ANEJO 06_LAGUNAJE E HIDROLOGÍA
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ANEJO Proyecto de Ordenación y Revitalización de Usos del Cauce del Río Vinalopó, 1ª FASE LAGUNAJE E HIDROLOGÍA PROYECTO BÁSICO Y DE EJECUCIÓN Lagunaje e Hidrología del proyecto básico y de ejecución ORDENACIÓN Y REVITALIZACIÓN DE USOS DEL CAUCE DEL RÍO VINALOPÓ, 1ª FASE _________________________________ Grupo aranea Av. General Marvá, 7, 3ºA 03005 Alicante tlfn. 965921695 info@grupoaranea.net 1 ANEJO Proyecto de Ordenación y Revitalización de Usos del Cauce del Río Vinalopó, 1ª FASE LAGUNAJE E HIDROLOGÍA PROYECTO BÁSICO Y DE EJECUCIÓN DISEÑO SISTEMA DE MEJORA DEL AGUA EL VINALOPÓ: BALSAS DE MACROFITAS EN FLOTACIÓN DISEÑO SISTEMA DE MEJORA DEL AGUA EL VINALOPÓ: BALSAS DE MACROFITAS EN FLOTACIÓN 1_INTRODUCCIÓN El Río Vinalopó a su llegada a la ciudad de Elche presenta una importante carga de contaminantes durante gran parte del año, debido a su escaso caudal y a la elevada acumulación de vertidos que desde su origen en la sierra de Mariola va recibiendo. Este hecho hace que el caudal que discurre por el cauce presente un aspecto poco atractivo y genere olores que dificultan el uso y disfrute de este espacio como la zona de esparcimiento que es. Por esta razón se plantea, como primera actuación dentro del Proyecto de Ordenación y Revitalización de Usos del Cauce del Río Vinalopó, la mejora de la calidad del agua mediante la generación de un filtro vegetal. Esta nueva infraestructura verde, que emulará el funcionamiento natural de los ecosistemas de ribera, no sólo permitirá un mayor disfrute del parque gracias a la mejora de la calidad del agua del río, sino que se convertirá en un potente generador de biodiversidad, que atraerá entre otras, la ya relevante fauna ornítica presente en el municipio de Elche gracias a la existencia de humedales como el Pantano de Elche, el Hondo y las Salinas de Santa Pola. Otro de beneficios de esta actuación será la de potenciar el valor paisajístico propio de ribera, mediante la puesta en valor del bosque húmedo original de este ecosistema, convirtiéndose en un atractivo punto dentro del conjunto del parque. Y, por último, cabe destacar la valiosa herramienta educativa que supone la recuperación de este ecosistema de ribera, último testimonio del paisaje original dentro de la ciudad, previéndose en fases futuras del proyecto la creación de un aula de la naturaleza vinculada a este espacio. 2_PREMISAS DE DISEÑO 2.1 Caudales del Río Vinalopó a su paso por la ciudad de Elche Tras consultar a los organismos relacionados directa e indirectamente con la gestión del Rio Vinalopó (Confederación hidrográfica del Júcar, Aguas de Elche, Riegos de Levante y Ayuntamiento de Elche) comprobamos la inexistencia de datos precisos sobre los caudales que circulan por el río Vinalopó a su paso por la ciudad de Elche. Los cálculos realizados en este proyecto se basan en los datos de campo recogidos, así como en los encontrados en el PATRICOVA. Qmed 100-300l/s* Q(500AÑOS) 600m3/s** *Fuente: Observación directa **Fuente: PATRICOVA Grupo aranea Av. General Marvá, 7, 3ºA 03005 Alicante tlfn. 965921695 info@grupoaranea.net 2 ANEJO Proyecto de Ordenación y Revitalización de Usos del Cauce del Río Vinalopó, 1ª FASE LAGUNAJE E HIDROLOGÍA PROYECTO BÁSICO Y DE EJECUCIÓN 2.2 Calidad del agua del Río Vinalopó a su llegada a la ciudad de Elche Los datos con los que se ha desarrollado este proyecto han sido facilitados por el Ayuntamiento de Elche y complementados con nuevos análisis encargados a la empresa Aguas de Elche. A continuación se exponen los resultados: pH U Condt. NH4 SS µS/cm mg/l mg/l DQO mgO2/l Enero 7,99 15.900 137 Febrero 8,45 15.970 68 Marzo 8,64 16.500 2,2 49 Abril 7,92 16.620 76 Mayo 7,96 17.510 165 Junio 8,05 20.700 0,6 1.113 16 Julio 7,81 19.900 80 Agosto 8,10 21.500 DBO5 Dterg. AAGG PT mgO2/l mg/l mg/l 102 Octubre 