Contribución de las técnicas hidroquímicas, isotópicas e hidrodinámicas a la caracterización de acuíferos carbonatados y su relación con la red de flujo superficial. Aplicación al acuífero de Alcadozo (cuenca del Segura)

[SPA] El incremento de las demandas de agua en regiones áridas y semiáridas y los escenarios de cambio climático que proyectan un paulatino descenso pluviométrico en nuestra latitud, aumentan el interés en estudiar adecuadamente todos los acuíferos existentes en una zona, incluso aquellos poco explotados y conocidos, y a evaluar los recursos que pueden aportar al conjunto del sistema hídrico. En este contexto, esta tesis doctoral ha tenido como objetivo general demostrar que el uso de múltiples técnicas de caracterización e investigación hidrogeológica a distintas escalas espaciales, y la integración de la información que aportan todas ellas, es una metodología contundente para generar un modelo conceptual sobre el funcionamiento de acuíferos carbonatados de grandes dimensiones de los cuales existe poca información. Otro objetivo principal ha sido avanzar en la integración de algunos métodos de cuantificación de la recarga con el fin de mejorar la confiabilidad de los valores que proporcionan, de la variabilidad espacial de los mismos y de la información sobre los procesos que la controlan. El área de estudio es el acuífero de Alcadozo, que está localizado en el centro de la provincia de Albacete y es parte del dominio Prebético Externo de las Cordilleras Béticas. Con una superficie de 509 km2, el acuífero es parte de la MASb Alcadozo, constituida por materiales del Jurásico (Dogger y Lías), Cretácico Inferior y Paleógeno. Las calizas y dolomías jurásicas constituyen las principales formaciones permeables sobre el impermeable de base regional, que es el Triásico, y forman el acuífero estudiado. Tectónicamente es una zona de pliegues y escamas. El clima es mediterráneo semiárido, salvo en su sector occidental, donde hay una marcada influencia continental. El relieve es accidentado (cotas entre 944 y 1577 m s.n.m.) y presenta un fuerte gradiente pluviométrico (600 mm en el O a 360 mm en el E) y termométrico (12 ºC en el O a 17 ºC en el E). Su principal eje de drenaje superficial es el río Mundo, un río de montaña mediterránea calcárea que es afluente del río Segura. La explotación de agua subterránea es mínima en la mayor parte de la MASb y sólo es algo relevante en la zona oriental, donde hay agricultura de regadío. El objetivo general de la tesis se ha desglosado en varios objetivos particulares: definir el esquema regional del flujo de agua subterránea; cuantificar la recarga y conocer su distribución a escala regional, así como los rangos de incertidumbre de las estimaciones; caracterizar hidroquímica e isotópicamente las aguas subterráneas y superficiales, identificar las fuentes principales de solutos y deducir los procesos hidrogeoquímicos más relevantes a escala regional; analizar el impacto que tuvo la perforación del túnel de Talave sobre la red de flujo de agua subterránea y conocer la relación hidrodinámica actual con el macizo; elaborar un modelo hidrogeológico conceptual sobre el funcionamiento del acuífero y validarlo contrastándolo con modelación numérica del flujo de agua subterránea. Para conseguir estos objetivos, la metodología de investigación ha consistido en la aplicación de diferentes técnicas de estudio (hidroquímicas, isotópicas, hidrodinámicas, estadísticas y de modelación numérica) a un conjunto de datos empíricos procedentes, principalmente, de trabajos de campo realizados específicamente para esta tesis (2010 a 2014), en segundo lugar, de la tesis de maestría del autor (2008 a 2009) y, en menor medida, de estudios e informes previos (del Instituto Geológico y Minero de España, la Confederación Hidrográfica del Segura, Confederación Hidrográfica del Tajo y el Sindicato Central de Regantes del acueducto Tajo-Segura). Para conocer la configuración de la red de flujo a escala regional y la ubicación y magnitud de las zonas de recarga y descarga se han usado datos hidrodinámicos (niveles y caudales) medidos en diferentes manantiales, sondeos y tramos del río Mundo, así como en los piezómetros y drenes relacionados con el túnel de Talave. Esos datos también han permitido caracterizar hidrodinámicamente los dos manantiales principales del acuífero, Ayna y Liétor. Se ha realizado un trabajo específico en el interior del túnel de Talave para localiza, muestrear y estimar las principales filtraciones de agua subterránea. Se ha estudiado la relación río Mundo-acuífero desde su origen hasta el embalse de Talave mediante balances diferenciales de agua, de masa de soluto (cloruro) y de actividad de radón. La recarga de agua subterránea por lluvia ha sido estimada en condiciones estacionarias a escala subregional (cuenca hidrogeológica de los manantiales de Ayna y Liétor) y regional (acuífero) mediante los métodos de balance de agua en el suelo (BAS, modelado con el código Visual Balan) y balance de cloruro atmosférico (BMC) respectivamente. Se han calculado los intervalos de confianza (incertidumbre) asociados a los valores calculados y la consistencia de ambos métodos. Para caracterizar hidroquímicamente las aguas superficiales y subterráneas se han tomado unas 150 muestras de agua de ríos, manantiales, pozos y sondeos y se han usado algunos datos históricos de la literatura. También se han muestreado las principales surgencias interiores del túnel de Talave (una sola vez). Para