La reutilización de aguas regeneradas en España: ejemplos de aplicación en el marco del proyecto CONSOLIDER-TRAGUA

La reutilización de aguas depuradas en España se realiza desde hace décadas, siendo uno de los países en los que esta práctica está más extendida. Sin embargo, no se llega a reutilizar más del 5% del total de las aguas residuales recogidas, aunque en algunos casos, como en Canarias, el agua depurada ha llegado a suponer un 20% del agua consumida. En este artículo se presentan tres ejemplos de reutilización de aguas depuradas con una importante incidencia en los aspectos ambientales y asociados a condiciones hídricas diversas. Los estudios se están llevando a cabo dentro del Proyecto CONSOLIDER-TRAGUA cuyo objetivo es abordar de manera integrada los aspectos implicados en la reutilización de aguas residuales procedentes de las estaciones depuradoras de aguas residuales urbanas. Las zonas seleccionadas para los estudios de campo se sitúan en Andalucía donde el agua regenerada se aplica a filtros verdes y riego de cultivos para la obtención de biodiesel; Canarias para riego de campos de Golf y Cataluña donde el agua es inyectada para generar una barrera hidráulica contra la intrusión marina del acuífero. En los tres casos estudiados se incide en los aspectos suelo-agua-planta y sus impactos en el medio.Peer ReviewedPostprint (published version

Problemáticas, oportunidades y desafíos de la Agricultura Deltaica Periurbana en el contexto del Cambio Climático

La agricultura es considerada una actividad vulnerable al cambio climático debido a su dependencia a los recursos naturales. Adicionalmente, la agricultura que se desarrolla en zonas periurbanas y deltaicas presenta importantes desafíos para la gestión de sus recursos hídricos, a causa de las problemáticas ambientales que surgen en estos contextos y que podrían agravarse con la subida del nivel del mar. A partir de un estudio de caso, el Parque Agrario del Baix Llobregat, esta investigación analiza los principales riesgos y oportunidades de la Agricultura Deltaica Periurbana frente al Cambio Climático relacionado con la subida del nivel del mar.L'agricultura és considerada una activitat vulnerable al canvi climàtic a causa de la seva dependència dels recursos naturals. Addicionalment, l'agricultura que es desenvolupa en zones periurbanes i deltaiques presenta importants desafiaments par a la gestió hídrica per raó de las problemàtiques ambientals que sorgeixen d'aquests contextos, les quals podrien engrevir-se amb la pujada del nivell del mar. A partir d'un estudi de cas, el Parc Agrari del Baix Llobregat, aquesta investigació analitza els riscos i oportunitats principals l'agricultura deltaica periurbana front al canvi climàtic relacionats amb la pujada del nivell del mar

Salinización de las aguas subterráneas en los acuíferos costeros mediterráneos e insulares españoles

A la portada: CETAQUA, Centro Tecnológico del AguaEste informe tiene por objetivo una recopilación ordenada y clasificada de la documentación e información que se ha podido obtener sobre la salinización de los acuíferos costeros enfocada a las áreas costeras mediterráneas españolas de la Península Ibérica y los archipiélagos de Baleares y Canarias. No se trata de una recopilación ni exhaustiva ni detallada, sino la que permite evaluar los principales problemas bajo sus distintos aspectos: hidrológicos, hidrogeológicos, económicos, administrativo–legales, sociales, ambientales y éticos, dentro de las limitaciones de tiempo y de recursos económicos.Primera edició

Seawater injection barrier recharge with advanced reclaimed water at Llobregat delta aquifer (Spain)

The main aquifer of the Llobregat delta (Barcelona, Spain) has been affected by seawater intrusion since the 1960s. The Catalan Water Agency (ACA) has sponsored the construction of a positive hydraulic barrier in order to stop the progress of seawater intrusion advance due to the intensive aquifer development. The hydraulic barrier consists of 15 wells into which highly treated reclaimed water from the waste water treatment plant of the Baix Llobregat is injected. Water is subjected, prior to the distribution to the injection wells, to secondary and tertiary treatments, and later to ultrafiltration, UV disinfection without chlorination, and salinity reduction through reverse osmosis. A preliminary pilot phase of the project was started in late 2007, with highly positive results, and the second phase started in mid 2010. Hydrogeological and hydrochemical monitoring data indicate an efficient performance and aquifer improvement. The evaluation of such efficiency and operational costs has been analyzed and discussed.Postprint (author’s final draft