8,14 16.070 65 Noviembre 8,17 18.440 63 Diciembre 8,14 16.500 1,1 84 T mg/l mg/l ºC CF EF Salm. UFC/100m l UFC/100m l UFC/100ml 200 900 4 120 500 0 4E+03 2E+03 40 4E+02 11E+02 32 16,2 9,2 12,0 10,3 56 30 1,2 <4 0,3 12,1 14,2 17,0 13,4 10,3 17,1 2 2,1 <4 1,2 17 Septiembre 8,10 11.000 0,6 O2 31 < 40 2,2 <4 0,9 6,2 19,3 4,1 22,6 3,1 22,0 3,1 21,3 6,1 17,1 7,7 41 < 40 1,07 4 0,26 7,5 14,8 12 Control de calidad en el año 2009 de las aguas del Río Vinalopó a la salida del pantano del Elche. Fuente: Ayuntamiento de Elche. Ph Temperatura del agua Conductividad, CE (mS/cm) DQO (mg/l) DBO (mg/l) Tiempo de rentención mínimo Entre 5-9 5-30º 0-5 < 60.000 < 30.000 2 días Analítica correspondiente al 9 de marzo del 2010, realizada por la empresa Aguas de Elche. 3_ELECCIÓN DEL SISTEMA DE DEPURACIÓN NATURAL Dada la naturaleza del flujo a tratar, en el que tanto los caudales, como el resto de los parámetros de diseño son muy variables y difíciles de fijar, se ha proyectado un sistema que permita asumir esos cambios sin que repercuta sustancialmente en la eficiencia del sistema. Para ello se han fijado 3 rangos de caudal de funcionamiento en los que se irán sumando la acción de 3 filtros verdes: Caudal (l/s) Activación del filtro verde Q≤400 FILTRO VEGETAL 1: Filtro de Macrofitas en Flotación 400<Q≤1.400 AlLIVIADERO 1:Filtro Tarayal 1.400<Q AlLIVIADERO 2:Filtro Chopera Grupo aranea Av. General Marvá, 7, 3ºA 03005 Alicante tlfn. 965921695 info@grupoaranea.net 3 ANEJO Proyecto de Ordenación y Revitalización de Usos del Cauce del Río Vinalopó, 1ª FASE LAGUNAJE E HIDROLOGÍA PROYECTO BÁSICO Y DE EJECUCIÓN 4_COMPONENTES DEL FILTRO VEGETAL El sistema de filtrado natural del agua se compone de los siguientes elementos: a- FILTRO VEGETAL 1: Conjunto de Balsas de Macrofitas en Flotación:1 balsa DCD-FMF +5 balsas FMF (Filtro de Macrofitas en Flotación) Caudal de funcionamiento Q ≤ 400l/s Este primer filtro, formado por 6 basas de macrofitas en flotación, es el que funciona con el caudal habitual del río. b- ALIVIADERO 1 o FILTRO VEGETAL 2: Zona inundable de tarayal Caudal de funcionamiento Q >400l/s Este segundo filtro vegetal entra en funcionamiento cuando el caudal que trae el río supera los 400l/s. En este caso, los tamarindos son los que ejercen su acción depuradora del agua, sumándose a la que realizan las macrofitas. La instalación se diseña para que trabaje de manera óptima con un caudal menor o igual a 200l/s. Con este caudal conseguimos una permanencia del agua dentro de las lagunas de 2 días, tiempo necesario para que las plantas macrofitas realicen su labor depuradora. Si el tiempo de retención disminuye, también disminuirá la capacidad depuradora el sistema. A partir de 400 l/s, el caudal es derivado a los aliviaderos laterales, por considerar que el tiempo de retención ya es demasiado corto como para obtener el efecto depurador deseado y para evitar, a su vez, una velocidad del agua excesiva dentro de las balsas que con el tiempo pudieran dañar la instalación. Tenemos en cuenta que los contaminantes del agua a partir de 400 l/s vienen bastante más diluidos, siendo suficiente el filtrado que se ejercerá en este caso en el aliviadero 1 con los tamarindos. Este bosque realiza un efecto tamiz gracias, principalmente, a la retención de los sólidos en suspensión arrastrados por el agua. c- ALIVIADERO 2 o FILTRO VEGETAL 3: Zona inundable de chopos Caudal de funcionamiento Q >1400l/s El tercer filtro vegetal entra en funcionamiento cuando el caudal del río sobrepasa los 1400l/s. En este caso, son árboles de gran porte los que hacen de filtro vegetal ante las avenidas del río. Grupo aranea Av. General Marvá, 7, 3ºA 03005 Alicante tlfn. 965921695 info@grupoaranea.net 4 ANEJO Proyecto de Ordenación y Revitalización de Usos del Cauce del Río Vinalopó, 1ª FASE LAGUNAJE E HIDROLOGÍA PROYECTO BÁSICO Y DE EJECUCIÓN 5_FILTRO DE MACROFITAS SISTEMA ELEGIDO: Filtro de Macrofitas en Flotación (FMF). Este sistema presenta las ventajas de los sistemas de humedales de flujo superficial (FWS) y de los sistemas acuáticos, además de que reduce sus inconvenientes. Su estructura y tipo de flujo es similar al de los humedales FWS, en cuanto a que se trata de canales debidamente aislados con flujo superficial. El rasgo diferencial más notable es el que se refiere al manejo de la vegetación emergente como vegetación flotante. Helófitos como las eneas, que en la naturaleza están arraigadas en el suelo sumergido de humedal; e higrófitos como los juncos, especies de suelo permanentemente húmedos, se hacen crecer como plantas flotantes, a fin de que el sistema radicular y los órganos sumergidos de reserva (rizomas) se entrelacen formando un tapiz filtrante que esté permanentemente bañado por el agua residual. La depuración del agua se logra mediante mecanismos similares a los del sistema FWS, pero mejorando los procesos en que interviene la vegetación. -Airear el sistema radicular y facilitar oxígeno a los microorganismos que viven en la rizosfera. -Absorción de nutrientes (N y P) -Eliminación de contaminantes asimilándolos directamente en sus tejidos -Filtración de los sólidos a través del entramado que forma su sistema radicular. Ventajas del sistema: -Mayor economía en la construcción, ya que no lleva ningún tipo de relleno. -Mayor economía en la implantación ya que se puede hacer sobre el propio canal o balsa sin necesidad de vaciarle. -Mejor funcionamiento por no existir resistencia al paso del agua por colmatación del lecho. -Mayor economía en el mantenimiento, ya que no existe colmatación y por lo tanto no es necesario la retirada periódica del lecho de grava junto con las raíces y rizomas, causantes de la colmatación. -Mayor capacidad de depuración por estar todo el sistema radicular bañado por el agua. -Facilidad de cosechar la totalidad de la biomasa formada (incluida raíces y rizonas) en los casos en que se quiera eliminar elementos minerales fijados por las plantas o aprovechar la biomasa. -Los lodos se autodigieren en el fondo del canal, por lo que no es necesaria su retirada periódica. Funcionamiento: Una vez el filtro comienza a funcionar, el oxígeno es bombeado directamente del aire a través de sus hojas hasta el sistema radicular gracias a la fisiología de tipo alveolar de la estructura orgánica de todo su conjunto. Actúan como membranas que inyectan el O2 directamente a la raíz por diferencia de presión isostática de oxígeno entre las diferentes partes de la planta (hojas, raíces y rizomas) y su medio exterior. El oxígeno provoca que se cree una abundante flora micro-bacteriana aeróbica, cuyos organismos respiran gracias al oxígeno que le suministran las plantas, y a su vez degradan la materia orgánica rompiendo sus moléculas y pasando el carbono de éstas a dióxido de carbono CO2, mediante esta sencilla ecuación: C + Microorganismos + O2 = CO2 Elimina así prácticamente toda la materia orgánica digiriéndola y sin provocar olores ni fangos en el fondo de los canales. Minerales y hasta metales pesados son fijados por las plantas en algunas partes de sus estructuras, y componentes como los nitratos y fósforos son absorbidos directamente siendo el verdadero abono de estas plantas Grupo aranea Av. General Marvá, 7, 3ºA 03005 Alicante tlfn. 965921695 info@grupoaranea.net 5 ANEJO Proyecto de Ordenación y Revitalización de Usos del Cauce del Río Vinalopó, 1ª FASE LAGUNAJE E HIDROLOGÍA PROYECTO BÁSICO Y DE EJECUCIÓN para su crecimiento y desarrollo, ya que las macrofitas emergentes poseen gran demanda de nutrientes y gran producción vegetal asociada. Otro aspecto muy importante del sistema FMF es el hecho de reducir drásticamente el número de microorganismos patógenos debido a la presencia de depredadores de éstos (protozoos y bacteriófagos) en la rizosfera de las plantas. Este factor es de gran relevancia en nuestro proyecto ya que el cauce del Río Vinalopó se va a convertir en un parque urbano con una relación muy estrecha de los usuarios con el agua. Por otra parte también se consigue la eliminación de los coloides del agua al verse atraídos por las raíces a causa de la diferencia de cargas eléctricas. De esta forma, se evita que se dé el efecto espejo que hace que no pase la luz al interior del agua y que se degrade la vida de los fondos de estanques y lagos. 