conocer la composición química del agua de lluvia y el aporte de solutos al agua subterránea por vía atmosférica, entre los años 2011 y 2014 se ha muestreado y analizado química e isotópicamente el agua de lluvia en 4 estaciones que cubren razonablemente toda la superficie del área de estudio. En todas las muestras de agua de cualquier procedencia se han analizado los componentes mayoritarios; en muchas muestras se ha analizado Br y en unas pocas Sr. Se ha evaluado la consistencia de los análisis y se ha identificado la existencia de una incertidumbre analítica significativa, aunque aceptable a los fines de la mayor parte de las elaboraciones realizadas. La identificación del impacto de la actividad agrícola se ha apoyado analizando en algunas muestras la relación 87Sr/86Sr. Los datos se han estudiado con gráficos, análisis bivariante y multivariante (Análisis de Componentes Principales, ACP). Para identificar las zonas de recarga y la procedencia de las líneas de flujo, en todas las muestras de agua de lluvia y en un amplio conjunto de muestras de agua subterránea se han analizado los isótopos estables de la molécula de agua (18O y 2H). En un grupo reducido de muestras se ha medido la actividad de tritio (3H) para obtener información sobre los tiempos de permanencia del agua subterránea y la posible existencia de mezcla de líneas de flujo. La composición isotópica del agua de lluvia de la zona se ha contrastado con datos de diferentes estaciones nacionales de la red REVIP-AEMET-CEDEX. Con los datos hidrodinámicos y de caudal se estableció un modelo hidrogeológico conceptual inicial de la MASb Alcadozo que permitió conocer la configuración regional del flujo, las principales formaciones permeables y su disposición en la estructura geológica. Los trabajos iniciales también aportaron algunos valores de recarga, descarga natural (concentrada y difusa), explotación de agua subterránea y coeficientes de agotamiento de los manantiales principales. Esta información muestra un acuífero con una elevada capacidad de regulación y con un balance hídrico equilibrado. A esta información se sumó después la recolectada y generada durante el estudio del túnel de Talave, que aumentó notablemente la información disponible para el diseño del modelo conceptual. El análisis de la evolución hidrodinámica temporal de las descargas de agua subterránea al túnel muestra que la relación acuífero-túnel está ya en equilibrio, y que las oscilaciones temporales dependen principalmente de la recarga estacional. De ese análisis se ha estimado un descenso del nivel piezométrico de entre 69 y 104 m en un amplio sector del acuífero debido a la construcción del túnel. La cuantificación de la recarga a escala regional mediante BMC muestra una notable variabilidad espacial en las tasas de recarga, entre 20 y 243 mm/año, y coeficientes de variación entre 0,16 y 0,38. A escala subregional, los resultados obtenidos mediante BAS para las cuencas de Liétor y Ayna (calibrados con caudales de manantiales) han sido de 35 y 50 mm/año respectivamente, con coeficientes de variación de 0,49 y 0,36. Los resultados obtenidos a ambas escalas espaciales son consistentes entre sí. Se ha confirmado un sistema en régimen natural. Las aguas de lluvia son de dos tipos químicos, HCO3-Mg y HCO3SO4-Mg. Presentan concentraciones pequeñas de los componentes principales del aerosol marino Cl y Na, cuyo único origen es el marino. Existe una gradiente positivo de la concentración de Cl en el aporte atmosférico de NO y N a E y SE. Los contenidos de SO4 muestran una o más fuentes de sulfato, adicionales al aerosol marino, en el aporte atmosférico. Las fuentes potenciales son: la resuspensión de polvo litológico (afloramientos del Triásico), el aporte de polvo sahariano y de sulfuros de las emisiones del complejo industrial de Puertollano (a unos 170 km al O). Las aguas subterráneas tienen mineralizaciones bajas y medias (valores de CE entre 300 y 900 S/cm, pero más frecuentemente entre 400 y 600 S/cm) y son de tipo HCO3-CaMg y HCO3-MgCa, en coherencia con la litología dominante. En general, no presentan variaciones temporales significativas en su composición química. Una vez infiltrada en el terreno, la composición química del agua evoluciona por contacto con los minerales más abundantes del acuífero, calcita y dolomita. En zonas muy concretas del acuífero las aguas tienen la marca litológica de los sedimentos Triásicos, que afloran o subafloran puntualmente en el centro, y regionalmente en el O y SE. En el sector oriental del acuífero los excedentes de riego son también una fuente de agua y de solutos, incorporando al acuífero NO3. La composición química de siete muestras de agua tomadas en el interior del túnel de Talave muestra también el impacto de la recarga de excedentes de riego en esa zona, ya que todas tienen más NO3 del atribuible al fondo natural (entre 14 y 30 mg/L). Las concentraciones de Sr y los valores de la relación 87Sr/86Sr en un conjunto de muestras seleccionadas son consistentes con este modelo conceptual: en la mayor parte del acuífero las aguas tienen la huella química e isotópica de los carbonatos (Jurásico), en puntos localizados tienen la huella de las evaporitas del Triásico y en muestras del sector oriental muestran una mezcla de las huellas de los carbonatos y los fertilizantes. El ACP ha confirmado los principales procesos responsables de la composición química del agua subterránea y de su distribución regional. La composición química de las aguas del río