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6. PROTECCIÓN DE LAS CAPTACIONES DE ABASTECIMIENTO URBANO EN MEDIOS CON POROSIDAD INTERGRANULAR O ASIMILABLES EN SU FUNCIONAMIENTO A LOS MISMOS. EJEMPLO DE SU APLICACIÓN EN UN ACUÍFERO DETRÍTICO EN LA LOCALIDAD DE VILLACASTÍN (SEGOVIA)

6.1 Análisis de la información requerida para definir la protección a establecer en las captaciones de abastecimiento urbano

6.2. Zonación de los perímetros de protección 6.3. Métodos para la delimitación de los perímetros de

protección de la calidad

6.3.1. Métodos hidrogeológicos

6.3.2. Método de análisis del sistema de flujo combinado con el cálculo del tiempo de tránsito

6.3.3. Método del radio fijo calculado: Ecuación volumétrica y Método de la recarga

6.3.4. Método del radio fijo calculado. Función del descenso

6.3.5. Método de Wyssling

6.3.6. Análisis del sistema de flujo combinado con la ecuación de flujo uniforme

6.3.7. Método de Jacobs y Bear

6.3.8. Método de solución analítica simple para la aproximación a isocronas que definen zonas de transporte

6.3.9. Método de Krijgsman y Lobo Ferreira

6.3.10. Método de Rehse para el cálculo del poder depurador de los materiales

6.3.11. Modelos matemáticos. Aplicación de los programas Visual MODFLOW y Visual MODPATH

6.3.12. Modelos analíticos: WhAEM-2000

6.3.13. Método de Hoffman y Lillich

6.3.14. Método de Albinet

6.3.15. Nomograma de Van Waegeningh y Van Duijvenboden

6.3.16. Nomógrafo de Pettyjon

6.3.17. Método de Horsley

6.4. Comparación de los perímetros de protección de la calidad obtenidos aplicando diferentes métodos

6.4.1. Zona de los perímetros de protección de la

calidad definida empleando un tiempo de tránsito de 1 día y la obtenida mediante otros criterios alternativos

6.4.2. Zona de los perímetros de protección de la calidad definida empleando un tiempo de tránsito de 50 días y la obtenida mediante otros criterios alternativos

6.4.3. Zona de los perímetros de protección de la calidad definida empleando un tiempo de tránsito de 4 años y la obtenida mediante otros criterios alternativos

6.4.4. Zona de los perímetros de protección de la calidad definida empleando un tiempo de tránsito de 25 años y la obtenida mediante otros criterios alternativos

6.5. Propuesta final de perímetros de protección de la

calidad 6.6. Establecimiento de planes de emergencia y

sistemas de vigilancia 6.7. Análisis metodológico para la protección del recurso

hídrico en cantidad 6.8. Propuesta final de protección de la cantidad en los

sondeos de abastecimiento 6.9. Propuesta de modificaciones legales relativas a los

perímetros de protección de la calidad y a la protección del recurso hídrico en cantidad en las captaciones de abastecimiento urbano

6.9.1. Propuesta de contenido de una norma parcial para otorgamiento de autorizaciones y concesiones en el acuífero captado para abastecimiento

6.9.2. Propuesta de modificaciones legales relativas a los perímetros de protección de la calidad

6. PROTECCIÓN DE LAS CAPTACIONESDE ABASTECIMIENTO URBANO ENMEDIOS CON POROSIDADINTERGRANULAR O ASIMILABLES ENSU FUNCIONAMIENTO A LOSMISMOS. EJEMPLO DE SUAPLICACIÓN EN UN ACUÍFERODETRÍTICO EN LA LOCALIDAD DEVILLACASTÍN (SEGOVIA)

El análisis de los diferentes aspectos a considerar enla protección de las captaciones de abastecimientourbano efectuado en este capítulo se efectuarádesarrollando su aplicación a un caso real, corres-pondiente a la protección de las captaciones deabastecimiento urbano de Villacastín (Segovia) quecaptan un acuífero detrítico de la cuenca del ríoDuero, lo que proporciona un hilo conductor y untratamiento integrado que facilitará su aplicación aotros trabajos.

La elección de la localidad de Villacastín, en la pro-vincia de Segovia, para delimitar los perímetros deprotección en sus captaciones de abastecimiento, seha considerado idónea tras el análisis de sus caracte-rísticas y problemática, que la hacen extrapolable aotras localidades, entre las que cabe destacar lassiguientes:

– Capta un acuífero detrítico de la cuenca del ríoDuero, con la amplia extensión que tienen dichosmateriales en España, con características, que loshacen especialmente indicados para la delimita-ción de perímetros de protección.

– Tiene una población, en torno a 1500 habitantesen el año 2001, y una actividad socioeconómica,agrícola, ganadera e industrial, de carácter medio.

– La infraestructura del abastecimiento a la pobla-ción y las necesidades de agua para el mismo per-miten analizar suficientemente los aspectos a con-siderar de un modo genérico en la problemáticadel abastecimiento a poblaciones.

– Los focos potenciales de contaminación en el tér-mino municipal son de diverso tipo: agrícola (bási-camente cultivos de secano de cereales), ganadero(explotaciones extensivas e intensivas), urbanos eindustriales.

– Los estudios precedentes efectuados en las zona(Martínez Navarrete y Fernández Sánchez, 1999 y2000; Martínez Navarrete y García García, 2001 ay 2001 b; Martínez Navarrete, 2002), han puestode relieve el interés del Ayuntamiento de Villacas-tín en garantizar la protección de sus captacionesde abastecimiento, y ha permitido disponer de unainformación de partida referente a los aspectos aconsiderar en la delimitación de perímetros de pro-tección de captaciones de abastecimiento urbano.

6.1. Análisis de la informaciónrequerida para definir laprotección a establecer en lascaptaciones de abastecimientourbano

En el anexo 1 se desarrollan los análisis a efectuar,ilustrándose en el mismo en las tablas 9 a 17, figu-ras 4 a 17 y mapas 1 a 3 su aplicación a la localidadde Villacastín tomada como ejemplo. Los factores aconsiderar comprenderán:

• Situación geográfica.

• Marco geológico.

– Litoestratigrafía.

– Tectónica.

• Socioeconomía.

– Población.

– Actividad socioeconómica del municipio.

• Marco hidrogeológico.

• Hidrogeología del entorno de la localidad: natura-leza del acuífero; características de las captaciones;recarga-descarga; parámetros hidráulicos; hidro-química y calidad.

• Problemática del abastecimiento a la población.

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Perímetros de protección para captaciones de agua subterránea destinada al consumo humano. Metodología y aplicación al territorioIGME. Serie: HIDROGEOLOGÍA Y AGUAS SUBTERRÁNEAS. ISBN: 84-7840-496-1

– Infraestructura del abastecimiento.

- Captaciones de abastecimiento urbano.

- Depósitos de almacenamiento y redes de distri-bución.

- Red de alcantarillado y estaciones depuradoras.

– Necesidades de agua para abastecimiento.

• Vulnerabilidad del acuífero frente a la contamina-ción.

– Inventario de focos potenciales de contamina-ción.

- Focos potenciales de contaminación agrícolas.

- Focos potenciales de contaminación ganade-ros.

- Focos potenciales de contaminación industria-les.

- Focos potenciales de contaminación urbanos.

– Vulnerabilidad de las diferentes zonas.

• Planeamiento urbanístico.

6.2. Zonación de los perímetros deprotección

La división de los perímetros de protección de capta-ciones de abastecimiento urbano en diversas zonas,con diferentes regulaciones a las actividades o insta-laciones contempladas en las mismas, es una prácti-ca generalizada en diversos países del mundo comoha sido analizado en al capítulo 2.

Este sistema de zonación permite encontrar un com-promiso entre una protección adecuada y suficientedel recurso y el respeto, en la medida de lo posible,de la actividad socioeconómica de la región circun-dante.

La zonación y restricciones que se establecen sondiferentes no obstante en cada país, definiéndosehabitualmente en función de la naturaleza de losmateriales captados (medios con porosidad intergra-nular o asimilables en su funcionamiento a los mis-

mos, kársticos y fisurados), los parámetros hidráuli-cos de los acuíferos y las características socioeconó-micas, empleándose diferentes criterios para delimi-tar las zonas.

En la tabla 18 se relacionan los criterios existentescon el proceso físico que controlan. Se analizarádetalladamente cada uno de ellos:– Distancia

Consiste en delimitar un área definida por un cír-culo con centro en la captación.

Sus dimensiones se definen frecuentemente comouna media de las obtenidas al aplicar en diferentescasos otros criterios más complejos.

Es el más elemental de los existentes, pudiendovalorarse como poco eficaz, puesto que no incor-pora ninguna consideración sobre las condicionesde flujo del agua subterránea, ni respecto a losprocesos implicados en el transporte de los conta-minantes en cada caso particular.

– Descenso

Se basa en considerar que el área en la cual des-ciende el nivel del agua subterránea, debido alefecto del bombeo, se producen cambios en ladirección del flujo subterráneo y un aumento de lavelocidad con la que el agua llega a la captación,debido al incremento del gradiente hidráulico, pro-duciendo o acelerando la migración del contami-nante hacia ella.

Ha sido mal aplicado en numerosas ocasionesdebido a la idea errónea de que el área de alimen-tación y el área de influencia coinciden. Esto sóloes cierto en aquellas zonas en las cuales antes decomenzar a bombear no haya gradiente hidráulicoo éste sea despreciable. En la figura 18 puedeobservarse cómo difieren ambas cuando se consi-dera la existencia de gradiente hidráulico. En estecaso, que es el más habitual, no toda el área de

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Perímetros de protección para captaciones de agua subterránea destinada al consumo humano. Metodología y aplicación al territorio

Tabla 18: Relación entre los criterios que pueden emplearse en la delimitación de perímetros de protección y los procesos físicos que controlan.

Fuente : USEPA, 1987

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Protección de las captaciones de abastecimiento urbano en medios con porosidad intergranular o asimilables en su funcionamiento a los mismos. Ejemplode su aplicación en un acuífero detrítico en la localidad de Villacastín (Segovia)

Fuente: Modificado de USEPA, 1987 en Moreno Merino et al.,1991

Figura 18: Área de influencia y área de alimentación en un acuífero con gradientehidráulico en régimen estacionario.

influencia queda englobada en el área de llamaday en el área de alimentación. Por otra parte la con-taminación producida fuera del área de influencia,pero dentro del área de alimentación, podráalcanzar la captación en un periodo de tiempovariable, que es función de la distancia a la misma.

– Tiempo de tránsito

Mediante este criterio se evalúa el tiempo que uncontaminante tardaría en llegar a la captación quese pretende proteger.