Viabilidad Económica del uso de agua del Sistema de Regeneración y Reutilización Agua para el riego agrícola en el Parc Agrari del Baix Llobregat

[ANGLÈS] The Metropolitan Area of Barcelona oversees the wastewater treatment and distribution, water and reclaimed water. There are a total of 7 treatment plants (WWTP) to process all the wastewater in the region under European standards of effluent quality. Three of them have a water reclamation plants (WRP). The largest is the Depurbaix WRP with an installed capacity of 100 hm3/year of reclaimed water for multiple uses and is an essential component for managing the water cycle within the Barcelona metropolitan. The main objective is to evaluate the technical and economic feasibility of the regeneration system and reuse of urban wastewater for use in Baix Llobregat Agricultural irrigation Parc Agrari, taking into account regulatory, economic, social, technological and environmental construction and operation of the system. Identify the private costs of operating and maintaining the Depurbaix WRP. It discusses the environmental externalities and through indirect economic evaluation tools are valued at as much as possible. Economic evaluation is done through Cost-benefit analysis from the social point of view, integrating the private costs and externalities, in order to maximize the total profit. The main outcome study show that the minimum selling price of reclaimed water needed to recover all the cost of producing 50 hm3/year of reclaimed water, is 0.1897 €/m3. This value allows the investment to be profitable according to the criteria of Net Present Value (NPV), assuming that is charged to all users of reclaimed water. However, considering that farmers in the PARC Agrari are not willing to pay a higher value of paying right now for the fee adjustment, calculate a new minimum price, so that 11.8 hm3 for irrigation agriculture remains the price of 0.00179 €/m3 and the remainder will be applied a fee of 0.2693 €/m3. The total benefits, including private and positive externalities, is 21.05 M€ per year. The costs, including private and negative externalities are of 9.89 M€ per year. This represents a total annual profit of 11.15 M€.[CASTELLÀ] El AMB supervisa el tratamiento de aguas residuales y la distribución, de agua potable y agua regenerada. Cuenta con un total de 7 plantas de tratamiento (EDAR) para el procesamiento de todas las aguas residuales en la región en virtud de las normas europeas de calidad del efluente. Tres de ellas cuentan con una Estación de Regeneración de Agua (ERA). La más grande es la de El Prat de Llobregat (SRRAR Depurbaix), con una capacidad instalada de 100 hm3/año de agua regenerada para usos múltiples y que representa un componente esencial de la gestión del ciclo del agua dentro de los límites metropolitanos de Barcelona. El objetivo principal del trabajo es evaluar la factibilidad técnico-económica del sistema de regeneración y reutilización de agua residual urbana del Baix Llobregat para utilizarla en el riego agrícola del Parc Agrari, tomando en cuenta aspectos regulatorios, económicos, sociales, tecnológicos y ambientales de la construcción y explotación de dicho sistema. Se identifican los costes privados de explotación y mantenimiento del SRRAR Depurbaix. Se analizan las externalidades ambientales y mediante herramientas de evaluación económica indirectas se valoran en la medida de lo posible. La evaluación económica se realiza a través de un análisis Coste-Beneficio desde el punto de vista social, donde se integran los costes privados y externalidades, con el fin de maximizar el beneficio total. El estudio arrojan como principal resultado que el precio mínimo de venta del agua regenerada, necesario para recuperar todos los coste de producir 50 hm3/año de agua regenerada, es de 0,1897 €/m3. Este valor permite que la inversión realizada sea rentable según los criterios del valor actual neto (VAN), suponiendo que se cobra a todos los usuarios del agua regenerada. Sin embargo, considerando que los agricultores del Parc Agrari no están dispuestos a pagar un valor mayor del que pagan en estos momentos por el canon de regulación, se calcula un nuevo precio mínimo, de tal manera que 11,8 hm3 destinados al riego agrícola mantiene el precio de 0,00179€/m3 y el resto se le debe aplicar una tarifa de 0,2693 €/m3. Los beneficios totales, incluyendo los privados y las externalidades positivas, es de 21,05 M€ anuales. Los costes, incluyendo los privados y las externalidades negativas, son de 9,89 M€ anuales. Lo que representa un beneficio total anual de 11,15 M€