Mundo sugiere notable interacción río-acuífero y transferencia de la marca química del agua subterránea al río. Los valores de δ18O y δ2H en el agua de lluvia son consistentes, en general, con los de la línea meteórica media mundial (LMM; δ2H=8δ18O+10), si bien una parte de las muestras está enriquecida en distinto grado por evaporación, lo que podría suponer valores originales algo más ligeros de los medidos. Los valores del exceso de deuterio indicarían que las precipitaciones más abundantes son de origen atlántico, pero el enriquecimiento evaporativo podría enmascarar una mayor contribución de lluvias de origen mediterráneo. Las aguas subterráneas medidas tienen rangos amplios, entre -6,60 y -8,47 ‰ para el δ18O y entre -45,8 y -56,14 ‰ para el δ2H. Esto indica que la recarga se produce a distintas altitudes. El gradiente isotópico altitudinal estimado para el δ18O con datos de manantiales y pozos someros es aproximadamente de -0,45 ‰/100 m, mayor que en otras zonas de estudio cercanas. Las lluvias tomadas durante cuatro años en tres estaciones con un rango de cotas de casi 600 m no muestran gradiente isotópico alguno, pero el conjunto de las aguas subterráneas analizadas sí muestra la impronta de un gradiente isotópico en la recarga que es consistente con el arriba mencionado. Esto sugiere que durante el periodo de observación han dominado las lluvias convectivas en vez de las frontales u orográficas, pero que a largo plazo dominan las segundas. Considerando válido dicho gradiente isotópico, la mayoría de las aguas subterráneas estudiadas, cuyas cotas de muestreo oscilan entre algo menos de 600 y algo más de 1400 m s.n.m., se habrían recargado en las zonas más altas del sistema, por encima de los 1200 m s.n.m. Las muestras de las filtraciones al túnel de Talave tienen dos rangos de cotas de recarga, uno por encima de los 1200 m s.n.m., consistente con los relieves más altos situados a unos 20 km al O del túnel, y otro algo más bajo, consistente con los relieves existentes en el entorno del túnel. Todas las muestras de agua subterránea medidas tienen contenidos de 3H que indican tiempos de residencia entre relativamente cortos y contemporáneos (entre 0,4 UT ± 0,2 UT y 5,4 ± 0,6 UT). El conjunto de los valores sugiere la existencia de dos partes relativamente diferenciadas en la red de flujo, una con flujos más rápidos y cortos, situados en zonas más altas, y otra con flujos de mayor extensión espacial y tiempo de residencia, situada en zonas más bajas. En cualquier caso, en el segundo grupo es factible que existan mezclas de líneas de flujo de distinto tiempo de permanencia. Las aguas filtradas al túnel son mezcla, en distintas proporciones, de líneas de flujo locales y subregionales. La moderada mineralización general de las aguas subterráneas, la aparición de NO3 en pozos agrícolas profundos y en las filtraciones al túnel de Talave y la presencia de tritio contemporáneo en muchas muestras indican que las aguas subterráneas estudiadas tienen tiempos de permanencia en el sistema relativamente cortos. Dado que los espesores de zona no saturada son notables (10 m al O a >120 m al E), eso implica que la infiltración del agua de lluvia hasta la zona saturada es rápida e importante. Además, los isótopos y la química muestran una mayor relevancia de las mezclas verticales de la prevista inicialmente, singularmente en el sector oriental del acuífero. Aunque a escala regional domina la componente horizontal del flujo, la escala espacial de las líneas de flujo es más bien subregional, y localmente dominan incluso los flujos locales. Este modelo conceptual sobre el conjunto del acuífero podría referirse a la parte superior del mismo, bien por ser esta la zona más permeable y conductora del conjunto (donde tendría lugar el flujo activo y la renovación), o bien por ser donde se ubican los manantiales y quizás también la mayoría de los pozos y sondeos muestreados. Confirmar esta hipótesis queda pendiente para futuros trabajos. La modelación numérica del flujo se ha realizado con el código MODFLOW. El modelo ha reproducido razonablemente el modelo conceptual, si bien es mejorable, especialmente en la definición de las condiciones de contorno. Una primera modelación en régimen permanente de las condiciones actuales proporciona niveles que se ajustan bastante bien a los observados, aunque algunos valores sugieren sectores con funcionamiento más complejo. Los balances zonales han sido coherentes con el balance hídrico de la MASb y reproducen adecuadamente los caudales observados (R2=0,97). En un segundo modelo (también en régimen natural) se han simulado las condiciones previas a la construcción del túnel de Talave. Las isopiezas resultantes son coherentes con el previsible esquema de flujo regional, y los caudales de los principales manantiales muestran algunas diferencias significativas con los valores actuales. El análisis tentativo del impacto hidrogeológico del túnel muestra una buena relación entre los valores calculados y los valores históricos disponibles, salvo para el manantial de Liétor. Comparando ambos modelos, el descenso estimado de la superficie piezométrica en el sector oriental oscila entre 30 m y 190 m.