Los cálculos para la determinación del tiempo detránsito se realizan considerando principalmente elproceso de advección, que es el más conocido y elque tiene mayor importancia en acuíferos con altavelocidad de flujo, si bien también tiene en cuentala dispersión hidrodinámica y la interacción sólido-soluto que adquieren mayor relevancia en aquellosacuíferos en que la velocidad de flujo es menor.

Es uno de los criterios más exactos que existenpuesto que considera diversos factores que afec-tan a la evaluación del proceso.

En definitiva, el objetivo que se pretende con suaplicación es definir zonas alrededor de las capta-ciones con la suficiente amplitud para que el resul-tado de una actividad contaminante tarde en lle-gar a la misma un tiempo determinado que permi-ta su degradación, o proporcione una capacidadde reacción que haga posible un cambio temporalen la fuente de suministro a la población, hastaque la degradación de la calidad de las aguasextraídas disminuya a límites aceptables.

– Criterios hidrogeológicos

Su elección se fundamenta en la asunción de queuna contaminación que se produjese en el área dealimentación de una captación podría alcanzarlatranscurrido un cierto periodo de tiempo, por loque debe delimitarse ésta y protegerla en su tota-lidad.

Se trata por tanto de identificar los límites hidro-geológicos que delimitan el área en la cual el aguaprocedente de la precipitación después de infiltrar-se llegar a alcanzar la captación. Éstos son dediversos tipos, pudiendo actuar como tales ríos,canales, lagos divisorias piezométricas y materialesimpermeables entre otros.

La aplicación de este criterio va a implicar enmuchas ocasiones la protección de un área mayorde la necesaria. Su empleo es también muy usualen acuíferos pequeños, en los que el tiempo detránsito hasta los límites es muy reducido, por loque disminuye notablemente al área sobreprotegi-da que su aplicación implicará.

En cualquier caso es sumamente recomendable suutilización en conjunción con otros criterios tantopara valorar si los límites hidrogeológicos existen-tes van a restringir su utilización como para modi-ficar cuando sea preciso los resultados que éstospuedan proporcionar.

– Poder autodepurador del terreno.

Consiste en utilizar la capacidad que poseen losdiferentes terrenos para atenuar la concentraciónde los contaminantes que los atraviesan como cri-terio para definir la extensión de éstos que debenrecorrer un agua contaminada hasta alcanzar unacalidad admisible para el consumo humano.

En esta capacidad depuradora del terreno intervie-nen procesos físicos, químicos y biológicos queactúan de modo diferente para cada contaminan-te, por lo cual deben realizarse experiencias previasque permitan evaluarlos convenientemente.

El estudio requerirá el análisis detallado del perfiledafológico, textura, estructura, composiciónmineralógica, porosidad, así como las característi-cas propias de cada contaminante que sea precisoconsiderar.

Las zonaciones aplicadas a los perímetros de protec-ción han sido habitualmente modificadas a lo largodel tiempo, para adecuarlas al grado de desarrollometodológico alcanzado en su delimitación, la reali-dad socioeconómica y las experiencias resultantes desu aplicación al territorio, que han permitido evaluarsu eficacia.

En la legislación de Estados Unidos, Canadá y nume-rosos países europeos (Alemania, Suiza, Bélgica,Holanda, Reino Unido, Portugal e Italia entre otros),se especifica en cuantas zonas deben subdividirse losperímetros de protección y, con mayor o menor pre-cisión en cada país, con qué criterios delimitarlos ylas restricciones a imponer a diversas actividades enlas mismas (Lallemand-Barrès, Roux, 1989 y 1999).

A pesar de las diferentes regulaciones existe no obs-tante una serie de similitudes en muchas de ellas.Así, es mayoritaria la división de los perímetros deprotección en tres zonas, para proteger frente a lacontaminación, si bien con denominaciones distintasen cada país.

La primera de ellas, la más cercana a la captación aproteger, suele definirse en función de una distanciafija, que varía normalmente entre 10 a 60 metros, oun tiempo de tránsito de 1 día e incluiría considera-ciones sobre las características de la perforación ysus sistemas de protección para evitar contaminacio-nes desde la superficie, espacio anular y defectos enel entubado entre otros (Frank et al., 1998).

La segunda zona, destinada a proteger contra lacontaminación bacteriológica, se delimita mayorita-riamente con un tiempo de tránsito de 50 ó 60 días(si bien en la legislación canadiense específica de laprovincia de Quebec ésta se incrementa hasta los200 días para la protección bacteriológica y 550 díaspara la protección virológica), o una distancia, quedepende, entre otros factores, del tipo de materialacuífero captado.

La tercera zona se define considerando el tipo dematerial acuífero y, en algún país, como es el caso deAlemania, considerando además la velocidad deflujo y la existencia o no de materiales de baja per-meabilidad recubriéndolos. Se delimita en funcióndel área de alimentación de la captación, distanciasfijas, definidas según las diferentes características delacuífero, o un tiempo de tránsito. En los países enque se utiliza un tiempo de tránsito, éste varía de 1

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a 25 años. Así por ejemplo el empleado en Portugales de 10 años, de 10 a 25 años en Holanda y de 15a 20 años en Estados Unidos.

Además de estas zonas se consideran en algún paíszonas especiales, como las definidas en Portugal enzonas kársticas o fisuradas y frente a la intrusiónmarina.

En la legislación española, como ha sido analizadodetalladamente en el capítulo 3, se ha definido unperímetro de protección único, en cuyo ámbitopueden imponerse limitaciones al otorgamiento denuevas concesiones de agua y autorizaciones devertido, así como condicionamientos a diversas acti-vidades que puedan afectar a la cantidad o calidadde las aguas. Éstas deben detallarse en el docu-mento de delimitación del perímetro, correspon-diendo a la Junta de Gobierno del Organismo decuenca su aprobación, como se indica en elReglamento del Dominio Público Hidráulico de1986 (BOE, 1986) y en el texto refundido de la Leyde Aguas (BOE, 2001 c).

La regulación no tiene por qué ser similar en toda suextensión, por lo que sí se puede admitir en la prác-tica el dividir el perímetro en diversas zonas alrede-dor de la captación, graduadas de mayor a menorimportancia en cuanto a las restricciones de activi-dad impuestas sobre ellas, si bien debe definirse encada estudio las zonas a delimitar, sobre la base dequé criterios efectuarlo, y las restricciones a imponera las mismas.

La zonificación empleada con mayor frecuencia parala protección de la calidad en las propuestas de perí-metros de protección en medios con porosidad inter-granular o asimilables, como se esquematiza en lafigura 19, es la siguiente:

– Zona inmediata o de restricciones absolutas:el criterio de delimitación suele ser un tiempo detránsito de 1 día o un área fijada de forma arbitra-ria de pequeña extensión (100 a 400 m2). Estarávallada para impedir el acceso de personal noautorizado a las captaciones.

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Figura 19: Zonas a establecer en los perímetros de protección de la calidad para captaciones de abastecimiento urbano.

– Zona próxima o de restricciones máximas: sedimensiona generalmente en función de un tiem-po de tránsito de 50 días, que permite protegercontra la contaminación microbiológica, utilizandotambién criterios hidrogeológicos. En algunosestudios no obstante se ha delimitado tambiénempleando un criterio de descenso o de poderautodepurador del terreno.

– Zona alejada o de restricciones moderadas: elcriterio más utilizado para su dimensionado es untiempo de tránsito de varios años, criterios de tipohidrogeológico o una combinación de ambos. Suobjetivo es proteger la captación frente a contami-nantes de larga persistencia. El tiempo de tránsitoempleado en esta zona de restricciones modera-das se ha definido frecuentemente en función delos focos potenciales de contaminación existentesen el entorno de la captación, y de las característi-cas hidrogeológicas del acuífero captado, emple-ándose valores muy dispares en el estudio.

Una propuesta de modificación de esta zonación(MIMAM, 2002 a y 2002 b) contemplaría:

– “Zona 0 o de protección sanitaria” que represen-taría el ámbito de protección inmediata a la capta-ción y estaría vallada.

– “Zona I de protección microbiológica” que abar-caría desde la anterior hasta la isocrona de 50 díaspara garantizar una protección contra la contami-nación microbiológica.

– “Zona II de dilución y control”. Protegería frente acontaminantes químicos de larga persistencia,principalmente no degradables limitándosemediante la isocrona de 5 años.

– “Zona III de captación”. Abarca toda el área de ali-mentación de la captación.

Las zonas a establecer en los acuíferos en medioskársticos y fisurados, así como en los acuíferos con-finados serán objeto de análisis en los capítulos 7, 8y 9.

La protección de la cantidad ha sido abordada engran parte de los estudios de perímetros de protec-ción efectuados en España que la contemplan (Mar-tínez Navarrete y López Geta, 2001) definiéndoseuna “zona de protección de la cantidad”, con el finde preservar los caudales que realmente son emple-ados para abastecer a la población.

En esas zonas, delimitadas con una metodologíadiferente a la empleada para la calidad, se indicabanlas limitaciones que se proponían a otras captacionesen el acuífero para garantizar esos caudales, emple-ándose normalmente como fundamentos el descen-

so del nivel piezométrico, criterios hidrogeológicos yfrecuentemente una combinación de ambos.

Respecto a la protección de la cantidad en Españahay que reseñar además que la modificación esta-blecida en la Ley de Aguas, recogida en el artículo56.3 de su texto refundido (BOE, 2001 c), contem-plando únicamente la determinación de perímetrosde protección para proteger las aguas subterráneasfrente a los riesgos de la contaminación, sin modifi-car ni derogar los reglamentos existentes, R.D.P.H.de 1986 (BOE, 1986) y R.A.P.A.P.H. de 1988 (BOE,1988), que desarrollaban la Ley de Aguas de 1985(BOE, 1985), plantea además alguna incertidumbresobre los perímetros de protección que tienen comoobjetivo salvaguardar la cantidad (como se analizóen el capítulo 3).

En este sentido, cabe considerar la reflexión indicadaen dicho capítulo de establecer otro mecanismo quepermitiera contemplar regulaciones en un área alre-dedor de la captación, definiendo integradamente elvolumen global máximo de extracción en el entornodelimitado para los diferentes usos. La metodologíaaplicable con este fin será analizada en el apartado6.6. incluyéndose en el apartado 6.8. una propuestade modificaciones legales a establecer para su apli-cación.

6.3. Métodos para la delimitación delos perímetros de protección de lacalidad

Métodos aplicados en captaciones en acuíferoscon porosidad intergranular. Aplicación al abas-tecimiento urbano de Villacastín.

El análisis efectuado de los diversos métodos emple-ados, a nivel mundial, para delimitar perímetros deprotección de la calidad de captaciones en diferentesmateriales, y de las experiencias resultantes de suaplicación, ha permitido seleccionar los métodosmás apropiados para su utilización en acuíferos conporosidad intergranular o asimilables en su funcio-namiento a los mismos.

