ESTUDIO SOBRE LA EVOLUCIÓN DE LA ZONA NO SATURADA EN LAS INMEDIACIONES DE DISPOSITIVOS DE TIPO SUPERFICIAL DE GESTIÓN DE LA RECARGA DE ACUÍFEROS

LAS ESTACIONES DINA-MAR ZNS

A. Enrique Fernández Escalante Tragsa I+D+i

C/ Julián Camarillo 6b, 28.037, Madrid.e-mail: efernan6@tragsa.es

http://www.dina-mar.es

Depth Investigation of New Activities for Managed Aquifer Recharge

Objetivos1. Definición de la gestión de la recarga (MAR) y del principal

laboratorio experimental de DINA-MAR: La Cubeta de Santiuste.

2. Objetivos y pretensiones de las Estaciones DINA-MAR ZNS.1. Morfología del bulbo de humidificación en los canales de gestión de

la recarga de acuíferos.

2. Disociar la recarga natural y artificial (minimizar el error de cierre del balance hídrico).

3. Conocer cómo influye la Precipitación, la Tª y la expansión del bulbo

de humidificación en la ZNS, controlando la Tensión capilar T, capacidad de succión, humedad y Tª a distintas profundidades.

4. Cuantificación de la KH y KV del agua de la recarga artificial.

5. Estimar el aire entrampado en el acuífero (efecto Lisse) y su efecto.

6. Etc. (nuevos objetivos resultantes de la actividad de I+D).

3. Visita a la estación 1 (Santiuste). Comentarios sobre sensores y elementos de televolcado de datos.

4. Observación de procesos colmatantes y ensayos de técnicas SATs.

5. Dudas, comentarios, coloquio.

Mecanismo hidrodinámico de la AR

Presentación del acuífero

Presentación del acuífero

Presentación del acuífero

Presentación del acuífero: columna litoestratigráfica y estructuras

sedimentarias

0

45

90

135

180

225

270

315

0 10 20 30 40

Presentación del acuífero:

mapa hidrogeológico y tectónica

Rosa de vientos Rosa de fracturación

Elipsoide deesfuerzos

Confluencia (tectónica) de losríos Eresma y Voltoya(Prado Cerrado)

Confluencia (tectónica) de losríos Eresma y Voltoya(Prado Cerrado)

Confluencia (tectónica) de losríos Eresma y Voltoya(Prado Cerrado)

Presentacióndel dispositivo

ZNS-2

ZNS-1

ZNS-2ZNS-1

Ocho ciclos de recarga artificial

Las estaciones DINA-MAR ZNS

Cada estación consta de tres sensores: -Dos humidímetros-termómetros SDEC.- Un tensiómetro Bourdon.

Sensores dispuestos de modo transversal al canal, con objeto de conocer mejor la morfología del bulbo de humidificación

CANAL

Contexto D-M ZNS-1

BALSA DECANTACIÓN

CABECERA

CAUDALÍMETRO

SATs

PIEZÓMETRO

ESTACIÓN DINA-MARZNS-1

CANAL ESTE

CANAL OESTE

PIEZÓMETRO 3

PIEZÓMETRO 2

Canal oesteZNS-2

Piezómetro 1

Piezómetro 2

Piezómetro 3

Contexto D-M ZNS-2

Toma de datos• Humedad 0,5 y 1,1 / 2 m

• Temperatura 0,5 y 1,1 / 2 m

• Tensión capilar 1,05 / 1,1 m

• Precipitación y Tª ambiental

• Caudales circulantes por los canales de “MAR”

• Evolución de la piezometría mediante puntos de agua cercanos.

• Evolución de la tasa de infiltración en balsas y canales.