[ENG] The increase of water demands in arid and semi-arid areas and the climate change scenarios that project a gradual decrease in rainfall in our latitude, augment the need to adequately study all aquifers in an area, even those littleexploited and known, and evaluate the resources they can contribute to the whole water resources system. In this context, the general objective of this thesis is to demonstrate that the use of multiple characterization techniques and hydrogeological research at different spatial scales, and the integration of the information they all contribute, is a conclusive methodology to stablish solid conceptual models on large carbonate aquifers of which there is little information. Another main objective is to advance in the integration of recharge estimation methods in order to improve the reliability of the values they provide, their spatial variability, and the information on the processes involved. The study area is the Alcadozo aquifer, which is located in the centre of the Albacete province and is part of the External Prebetic domain of the Betic Range. With an area of 509 km2, the aquifer is part of the Alcadozo Groundwater Body (GWB), which is formed by Jurassic (Dogger and Lias), Lower Cretaceous and Paleogene materials. The Jurassic limestones and dolomites constitute the main permeable formations, which overlay lowpermeability Triassic materials and form the aquifer studied. The area is characterized by a complex geologic structure consisting of a succession of folds and thrusts. The climate is semi-arid Mediterranean except in the western sector, where there is a marked continental influence. The relief is rugged (altitude between 944 and 1577 m a.s.l.) and display strong rainfall (600 mm to 360 mm from W to E) and temperature gradients (12 ºC in the W to 17 ºC in the E). The Mundo River is the main surface drainage axis. It is a calcareous Mediterranean mountain river and a tributary of the Segura River. Groundwater is almost unexploited in most of the GWB except in the eastern area, where there is irrigated agriculture. The general objective of the thesis has been split into several specific objectives: to define the regional groundwater flow; to estimate recharge rates and their spatial distribution at regional scale, as well as the uncertainty ranges of the estimates; to characterize groundwater and surface water hydrochemical and isotopic composition; to identify the main solute sources and deduce the most relevant hydrogeochemical processes at regional scale; to analyse the hydrodynamic impact that drilling of the Talave tunnel had on the groundwater flow and to know the current hydrodynamic relationship with the rock massif; to develop a conceptual hydrogeological model on the functioning of the aquifer and to validate it with groundwater flow numerical modeling. The methodology used to achieve these objectives consisted in the application Spring and river flow rates and borehole and wells piezometric levels have been used to know the groundwater flow network pattern at regional scale, the magnitude of recharge and the location of recharge and discharge areas. Those data also allowed understanding the hydrodynamic behaviour of the two man outlets of the aquifer, the Ayna and Liétor springs. A particular survey was carried out in the Talave tunnel to locate and sample the main groundwater leaks inside the tunnel. The relationship between the Mundo River and the aquifer has been studied by means of water balances, chloride mass balances and radon activity balances. Interannual recharge to the aquifer has been estimated for the Ayna and Liétor springs catchments by modelling the Soil Water Balance (SWB), and for the whole aquifer surface by Atmospheric Chloride Mass Balance (ACMB). The confidence intervals of the recharge values have also been estimated, as well as the consistency of both methods. To perform the hydrochemical and isotopic studies, some 150 water samples has been collected from rivers, springs, wells, boreholes and the main leaks inside the Talave tunnel. To study the supply of atmospheric solutes to the aquifer, rain water has been collected between years 2011 and 2014 in four rain stations. Major solute components have been analysed in all the water samples; Br has been measured in many samples and Sr has been measured in a selected set of samples. The internal consistency of chemical analyses has been evaluated and a significant uncertainty has been found, but it is acceptable for the purpose of most of the elaborations performed. The study of the impact of agricultural activities in groundwater chemistry has been supported with the measurement of the 87Sr/86Sr ratio in a selected set of samples. The chemical data have been studied by means of graphics, bivariate and multivariate analysis (Principal Component Analysis, PCA). To identify the main recharge areas the two stable isotopes of water, 18O and 2H, have been measured in all the rain water samples and most of the groundwater samples. To get information on groundwater residence time and the possible existence of mixing conditions, tritium activity has been measured in a set of selected samples. The isotopic composition of rain water in the area has been contrasted by comparison with the composition of rain water in several stations of the REVIP/AEMET/CEDEX network. The first piezometric and spring flow rate data allowed to stablish a preliminary conceptual model of the Alcadozo GWB, which informed about the regional groundwater flow pattern, the main permeable geological formations and their location within the geological structure. The first works also provided some values on recharge and discharge rates, groundwater exploitation, and depletion coefficients of the main springs. This information showed t