Los métodos finalmente elegidos se utilizarán paradelimitar las zonas de restricciones obtenidas paradiferentes tiempos de tránsito, o mediante otros cri-terios, de los perímetros de protección de la calidaden las captaciones de abastecimiento urbano. Sonlos siguientes:

– Métodos hidrogeológicos.

– Análisis del sistema de flujo combinado con el cál-culo del tiempo de tránsito.

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– Radio fijo calculado: ecuación volumétrica, méto-do de la recarga y función del descenso.

– Método de Wyssling.

– Análisis del sistema de flujo combinado con laecuación de flujo uniforme.

– Método de Jacobs y Bear.

– Solución analítica simple para la aproximación aisocronas que definen zonas de transporte.

– Método de Krijgsman y Lobo Ferreira.

– Método de Rehse para el cálculo del poder depu-rador de los materiales.

– Modelo matemático: Visual Modflow y VisualModpath.

En los siguientes apartados se incluye, para cada unode esos métodos, una síntesis de sus requisitos, limita-ciones, datos necesarios, formulaciones matemáticasque emplean, incluyéndose éstas en hojas de cálculopara facilitar su utilización, los datos empleados encada captación (procedentes del análisis efectuado enel capítulo 6) y los resultados obtenidos para diferen-tes tiempos de tránsito (excepto en los métodos queno emplean éste como criterio de delimitación).

6.3.1. Métodos hidrogeológicos

La delimitación de perímetros de protección emple-ando métodos hidrogeológicos exclusivamente sebasa en el análisis de los límites del acuífero capta-do, cartografía hidrogeológica en el entorno de lascaptaciones, análisis de las isopiezas y direcciones deflujo, relación entre el acuífero y los ríos y arroyosque lo surcan, zonas de emergencia del agua subte-rránea, entre otros factores.

Los perímetros de protección de los sondeos deabastecimiento urbano de Villacastín que captan elacuífero detrítico del terciario y cuaternario, cuyosresultados se muestran en la figura 20, se han deli-mitado considerando los siguientes factores:

– El límite sur del acuífero, constituido por el con-tacto con las rocas graníticas hercínicas se ha con-siderado como límite impermeable y por tantolímite sur de los perímetros de protección, aunquepodría existir localmente un flujo y aportación late-ral de escasa entidad desde el granito hacia elacuífero captado.

– El análisis de las isopiezas, elaboradas en base a losvalores de piezometría en los puntos de aguainventariados, permite definir las direcciones deflujo en el acuífero y por tanto el área de alimen-tación de las captaciones. Al este del arroyo de losPrados se ha considerado que existe una divisoriapiezométrica que limita los perímetros por el este.

– El arroyo Cardeña drena hacia el oeste los mate-

riales de su entorno, por lo que estos no han sidoincluidos en el ámbito de los perímetros de pro-tección.

Hay que destacar que se ha incluido en los períme-tros de protección la zona ubicada entre el arroyo delos Prados y la divisoria piezométrica existente al estede dicho arroyo antes indicada.

Se ha aplicado este criterio conservativo, que proba-blemente sobreprotege dicha zona, pese a que elarroyo de los Prados es ganador, como indica el aná-lisis de las isopiezas y las observaciones de campoefectuadas en diferentes fechas en el mismo, por loque es poco probable que una contaminación enesta zona alcanzara las captaciones ubicadas al otrolado de este eje de descarga del acuífero.

La contaminación sí se produciría en el caso de quelos bombeos en esa zona provoquen descensos delnivel piezométrico tales que el río pasase a ser per-dedor, o también si los bombeos alterasen el régi-men de flujo en profundidad, permitiendo flujo pro-fundo desde la zona este del arroyo de los Pradoshacia las captaciones de abastecimiento.

La aplicación de métodos hidrogeológicos, exclusiva-mente, delimita el área de alimentación de cada cap-tación, pero no permite su subdivisión en diferenteszonas, como si posibilita el empleo de métodos queconsideran el tiempo de tránsito.

Hay que reseñar finalmente que el análisis hidrogeo-lógico de detalle del acuífero captado es, en todocaso, imprescindible para la obtención de diversosparámetros requeridos para los demás métodos, ycomo complemento a los mismos para definir losperímetros de protección.

6.3.2. Método de análisis del sistema de flujocombinado con el cálculo del tiempo detránsito

En este método se asume un acuífero con flujo bidi-mensional en medio con porosidad intergranular oasimilable, sin discontinuidades, en el que los conta-minantes se mueven en el agua subterránea con sumisma dirección y velocidad (United States Environ-mental Protection Agency, USEPA, 1991 a). Al apli-carlo se delimita en primer lugar el área de alimen-tación a la captación (área desde ésta hasta la divi-soria hidrogeológica en la cual toda partícula en ellaubicada alcanzará el pozo de bombeo con indepen-dencia del tiempo de tránsito requerido para ello).Ésta se calcula en base al análisis del mapa de iso-piezas, las correspondientes líneas de flujo trazadashasta la captación y la ley de Darcy.

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Figura 20: Delimitación de perímetros de protección de las captaciones de abastecimiento urbano de Villacastín en elacuífero del Terciario detrítico empleando métodos hidrogeológicos.

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Tabla 19: Resultados obtenidos aplicando el método de análisis del sistema de flujo combinado con el cálculo del tiempo de tránsito a las captaciones de abastecimiento a Villacastín en el acuífero del Terciario detrítico.

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Al delimitar el área de alimentación en diversos estu-dios de perímetros de protección en USA (USEPA,1991 a) se propuso iniciar el trazado de las líneas deflujo arbitrariamente a 150 o 300 metros a cada ladode la captación y, para evitar definir un área excesi-vamente estrecha y como medida de seguridad, seplanteó incluir a sus lados una “zona de seguridad”(con anchura cero a la altura de la captación y queiría abriéndose con un ancho de 75 metros cada 300metros de distancia a la captación), trazándose laslíneas de flujo hasta la divisoria hidrogeológica. En elcaso de existir varios acuíferos superpuestos se efec-túa independientemente para cada uno hasta alcan-zar la divisoria hidrogeológica que les corresponda,que puede ser diferente. El área de alimentaciónfinal se obtendrá superponiendo las correspondien-tes a los distintos acuíferos así como aquellas zonasen que el flujo obtenido de las isopiezas indique queuna partícula sobre ellas alcanzará lateralmente elárea de alimentación de los acuíferos profundos, yaque de esta iría hasta la captación.

Una vez definida el área de alimentación se determi-nará la distancia aguas arriba de la captación corres-pondiente a diferentes tiempos de tránsito medianteel empleo de las siguientes ecuaciones:

Donde:

Ve: Velocidad lineal media

K: Conductividad hidráulica

i: Gradiente hidráulico

me: Porosidad eficaz

t: Tiempo de tránsito

d: Distancia aguas arriba de la captación hasta lalínea de tiempo de tránsito

Esta distancia se traza como el radio de un círculodefiniéndose el perímetro de protección para cadatiempo de tránsito como la parte de ese círculoincluido en el área de alimentación definida por elanálisis de isopiezas y líneas de flujo.

Los tiempos de tránsito se definen hasta llegar a ladivisoria hidrogeológica y dependen de las circuns-tancias de cada estudio. A modo de ejemplo enalgunos casos se consideró tiempos de tránsito de 1,4 y 13 años llegando en algunos casos hasta los 100años (USEPA, 1991 a).

Los resultados obtenidos al aplicar este método seindican en las tablas 19 y 20.

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Tabla 20: Desarrollo del cálculo, por el método de análisis del sistema de flujo combinado con el cálculo del tiempo detránsito, de las zonas de restricciones de los perímetros de protección de las captaciones de abastecimiento aVillacastín, en el acuífero del Terciario detrítico, empleando el programa Microsoft Excel.

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6.3.3. Método del radio fijo calculado: Ecuaciónvolumétrica y Método de la recarga

El método se basa en un análisis bidimensional delbalance de agua asumiendo un flujo ambiental (flujodireccional en el acuífero) despreciable (Figura 21). Sise asume un flujo radial hacia el pozo en un acuífe-ro con espesor saturado (b) constante, el cilindro quecorresponde a una isocrona de tiempo de tránsito (t)tiene un radio fijo (R) tal que cualquier partícula queentre en ese cilindro, o ya este dentro, tardará unmáximo de t días antes de ser bombeada en el pozo.

El balance de agua para el periodo t es (USEPA,2000):

Donde:

N: Recarga procedente de infiltración de la precipi-tación (m/día)

R: Radio del perímetro de protección a calcular (m)

t: Tiempo de tránsito hasta la captación (días)

me : Porosidad eficaz del acuífero

b: Espesor saturado (m)

Q: Caudal bombeado en la captación (m3/día)

El primer término de esa ecuación representa laentrada al acuífero debido a la recarga.

El segundo término representa el agua contenidadentro del cilindro.

El término de la derecha de la igualdad representa lacantidad total de agua extraída del pozo durante elperiodo de bombeo.

El radio puede expresarse como:

Se pueden tener dos casos simplificados:

Método del radio fijo calculado. Ecuación volu-métrica

En el método volumétrico (USEPA, 1993 a) se consi-dera que el término (N·π·t) es muy pequeño debidoa pequeños valores de tiempo o de recarga o deambos.

Por lo tanto:

Método del radio fijo calculado. Método de larecarga

En el método de la recarga (USEPA, 1993 a) cuandoel tiempo alcanza valores muy grandes se consideraexclusivamente el primer término de la ecuación,correspondiente a la recarga y despejando se obtie-ne la zona de captura que viene dada por la ecua-ción:

Todas estas ecuaciones sólo se aplican si se cumplela suposición de Dupuit, es decir flujo horizontalsomero. Si la zona de captura o el radio de la isocro-na es menor que dos veces el espesor saturado delacuífero y el pozo no es totalmente penetrante, losefectos tridimensionales pueden llegar a ser impor-tantes y la aproximación podría conducir a subesti-mar el radio de la isocrona de la zona de captura (R).Esto se puede evitar sustituyendo el espesor satura-do del acuífero por la longitud de rejilla en el pozo.

La isocrona radial simétrica sólo será válida si no hayflujo ambiental o el pozo domina el flujo dentro delárea correspondiente a esa isocrona.

Para una isocrona de 1 ó 2 años y un pozo con altacapacidad de bombeo la ecuación de flujo radial esfrecuentemente asumible. Sin embargo un pozo conpoca capacidad de bombeo en un área con fuerteflujo ambiental tendrá una isocrona alargada que seextenderá aguas arriba en la dirección del flujo queno se ajustará a las isocronas circulares.

Figura 21: Radio fijo calculado. Líneas de flujo e isocronas.

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El asumir un espesor saturado constante es ciertoen acuíferos confinados cuyo espesor no varíe, peroen acuíferos libres, incluso asumiendo flujo horizon-tal, el espesor saturado no es constante debido alos descensos por bombeos del nivel piezométrico.Usando el espesor saturado más pequeño en laecuación del método volumétrico se obtendrá unazona de captura conservativa (protectora).