EGASE

Text en castellà; resum en castellà i anglèsInforme realitzat en el marc del projecte europeu “Governance tool for sustainable water resources allocation in theMediterranean through stakeholder’s collaboration” (Proyecto GOTHAM), finançat pel programa PRIMA de la Unió Europea amb el número 1922Descripció del recurs: 16 març 2023Tanto la gestión como la gobernanza del agua subterránea tienen especificidades en relación con sus características dinámicas (lenta tasa de renovación, en general), físico-químicas (evapoconcentración, procesos en el suelo y alteración de la roca) y de dispersión y degradación de posibles contaminantes. Al ser parte del único ciclo hidrológico, estas especificidades hacen que el comportamiento de las aguas subterráneas sea diferente del general de las aguas superficiales, pero con las que tienen múltiples interconexiones y existe tanto competencia como complementariedad. Estas diferencias también se encuentran en los aspectos económicos, sociales, normativos, administrativos, e incluso en relación con la ética/moral. Sin embargo, esas diferencias no siempre son tenidas en cuenta ni están en la mente de muchos gestores y tomadores de decisiones en cuanto a los recursos de agua, lo que muchas veces lleva a deficiente gestión y gobernanza. Se presenta una metodología para evaluar cuantitativamente el grado de buena gestión y gobernanza del agua subterránea basado en cuantificar un conjunto de temas, clasificados en aspectos y categorías, en cuanto a conocimiento, administración y socioeconomía. Esto permite comparar diferentes casos reales —en este caso nueve áreas piloto— que representan distintas situaciones españolas características, a distintas escalas y en ámbitos diferentes. La discusión hace referencia principalmente a acuíferos y sistemas acuíferos, con consideración de las correspondientes masas de agua subterránea (MASb) y su estado cuantitativo y químico. Como cualquier otra metodología de valoración, no es posible resumir en una cifra o en unas pocas cifras las grandes variaciones que se encuentran en la compleja realidad, de modo que las comparaciones se han de tomar con precaución y como una orientación, con posibles casos que se desvíen notablemente, en especial en función del tiempo medio de residencia del agua en el acuífero. Si bien no es posible encontrar correlaciones claras entre la valoración de la gestión y la gobernanza con el estado de las MASb, se ponen de relieve aspectos para lograr una mejora de la gestión y gobernanza del agua subterránea, bien sea dentro de la normativa vigente o con posibles modificaciones para adaptarlas más a los fines últimos de respeto al derecho humano al agua y servicio a la sociedad, respetando los principios éticos y morales.Groundwater management and governance have specific properties relative to its dynamics (long renewaltime, in general), physico-chemical behaviour (evapoconcentration, processes in the soil and rock alteration), and dispersion and degradation of possible contaminants. Being groundwater part of the only hydrologic cycle, the specific properties lead to a groundwater behaviour different from that of surface water general, although there are many interconnections between them, as well as competence and at the same time complementarity. These differences also appear in the other aspects relative to economy, society, norms, administration and even in relation with water ethics and moral. However, these differences are not always taken into account nor they are in the mind of many managers and decision makers in what refers to water. This often leads to a deficient management and governance. Here, a methodology is presented to evaluate quantitatively the sound groundwater management and governance, giving a score to a set of themes, classified in aspects and categories, relative to knowledge, administration and socio-economics. This allows comparing different case studies – in this case nine pilot areas – representing different Spanish specific cases and corresponding to different scales and diverse environments. The discussion refers mainly to aquifers and aquifer systems, taking into account the corresponding groundwater bodies and their quantitative and chemical status. As in any other evaluation methodology, it is not possible to condense in one or a few numerical figures the complex reality. Consequently, comparisons have to be considered cautiously and as a broad guide, with possible cases that deviate conspicuously, especially in which regards to groundwater average renewal time. It is not possible to find a clear correlation between groundwater management and governance evaluation, with groundwater body’s status. However, aspects to improve groundwater management and governance show up, both inside the norms in force and as possible changes in them a for a better adaptation to the ultimate goals of honouring the human right to water and the societal service, and ethical and moral principles as well

