Primer Plan Director de Usos de un acuífero aluvial en Cataluña
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1. al Acuerdo de 8 de noviembre de 2001 del Consejo de Administraci n de la Agencia Catalana del Agua por lo que se aprueba la Propuesta de acuerdo por lo que se establece el r gimen de explotaci n de los acu feros del Valle Bajo y Delta del Llobregat La Cubeta de San Andreu i la Cubeta de Abrera DOGC n m 3667 1 07 2002 Decreto 328 1988 del 11 de octubre por lo cual se establecen las normas de protecci n y adicionales en materia de procedimiento en relaci n a diversos acu feros de Catalu a DOGC n m 1074 28 11 19882. 0 T 06000 408000 410000 412000 Figura 2 Diferencia de los niveles fre ticos con una extracci n de 3 9 hm3 a oSe observa ver Fig 2 que el efecto regional de la extracci n es importante sobre todo hacia el Norte donde se prev una bajada m xima del nivel fre tico de seis metros atenu ndose hasta ser imperceptible a una distancia de unos seis km En direcci n al sur el efecto de la extracci n sobre los niveles fre ticos es menor debido a la capacidad de infiltraci n del r o en esta zona Esta capacidad de infiltraci n se muestra mediante el perfil del acu fero en la direcci n del r o Graf 1 sin la extracci n adicional de 3 9 hm Tema B Hidrolog a y Gesti n del Agua Limite Norte Limite Sur Azud Can Bros __ Nivel del r o Nivel respecto al lecho del r o m Nivel fre tico s Base del acu fero gt Tramo recarga del acu fero gt Tramo r o ganador 0 2 4 6 8 10 12 14 16 Recorrido desde entrada a la zona de estudi por el l mite Norte km Graf 1 Perfil longitudinal de los niveles fre ticos y nivel del r o sentido N S En el gr fico anterior se pueden observar los niveles del r o y los niveles fre ticos respecto al lecho del r o Ambos niveles definen el tipo de interacci n entre r o y acu fero En tramos con el nivel fre tico por encima del nivel del r o ste drena el acu fero r o ganado
3. Tema B Hidrolog a y Gesti n del Agua Primer Plan Director de Usos de un acu fero aluvial en Catalu a Autor Erik Kupper Ingeniero de Caminos Director de estudios hidrogeol gicos en Typsa ekupper Dtypsa es Coautor Alfredo P rez Paricio Licenciado en Ciencias F sicas y Doctor en hidrolog a subterr nea Jefe Unidad T cnica de Concesiones en la Agencia Catalana del Agua aperezpa gencat cat Coautor Jordi Raso Quintana Ingeniero T cnico de Obras P blicas Director rea DPH y Drenaje Urbano iraso typsa es Coautor Johannes Hunink M Sc en Geograf a F sica j hunink Ofuturewater nl 1 Introducci n El Plan Director de Usos impulsado por la Agencia Catalana del Agua ACA se configura como referente en el campo de la gesti n integral de los recursos h dricos destacando por la especial interacci n entre hidrolog a superficial y subterr nea El trabajo ha sido resultado del esfuerzo conjunto de un equipo multidisciplinar formado por profesionales de la ACA y el grupo Typsa El acu fero estudiado la llamada Cubeta de Abrera Fig 1 es de tipolog a aluvial y est fuertemente conectado con el r o Llobregat Es por ello que la gesti n de los recursos se tiene que planificar teniendo en cuenta la interacci n entre las aguas subterr neas y superficiales Esto es especialmente importante en episodios de sequ a como el ocurrido durante los a os 2007 2008 Tema B Hidrolog a y Gesti n de
4. de cuenca se ha desarrollado para la Cubeta de Abrera que forma parte de la cuenca del Llobregat Sin embargo no se trata de una metodolog a limitada a la zona de estudio Por tanto es aplicable de forma gen rica a la gesti n de las cuencas con interacci n entre el agua superficial y las masas de agua subterr nea Siendo ste un estudio pionero en la gesti n integral de los recursos h dricos se espera que sea el inicio de una nueva l nea de desarrollo para mejorar la calidad y disponibilidad de los mismos 6 Bibliograf a Plan Director de Usos del acu fero de la Cubeta de Abrera Agencia Catalana del Agua Autor Typsa 2009 Manual de usuario Visual MODFLOW Professional Schlumberger Water Services Programa de Gesti n del Acu fero Aluvial de la Cubeta de Abrera Aluvial Consultor a y Modelaci n Hidrogeol gica S L 2004 Definici n del Modelo Conceptual i Num rico de la Cubeta de Abrera Aluvial Consultor a y Modelaci n Hidrogeol gica S L 2004 Edicto del 3 de marzo de 2004 por lo cual se da publicidad al Acuerdo de 26 de febrero de 2004 del Consejo de Administraci n de la Agencia Catalana del Agua por lo que se incluyen las prescripciones t cnicas aplicables a la autorizaci n de trabajos dentro de las normas de explotaci n de los acu feros del Valle Bajo y Delta del Llobregat La Cubeta de San Andreu i la Cubeta de Abrera DOGC n m 4093 17 03 2004 Edicto de 21 de junio de 2002 por lo cual se da publicidad