Una modificación del método de la recarga seemplea también para determinar el área de alimen-tación de una captación delineándose esta, en lugarde mediante un radio fijo, con una forma obtenidadel análisis piezométrico y otros criterios hidrogeo-lógicos (Morris, 1994; Environment Agency, 1998).

Así Morris (1994) emplea el balance del agua:

Donde:

A: Área de alimentación (m2)

Q: Caudal anual medio de explotación (m3/año)

N: Recarga anual media a largo plazo (m/año)

Los resultados obtenidos al aplicar estos métodos seindican en las tablas 21,22 y 23.

Tabla 21: Resultados obtenidos aplicando el método del radio fijo calculado. Ecuación volumétrica a las capta-ciones de abastecimiento a Villacastín en el acuífero del Terciario detrítico.

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Tabla 22: Desarrollo del cálculo por el método del radio filo calculado, ecuación volumétrica, de las zonas de restricciones de los perímetros de protección de las captaciones de abastecimiento a Villacastín, en el acuífero del Terciario detrítico, empleando el programa Microsoft Excel.

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La recarga (N) se obtiene considerando que la infil-tración supone un 5% de la precipitación:

Se emplea el caudal anual medio de explotación encada captación.

6.3.4. Método del radio fijo calculado. Funcióndel descenso

Este método define la zona a proteger como el áreaen la cual se produce un descenso determinado delnivel piezométrico. Este se calcula empleando laecuación de Theis (Theis, 1935) para el régimen tran-sitorio, por lo que la precisión será mayor cuantomás se asemeje la realidad del acuífero a las condi-ciones matemáticas o condiciones de contornoimpuestas para su resolución. Estas (Villanueva Mar-tínez e Iglesias López, 1984) son:

– Acuífero de extensión infinita homogéneo e isó-tropo en cuanto a su conductividad hidráulica.

– La captación atraviesa completamente la forma-ción permeable.

– El flujo de agua hacia la captación es radial y sincomponente vertical.

– El caudal de bombeo es constante.

– El pozo de bombeo es de diámetro cero

– No existe recarga al acuífero

La ecuación de Theis es:

En la cual u es una función auxiliar cuyo valor es:

Donde:

d: Descenso en un punto situado a la distancia Rdel pozo de bombeo

Q: Caudal de bombeo constanteT: Transmisividad del acuíferoR: Distancia a la captaciónS: Coeficiente de almacenamientot: Tiempo transcurrido desde el comienzo del

bombeo, consideradas inicialmente condicionesde reposo

Se define una función de pozo W(u) que correspon-de a la integral de la citada fórmula.

Tabla 23: Resultados obtenidos aplicando el método del radio fijo calculado. Método de la recarga a las captaciones de abastecimiento a Villacastín en el acuífero del Terciario detrítico.

NO ES ADECUADO EMPLEAR EL MÉTODO PARA VALORESPEQUEÑOS DE TIEMPO (1 DÍA Y 50 DÍAS) YA QUE

PROPORCIONA UN ÚNICO VALOR PARA TIEMPOS MUYGRANDES (4 AÑOS O 25 AÑOS EN ESTE CASO)

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Esta integral no tiene solución analítica y se haresuelto por métodos aproximados. Se muestran deun modo resumido en la tabla 24 los valores de W(u)y u.

Al aplicar este método se calcula en primer lugarW(u):

Se obtiene el valor de u de la tabla de la función depozo (Tabla 24). Para obtener la distancia a la capta-

ción (R) en la que se produce un descenso (d) fijadocomo criterio para delimitar el perímetro de protec-ción se emplean las ecuaciones siguientes:

Los resultados obtenidos al aplicar este método a lascaptaciones de abastecimiento a Villacastín se indi-can en la tabla 25.

Tabla 24: Función de pozo W(u) (resumida).

61


6.3.5. Método de Wyssling

El método de Wyssling (Wyssling, 1979 en Lalle-mand- Barrès, Roux, 1989) consiste en el cálculo dela zona de llamada de una captación (Figura 22), esdecir, de la parte del área de alimentación en la cualpuede apreciarse un descenso piezométrico conse-cuencia del bombeo y las líneas de corriente se diri-gen a la captación, y la búsqueda posterior del tiem-po de tránsito deseado.

Fue diseñado para el dimensionamiento de períme-tros de protección en acuíferos con porosidad inter-granular y homogéneos pero presenta el inconve-niente de no tener en cuenta las heterogeneidadesdel acuífero por lo que es menos preciso para laszonas más alejadas de la captación.

La resolución del método (Wyssling, 1979, en More-no Merino et al.,1991) precisa conocer el valor de lossiguientes parámetros hidráulicos:

i: Gradiente hidráulico. Obtenido a partir de lasisopiezas trazadas

Q: Caudal real bombeado



b: Espesor saturado del acuífero

El procedimiento de cálculo es el siguiente:

a) Se calcula en primer lugar la zona de llamada.

En un acuífero libre, si B (Figura 22) es la anchu-ra del frente de llamada:

b) El radio de llamada puede obtenerse de la ecua-ción:

y el ancho del frente de llamada a la altura de lacaptación:

c) La velocidad eficaz Ve se calcula como:

d) Una vez determinada la zona de llamada ha debuscarse en la dirección del flujo la distanciacorrespondiente al tiempo de tránsito deseado(isocronas).

Tabla 25: Resultados obtenidos aplicando el método del radio fijo calculado. Función deldescenso a las captaciones de abastecimiento a Villacastín en el acuífero delTerciario detrítico.

Se ha considerado como límite de descenso máximo 15 mm (0,015 m) al emplearse éste en diversosestudios de delimitación de perímetros de protección realizados en Estados Unidos (USEPA, 1987).

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Figura 22: Cálculo de perímetros de protección mediante la aplicación del método de Wyssling.

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Se emplean las ecuaciones: Donde:

l = Ve·t

t: Tiempo de tránsito

Ve: Velocidad eficaz

So: Distancia aguas arriba en la dirección del flujocorrespondiente a un tiempo de tránsito t

Su: Distancia aguas abajo en la dirección del flujocorrespondiente a un tiempo de tránsito t

Los resultados obtenidos al aplicar este método seindican en las tablas 26, 27, 28, 29 y 30.

Tabla 26: Resultados obtenidos aplicando el método de Wyssling a las captaciones de abastecimiento a Villacastín en el acuífero del Terciario detrítico.

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Tabla 27: Desarrollo del cálculo, por el método de Wyssling, de las zonas de restricciones del perímetro de protección del sondeo de abastecimiento a Villacastín “San Bartolomé”, en el acuífero del Terciariodetrítico, empleando el programa Microsoft Excel.

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Tabla 28: Desarrollo del cálculo, por el método de Wyssling, de las zonas de restricciones del perímetro de protección del sondeo de abastecimiento a Villacastín “Puente Alzado”, en el acuífero del Terciario detrítico, empleando el programa Microsoft Excel.

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Tabla 29: Desarrollo del cálculo, por el método de Wyssling, de las zonas de restricciones del perímetro de protección del sondeo de abastecimiento a Villacastín “Cañada del Abad”, en el acuífero del Terciariodetrítico, empleando el programa Microsoft Excel.

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Tabla 30: Desarrollo del cálculo, por el método de Wyssling, de las zonas de restricciones del perímetro de protección del sondeo de abastecimiento a Villacastín “Camino del Valle”, en el acuífero del Terciario detrítico, empleando el programa Microsoft Excel.

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6.3.6. Análisis del sistema de flujo combinadocon la ecuación de flujo uniforme

El método asume un acuífero con flujo bidimensio-nal uniforme, en un medio con porosidad intergra-nular o asimilable. Al aplicarlo se efectúa previamen-te un análisis de las isopiezas y líneas de flujo paradeterminar la divisoria hidrogeológica y el trazado delas líneas de flujo hacia la captación, empleándose laecuación de flujo uniforme (Todd, 1980) para com-pletar la definición del área de contribución a la cap-tación, concretamente su ancho en la divisoria hidro-geológica y su distancia aguas abajo en el sentidodel flujo (Figura 23).

La expresión de la ecuación de flujo uniforme(USEPA, 1991 a) es:

Desde esta ecuación se obtienen dos ecuaciones(USEPA, 1991 a) para delimitar el área de contribu-ción a la captación:

Donde:

Y: Anchura del perímetro de protección a la alturade la divisoria hidrogeológica paralela a las iso-piezas existentes antes de bombear

X: Distancia al punto de gradiente nulo o de estan-camiento (“downgradient null point”) aguasabajo de la captación, en el sentido del flujoperpendicular a las isopiezas previas al bombeo



i: Gradiente hidráulico sin bombeo

Q: Caudal de bombeo

XL: Distancia desde la captación al punto de gra-diente nulo o estancamiento previo al bombeoaguas abajo de la captación

YL: Distancia al límite lateral de la zona a proteger ala altura de la divisoria hidrogeológica desde sueje de simetría

En este método no se considera el efecto de los lími-tes hidrogeológicos (excepto la divisoria piezométri-ca), heterogeneidades del acuífero ni recarga no uni-forme. Da lugar a perímetros de protección muygrandes si el pozo está muy lejos de la divisoria pie-zométrica.

Los resultados obtenidos se muestran en las tablas31 y 32.

Tabla 31: Resultados obtenidos aplicando el método de análisis del sistema de flujo combinado con la ecuación de flujo uniforme a las captaciones de abastecimiento a Villacastín en el acuífero del Terciario detrítico.

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Figura 23: Aplicación de la ecuación de flujo uniforme.

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Tabla 32: Desarrollo del cálculo, por el método de flujo uniforme, de las zonas de restricciones de losperímetros de protección de las captaciones de abastecimiento a Villacastín, en el acuífero delTerciario detrítico, empleando el programa Microsoft Excel.

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6.3.7. Método de Jacobs y Bear

El método de Jacobs y Bear (Bear, 1979, en Lalle-mand-Barrès y Roux, 1989) requiere acuíferos homo-géneos, isótropos y de extensión infinita, sometidosa un gradiente regional uniforme y un único pozo.Las líneas de corriente y las equipotenciales caracte-rísticas se reflejan en la figura 24.

Las isocronas tienen por expresión, en función devariables reducidas:

Donde:V: Velocidad de Darcy

Q: Caudal de bombeo ficticio continuo



T: Transmisividad


YR, XR, tR: Variables reducidas

t: Tiempo. Isocrona que se quiere calcular

Jacobs y Bear construyeron, a partir de esa fórmula,un ábaco consistente en una colección de curvas,correspondiendo cada una al tiempo de tránsitopara el cual se han resuelto las ecuaciones, cuyo ejede simetría coincide con el del flujo de agua subte-rránea.

