*Modelacin de la interaccin Ro-Acufero.Clculo del caudal intercambiadoFelix qui potuit rerum cognoscere causas. (Virgilio)Jess CarreraGrupo de Hidrologa SubterrneaI JAlmera (IDAEA)CSICBarcelona

*ndiceDinmica generalizada de la interaccin Ro-Acufero Por y para qu todo esto?Formas de interaccinPrincipios bsicosMedidas directasSeparacin de hidrogramasInfiltrmetrosClculos indirectosHidrulicosHidroqumicosDiscusin y conclusiones

*Porqu?Porque s! Para gestionar los recursos hdricos es necesario entenderlos.Para evaluar los recursos disponibles.Para evaluar impacto antrpicoPor ejemplo:Es cierto que la mayora de la escorrenta es superficial? (Cosa que implcita o explicitamente suponen la mayora de los estudios hidrolgicos de recursos disponibles)Probablemente s en condiciones naturales. Pero, cada gota de escorrenta ha pasado un ratito subterrneoLuego,NO!, si se bombea intensamente el acuferoDinmica de la interaccin

*Dinmica de la interaccinMecanismos de generacin de escorrenta

*Formas de interaccin Ro-AcuferoRo ganadorhacufero> hroCondiciones naturales habitualesZona hiporreicaSensible a avenidasImportancia ecolgicaBosque de ribera florecienteDinmica de la interaccin

*Formas de interaccin Ro-Acufero2) Ro perdedor, pero conectadohacufero< hroCondiciones influidas por bombeoZona hiporreicaSe colmata msMs sensible a avenidasBosque de ribera estresadoDinmica de la interaccin

*Formas de interaccin Ro-Acufero3) Ro perdedor, pero desconectado (colgado)hacufero

*Caudal en funcin del nivelhacuferohroQ (+, entrada al acf)Q (-, salida del acf)1) Forma convencional2) Colmatacin del lecho3) AvenidasDinmica de la interaccin

*Variabilidad a lo largo de la trazaEn ros conectados, muy sensible a variaciones de pendientexEn ros ganadores hay tramos perdedoresSeccin LongitudinalPlantaDinmica de la interaccinEl gradiente longitudinal en el acufero tiende a igualarse a la pendiente longitudinal del ro. Esto es relevante, tanto a escala local como regional.En condiciones naturales, el ro puede perder al entrar al acufero y recuperar al salir

*Principios MUY generalesCasi toda el agua que escurre ha pasado por debajo de la superficie del terrenoEsto es particularmente cierto en cuencas muy explotadas, donde el flujo superficial e incluso el hipodrmico pueden quedar muy reducidosEl agua bombeada sale de (1) almacenamiento y (2) ro. A larga, todo (2), pero puede tardar mucho.En tramos de ro desconectados, la recarga se concentra en avenidas.En el ro, buena mezcla. En el acufero, NO.

Dinmica de la interaccin

*tMtodos directos: Balance de agua en roQRIOCaso ms sencillo: Anlisis de hidrograma. Separacin de componentes.Alto grado de discrecionalidadCota inferior de descarga subterrnea!!Mejor en rios ganadores y vrgenes. CUIDADO en cuencas muy antropizadas! Se tiene que complementar con balance de salesCaudal base. Aportacin subterrnea

*Mtodos directos: Infiltrmetro(Vazquez-Su et al, 2003)

*

*El infiltrmetro, como tantas cosas en hidrologa, requiere mojarse

*Alta variabilidad espacial y temporalDescargaDescargaRecarga

*Dificultades del uso de infiltrmetrosVariabilidad espacialTamao del infiltrmetro y perturbacin del fondoAsientos y ajustes del lechoGeneracin de gasesEfectos de densidadMovimiento del agua superficial

La medida es puntual en espacio y tiempoPERO, imprescindible para estudios de la zona hiporreica

*Mtodos indirectos hidrulicos: idea bsicaPROBLEMA: Conocer T y S

*2) Medida de respuesta a variacin de nivel en ro

Clculo de T y S1) Ensayos hidrulicosOJO geometra

*Arizona Versus CaliforniaCALIFORNIAARIZONASecciones de controlSondeos con sensores a tres alturasMedio complejo: modelo numricoCuestin: Estimar el caudal de retorno al Ro Colorado procedente de los dos EstadosUna vez calibrado el modelo se puede obtener el caudal de cada estado aplicando Darcy

*Niveles medidos y calculadosBuen ajuste, sugiere buen modeloCerca del ro, los sensores someros responden ms y ms rpido que los profundos Lejos del ro, ocurre lo contrarioImportante porosidad drenable (diferida) en nivel fretico

*Dificultades con interpretacin clsicaQu pasa si hay paleocauces muy permeables?Pueden llevar mas agua que todo el resto

*Ro AgrioVigoBarrera reactiva intercepta todo el flujo del sublveo

*Geologa tras construir la barrera

*Niveles medidos y calculados

*Ajuste ensayos de bombeo

*Transmisividades estimadasPaleo canal no sortea la barreraCoherente con piezometra y con hidroqumica

*El Bajo Llobregat, nivel y caudal en ro

*Modelo numrico detallado

*Balance global50% de la recarga directa del ro.35% durante avenidas

*Ejemplo:Si C1=0, C2=100, Cm=20 y Q1=4000, entonces:

Conocidos Q1, y Cs, se puede obtener Q2 como:

Dificultades:Encontrar trazador natural tal que C1>>C2 (para que Cm>>C1 y C2>>Cm)Conocer aguas extremoMtodos hidroqumicos. Balance

*Mejor an, si se conoce la proporcin de mezcla

Entonces,

Y, en general, si hay N aguas

O, mejor:

Clculos hidroqumicos con prop. de mezclaEjemplo:Si C1=0, C2=100, Cm=20 y Q1=4000, entonces:

*Clculo de las proporciones de mezclaLa ventaja de trabajar con proporciones de mezcla es que no es tan crtico encontrar trazadores ideales ni aguas extremas.Se pueden deducir de datos hidroqumicos habitualesMtodo de mxima verosimilitud para encontrar props de mezcla y aguas extremo a partir de BBDD hidroqumicas (Carrera et al, 2004)

*Aguas extremo supuestasC1C2Encontrar buenas proporciones de mezcla sin hacer trampas!Estimacin independiente de aguas extremo complicado por variabilidad temporal, espacial, etcSe puede hacer con tantas especies (comp. conservativas) como se quiera

*DificultadesVariabilidad (no promediar concentraciones, sino flujos msicos)Errores de medida y muestreoOJO! La mezcla se produce en el pozoEn ros perdedores, es preciso recurrir a modelos para cuantificar la mezcla.

*SntesisEn ros ganadores y vrgenes, es fcil calcular la entrada por cualquier mtodo.En ros perdedores y acuferos sobreexplotados, los mtodos hidrulicos parecen ms fciles, pero requieren una buena caracterizacin (Ensayos de variacin de nivel en el ro)Los mtodos hidroqumicos deben utilizarse siempre, al menos como complemento cualitativo. En rios perdedores, requieren muestreo exhaustivo tanto de evolucin temporal en ro, como de distribucin espacial en acufero.Lo ideal es emplear ambos.

*

*********************************