5. esta flexible o pozos de inyecci n permite incrementar la recarga artificial y transformar as durante per odos de precipitaciones los recursos no regulados o excedentarios en recurso regulado en forma de agua subterr nea almacenada en la cubeta Como resultado de las modificaciones propuestas se consigue la transformaci n de recursos no regulados a recursos regulados lo que facilita el aprovechamiento del mismo Adem s la mejora de la gesti n del recurso subterr neo permite extraer un caudal adicional de los acu feros por lo que se puede reducir el consumo desde los embalses sin limitar la demanda total de la cuenca Este hecho permite adem s un ahorro considerable de recursos superficiales 5 Conclusiones La aplicaci n de un modelo que integra agua superficial y subterr nea genera mayor comprensi n de la interacci n entre r o y acu fero as como del funcionamiento hidrol gico del sistema en general Esto permite realizar una gesti n m s racional de los recursos y una planificaci n de nuevas infraestructura La mejor gesti n del acu fero permite incrementar las extracciones y a su vez disminuir el consumo desde los embalses sin restringir el consumo total de la cuenca Como consecuencia de este ahorro el volumen almacenado es mayor lo que permite disponer de m s reservas h dricas en los embalses de cara a episodios de sequ a Tema B Hidrolog a y Gesti n del Agua La propuesta de gesti n integral a nivel
6. l Agua Embalses Cuenca del R o Llobregat R os principales mbito de la Cubeta de Abrera Figura 1 Ubicaci n de la Cubeta de Abrera 2 Metodolog a El sistema hidrol gico ha sido analizado con un modelo num rico MODFLOW que describe los flujos din micos del agua superficial y subterr nea Adem s integra el intercambio entre r o y acu fero a partir de los niveles fre ticos el calado del r o y la posible presencia de sedimentos en el lecho Los niveles del r o se han determinado a partir de los caudales de la serie analizada para diferentes secciones representativas con un modelo HEC RAS La serie de los c lculos de modelo incluye un a o seco normal y h medo 3 Funcionamiento del sistema hidrol gico El funcionamiento del sistema y su respuesta a diferentes escenarios de gesti n de los recursos subterr neos han sido analizados con el modelo desarrollado con paso de malla de 40 metros Como ejemplo de la interacci n entre el r o y acu fero se muestra visualmente Fig 2 la bajada del nivel fre tico causado por una extracci n de 3 9 hm a o Tema B Hidrolog a y Gesti n del Agua Leyenda 4602000 l Azud i Colonia S d 1 1 NORA 4600000 l Extracci n k l zona central 1 0 5 I a a 0 2 4598000 l a 1 gt N 0 5 1 3 9 hm3 any 1 5 4596000 l Diferencia de nivel metros 4594000 l 459200
7. mizar el impacto sobre los niveles fre ticos tanto en la zona cercana al nuevo pozo como en la zona de sobre explotaci n Tambi n se deduce la ventaja de desplazar una parte de las extracciones de la zona central hac a tramos de r o ganador Una mejor distribuci n de los pozos permitir mantener el caudal total de extracci n pero sin generar conos de extracci n tan marcados lo que mejora las reservas de recurso subterr neo de cara a episodios de sequ a Est claro por tanto que si se consigue aumentar la infiltraci n redistribuyendo las extracciones se aumentar el volumen anual de recurso subterr neo disponible Bajo las condiciones actuales de explotaci n se ha cuantificado la infiltraci n neta r o acu fero en 16 hm a o mientras que las reservas de agua subterr nea en el acu fero se estiman en no m s de 11 hm Tema B Hidrolog a y Gesti n del Agua 4 Gesti n integral de los recursos a nivel de cuenca La Cubeta de Abrera forma parte de la cuenca del r o Llobregat que tiene todos sus embalses ver Fig 1 concentrados en cabecera Debido a la falta de regulaci n en el resto de la cuenca una parte significativa de sus recursos no son aprovechables actualmente La gesti n de la Cubeta de Abrera situada a solo 40 km de la desembocadura del r o permite aumentar la regulaci n de los recursos mediante la mejora en su explotaci n y la recarga artificial o natural de caudales excedentarios principalmen