• Analítica agua-suelo-colmatación-interacción

Análisis de datos y resultados en

ambas estaciones (bibliografía)

Conclusiones 2009• Este primer análisis de los datos de H, Tª y T de las estaciones DINA-MAR ZNS, ha permitido

iniciar correlaciones entre estos parámetros a escala de detalle:

• ZNS-1:– Se han registrado humedades anómalas, que podrían ser debidas a la influencia de fuertes

precipitaciones, a la saturación de un sensor, a posibles asientos del terreno en su primer año de operatividad consecuencia de la AR, etc.

– T0,5 presenta fuertes oscilaciones, relación de proporcionalidad directa con las precipitaciones e

inversa con la humedad.

– T1,0

presenta una tendencia “especial”: Al aproximarse el frente de agua, T registra un máximo, para luego descender. La llegada del bulbo provoca una compresión del aire en la ZNS, que luego se

distiende. Este mismo fenómeno se ha observado en ZNS-2, con un descenso en T1,05

dos díasdespués de las precipitaciones >> otras tecnologías (p.e. gas chambers…).

• La morfología del bulbo de humidificación es asimétrica en torno al canal, con pendientes “aguas arriba” seis veces más suaves que aguas abajo.

• Se han observado permeabilidades más bajas (un cuarto en Kh y un tercio en Kv) de las obtenidas mediante ensayos de bombeo (en MAPA, 2005) >>recalcular el balance hídrico.

• ZNS-2:– La Tª registrada en los sensores guarda una cierta correlación inversa con la humedad. La inversión

de tendencia en torno al 18/03 parece estar motivada por el ascenso del bulbo y una veta de raña.

• El efecto Lisse se manifiesta como el principal impacto que minimiza la efectividad de estos canales de AR, abriéndose una interesante línea de investigación tendente a su reducción mediante SATs.

La colmatación• Detectados procesos físicos, químicos, biológicos y combinados.

• Elaborada cartografía con caracterización y predominio de tipologías.

El mayor impacto: la colmatación.Caracterización y cartografía

“Nuevas tecnologías”.Empleo de termogramas para

discretizar procesos

colmatantes, etc.

Educación ambiental

• “Demostration site” GRUPO IAH-UNESCO-MAR

• Red MAR-NET

Educación ambiental

Nuevas observaciones 2011• Mejora en la determinación de parámetros hidráulicos y

descenso del error de cierre del balance hídrico.

• Relaciones entre los distintos parámetros en ZNS.

• Morfología CX-CV del bulbo de humidificación.

• Se constata la alta intensidad del impacto “efecto Lisse” en la

Cubeta. Conveniencia de sondeos de desaireación inclinados

al menos un 6%.

• Desarrollo importante de procesos colmatantes.

• Necesidad de pretratar el agua y recargar con aguas con

valores mínimos de TSS y TOD a bajo caudal.

• Frecuentes deslizamientos en taludes. Estables 3/2 en sector

Sur y 1/1 en norte.

• “Mal” ajuste de las ecuaciones teóricas de Ernst y Kraijenhoff

van de Leur.

Nuevos retos y líneas de acción• La ZNS está en permanente alteración, gran parte

inducida de forma antrópica (p.e. colmatación, aire,

hiperoxidación, compactación, asentamiento, etc.).

• Los vectores agua y suelo son los más afectados.

• Los impactos más destacables son la colmatación y el efecto Lisse.

• Regla de oro: pretratamiento del agua de recarga.

• Instalaciones estaciones ZNS: conveniencia de elaborar una

“instrucción técnica” para la instalación de sensores.

• Necesidad de mejorar los estudios de movilización del aireen la ZNS en recarga y en la ZS.

• Cabida a “nuevas” tecnologías en el estudio de la ZNS:

termogramas a distintas escalas (afloramiento, catas,

probetas….), gas chambers, etc.

AgradecimientosEsta ponencia ha sido posible gracias al

equipo del proyecto de I+D+i DINA-MAR

del Grupo Tragsa, C.P. 30-13.053.

efernan6@tragsa.es

www.dina-mar.es

Muchas gracias