Documento 2038891

Programa hidrológico:
Viabilidad de recarga de acuíferos
1.- INTRODUCCIÓN....................................................................................................... 2
2.- ANTECEDENTES ...................................................................................................... 2
3.- OBJETIVOS................................................................................................................ 3
4.- MATERIALES Y MÉTODOS................................................................................... 3
5.- DESARROLLO........................................................................................................... 6
5.1.- Estudio del marco legal........................................................................................ 6
5.2.- Análisis de las fuentes de origen del agua. ......................................................... 6
5.3.- Incremento del “estado ecológico” de humedales degradados. ....................... 9
5.4.- Aprovechamiento de aguas de avenida .............................................................. 9
5.5.- Perfiles geológicos e hidrogeológicos .................................................................. 9
5.6.- Calidad de las aguas de recarga artificial ........................................................ 12
6.- PRESUPUESTOS ..................................................................................................... 12
Plan Especial del Alto Guadiana
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Programa hidrológico:
Viabilidad de recarga de acuíferos
1.- INTRODUCCIÓN
Dentro de las distintas posibilidades de gestión hídrica en la cuenca alta del río
Guadiana, cabe estudiar la viabilidad de aplicar técnicas de recarga artificial de acuíferos,
como técnica alternativa dentro del paquete de gestión integral que debe regir este tipo de
actuaciones, siendo el origen del recurso procedente de máximas avenidas o de aguas
residuales. Dado que existe un término de aceptación científica internacional para
designar esta técnica, que es MAR1 (Managed Aquifer Recharge), en adelante nos
referiremos a la recarga artificial de acuíferos como “MAR”. Este concepto engloba
además términos colaterales, como es la filtración en bancos de ríos o River Bank
Filtration (RBF), el almacenamiento y extracción de agua en acuíferos profundos o
Aquifer Storage and Recovery (ASR), el empleo de técnicas de tratamiento de suelo y
acuífero o Soil Aquifer and Treatment (SAT), etc.
En este apartado se describe la metodología para determinar y caracterizar los
emplazamientos susceptibles para la aplicación de técnicas MAR, y para llevar a cabo
estudios de viabilidad técnica, económica y socio-política. Este tipo de estudios se han
planteado utilizando para ello Sistemas de información Geográfica (SIG) con una
importante componente hidrogeológica.
La metodología que se describe en este subprograma se inspira en el proyecto de
I+D+i financiado por el Grupo Tragsa para la determinación de zonas susceptibles de
aplicar esta técnica en todo el territorio nacional. El proyecto, designado “DINA-MAR”
se encuentra en fase de definición, estando previsto su desarrollo tecnológico posterior.
La primera fase, ahora en ejecución, se ha designado: “La recarga artificial de acuíferos
como práctica alternativa de gestión hídrica. Determinación de zonas susceptibles de
aplicar esta técnica en el ámbito nacional”. Algunos de los criterios metodológicos del
proyecto pueden ser aplicados en el ámbito de actuación que nos ocupa (Cuenca Alta del
Guadiana).
2.- ANTECEDENTES
Las actuaciones de recarga artificial en este ámbito no son algo nuevo. De hecho
se lleva a cabo recarga artificial con sondeos para fines medioambientales en el Parque
Nacional de las Tablas de Daimiel o PNTD desde finales de la década de los ochenta
(con caudales adicionales procedentes del ATS).
Para fines agrícolas se ha llevado a cabo una experiencia piloto en Alcázar de San
Juan en 1997, con la que se pudo introducir un importante volumen de agua del canal del
Guadiana aguas abajo del embalse de Peñarroya, si bien el hecho de no pretratar el agua
trajo consigo importantes problemas de colmatación del acuífero calcáreo bien
carstificado y figurado.
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MAR: Managed Aquifer Recharge. Se trata del acrónimo más empleado en foros
internacionales para la gestión de la recarga artificial de acuíferos y técnicas integradas en este
epígrafe. Su utilización tiene quórum en la comunidad científica internacional de habla sajona y
está fuertemente extendida en los restantes idiomas.
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Estas experiencias preliminares y el hecho de que converjan situaciones propicias
para técnica “alternativas” o “especiales” en el ámbito de la gestión hídrica del siglo
XXI, conlleva la necesidad de estudiar las posibilidades de aplicar esta técnica en este
ámbito de actuación.
3.- OBJETIVOS
Los objetivos de este programa son los siguientes:
-
Se deberá estudiar el marco legal, especialmente en el ámbito autonómico, para
estudiar las ventajas e inconvenientes normativos en el contexto de actuación de
la cuenca alta del río Guadiana.