La resolución del método precisa conocer el valor delos siguientes parámetros hidráulicos:

i: Gradiente hidráulico (adimensional). Obtenido apartir de las isopiezas conocidas

Q: Caudal de bombeo ficticio continuo, las 24horas del día (m3/h)

me: Porosidad eficaz (adimensional)

T: Transmisividad (m2/h)

b: Espesor saturado del acuífero (m)

t: Isocrona que se quiere calcular (horas)

Se calcula, en primer lugar, el tiempo reducidoempleando la ecuación:

Sobre el ábaco se busca la curva correspondiente altiempo tR y si no coincide con ninguna de las dibuja-das se determina por interpolación entre las dos máspróximas, obteniéndose los puntos donde se corta alos ejes de coordenadas (Figura 25).

Figura 24: Aplicación del método de Jacobs y Bear. Líneas de corriente en el entorno de la cap-tación.

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Figura 25: Ejemplo de uso de ábacos del método de Jacobs y Bear.

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Tabla 33: Datosempleados y resulta-dos obtenidos apli-cando el método deJacobs y Bear a lascaptaciones de abas-tecimiento a Villa-castín en el acuíferodel Terciario detríti-co.

Se calculan las coordenadas reales de los puntosmediante las fórmulas de transformación:

Donde:

X, Y: Distancia real en metrosXR, YR: Distancia de las variables reducidas en uni-

dades gráficas en el ábaco

Finalmente, sobre el plano de trabajo, se traza un ejeparalelo a la dirección de flujo que pase por la cap-tación, así como un eje perpendicular a este, trasla-dándose las distancias obtenidas y completándose eltrazado de la curva a mano alzada.

En la tabla 33 aparecen los valores utilizados para elmétodo de Jacobs y Bear y los resultados obtenidospara los sondeos de abastecimiento a Villacastín.

El caudal de bombeo es de 3 L/s 14 horas al día: El caudal ficticio de bombeo continuo la 24 horas es de6,3 m3/h.

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6.3.8. Método de solución analítica simple parala aproximación a isocronas que definenzonas de transporte

En este método (USEPA, 1991 b) el tiempo de trán-sito para que una partícula se mueva en la direccióndel flujo desde un punto hasta la captación en la quese bombea se puede calcular mediante la siguienteecuación (modificación de la propuesta por Bear yJacob, 1965):

Donde:

Tx: Tiempo de tránsito desde un punto X al pozode bombeo


XL: Distancia desde el pozo de bombeo hasta unpunto X recorrida en un tiempo TX. Esta distan-cia es positiva o negativa dependiendo de si elpunto X está aguas arriba (valor positivo) oaguas abajo (valor negativo) del pozo de bom-beo

Q: Caudal de bombeo




Esta ecuación, que es similar a la empleada por laSouthern Water Authority (1985), permite el cálculodel tiempo de tránsito desde un punto determinadohasta el pozo de bombeo.

El método resuelve el cálculo de distancias paratiempos de tránsito determinados por el sistema deprueba y error (USEPA,1991 b) por lo que es conve-niente introducir la fórmula en una hoja de cálculo.

El método puede ser aplicado en acuíferos libres yconfinados (USEPA, 1991 b), pero no se considerarecarga vertical procedente de un acuitardo superiorsi el acuífero es confinado, por lo que, en el caso deexistir esa recarga, el perímetro de protección defini-do por este método estaría sobredimensionado.

La proporción de la distancia para tiempo de tránsi-to aguas abajo respecto a la obtenida aguas arribapara el mismo tiempo de tránsito indica el grado deelongación que corresponderá al perímetro de pro-tección. Si se aproximase a un círculo indicaría que lainfluencia del gradiente hidráulico regional en eltiempo de tránsito sería insignificante.

Al aplicar este método se obtienen los resultadosque se indican en las tablas 34 y 35.

Tabla 34: Resultados obtenidos aplicando el método de solución analítica simple para la aproximación aisocronas que definen zonas de transporte a las captaciones de abastecimiento a Villacastín enel acuífero del Terciario detrítico.

El caudal de bombeo es de 3 L/s 14 horas al día: El caudal ficticio de bombeo continuo las 24 horas:

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Para el cálculo correspondiente a los otros tiempos de tránsito, 1 día, 50 días y 1460 días (4 años), sólo es nece-sario tantear en esta hoja de cálculo Microsoft Excel el valor de XL hasta obtener el TX, al ser el resto de datoscomunes. Los resultados se muestran en la tabla 34.

Tabla 35: Desarrollo del cálculo, por el método de solución analítica simple para la aproximación a isocronas que definen zonas de transporte, de las zonas de restricciones de los perímetros de protección correspondientes a un tiempo de tránsito de 25 años, de las captaciones de abastecimiento a Villacastín, en el acuífero del Terciario detrítico, empleando el programa Microsoft Excel.

6.3.9. Método de Krijgsman y Lobo Ferreira

El método de Krijgsman y Lobo Ferreira (Krijgsman yLobo Ferreira, 2001), desarrolla un procedimientoanalítico para la delimitación de perímetros de pro-tección para un tiempo de tránsito de 50 días, si bienes también aplicable para otros tiempos de tránsito.

Para optimizar los resultados obtenidos emplearoncomo referencia de máxima precisión los resultadosderivados de la utilización del modelo matemáticoVisual MODFLOW (Waterloo Hydrogeologic, 1995),en supuestos teóricos de gabinete, con diferentesrangos de los valores que se contemplan en dichomodelo, aplicándose el método propuesto a esosmismos valores.

Los rangos de variación usados para estas variables(Krijgsman y Lobo Ferreira, 2001) fueron:

Porosidad eficaz (me): 0,1-0,5

Conductividad hidráulica (K): 1-60 m/d

Gradiente hidráulico (i): 0-0,05

Caudal de bombeo (Q): 100-5.000 m3/d

Espesor saturado del acuífero (b): 10-80 m

La solución analítica del problema propuesto partede una modificación de la fórmula de Bear y Jacob(1965). Ésta no se puede resolver más que medianteaproximación por series de Taylor, con un programainformático que invierte la función, el cual conducea una función:

Esta al ser invertida da valores aproximados de ymediante una función compleja, y comparando grá-ficamente los valores se determina el intervalo parael que la aproximación es válida, siendo éste dehasta x= 5,5 lo que es inaceptable para estimar lazona de tiempo de tránsito de 50 días, ya que utili-zando Visual MODFLOW se llegó hasta valores dex=18 (Krijgsman y Lobo Ferreira, 2001).

Los autores proponen ajustar una línea a los resulta-dos del modelo obtenidos a partir de los valores deme, K, i, Q y b ya que el objetivo es simular los valo-res ofrecidos por éste. De esta manera se deriva unasolución empírica.

Esta indica una función entre valores de –7< x <18ya que los valores superiores e inferiores dan errores.

Consideran preferible el considerar dos líneas detendencia debido la complejidad de la ecuación queresultaría de una sola (6º orden). De éstas una serápara la zona aguas abajo y la otra aguas arriba.

Distancia de protección aguas arriba:

Se puede obtener una tendencia polinómica que demanera simplificada pero suficientemente precisa(Krijgsman y Lobo Ferreira, 2001) es:

Donde:

Los errores cometidos se calculan tomando comovalor real el obtenido mediante la utilización del pro-grama Visual MODFLOW. Se obtienen errores infe-riores a un 4% para valores de x <18.

Para evaluar los errores obtenidos, especialmente alutilizar valores elevados o muy bajos de los paráme-tros considerados, los autores efectuaron diversaspruebas (Krijgsman y Lobo Ferreira, 2001) obtenién-dose los siguientes resultados:

– Gradiente hidráulico: Es previsible un descenso dela distancia calculada con una menor pendiente.Se puede llegar a un círculo perfecto cuando seaproxima a cero, que se puede calcular medianteel método del radio fijo.

– Caudal extraído: Se espera una disminución de ladistancia con la disminución de caudal extraído, loque se comprueba tanto con caudales muy altos obajos.

– Conductividad hidráulica: Se espera un descensodel radio calculado al disminuir la K.

– Espesor saturado: Con la disminución del espesordel acuífero se puede esperar un incremento delradio calculado.

– Porosidad eficaz: Mediante una disminución de laporosidad efectiva se producirá un aumento de ladistancia. Se observa para todo el rango de poro-sidades.

Los autores concluyen que no existen limitaciones enlos rangos de utilización de los parámetros, si biendesaconsejan emplear este método para valores dex>18.

Distancia de protección aguas abajo.

Si existe un gradiente la zona de protección de 50días tiene forma elipsoidal.

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77


Si se usa la ecuación obtenida anteriormente con xnegativo se producen grandes errores. Se realiza unaaproximación similar a la realizada en el caso anteriorcon los valores obtenidos empleando el programaVisual MODFLOW en el intervalo 0> x >-3,5 dentrodel que se sigue una tendencia que se pierde des-pués y se producen mayores errores.

Para alcanzar una función se hace un gráfico F·r/x enel intervalo y del cual se extrae una línea de tenden-cia que de manera simplificada viene dada (Krijgs-man y Lobo Ferreira, 2001) por la ecuación:

El porcentaje de error, al igual que en el caso ante-rior, resulta ser de menos de un 4%.

Se desaconseja el uso de esta ecuación para valoresde x<-3,5 en cuyo caso proponen establecer una dis-tancia de protección mínima de 25 m.

Los autores efectúan como en el caso anterior unaevaluación de los errores obtenidos en función delrango de valores empleados y concluyen que el valorde la porosidad eficaz debe ser mayor de 0,1, pro-duciéndose anomalías para valores inferiores, y queno existen límites superiores o inferiores para losparámetros i, Q, k y b.

Distancia de protección perpendicular a la direcciónde flujo

Esta es la anchura de la elipse de protección, radioperpendicular, que se encuentra entre los valores dermax y rmin. A menor gradiente la elipse será más cir-cular.

Debido a que ésta es perpendicular al gradiente sepuede utilizar la ecuación del radio fijo calculadopara 50 días:

Esta calcula el máximo valor de rp por lo que siempresobreprotegerá la zona. Los mayores errores se pro-ducen debido a la introducción de gradienteshidráulicos elevados.

Si la distancia aguas arriba no es cuatro veces mayorque aguas abajo el error será menor del 15%, lo quees aún aceptable, en el resto de casos se aplicará úni-camente una sobreprotección (Krijgsman y LoboFerreira, 2001).

Ajuste final del área de protección

La desprotección que se produce aguas arriba vienedada por no ser la zona real de protección para 50días una elipse exacta, su anchura máxima no estáen el centro de la elipse. Esto se puede corregirmodificándola y haciéndola más redondeada en lazona aguas arriba, dibujando para ello un círculo conel radio conocido en el borde de esta zona, lo quemejora la precisión, especialmente para valores degradiente hidráulico elevados (Krijgsman y LoboFerreira, 2001).