8. r y el flujo va del acu fero hacia el r o Al contrario en tramos con el nivel fre tico por debajo del nivel del r o el flujo va del r o r o perdedor hacia el acu fero zona de recarga En la figura 2 se puede observar que la extracci n adicional se ubica cerca del azud de derivaci n En el gr fico 1 se observa la existencia de un tramo de r o ganador unos 3 km aguas abajo hac a el limite Sur del azud de derivaci n Es en este tramo donde el r o tiene capacidad de reacci n ante un cambio en el sistema hidrol gico Es decir que en caso de un incremento de la extracci n el r o empieza a drenar un caudal menor debido a la bajada del nivel fre tico Incluso puede llegar a infiltrar si la extracci n es suficientemente elevada Como consecuencia el efecto de la extracci n sobre los niveles fre ticos es relativamente peque o En direcci n Norte en cambio existe una situaci n de sobre explotaci n del acu fero ver Graf 1 donde la infiltraci n del r o ya es m xima y no puede compensar el efecto de las extracciones de la zona central lo que resulta en un cono de extracci n muy marcado en la zona central de la cubeta Una extracci n adicional en el azud de derivaci n tiene un efecto importante sobre los niveles fre ticos de toda la zona central dificultando la continuidad de las extracciones existentes Por tanto es conveniente ubicar la extracci n adicional m s aguas abajo en el tramo de r o ganador para mini
9. sta para mejorar la gesti n de recursos a nivel de cuenca En la siguiente figura se visualiza de manera esquem tica c mo el aumento y redistribuci n de las extracciones as como la recarga artificial incrementa la disponibilidad de recursos a nivel de cuenca Tema B Hidrolog a y Gesti n del Agua Recursos no regulados con optimizaci n de la gesti n del acu fero Precipitaci n Disminuci n de egulada captaci n superficial Precipitaci n Infiltraci n Incremento extracciones Observaciones Qr o gt Ademanda El Incremento extracciones y o recarga artificial mm Incremento infiltraci n mm Disminuci n recursos no regulados m Incremento de las reservas a nivel de cuenca Figura 4 Recursos no regulados con optimizaci n de la gesti n del acu fero La figura 4 muestra de manera esquem tica una propuesta de gesti n del sistema que permite aumentar el aprovechamiento de recursos no regulados La gesti n propuesta se basa principalmente en dos factores a E incremento de las extracciones en tramo de r o ganador reduce el flujo del agua desde el acu fero al r o y aumenta la infiltraci n de tramos de r o perdedor donde la infiltraci n a n no es m xima Por tanto se genera un incremento en la capacidad neta de infiltraci n que permite infiltrar de manera natural un volumen mayor durante los periodos de precipitaciones z a construcci n de balsas de infiltraci n azudes de cr
10. te durante las avenidas del r o En la siguiente figura se visualiza de manera esquem tica el aprovechamiento de recursos sin optimizaci n de la gesti n del acu fero Recursos no regulados sin optimizaci n de la gesti n del acu fero MES equlada m Infiltraci n Drenaje Observaciones jiii s Qro gt gt Qademanda M P rdida de recurso no regulado diferencia entre caudal del r o aguas abajo del volumen de regulaci n acu fero y todas las demandas incluido caudal de mantenimiento aguas abajo Figura 3 Recursos no regulados sin optimizaci n de la gesti n del acu fero La figura anterior muestra un esquema simplificado de la cuenca del r o Llobregat El embalse representa los embalses en la cabecera de la cuenca y el acu fero las masas de agua subterr nea del curso bajo del r o Existe una interacci n entre r o y acu fero infiltraci n y drenaje pero los recursos no regulados durante episodios de precipitaciones aguas debajo de los embalses no se aprovechan del todo debido a que una fracci n sustancial del volumen infiltrado es drenado por el r o Por tanto el caudal del r o aguas abajo del acu fero supera ampliamente el total de las demandas incluido el caudal de mantenimiento Esta diferencia significa una p rdida de recursos no regulados Aprovechando el conocimiento sobre el funcionamiento hidrol gico del sistema obtenido a trav s del modelo se ha desarrollado una propue
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