-
Análisis de las posibles fuentes de origen del agua, considerando en general los
excedentes hídricos en cauces fluviales con salvaguarda del caudal ecológico de
los ríos, así como el aprovechamiento de aguas de avenida para recargar
acuíferos.
-
Se deberán estudiar además las posibilidades de toma desde manantiales e incluso
sondeos, tal y como se viene haciendo en el PNTD desde hace unas dos décadas.
-
Posibilidades de reutilización de aguas tratadas en depuradora, con objeto de
conseguir su infiltración y almacenamiento en el acuífero. Para ello es preciso un
pretratamiento de las aguas, de modo que resulte viable su incorporación al
acuífero sin producir procesos contaminantes, problemas de obstrucción del
medio receptor y, en general, evitando impactos ambientales adversos.
-
Además de estudiar las posibilidades de almacenamiento, se considera como
objetivo elemental la posibilidad de regeneración hídrica de humedales
hidrodependientes, es decir, el incremento del “estado ecológico” de humedales
degradados en la actualidad mediante operaciones MAR., la elaboración de
indicadores medioambientales específicos, etc.
4.- MATERIALES Y MÉTODOS
Previamente hay determinar los acuíferos susceptibles de ser recargados mediante
operaciones de MAR. Los condicionantes a tener en cuenta en una zona de recarga
artificial tipo son los siguientes:
•
Zona con intensa explotación agrícola o interés medioambiental.
•
Suelo fértil o por lo menos no abandonado por su escasa productividad.
•
Disponibilidad de agua sobrante en invierno.
•
Disponer preferentemente de la calificación de “sobreexplotado”, siempre y
cuando tenga un curso de agua superficial con excedentes en invierno.
•
Zonas con intensa disminución de población.
•
Zonas tradicionalmente productivas.
•
Zonas con valores medioambientales en peligro de desaparición o
deteriorados.
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•
Zonas con elevadas concentraciones de nitratos.
•
Cuestiones políticas (promesas pasadas de solución a unos problemas de
sequía, inversiones en regadíos, etc.).
•
Disposición de infraestructuras que puedan ser empleadas para la recarga
artificial de acuíferos, tales como depuradoras, canales, acequias, etc. aunque
en años secos no sean utilizadas.
•
Presencia de redes de control piezométrico.
•
Zonas con problemas de intrusión salina continental.
•
Mejora de la tecnología del regadío: Consolidación de regadíos existentes y
modernización de las infraestructuras envejecidas.
•
El factor sociológico habría que estudiarlo más detenidamente y para cada
polígono, así como el político. Es previsible el empleo de datos del Instituto
Nacional de Estadística (INE) de tendencias de migración.
•
El factor medioambiental se realizará incorporando al SIG las coberturas de
espacios naturales protegidos (LIC, ZEPAS, RAMSAR, espacios protegidos
del programa Mab, etc.). Estas coberturas de encuentran disponibles.
La determinación de estas zonas se llevará a cabo mediante análisis y cruces de
coberturas temáticas en un GIS convencional, tipo Arc/Gis.
Como materiales, en principio se definen las siguientes coberturas:
•
Cobertura geográfica con los límites de la zona a estudiar.
•
Determinación de las estaciones meteorológicas de zonas o subcuencas en las
que hay excedentes hídricos.
•
Determinación de acuíferos y zonas susceptibles (geológicamente) de ser
recargadas (aluviales de ríos, zonas carstificadas, fisuradas, etc.). Actualmente
no está disponible la cartografía hidrogeológica precisa, por lo que tendría que
ser desarrollada, por lo menos de afloramientos permeables.
•
Determinación de las zonas agrarias en uso o con transformación prevista en
el Plan Nacional de regadíos. La cobertura está disponible.
•
Cobertura de ríos y cauces fluviales con datos foronómicos del Ministerio de
Fomento. Sobre este sería preceptivo aplicar periodos de retardo y evolución
foronómica de los ríos a su paso por cada acuífero.
•
Cobertura de subcuencas hidrográficas como subunidades de gestión hídrica.
•
Red de control de nitratos en las aguas subterráneas.
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•
Cobertura geográfica del acueducto Tajo-Segura.
•
Cobertura geográfica con las depuradoras existentes en la actualidad.
El planteamiento metodológico se plantea de la siguiente manera:
El cruce de todas las coberturas indicarían una serie de polígonos de zonas
susceptibles para la recarga artificial de acuíferos, bien sean regables, afectadas por
concentración por nitratos o intrusión salina continental, con excedentes hídricos en
alguna época del año, que transcurren en las proximidades de formaciones geológicas
permeables sobre las que se han desarrollado cultivos (se ha considerado una distancia
máxima de 20 km desde la toma de agua hasta la formación objetivo) y en zonas donde
los condicionantes técnicos y económicos sean convergentes para aplicar estas
tecnologías.