Contribución de la interferometría SAR diferencial (InSAR) al estudio de la subsidencia del terreno de la Vega Media del Segura (Murcia): experiencias y tendencias futuras

XVII Congreso de la Asociación Española de Teledetección. Murcia 3-7 octubre 2017La Vega Media del Segura (VMS) se localiza en el sector este de la Cordillera Bética. El valle está relleno por sedimentos recientes (Holoceno-Plioceno) potencialmente deformables que han sido depositados por la acción de los ríos Segura y Guadalentín. La extracción de agua subterránea de los niveles permeables que constituyen el acuífero conlleva la consolidación de los materiales deformables, dando lugar a asientos de la superficie del terreno. La Interferometría SAR diferencial (InSAR) es una técnica remota que permite monitorizar de forma efectiva y precisa amplias extensiones del territorio. En este trabajo se describe las diferentes experiencias llevadas a cabo por los autores en la VMS, que han permitido avanzar en el entendimiento del funcionamiento hidrogeológico del acuífero para la comprensión del comportamiento geomecánico del subsuelo, así como para monitorizar los desplazamientos del terreno desde el año 1994 usando imágenes ERS, ENVISAT y TerraSAR-X, contribuyendo de forma efectiva al estudio, caracterización y modelización del fenómeno. Por último, se describen las tareas futuras a desarrollar haciendo uso de nuevos sensores SAR con el fin de asegurar la continuidad de la información disponible para el estudio de este fenómeno a lo largo del tiempo.Departamento de Ingeniería Civil, Universidad de Alicante, EspañaGeohazards InSAR Laboratory and Modeling Group, Instituto Geológico y Minero de España, EspañaDepartamento de Física, Ingeniería de Sistemas y Teoría de la Señal, Universidad de Alicante, EspañaDepartamento de Teoria Senyal i Comunicacions, Universitat Politècnica de Catalunya, EspañaDepartment of Earth Sciences, Environment and Resources, University of Naples, EspañaDares Technology, Barcelona, Españ