Los resultados obtenidos al aplicar este método seindican en las tablas 36, 37 y 38.

Hay que indicar que debido a los valores de porosi-dad eficaz del acuífero en esta área no se está den-tro del rango de aplicabilidad del método aguasabajo (porosidad eficaz superior a 0,1). Por estemotivo sólo se ha empleado la distancia aguas arri-ba para los tiempos de tránsito de 1 día, 4 años y 25años, definiéndose únicamente a modo orientativode una forma completa para un tiempo de tránsitode 50 días.

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Tabla 36: Resultados obtenidos aplicando el Método de Krijgsman y Lobo Ferreira a las captaciones de abastecimiento a Villacastín en el acuífero del Terciario detrítico.

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Tabla 37: Desarrollo del cálculo, por el método de Krijgsman y Lobo Ferreira, de las zonas de res-tricciones de los perímetros de protección, para un tiempo de tránsito de 50 días, delos sondeos de abastecimiento a Villacastín “San Bartolomé” y “Puente Alzado” en elacuífero del terciario detrítico, empleando el programa Microsoft Excel.

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Tabla 38: Desarrollo del cálculo, por el método de Krijgsman y Lobo Ferreira, de las zonas de res-tricciones de los perímetros de protección, para un tiempo de tránsito de 50 días, de lossondeos de abastecimiento a Villacastín “Cañada del Abad” y “Camino del Valle” en elacuífero del Terciario detrítico, empleando el programa Microsoft Excel.

6.3.10. Método de Rehse para el cálculo delpoder depurador de los materiales

Rehse propone un método empírico para cuantificarel poder depurador de los materiales en la zona nosaturada y en la zona saturada, ante los efluentescontaminantes que pudieran atravesarlos.

Para su cálculo (Rehse, 1977 en Lallemand-Barrès yRoux, 1989) se apoya en varias tablas que relacionanel tipo de material y su poder depurador tanto en lazona saturada como en la no saturada.

El poder depurador (Lallemand-Barrès y Roux, 1989)vendrá dado por:

Donde:

MX: Poder depurador sobre la totalidad del trans-porte

MR: Poder depurador en el trayecto vertical (zona nosaturada)

MA: Poder depurador en el trayecto horizontal (zonasaturada)

La depuración es completa cuando: MX sea mayor oigual a 1.La depuración en la zona no saturada:

Donde:

hi = Espesor vertical de los materiales en la zona nosaturada

Iri = Índices de depuración para esos materiales en lazona no saturada (Tabla 39)

Cuando MR ≥ 1 la depuración en la zona no satura-da es completa y según Rehse no sería necesariodeterminar ningún perímetro de protección.

Cuando MR < 1 la depuración no es completa y elagua contaminada alcanzaría la zona saturada.

La depuración en la zona saturada:

Si MX = 1, es decir existe una depuración completaantes de que el agua llegue a la captación, entoncesel poder depurador de la zona saturada será:

La distancia L que como mínimo es necesario reco-

rrer para alcanzar una depuración total, será:

Donde:

IA : Índice de depuración de la zona saturada corres-pondiente al material acuífero (Tabla 40)

L = Longitud atravesada de la zona saturada

Al aplicar este método al sondeo San Bartolomé,como ejemplo para ilustrar el desarrollo que se sigueen su utilización, se obtienen los siguientes resulta-dos:

1. Depuración en la zona no saturada (se empleala tabla 39).

h = 3,2 m (Espesor vertical de materiales en lazona no saturada en el sondeo).

IR = Los materiales del acuífero detrítico del Tercia-rio (arenas y gravas en una matriz arcillo-limo-arenosa) corresponderían al material queRehse define como “M-9: Grava con abun-dante matriz arenosa y escasamente limosa”al cual le corresponde un valor del índice IR =0,08 (Tabla 39).

MR = 3,2 Æ 0,08 = 0,25

2. Depuración en la zona saturada (se emplea latabla 40).

MA = 1 – MR = 1 – 0,25 = 0,75

En este caso, el valor del índice IA es de 0,007 ya quelos materiales que Rehse define como “M-9: Gravacon abundante matriz arenosa y escasamente limo-sa” son los que más se asemejan a los correspon-dientes al acuífero detrítico del Terciario, que tienenademás una velocidad eficaz de: Ve = 4,0 m/día (portanto comprendida entre 3 y 20).

Por tanto la distancia L, que como mínimo es nece-sario recorrer para alcanzar una depuración total es:

El perímetro de protección para esta captación sedefine por tanto como un círculo con centro en lacaptación y radio de 107 metros. Los resultadosobtenidos al aplicar este método se indican en latabla 41.

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MA= 1- MR

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L = Distancia horizontal necesaria para la depuración (m)a) Velocidad eficaz < 3 m/díab) Velocidad eficaz comprendida entre 3 y 20 m/díac) Velocidad eficaz comprendida entre 20 y 50 m/día

d) Velocidad eficaz > 50 m/díaIA = Índice de depuración en el acuífero

Modificado de Rehse, 1977.

Tabla 40: Poder depurador del suelo en la zona saturada.

Tabla 39: Poder depurador del suelo en el recubrimiento (Suelo y zona no saturada).

M = Número de clasificación granulométricaH = Espesor de la capa necesario para la depuraciónIR = Índice de depuración en la zona no saturadaArena: Diámetro de grano 2 – 0,063 mm

Limo: Diámetro de grano 0,063 – 0,005 mmArcilla: Diámetro de grano < 0,005 mm

Modificado de Rehse, 1977.

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6.3.11. Modelos matemáticos. Aplicación de losprogramas Visual MODFLOW y VisualMODPATH

El programa MODFLOW es un modelo tridimensionalde aguas subterráneas de diferencias finitas desarro-llado por Michael McDonald y Arlen Harbaugh (Uni-ted Sates Geological Survey, USGS) que apareció porprimera vez en 1983, publicándose su documenta-ción final en 1988 (McDonald y Harbaugh, 1988), y hasido modificado numerosas veces. El programa hasido diseñado (USGS, 1997) para simular sistemasacuíferos en los cuales se cumple:

– El flujo se produce en la zona saturada.

– Se puede aplicar la Ley de Darcy. Para porosidadintergranular.

– La densidad y temperatura del agua subterráneason constantes.

– Las direcciones principales de conductividadhidráulica horizontal o transmisividad no varíandentro del sistema.

MODFLOW no resuelve flujo dependiente de la den-sidad (por ejemplo intrusión de agua salada), nimedio fracturado (a menos que se asuma porosidadintergranular equivalente).

En los sistemas acuíferos que cumplen estas condicio-nes, MODFLOW permite simular flujo en régimen per-manente y transitorio en acuíferos libres o confina-dos, unidades confinantes, contemplando una gran

variedad de rasgos y procesos como embalses, ríos,arroyos estacionales, drenajes, fuentes, pozos, evapo-transpiración, recarga procedente de precipitación yde retornos de riego, fallas y otras barreras. Permite almenos cuatro métodos de solución para resolver lasecuaciones de diferencias finitas empleadas.

Utiliza el método de diferencias finitas, que divide lazona a modelar en bloques rectangulares (celdas)mediante un mallado, organizándose estas por filas,columnas y capas.

Para cada celda hay que especificar las propiedadesdel acuífero. Además se introduce la informaciónsobre pozos, ríos y los demás rasgos de flujo deentrada o de salida al sistema que se considere.

MODFLOW resuelve las ecuaciones que definen elflujo en el acuífero modelado y proporciona comosalidas el nivel del agua en cada celda en diferentespasos de tiempo.

El error cometido se evalúa comparando los nivelessimulados con los niveles medidos en campo lo quepermite calibrar el modelo.

Su módulo “Zone Budget” proporciona además unbalance de entradas y salidas al acuífero, así como elflujo para cada celda.

El programa MODPATH, fue desarrollado por DavidPollock (USGS) en 1990, saliendo su última versión (v3.0) en 1994 (Pollock, 1994). Es un modelo que uti-

Tabla 41: Resultados obtenidos aplicando el método de Rehse para el cálculo del poder depurador delos materiales a las captaciones de abastecimiento a Villacastín en el acuífero del Terciariodetrítico.

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liza los resultados de la simulación obtenidos conMODFLOW y simula la componente de adveccióndel transporte de solutos.

Este programa permite calcular y dibujar el recorridode partículas aisladas, tiempos de tránsito en el sen-tido de flujo o aguas arriba, zonas de captura decontaminantes y perímetros de protección, para locual se rodea el pozo de bombeo con partículas y sesimula el recorrido de esta aguas arriba para dife-rentes pasos de tiempo, para régimen estacionario ytransitorio.

A partir de los programas MODFLOW y MODPATH sehan elaborado diferentes programas que facilitan elpre-proceso y post-proceso de los datos como Pro-cessing Modflow y Pmpath (Wen-Hsing y Kinzel-bach, 1988) y Visual MODFLOW y Visual MODPATHcreados por Nilson Guiguer, y Thomas Franz (Water-loo Hydrogeologic, 1995).

En la simulación de los perímetros de protección delos cuatro sondeos de abastecimiento de Villacastínque captan el acuífero detrítico del Terciario seemplearán los programas Visual MODFLOW y VisualMODPATH.

Se empleará además el módulo “Zone Budget” delprograma Visual MODFLOW como herramienta paradefinir la protección de la cantidad.

Los datos empleados como entradas al modelo, lascalibraciones realizadas y las diferentes simulacionesefectuadas, analizadas en Martínez Navarrete, 2002,no serán detallados en este trabajo, exponiéndoseúnicamente a continuación, de una manera muyresumida, en qué ha consistido la simulación y losresultados obtenidos.

Se han considerado los siguientes límites para lazona a modelar (Figura 26):

Figura 26: Límites de la zona modelada, celdas inactivas y condiciones de contorno (celdas de nivelconstante y drenes).

– Límite sur: El contacto con los materiales graníticos(límite impermeable), definido mediante la carto-grafía hidrogeológica (Figura 20).

– Límites este y oeste: Los definen las divisoriashidrogeológicas obtenidas en base al análisis de lapiezometría (Figura 20).

– Límite norte: Es el límite de la zona estudiada conel resto del acuífero del Terciario detrítico.

En el modelo se han considerado dos capas en losmateriales detríticos del Terciario y Cuaternario. Laprimera capa corresponde a un acuífero libre cuyomuro está a cota 935 metros y su techo en la super-ficie del terreno. Su potencia en el área donde seubican las 4 captaciones de abastecimiento es de100 metros. La segunda capa, de 300 metros depotencia, corresponde a un acuífero confinado enlos mismos materiales.

El establecer dos capas en el modelo permite simu-lar ríos o drenes que afecten solo a la primera capa(en lugar de a los 400 metros de potencia del acuí-fero) y poder considerar que los bombeos afectansolo a los niveles más someros del acuífero, es decira cota superior a 935 metros, como ocurre en la rea-lidad en todas las captaciones del área modelada.

