Obispo | 8 – 20 | 8 – 16 | 2 000 – 20 000 | 2 000 – 10 000 |
| Huara | 20 – 80 | 40 – 80 | 1 000 – 4 000 | 1 000 – 2 500 |
| Pintados | 2 – 20 | 2 – 10 | 500 – 4 000 | 500 – 20 000 |
| Sur Viejo | 12 – 25 | 12 – 20 | 1 000 – 10 000 | 4 000 – 8 000 |
| Llamara | 0 – 25 | 0 – 25 | 3 000 – 16 000 | 3 000 – 9 000 |
| Bellavista | 2 – 20 | 2 – 18 | 700 – 80 000 | 500 – 20 000 |
Dans la zone de plaines, on trouve les salines de Pintados et Bellavista, dont l'origine a été attribuée à un phénomène d'évaporation de l'eau provenant de l'ascension capillaire à partir de la nappe souterraine et des masses d'eau situées sur la surface. Ce bassin hydrographique présente les caractéristiques suivantes:
| Superficie totale | : | 17 080 km2 |
| Périmètre | : | 705 km |
| Altitude | : | 2 300 m |
| Indice de capacité | : | 1,51 |
| Indice de pente | : | 0,11 |
| Densité de drainage | : | 0,30 |
| Point d'altitude maxima | : | 5 750 m (Cerros de Quinsachata) |
| Point d'altitude minima | : | 950 m (Cerro Gordo) |
Pour établir le bilan hydrique du bassin, on disposait des données suivantes (IREN, 1976):
| a) | Entrées | ||
| Volume d'eau interceptée | : | 1 363,4 × 106 m3 | |
| Entrées provenant du bassin | : | 24 × 106 m3 | |
| b) | Sorties | ||
| Evaporation dans les salines | : | 23 300 ha × 1 000 m3 = 23 300 000 m3 | |
| Evaporation dans les plaines inondées | : | 740 ha × 2 500 m3 = 1 850 000 m3 | |
Evaporation et consommation des tamarugos et algarrobos | : | 61 782 ha × 89,95 m3 = 89 950 000 m3 | |
Les sorties correspondant aux tamarugos et algarrobos ont été déterminées à partir des expériences d'évapotranspiration réalisées par le Département agricole de la CORFO.
Le bilan hydrique du bassin hydrographique tient compte des entrées et sorties de la zone considérée. D'une manière générale, les entrées sont constituées par le volume intercepté par le bassin, c'est-à-dire la quantité d'eau provenant des précipitations qui y tombent. Ce volume, corrigé par le coefficient de ruissellement, représente l'entrée d'eau dans la zone étudiée. En ce qui concerne les sorties, elles viennent essentiellement de l'évaporation des plans d'eau (lacs, marais gazonnés, plaines inondées) et des salines, et de l'évapotranspiration des plantes phréatophytes et des cultures (IREN, 1976).
Une étude réalisée dans la Pampa del Tamarugal par la Division des ressources hydrauliques de la CORFO (1975) indique qu'il s'agit d'un système hydrologique en déséquilibre pouvant s'accroître de façon notable.
IREN (1976) confirme que ce système présente un déséquilibre entre la recharge et la décharge. Il évalue celle-ci à l'équivalent d'un débit constant de 1 343 1/sec, et la recharge effective à l'équivalent de 257 1/sec, ce qui permet d'estimer la variation de volume emmagasiné à l'équivalent d'un débit constant de 1 091 1/sec. Le déficit du bilan hydrique calculé pour le bassin du système du Tamarugal correspond à un volume de 27,3 × 106 m3 provenant de l'eau emmagasinée, équivalant à un débit constant de 865,6 1/sec, ce qui confirme ce déséquilibre.
Parmi les moyens destinés à éviter en partie l'évaporation, par abaissement du niveau phréatique, on a le reboisement avec des tamarugos et autres arbres. Les conditions structurelles et l'étude des puits font ressortir qu'à partir de la latitude 19°50'S environ, la circulation d'eau souterraine se dirige vers le nord et vers le sud. La courbe isophréatique à cette latitude se situe à une altitude de 1 130 m au-dessus du niveau de la mer, soit à 60 m plus bas que l'altitude de la Pampa del Tamarugal (1 190 m); vers le secteur de la Quebrada de Tiliviche, elle est de 1 110 m, et vers le secteur de la saline de Bellavista de 950 m (IREN, 1976).
Les mesures de profondeur de la nappe révèlant que les superficies où l'eau se trouve entre 0 et 6 m sont d'environ 270 km2, entre 6 et 10 m de 366 km2, et entre 10 et 44 m, de 130 km2, on en déduit que sur environ 63 000 hectares la nappe phréatique se trouve à moins de 10 mètres de profondeur.
Au point de vue chimique, les eaux souterraines de la Pampa del Tamarugal sont très salées (5 000 ppm) à bonnes (500 – 1 200 ppm). Celles qui contiennent les plus fortes concentrations de sels se trouvent là où le niveau de la nappe phréatique est proche de la surface.
Castillo (1966) estime que l'extraction d'eau par les boisements finit par améliorer la qualité chimique de l'eau qui se trouve au-dessous, sans doute parce que, en faisant baisser le niveau phréatique, la végétation en général évite à l'eau d'être polluée par les couches salines supérieures du terrain, et l'évaporation à partir de la surface de la nappe.