Design and operation of a quantitative control network in a complex river basin district: application to the Segura river basin distric

The Segura River Basin District (SRBD) has groundwater resources of 628 hm3/year and 219 hm3/year of overexploitation. In the SRBD there are 63 groundwater bodies (GWB) and 242 aquifers. Among the GWB, there are 31 with more than one aquifer, and in 41 of them there are 177 aquifers without monitoring piezomete.Peer reviewe

Physico-chemical evolution of groundwater in tectonically active areas. Application to the Leana hot spring (Murcia Region, SE Spain)

Seismic events can affect the physico-chemical characteristics of groundwater. These anomalies are of a pre-seismic, co-seismic and post-seismic nature and correspond to pulse variations, sudden increases and decreases without return to initial values and upward or downward changes in trend. Continuous and in situ conductivity and temperature monitoring and periodic water sampling at a hot spring associated with neotectonic activity are of great interest for establishing predictive methods. This method is limited to the seismic activity affecting the fracturing system with which the hot spring is associated. The Region of Murcia and surroundings (southeast Spain) was selected as the study area for exploring the nature of these influences on groundwater. A hot spring in the Leana spa (Murcia) was equipped and monitored during the period 2006–2008, allowing for the in situ determination of conductivity and temperature as well as of major and minor constituents at the laboratory. Due to its proximity and related with fault network, we suggest that 86 % of earthquakes located between 0 and 10 km may affect in situ parameters of groundwater, and 75 % may affect laboratory determinations. This percentage drops in more distant zones. Of all earthquakes that seem to influence groundwater, 55 % of the in situ parameter anomalies and 53 % of laboratory were of a pre-seismic nature.Confederación Hidrográfica del Tajo, EspañaUnidad de Murcia, Instituto Geológico y Minero de España, EspañaInstituto de Agricultura Sostenible, Consejo Superior de Investigaciones Científicas, Españ

Caracterización de la relación río-acuífero en el LIC ´Río Mundo´ e implicaciones para la gestión de los recursos hídricos

Congreso Ibérico sobre Agua Subterránea, Medio Ambiente, Salud y Patrimonio (2018. Salamanca)El río Mundo es uno de los principales ejes de drenaje superficial de los acuíferos carbonatados de la cabecera del río Segura (SE España). En esta zona se originan la mayor parte de los recursos hídricos de la demarcación hidrográfica. Los acuíferos se encuentran en régimen natural y el sistema río-acuífero se mantiene en equilibrio. Para conocer la relación y cuantificar las descargas de agua subterránea al río se han utilizado balances diferenciales de agua, de masa de soluto (cloruro) y de actividad de radón. Complementariamente, se ha usado la información aportada por el Análisis de Componentes Principales, que ha ayudado a estudiar el tipo de conexión río-acuífero y a deducir los principales procesos relacionados con el origen y la evolución espacial de la composición química de las aguas subterráneas y superficiales. El uso integrado de estas técnicas ha permitido identificar tramos sin conexión hidráulica o con conexión difusa (cursos alto y bajo) y con conexión principalmente concentrada (curso medio). El trabajo es un ejemplo de los estudios que se pueden realizar para mejorar el conocimiento de la relación entre ríos y ecosistemas superficiales vinculados a aguas subterráneas con vistas a mejorar la gestión hídrica integrada a escala de cuenca en la planificación futura.Unidad de Murcia, Instituto Geológico y Minero de España, EspañaEscuela Técnica Superior de Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos y de Ingeniería de Minas, Universidad de Cartagena, EspañaInternational Atomic Energy Agency, Austri