Virando los objetivos hacia su dimensión medioambiental, otros cruces podrían
indicar humedales en procesos de degeneración o desecación.
Obtenidas las zonas “candidatas” (el problema inicial sería conseguir toda la
información, no procesarla), habría que estudiar cada caso pormenorizadamente, para así
proponer una serie de opciones, tras el estudio pormenorizado de cada zona que permita
además elegir el tipo de dispositivo (pozos de recarga artificial, balsas, canales, RBF,
dispositivos de inyección profunda, etc.) más idóneo.
Figura 1. Piezómetro de control en la Cuenca Alta.
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Figura 2. Aspecto del embalse de Peñarroya en junio de 2006.
5.- DESARROLLO
5.1.- Estudio del marco legal.
Las principales disposiciones legales analizadas tanto en el ámbito comunitario
como nacional, han sido: la Directiva Marco Aguas (2000/60/CE), el Plan Nacional de
Regadíos (RD 329/2002), el Plan Hidrológico Nacional (Ley 10/2001), la Ley de
Evaluación de Impacto Ambiental EIA (Ley 6/2001), la Ley de Aguas (RDL 1/2001), el
Reglamento del Dominio Público Hidráulico (RD 849/86), el RD 606/2003, por el que se
modifica el Real Decreto anterior, la Ley de Conservación de los Espacios Naturales y de
la Flora y Fauna Silvestres (Ley 4/1989), y la normativa de los Planes Hidrológicos de
Cuenca (RD 1661/98).
A tenor de este estudio cabe destacar que, si bien esta técnica ha sido escasamente
considerada hasta la fecha en el ordenamiento jurídico español, la plataforma para su
implantación y expansión es adecuada (Fdez. Escalante, 2005) También que, a pesar de
ser aguas de mejor calidad, la actuación debe ser considerada un vertido a efectos legales,
por lo que es preciso solicitar una concesión de vertido para llevar a cabo este tipo de
actuaciones.
Algunos comentarios de interés relacionados con el binomio AR-legislación
pueden consultarse en el artículo técnico mencionado en la bibliografía (Fdez. Escalante
y Gª. Rodríguez, 2004a).
5.2.- Análisis de las fuentes de origen del agua.
Se deberá cargar la información básica que es preciso procesar en los análisis SIG
en forma de coberturas geográficas. Las capas que se utilizarán inicialmente y los
criterios analíticos son los siguientes:
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-
Cobertura geográfica de la poligonal envolvente, los términos municipales y datos
administrativos, con objeto de disponer de información geográfica de la zona de
estudio.
-
Cobertura de acuíferos (formaciones geológicas capaces de almacenar y
transmitir el agua).
-
Cobertura de masas de agua y Unidades Hidrogeológicas (UHGs) como criterios
de gestión. Se incluyen aquellas UHGs con declaración de sobreexplotación,
aunque sea provisional.
-
Cobertura de cauces fluviales de cierta entidad como puntos de origen del agua.
-
Cobertura con el trazado del acueducto Tajo-Segura (ATS).
-
Cobertura de manantiales y anomalías hídricas positivas conocidas (ojos, ojillos,
surgencias difusas, etc.), si bien son bastante escasas en la Cuenca Alta.
-
Redes de control de las aguas subterráneas.
-
Cobertura de depuradoras.
-
Cobertura de presas.
-
Coberturas de Espacios Naturales Protegidos.
En general se prestará una especial atención a los cauces fluviales, con un criterio
de cercanía de 20 km entre las formaciones objetivo y los puntos de toma como distancia
máxima. Para ello se generará un buffer con este “radio de influencia” en torno a los
principales cauces fluviales, generando así unos polígonos en lugar de líneas.
Un aspecto que requiere un estudio detallado postergado para el estudio de
viabilidad de las zonas que queden inicialmente establecidas es la determinación del
carácter de los ríos, es decir, los tramos en que estos son ganadores o efluentes o bien
perdedores o influentes en cuanto a su relación con el acuífero se refiere.
El resto de los posibles puntos de toma se agregará como información en forma
de puntos (manantiales, sondeos y depuradoras), con una etiqueta identificativa; excepto
el ATS, que corresponde a una línea.
Una vez cargada la información se analizará el orden de cruce de las coberturas
más idóneo, al no ser aplicable la propiedad transitiva.
Figura 3. Salida gráfica del Sistema de información Geográfica elaborado para el análisis SIG y coberturas
temáticas inicialmente consideradas para dicho análisis.