Se ha establecido una malla cuadrada con celdas de500 metros de longitud que ha sido georeferenciadaempleándose como base el mapa topográfico aescala 1:50.000 de dicha zona.

El modelo requiere asignar a cada celda valor dediferentes parámetros, obtenidos en base al análisisefectuado en el apartado 6.1.5. Estos son: Conduc-tividad hidráulica en tres direcciones del espacio (Kx,Ky, Kz), porosidad eficaz, porosidad total, coeficientede almacenamiento en acuífero libre (Sy), coeficientede almacenamiento en acuífero confinado (Ss), sibien el modelo asigna en cada momento a cadacapa el valor que le corresponde (Ss o Sy) dependien-do de la situación del nivel piezométrico (así aplica,por ejemplo, a la capa 2 el valor Ss mientras que elnivel piezométrico esté por encima de la cota deltecho de dicha capa).

El modelo requiere además introducir los valores delas condiciones de contorno (Reilly, 2001).

En los materiales detríticos del norte de Villacastínse han considerado la recarga por infiltración de laprecipitación (que se efectúa sólo en la capa supe-rior), celdas de nivel constante, en las cuales el nivelpiezométrico no varía en la simulación (para lo cualel modelo les asigna un valor de almacenamientoinfinito, aunque físicamente el almacenamiento nopuede ser mayor que 1), y celdas con drenes (Figura26).

Las celdas de nivel constante se emplean exclusiva-mente en el límite norte de la zona estudiada con elresto del acuífero del Terciario detrítico, en las doscapas del modelo, para que no se produzcan cam-bios en las líneas de flujo de esta zona, simulandoque el flujo continúa hacia el resto del acuífero delTerciario detrítico.

Para simular los arroyos que surcan el área modela-da se ha considerado más adecuado a su escasa enti-dad y tipo de funcionamiento considerarlos comodrenes. En estos si el nivel piezométrico es superior ala cota del dren el agua se evacua del modelo (desa-parece) y si el nivel piezométrico es inferior a la cotadel dren no actúa.

Se procede entonces a ejecutar el modelo en régi-men permanente sin bombeos.

El modelo genera valores de piezometría que soncomparados con los niveles de piezometría realesmedidos en campo. Para facilitar esta labor el pro-grama considera la posibilidad de definir puntos deobservación lo que permite emplear, además de lavaloración cualitativa efectuada directamente por elmodelador, las herramientas estadísticas que incor-pora el programa para evaluar la calibración obteni-da.

Este proceso se ha repetido modificando, donde eranecesario y asumible en base a los datos hidrogeoló-gicos disponibles, los valores iniciales de entradahasta concluir la calibración, es decir hasta obteneruna diferencia entre los valores reales medidos y lossimulados considerada aceptable.

Una vez concluida la calibración en régimen perma-nente se ha procedido a simular dos hipótesis. Enprimer lugar simular en régimen permanente losniveles obtenidos con un bombeo continuo en los 4sondeos de abastecimiento en el acuífero del tercia-rio detrítico. Una segunda hipótesis que contemplaademás de esos bombeos el existente en otras doscaptaciones del acuífero (sondeos 172020006 y172010003) también de un modo continuo, en régi-men permanente.

Por último, partiendo de los resultados de la simula-ción obtenidos con Visual MODFLOW con las dosopciones de bombeos antes indicados en régimenpermanente, se ha utilizado el programa VisualMODPATH para simular el área de procedencia de laspartículas que alcanzarían las captaciones en dife-rentes tiempos de tránsito.

Para ello se rodea cada captación de abastecimientocon partículas, empleándose en la simulación efec-tuada un círculo de 100 metros de radio, y se simu-

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la el recorrido de esta agua arriba para los tiemposde tránsito de 50 días, 4 años y 25 años.

El empleo de las dos hipótesis indicadas permite eva-luar la repercusión que tiene, en el tamaño y formade las zonas de alimentación de las captaciones deabastecimiento urbano a Villacastín, que existan ono bombeos en esos dos sondeos, destinados aabastecer una granja (172020006), así como a unrestaurante y dos gasolineras (172010003), propor-cionando así una información adicional para delimi-tar los perímetros de protección.

En las figuras 27, 28 y 29 se muestran los resultadosproporcionados por la simulación efectuada emple-ando el modelo para las zonas de alimentación delas captaciones de abastecimiento urbano de Villa-castín, para diferentes tiempos de tránsito, que per-miten definir el perímetro de protección correspon-diente a cada captación, considerando la opciónseleccionada. Ésta ha sido la más conservadora oprotectiva, es decir, un bombeo continuo en las cua-tro captaciones de abastecimiento urbano y conside-rar que continuará el bombeo indefinidamente enlos otros dos sondeos antes indicados.

Fuente: Martínez Navarrete, 2002

Figura 27: Zonas de alimentación para un tiempo de tránsito de 50 días, con bombeo continuo en los 4 sondeos de abastecimiento y otras dos captaciones en régimen permanente, que definen la zonadel perímetro de protección correspondiente a ese tiempo.

OTROS MÉTODOS

6.3.12. Modelos analíticos: WhAEM-2000

6.3.12.1. Evolución y estado actual

La United States Environmental Protection Agency(USEPA), al principio de los años 90, desarrolló elmodelo matemático WHPA que admite diferentessoluciones de flujo (soluciones de flujo uniforme)para la delimitación de zonas de captura en un tiem-po de tránsito mediante el diseño de líneas de igualtiempo de residencia obtenidas a partir de las líneasde flujo de diferentes partículas.

En 1994 se desarrolló el modelo CZAEM, introdu-ciendo la utilización del método de elementos analí-ticos (solución analítica), basado en el principio desuperposición de numerosas funciones analíticas,

cada una de las cuales representa un elementohidrológico. El modelo bidimensional utiliza la hipó-tesis de Dupuit, resistencia cero al flujo vertical y gra-dientes verticales nulos (es asumible cuando la zonade captura es al menos un orden de magnitud supe-rior al espesor saturado del acuífero), con ello se asi-mila el modelo bidimensional a uno tridimensional.Este modelo incluía sondeos, líneas de flujo superfi-cial, flujo uniforme y elementos circulares de recar-ga, funcionando bajo el sistema operativo DOS.Como resultados ofrecía la delineación de envolven-tes para los tiempos de tránsito y subzonas de tiem-po y origen.

El desarrollo de la primera versión de WhAEM (Well-head Analytical Element Model), modelo de simula-ción de sondeos mediante elementos analíticos,añadió al anterior un interfaz gráfico y un preproce-sador geográfico.

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Figura 28: Zonas de alimentación para un tiempo de tránsito de 4 años con bombeo continuo en los 4sondeos de abastecimiento y otras dos captaciones en régimen permanente, que definen lazona del perímetro de protección correspondiente a ese tiempo.

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El WhAEM2000 funciona en entorno Windows,incluye un interfaz gráfico completo, la utilizacióncomo mapas base de los mapas del USGS en forma-to digital line graph (.dlg) y una solución analíticaModAEM que incluye límites de flujo de formas arbi-trarias, que es su principal novedad.

Este modelo se puede utilizar para la delineación dezonas de protección con radio fijo, en pozos conflujo uniforme y en acuíferos confinados o libres conflujo constante y con propiedades y recarga cons-tantes.

Además incorpora límites en el dominio del flujoregional, calcula el flujo ambiental en base a la recar-ga del acuífero debida la precipitación por lo queeste no tiene que ser calculado previamente y no selimitará a un flujo uniforme. Además las característi-cas superficiales y los límites geológicos pueden serlíneas curvadas y de extensión limitada.

No obstante queda limitado por carecer de asigna-ción de diferente permeabilidad a distintas áreas,variabilidad en las cotas de elevación del acuífero,resistencia al flujo hacia o desde las aguas superfi-ciales, y la existencia de un flujo multi-acuífero. Todoello limita su aplicabilidad pero lo hace más sencillode operar y con necesidad de menor número dedatos que modelos más sofisticados, por ejemploMODFLOW.

Es un modelo de dominio público (freeware), encon-trándose la versión WhAEM2000 v 2.1.0 en las pági-nas de Internet de la USEPA. Se está trabajando en lamejora de diversas características pobremente desa-rrolladas en la actualidad y el desarrollo de otrasnuevas para la mejora de la simulación.(http://www.epa.gov/athens/sofware/whaem/index.html).


Figura 29: Zonas de alimentación para un tiempo de tránsito de 25 años con bombeo continuo en los 4 sondeos de abastecimiento y otras dos captaciones en régimen permanente, que definen la zonadel perímetro de protección correspondiente a ese tiempo.

6.3.12.2. Delimitación de zonas de protecciónmediante la utilización delWhAEM2000

Los mapas base que utiliza el modelo tienen forma-to “binary base map” (.bbm), forma comprimida delos mapas .dlg desarrollados por el USGS, que utili-zan proyección UTM. Además este formato acepta laconversión de mapas base con diferentes formatos,entre los que destaca el formato utilizado por Auto-cad (.dxf).

El modelo acepta la utilización de cualquier sistemacartesiano de coordenadas, ya que el interfaz gráfi-co proporciona el preproceso y postproceso de lascoordenadas del mapa base.

La delimitación de las zonas de protección mediantela utilización del modelo WhAEM2000 se puede rea-lizar a través de diferentes aproximaciones en fun-ción de los datos de entrada de que se disponga. Asíéstas pueden venir definidas mediante los siguientescriterios, de los que el tercero es el específico para elfuncionamiento real del modelo:

• Criterio de distancia: mediante un radio fijo, pri-mera línea de defensa contra la contaminaciónsuperficial y también contra microbios patógenos.Se lleva a cabo mediante la situación del pozo enlas coordenadas exactas y la asignación del valordel radio arbitrario.

• Criterio del tiempo de residencia: los contami-nantes no conservativos se asimilarán en un tiem-po determinado de residencia en el subsuelo y ladetección de éstos da tiempo para la remediacióno búsqueda de captaciones alternativas para elabastecimiento. Se puede llevar a cabo en elmodelo mediante la aplicación de:

– Radio fijo calculado: basado en un análisis bidi-mensional del balance estático de agua asu-miendo un flujo ambiental despreciable, quenecesita los datos de recarga, tiempo, porosi-dad, espesor saturado y caudal. Puede conside-rar dos casos simplificados método de la recargay método volumétrico. La isocrona radial simétri-ca sólo será válida si no hay flujo ambiental o elpozo domina el flujo dentro de ésta.

– Pozo con flujo uniforme: para la aplicación delmodelo a este caso es necesario utilizar direccióny sentido del flujo natural, gradiente hidráulico,transmisividad, caudal de explotación y tiempomáximo de residencia deseado. El modelo per-mite el cálculo del gradiente mediante el méto-do de los tres puntos.