Uso de técnicas geofísicas en la planificación y gestión de recursos hídricos subterráneos. Aplicación en acuíferos mediterráneos = Using geophysical techniques in planning and management of groundwater resources. Application in Mediterranean aquifers

[spa] La presente tesis tiene como objetivos el desarrollo, aplicación, calibración y validación del uso de información geofísica para la gestión, la caracterización y el estudio de la vulnerabilidad a la contaminación de los recursos hídricos subterráneos, planteando la eficiente integración de toda la información disponible. El proyecto de tesis ha desarrollado nuevas metodologías de aplicación de diferentes técnicas no destructivas (geofísicas) y ha validado la interpretación de los resultados obtenidos como apoyo para delimitar las zonas más favorables para la explotación de los recursos hídricos subterráneos, así como para evaluar la vulnerabilidad a la contaminación de los acuíferos, facilitando la protección y el control de las zonas más sensibles. Las principales fortalezas de las metodologías desarrolladas son su rapidez, resolución y la favorable relación coste/beneficio. Para ello se ha planteado el uso combinado de técnicas geofísicas ampliamente difundidas y contrastadas, como son la tomografía de resistividad eléctrica (ERT), los sondeos eléctricos verticales (SEV) y la gravimetría, con los generalmente más invasivos y costosos, pero siempre necesarios, métodos de caracterización directa clásicos (sondeos y piezómetros de investigación, ensayos de bombeo e infiltración y ensayos de laboratorio). Para validar las metodologías, éstas se han aplicado a distintos tipos de acuíferos, con diferentes problemáticas a tratar y distintas escalas y estrategias de trabajo. Los casos de aplicación se han seleccionado porque ocupan y preocupan en la actualidad a los gestores locales de aguas subterráneas. El primer caso de aplicación estudiado es la Cuenca de Valls. El comportamiento de las aguas subterráneas en esta zona se puede asimilar al de un sistema acuífero multicapa. En la cuenca de Valls se ha realizado un estudio cuantitativo y cualitativo de las aguas subterráneas en una zona declarada vulnerable a la contaminación de las aguas subterráneas, con una escala de trabajo regional (quilométrica), a partir de la reinterpretación de información ya existente. El tratamiento específico efectuado a datos de sondeos eléctricos verticales y su reinterpretación, apoyada en los datos de pozos disponibles, ha permitido también caracterizar a escala regional las características hidráulicas del sistema acuífero y la vulnerabilidad a la contaminación del mismo a través de la zona no saturada. Los métodos geofísicos han mostrado su utilidad en esta aplicación, proporcionado información muy valiosa de forma no destructiva, es decir sin necesidad de realizar nuevas perforaciones en el terreno que podrían actuar como vías preferentes para el paso de contaminantes hacia el acuífero. En el segundo y tercer caso de aplicación, Cubeta d’Abrera y Vall Baixa del Llobregat, el estudio también ha sido cuantitativo y cualitativo pero en este caso el comportamiento de las aguas subterráneas estudiadas se puede asimilar al de un acuífero libre. En estas zonas, el estudio se ha realizado a una escala intermedia (centenares de metros en el meandro de Ca n’Albareda) y local (métrica para las balsas de recarga artificial). En la Cubeta de Abrera y la Vall Baixa el trabajo se ha centrado en recopilar información preexistente (ya que se trata de una de las zonas más estudiadas de Europa) y en adquirir nueva información con un nivel de detalle inédito en la zona (caso de información geofísica). El uso combinado de la información proporcionada por fuentes diversas, como la cartografía hidrogeológica de la zona, la estructura del subsuelo definida por sondeos mecánicos, los resultados de los ensayos granulométricos de las muestras del sondeo más próximo, de campañas de prospección electromagnética y la interpretación de perfiles geoeléctricos realizados específicamente para este estudio, ha permitido establecer una metodología combinada para la mejor caracterización del medio acuífero implicado en la recarga artificial. La tomografía de resistividad eléctrica (ERT) en particular se ha mostrado como un método no destructivo, de bajo coste y elevada resolución, flexible y adaptable a distintas escalas de trabajo y tipos de adquisición que interfiere poco en el funcionamiento de las balsas de recarga artificial y permite caracterizar de un modo eficiente heterogeneidades hidrogeológicas del subsuelo y monitorizar procesos de infiltración y de colmatación en balsas de recarga artificial.