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5.3.- Incremento del “estado ecológico” de humedales degradados.
Además de estudiar las derivaciones para recargar acuíferos, el análisis SIG se
realizará con objeto de estudiar la posibilidad de derivar aguas hacia humedales
degradados, siempre bajo criterios de mínimo impacto y en el marco del desarrollo
sostenible.
5.4.- Aprovechamiento de aguas de avenida
Un aspecto a tener en cuenta en el análisis de riesgos difícilmente planificable es
el control de las aguas de avenidas y precipitaciones excepcionales para fomentar la
recarga artificial de acuíferos. Las medidas más idóneas pasan por la construcción de
grandes aljibes que aprovechen al menos la escorrentía de zonas improductivas
(núcleos urbanos, carreteras, etc) y por la construcción de obras en zonas forestales
tipo caballones, plazoletas de decantación, muros de contención y otros elementos de
retén de las aguas de avenida que incrementan el tiempo en que el agua está
almacenada, la superficie de contacto y por ende, la capacidad de infiltración de
aguas en el acuífero y su volumen.
5.5.- Perfiles geológicos e hidrogeológicos
Además del análisis SIG, de manejo de la información generalmente tratada “en
planta”, hay definidos varios perfiles geológicos e hidrogeológicos en la bibliografía
consultada que define unos grandes bloques estructurales, con predominio de
formaciones de baja permeabilidad en cabecera y formaciones de funcionamiento
acuífero en las inmediaciones del PNTD y en la Cuenca Baja. En los perfiles de las
fiuguras 4 a 6 se presenta un “adelanto” de lo que aparentemente será un tema difícil de
abordar: la recarga artificial en los sectores de sierra de la Cuenca Alta. Se adjunta
además un bloque diagrama (figura 7).
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Figuras 4 a 6. Perfiles geológicos e hidrogeológicos de las inmediaciones del PNTD. Tomados de García,
1998.
Figura 7. Bloque diagrama de la llanura manchega
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5.6.- Calidad de las aguas de recarga artificial
En la legislación española no hay establecido todavía un estándar de calidad para
las aguas de recarga artificial de acuíferos, pero sí en otros países, donde se considera que
esta actuación es la más efectiva para conseguir la máxima efectividad en las operaciones
MAR.
Para circunstancias climáticas parecidas a las de la zona de estudio, se adjunta una
propuesta de estándar de calidad. Estos valores resultan indicativos de las
concentraciones en las principales sustancias que provocan la colmatación de los poros
del acuífero (en especial el carbono orgánico total y los sólidos en suspensión) o
amenazan los dispositivos (agresividad de las aguas, gases disueltos y temperatura). La
explicación de estos límites puede ser consultada en la fuente de origen de la información
(en Fdez. Escalante, 2005).
Tabla 1. Proposición de un estándar de calidad para las aguas de recarga artificial de acuíferos. Datos
basados en consultas bibliográficas y en experiencias obtenidas en campo, laboratorio y gabinete. Fuente:
Fdez. Escalante, 2005.
DETERMINACIONES
ESTÁNDAR DE CALIDAD
TSS 5-8 ppm
TSS < 10 ppm
TSD 101,8 ppm
TSD < 150 ppm
COT < 5,5 mg/l
COT < 10 mg/l
COD 1,8-2,8 mg/l
COD < 2 mg/l
OD 5,1-8,8-11 mg/l
OD < 8 mg/l
[CO2]= 0,5 – 0,9 mg/l
[CO2] < 0,50 mg/l
pH = 8
pH < 7,5-8
C = 191 µS/cm
C < 200 µS/cm
Tª agua = 5,9 ºC
Tª agua ≈ Tª suelo
Tª suelo = 6,1 ºC
Tª agua > Tª acuífero
Alcalinidad= 64 mg/l CO3Ca
Alcalinidad <200 mg/l CO3Ca
[NO3]= 2 mg/l
[NO3]< 10 mg/l
Sobresaturación SiO2 = 35 mg/l.
Sobresaturación ≈ 0
Sobresaturación Ca Mg (CO3)2= 37,86 mg/l.
Sobresaturación ≈ 0
Salinidad
H 2S ≈ 0
Evitar H2S
2
MFI: 25 - 30 s/l
MFI < 3-5 s/l2
Bacterias y virus no determinados
Bacterias y virus pendiente establecer límite
6.- PRESUPUESTOS
La información que proporcionará la viabilidad de recarga en el ámbito del Alto
Guadiana se está desarrollando como un punto específico dentro del proyecto I+D+i
financiado por el Grupo Tragsa. Esta información estará disponible a partir de Junio de
2007.
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