6_DISEÑO DEL SISTEMA 1_Adecuación de los niveles del terreno para la reconducción del agua hacia el canal de entrada. 2_Construcción del canal de recogida y pretratamiento. 3_Adecuación de los aliviaderos. 4_Balsas de macrofitas en flotación. 6.1_ CANAL DE PRETRATAMIENTO Se construye un canal de hormigón armado de sección trapezoidal de 15 m de longitud que recogerá el agua del cauce y la conducirá a la primera balsa de macrofitas. Este canal además se encargará de distribuir el agua hacia los aliviaderos cuando el caudal alcance los valores de diseño. Para ello, se han tratado cada pared del canal de manera diferenciada, de manera que cuando el caudal sobrepasa los 400l/s, la línea de agua alcanza la altura del rebosadero que vierte hacia el primer aliviadero (tarayal), el único en funcionamiento hasta que el caudal alcanza los 1400l/, momento en que la línea de agua alcanza la altura del segundo rebosadero que vierte el agua al aliviadero 2 (chopera). A la llegada del canal a la primera balsa se coloca una compuerta que permitirá controlar la entrada de agua hacia las balsas. 6.2_ ALIVIADEROS Los aliviaderos se han diseñado para su funcionamiento como filtros cuando el caudal alcanza valores que imposibilitan el funcionamiento óptimo de las balsas de macrofitas. Su capacidad se ha calculado de manera que en un rango de caudal razonable, ni los caminos existentes en este espacio se inunden, ni el agua rebose hacia las balsas de macrofitas. Se han desarrollado los cálculos hidráulicos pertinentes teniendo en cuenta las zonas de estrechamiento y obstaculización de estos aliviaderos. Tal como se puede ver en el plano correspondiente se han planteado dos tipos de tratamientos para estos puntos críticos: 1_Estrechamientos por la orografía del cauce: Tratamiento superficial del terreno mediante acabado de hormigón para evitar el arrastre de material por el incremento de velocidad del agua. Grupo aranea Av. General Marvá, 7, 3ºA 03005 Alicante tlfn. 965921695 info@grupoaranea.net 6 ANEJO Proyecto de Ordenación y Revitalización de Usos del Cauce del Río Vinalopó, 1ª FASE LAGUNAJE E HIDROLOGÍA PROYECTO BÁSICO Y DE EJECUCIÓN 2_Obstaculización por aparición de camino elevado: Canalización del agua mediante la colocación de tuberías de diferente diámetro bajo los caminos. A partir de la capacidad de evacuación de estos puntos críticos, se ha calculado la altura de los caminos en el resto del aliviadero. 6.3_ BALSAS DE MACROFITAS EN FLOTACIÓN 6.3.1 Elección del macrofito Una vez elegido el sistema de depuración por macrofitas, se ha procedido a la selección de las especies vegetales. Para ello se ha tenido en cuenta: -Adaptabilidad a las condiciones locales. Para ello es de gran importancia buscar especies que se den de manera natural o se hayan dado en algún momento en la zona o en ecosistemas cercanos de condiciones similares. -Capacidad de transportar oxígeno desde las hojas hasta la raíz -Tolerancia a concentraciones elevadas de contaminantes y su capacidad asimiladora de los mismos: en nuestro caso el factor limitante ha sido la elevada concentración salina existente en el agua que dificulta el desarrollo de la mayor parte de las especies acuáticas. -Su resistencia a insectos y enfermedades y su facilidad de manejo. Teniendo en cuenta estos requisitos, se ha seleccionado Typha dominguensis como principal especie. Se trata de una planta que se ha encontrado en lugares cercanos según fuentes bibliográficas y se desarrolla bien en aguas con carga salina similar a la nuestra. Por otro lado, se ha demostrado su enorme eficacia depuradora y su resistencia a plagas y enfermedades. Las balsas de macrofitas van a estar vegetadas por Typha dominguensis en flotación y cada una de ellas va a estar coronada por un perímetro inundable en el que se desarrollarán especies marginales de altura considerable, que actuarán como límite de la zona acuática. 