Los acuíferos profundos como reserva estratégica de agua subterránea en España

[EN] The objective of this paper is to establish a definition of deep aquifers, develop a methodological proposal to help select them as strategic groundwater reserves and develop a first inventory of deep aquifers in peninsular Spain, organized by hydrographic districts. The basic premises followed to consider a permeable formation as a deep aquifer are: water table depth greater than 300 m in free aquifers or the top of the permeable formation in the case of confined aquifers. A deep aquifer is also considered to be the lower horizon of very thick aquifers (from 300 m), from which the most superficial horizon is used. The definition of the potentially favorable areas and the initial characterization is based on a compilation and synthesis of geological and hydrogeological information, structured in 5 large blocks: location and identification, geology, hydrogeology, current status and bibliography. For its evaluation, a flowchart has been proposed with the basic lines of the evaluation process. The relevant aspects for suitability would be: stratigraphy and structural geology, prior knowledge of the conceptual model and water renewal, quality, viability of exploitation, effects, final knowledge, and management and governance. The final result allows the aquifer to be classified into three categories: strategic groundwater reserve, punctual reserve or non-viable reserve. The inventory carried out encompasses a total of 64 deep aquifers located in 13 basin districts. Finally, as example, three deep aquifers are presented: Amblés Valley, Madrid detritic aquifer and El Maestrazgo.[ES] El presente trabajo tiene como objetivo establecer una definición de acuífero profundo, elaborar una propuesta metodológica que ayude a seleccionarlos como reservas estratégicas de agua subterránea y desarrollar un primer inventario de acuíferos profundos en la España peninsular, organizado por demarcaciones hidrográficas. Las premisas básicas que se han seguido para considerar una formación permeable como acuífero profundo son: profundidad del nivel freático superior a 300 m en acuíferos libres o techo de la formación permeable en los acuíferos confinados. También al horizonte inferior de acuíferos de gran espesor (a partir de 300 m), de los que se aprovecha la zona más superficial. La delimitación de las zonas potencialmente favorables y su caracterización inicial se fundamenta en un trabajo de recopilación y síntesis de información geológica e hidrogeológica que se estructura en 5 grandes bloques: localización e identificación, geología, hidrogeología, estado actual y bibliografía. Para su valoración se ha seguido un proceso de evaluación que se sintetiza en un diagrama de flujo donde los aspectos considerados relevantes han sido: estratigrafía y geología estructural, conocimiento existente del funcionamiento y renovación del agua, calidad, viabilidad de la explotación, afecciones, conocimiento final, y gestión y gobernanza. El resultado final permite encuadrar el acuífero dentro de tres categorías: reserva estratégica de agua subterránea, reserva puntual o no viable como reserva. El inventario realizado engloba un total de 64 acuíferos profundos situados en 13 demarcaciones hidrográficas. Finalmente, y a modo de ejemplo, se presentan tres acuíferos profundos: Valle de Amblés, Acuífero detrítico de Madrid y El Maestrazgo.Peer reviewe

Estimation of Groundwater Resources According to Watershed and Groundwater Divide

Presentado en la International Conference on Water Resources Management and Sustainability: Solutions for Arid Regions, 22–24 marzo, 2022, Dubai, Emiratos Árabes Unidos.[EN] This paper estimates groundwater resources in four groundwater bodies shared between different planning areas, specifically the hydrographic basins of the Segura and Jucar rivers that transit entirely within the Spanish State and flow into the Mediterranean Sea. Three of these masses are overexploited, while the fourth has increased its resources thanks to the excess irrigation that is carried out mostly with surface water. This comes from a transfer that takes place between the Tagus and Segura rivers. Given that Spanish legislation considers that the recharge of an aquifer is assimilable to groundwater resource. These have been determined, both for the undisturbed state (without pumping) and for the disturbed (with pumping and irrigation returns) by means of the code RENATA. The calculations have been made not only from the perspective of the watershed divide, but also from the point of view of the groundwater divide. The results that have been obtained have revealed a remarkable and significant casuistry. In this regard, it should be noted, among the conclusions that have been drawn, that the concept of groundwater divide makes sense to use it only when aquifers discharge water into the surface hydrographic network or into the sea, since when aquifers are overexploited and springs and groundwater discharges to rivers have dried up, the notion of recharge as a renewable resource does not make any sense, since the recharge that takes place in the aquifer only contributes to alleviating or palliate the consumption that is being made of its reserves.Peer reviewe