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: [email protected]http://www.dina-mar.es Depth Investigation of New Activities for Managed Aquifer Recharge
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ESTUDIO SOBRE LA EVOLUCIÓN DE LA ZONA NO SATURADA EN LAS INMEDIACIONES DE DISPOSITIVOS DE TIPO SUPERFICIAL DE GESTIÓN DE LA RECARGA DE ACUÍFEROS
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,