6.3.2 Sistema de balsas Se ha diseñado un conjunto de 6 balsas que para un caudal de 200l/s se conseguirá una retención del agua de 2 días. Teniendo en cuenta que estamos tratando un río y no un agua residual, este tiempo de retención se considera suficiente para mejorar de forma sustancial la calidad del agua. Cuando el caudal sea inferior a 200l/s, la concentración e contaminantes aumentará, pero también lo hará el tiempo de retención y por lo tanto, la acción depuradora del sistema. Para incrementar la eficiencia del sistema, se crea una primera balsa de mayor profundidad (3.5m) que realizará la función de Decantador-Digestor-Clarificador. Las siguientes balsas tendrán una profundidad de 2 m. 6.3.3 “Pieza plana ESE” (estructura soporte ensambladora) La base elemental del sistema FMF es convertir en Flotantes a plantas macrofitas del tipo emergente que habitualmente enraízan en los suelos encharcados de humedales. Las macrofitas son plantas que tienen menor densidad que el agua (0,6-0,7), por lo que consiguen flotar sin dificultad pero en un principio, el mayor problema ya resuelto, era asegurar la estabilidad del plantón en flotación hasta que este alcanzaba el desarrollo necesario para Grupo aranea Av. General Marvá, 7, 3ºA 03005 Alicante tlfn. 965921695 info@grupoaranea.net 7 ANEJO Proyecto de Ordenación y Revitalización de Usos del Cauce del Río Vinalopó, 1ª FASE LAGUNAJE E HIDROLOGÍA PROYECTO BÁSICO Y DE EJECUCIÓN que los sistemas radiculares de todas las macrofitas se entrelacen entre sí formando una autentica isla flotante, momento en el cual el filtro funciona de manera óptima. Para estabilizar la planta se utiliza la siguiente pieza: Soporte para sujetar cultivos de especies vegetales en flotación, configurado para ser sustentado por al menos dos elementos de sustentación independientes (10). El soporte comprende una estructura plana reticulada (1) que dispone de al menos un alojamiento (2-3) configurado para albergar una semilla, planta, parte de planta o rizoma, y/o combinaciones de las mismas y de al menos dos elementos de anclaje (5-6) a los elementos de sustentación independientes (10) configurados para compensar los momentos y fuerzas generados por la porción de planta que sobresale del nivel del agua con respecto al punto de intersección de dicha porción con el plano definido por la estructura (1), hasta un estado de crecimiento que la planta subsiste y se reproduce por si sola al proliferar las raíces y/o rizomas de las mismas y para transmitir dichos momentos y fuerzas a los elementos de sustentación independientes (10). Esta pieza asegura por un lado la total flotabilidad de las plantas jóvenes y su perfecto crecimiento, y por otro lado facilita enormemente la labor de plantación sobre el agua, por la sencillez de anclaje de la planta en la pieza y de la pieza en sus soportes. Las 4 sujeciones especializadas (11) son la base de la verdadera estructura que nos va a crear un mallaje interactuando con los elementos independientes (10-tubos de PE). Elche, Junio de 2010 en representación de TERRITORIO ARANEA SLP, sociedad colegiada nº 09906 en el COACV-CTAA LOS ARQUITECTOS Fdo.: Francisco Leiva Ivorra Fdo.: Antoni Baille Jiménez Fdo.: Prócoro del Real Baeza LA INGENIERA AGRÓNOMA PAISAJISTA Fdo: Marta García Chico Grupo aranea Av. General Marvá, 7, 3ºA 03005 Alicante tlfn. 965921695 info@grupoaranea.net 8