[eng] The goal of the present PhD thesis has been the development, application, calibration and validation of the use of geophysical information for management, characterization and study of vulnerability to contamination of groundwater resources in an efficient manner. During the thesis project we have developed new methodologies for applying different nondestructive techniques (geophysics) to validate the interpretation of the results as a support tool for the evaluation of the most favorable areas for groundwater collection, as well as assessing vulnerability to contamination of aquifers, facilitating the protection and control of the most vulnerable areas to be polluted. The main strengths of the methodologies developed here are the speed of application, their resolution and effective cost / benefit ratio. To achieve our aim we combine the use of widespread and reliable geophysical techniques, such as electrical resistivity tomography (ERT), vertical electrical soundings (VES) and gravimetry, with generally more invasive and expensive, but always necessary, hydrogeological classical methods like research piezometers, pumping and infiltration tests and laboratory assays. The methodologies have been applied to different types of aquifers, with different problems to deal with, at different scales and with different approaches. The case studies have been chosen because they concern local managers of groundwater resources. The first case study is an aquifer system located in the Valls Basin. We realize that groundwater behavior could be associated to a multilayer aquifer system and, therefore, we have carried out a regional scale quantitative and qualitative study of the aquifer system from the reinterpretation of existing information in a groundwater system partially declared vulnerable to the surface pollution due to nitrates. In the second and third case studies, Cubeta d'Abrera and Llobregat artificial recharge ponds respectively, the study has also been quantitative and qualitative but in these cases the behavior of the groundwater can be associated to an unconfined aquifer. In this part, work has focused on gathering background information (as it is one of the most studied areas of Europe) and on acquiring and processing new geophysics data with an unprecedented level of detail in this area. The use of complementary direct and indirect methods such as boreholes, grain-size analysis, infiltration tests and electromagnetic and geoelectrical surveys has allowed to improve the diagnosis of the saturated and non-saturated zone for better characterization of the geological environment involved in the managed recharge system. In particular, the ERT technique, a low cost and a high resolution tool has shown to be flexible and adaptable for surveying at different scales and arrays without disturbing the recharge process and also has demonstrated the usefulness of geophysical imaging to unveil hydrogeological heterogeneities and monitoring infiltration and clogging processes in surface Managed Aquifer Recharge systems

Temas actuales de la hidrología subterránea 2013

Los libros Agua subterránea recurso estratégico y Temas actuales sobre la Hidrología subterránea 2013 contienen, a modo de capítulos, las contribuciones evaluadas y presentadas al VIII Congreso Argentino de Hidrogeología y VI Seminario Hispano-Latinoamericano sobre Temas actuales de la Hidrología Subterránea, llevado a cabo en la ciudad de La Plata entre los días 17 y 20 de septiembre de 2013, organizado por el Grupo Argentino de la Asociación Internacional de Hidrogeólogos (AIH-GA) y la Universidad Nacional de La Plata.Universidad Nacional de La Plat

La recarga profunda de agua en las masas 003-010 y 003-011 del acuífero detrítico terciario de la fosa del Tajo (Madrid)

Tesis doctoral inédita leída en la Universidad Autónoma de Madrid. Facultad de Ciencias, Departamento de Geología y Geoquímica. Fecha de lectura: 17-12-201