En este caso, y los que se exponen seguidamentede mayor complejidad, se pueden realizar compro-baciones de la solución conceptual mediante pun-tos de control de nivel conocido que mostraran lasdiferencias con el nivel calculado por el modelo yel asignado.

• Criterio de los límites de flujo: mediante la utili-zación del método analítico.

El modelo WhAEM utiliza el método de elementosanalíticos para resolver el flujo subterráneo sujetoa condiciones de contorno. Los elementos analí-ticos son “funciones matemáticas que represen-tan características hidrológicas en un modelo deflujo subterráneo”.

En el WhAEM estos elementos se asocian a fun-ciones que representan entrada o salida de aguade una sección de un elemento que influye en elsistema del agua subterránea:

– Corrientes superficiales y lagos: con densidad defiltración constante que en general no es cono-cida, por lo que se asigna un valor piezométricocentral medio. La densidad de filtración se igua-la a la densidad de flujo desde el acuífero al ríoy cada sección puede tener una densidad dife-rente. Éstas no son conocidas a priori, única-mente se considera conocida la carga hidráulicabajo cada sección que conduce a un sistema deecuaciones. El número de líneas necesarias parala representación de una corriente superficialdepende de la necesidad de ajustarse a su geo-metría y la necesidad de modificar las condicio-nes de recarga o descarga a lo largo de ella.

– Pozos.

– Líneas de flujo nulo, contactos geológicos y líne-as dobles: no presenta la posibilidad de diferen-ciar zonas de diferente permeabilidad, se utilizanlíneas abiertas o dobles para representar límitesde flujo nulo para simular una reducción total dela permeabilidad. Su extensión asegura suinfluencia en la zona de interés. Si su presenciano afecta significativamente a la zona delineada,no se necesitan modelos más complejos.

Una vez que el modelo calcula todas las densi-dades del sistema se puede calcular el potencialy flujo medio para cualquier punto añadiendo lainfluencia de todos los elementos. Este es elprincipio de superposición.

La salida del modelo crea unos archivos de resulta-dos calculados y representa los mapas de base con-

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siderados, así como con los elementos introducidosque se soliciten y diversos elementos gráficos que seobtienen a partir de los datos calculados por elmodelo destacando la piezometría de la zona mode-lada y las trayectorias de flujo de las partículas (elnúmero deseado) dentro de la zona de capturaobtenida para el tiempo simulado, que permitirándiseñar el área de protección necesaria para estetiempo de tránsito (ver figura 30). Estos mapas obte-nidos se pueden exportar en formato .dxf para sutratamiento posterior.

6.3.13. Método de Hoffman y Lillich

Es un método iterativo (Hoffman y Lillich, 1973) apli-cable en medios homogéneos cuando el descensoprovocado por el bombeo es pequeño en relación alespesor del acuífero. El descenso en las proximidadesde una captación puede describirse como:

Acuífero confinado

Acuífero libre. Si el descenso es menor que 1/10 dela potencia del acuífero se puede emplear la ecua-ción del acuífero confinado.

Donde:

h = nivel piezométrico en relación a un nivel dereferencia en un punto dado

L = distancia de ese punto a la captación

hw = nivel dinámico en el pozo respecto al nivel dereferencia

h0 = nivel piezométrico en reposo respecto al nivelde referencia

R = radio de influencia

r = Radio del pozo

Para aplicar este método (Figura 31) se sigue elsiguiente procedimiento:

1º) El gradiente:

Figura 30: Aspecto de la salida del modelo WhAEM 2000 para la simulación de una zona de protección deuna captación en un tiempo determinado.

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2º) La velocidad eficaz:

Donde:

K = Conductividad hidráulica

i = Gradiente hidráulico

me = Porosidad eficaz

3º) La distancia correspondiente a un tiempo detránsito t es:

Se trata entonces de encontrar la distancia l para lacual (siguiendo el procedimiento descrito en lospasos 1 a 3) esta tenga el mismo valor que la dis-tancia E.

6.3.14. Método de Albinet

Este método (Albinet, 1972) se basa en la fórmula deTheis, válida en régimen transitorio. Si se considerauna larga duración del bombeo esta fórmula pro-porciona un estado en régimen seudopermanente.

Las curvas de descenso en función de la distancia alpozo pueden calcularse aplicando la fórmula deTheis,

d: descenso a una distancia R del pozo de bom-beo tras un tiempo t

Q: caudal constante de bombeo

T: transmisividad

R: distancia a la captación

S: coeficiente de almacenamiento

W(u): función de pozo (tabulada)

u: función auxiliar

t: tiempo transcurrido desde el comienzo delbombeo

Conocida la superficie piezométrica previa al bom-beo se trazan curvas de igual descenso alrededor dela captación, en función del caudal elegido, según lafórmula de Theis (Figura 32). Estos círculos cortaránlas isopiezas antes del bombeo en unos puntos enlos que se calcularán, por sustracción, los valoresmodificados de la carga hidráulica. A partir de esospuntos se trazan las isopiezas resultantes tras elbombeo, así como las líneas de corriente, que per-mitirán deducir el perímetro de llamada de la capta-ción.

Albinet, 1972 en Moreno Merino et al., 1991, pro-porciona un ejemplo. Se trata de un acuífero libre; elcaudal elegido es de 200 m3/h.

Figura 31. Aplicación del método de Hoffman y Lillich.

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A partir de la curva de descenso/distancia correspon-diente (Figura 33) se trazan los círculos de igual des-censo. Se trazan después las isopiezas modificadaspor el bombeo (Figura 34) y la zona de llamada de lacaptación.

Se entiende como “zona de llamada” la parte delárea de alimentación en la cual puede apreciarse undescenso piezométrico consecuencia del bombeo ylas líneas de corriente se dirigen a la captación.

6.3.15. Nomograma de Van Waegeningh y VanDuijvenboden

Estos autores han puesto a punto nomogramas paraobtener el tamaño de la zona de protección. Para suempleo (Van Waegeningh, 1981) es necesario cono-cer: porosidad eficaz, infiltración, tiempo de tránsito,caudal bombeado y espesor del acuífero.

Si se supone que el caudal extraído de un sondeo Q,es igual a la recarga del acuífero por infiltración, I,sobre una superficie de radio L, se tiene:

A una distancia l del sondeo se tiene:

con una superficie de alimentación del acuífero

la velocidad a la distancia l es:

Para l=0, t=0 la constante vale:

Figura 32: Curvas distancia/descenso.

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Figura 34: Determinación de la zona de llamada de una captación.

Figura 33: Curvas de igual descenso.

Figura 35: Ejemplo de aplicación de los nomogramas de Van Waegening y Van Duijvenboden.

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y en consecuencia:

El nomograma de la figura 35 muestra los valorespara I y A en función de Q y b en un acuífero librecon un tiempo de transferencia de 10 años, unaporosidad eficaz de 935 y una infiltración de 1m3/m2·año, los cálculos se han realizado a partir dela ecuación anterior (*).

Se podrían obtener otros nomogramas variando losparámetros que se han fijado para obtener éste, porejemplo el tiempo de transferencia, la porosidad efi-caz, etc.

6.3.16. Nomógrafo de Pettyjon

Se va a explicar su principio de utilización a partir deun ejemplo (Lallemand-Barrès y Roux, 1989).

Sea un acuífero con las siguientes características:

• Espesor b = 33,52 m

• Porosidad me = 0,35

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• Velocidad Ve = 0,5 m/día

• Coeficiente de dispersión longitudinal DX = 9,75 m2/día

• Coeficiente de dispersión transversal DY = 1,95 m2/día

• Dispersividad XD = 19,5 m (DX/V)

• Factor de retardo Rd = 1

• Caudal de inyección Q = 795,2 m3/día

Se desea encontrar la distancia x a la cual una con-centración C0 = 50 mg/L aparece al cabo de un tiem-po de 5 años, t = 1.825 días. El contaminante seinyecta con una concentración de 150 mg/L con uncaudal de 800 m3/día .

Los pasos a seguir son los siguientes (ver figura 36):

a) Sobre la gráfica C se sitúa la concentración C0que se espera que aparezca (50 mg/L), es elpunto A.

b)

que es el punto B.

c) Se unen los puntos A y B prolongando la líneahasta el nomógrafo, punto C.

d)

El valor de la curva

Se interpola dicha curva obteniéndose el punto

D donde la corte una línea paralela al ejeque pase por C

e) Trazando una paralela al eje que pase por Dse obtiene E.

Se obtiene así la distancia a la cual aparecerá dentrode 5 años una concentración de 50 mg/L del conta-minante. Esta distancia ha de ser medida en la líneacentral de la pluma de contaminación.

xxD

ttB

Figura 36: Nomograma de Pettyjon para la determinación de la concentración en la línea central dela pluma de contaminación.

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6.3.17. Método de Horsley

Este método (Horsley, 1983) define la zona de pro-tección en 3 fases: En la primera obtiene la distancia;aguas abajo del flujo, en la que termina la zona dellamada (y por lo tanto las líneas de corriente ya nose dirigirán hacia la captación).

Para ello representa en una gráfica (Figura 37), lavariación del nivel piezométrico antes de comenzarel bombeo (curva A) al alejarse de la explotación y elcono de bombeo que se produce por efecto de lasextracciones (curva B).

El punto de inflexión en la curva, suma de ambas,indica la distancia a la divisoria del flujo aguas abajo.

En la segunda fase delimita la extensión del períme-tro aguas arriba. Para ello calcula qué proporciónexiste entre la profundidad del sondeo y el espesorsaturado del acuífero, aplicando la misma propor-

ción (Figura 38), a la distancia existente hasta la divi-soria hidrogeológica aguas arriba de la captación.

En la tercera fase calcula el área que necesita paraproporcionar el caudal extraído por el sondeo, enfunción de la recarga existente.

Emplea:

Donde:

A = Area de alimentación (m2)

Q = Caudal anual medio de explotación (m3/año)

N = Recarga anual media a largo plazo (m/año)

Esta área, junto con la distancia aguas arriba y aguasabajo, permite delimitar el perímetro de protecciónresultante.

Figura 37: Aplicación del método de Horsley.

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Figura 38: Aplicación del método de Horsley.

6.4. Comparación de los perímetros deprotección de la calidad obtenidosaplicando diferentes métodos

Para evaluar la exactitud obtenida al emplear diver-sos métodos, cuyas principales características se sin-tetizan en la tabla 42, al delimitar las zonas de losperímetros de protección de la calidad de las capta-ciones de abastecimiento urbano de Villacastín, en elacuífero del Terciario detrítico, cuyo desarrollo yresultados se detallaron en el apartado 6.3., se com-pararán los resultados obtenidos en cada métodocon los proporcionados por la simulación efectuadamediante un modelo matemático.

Al aplicar métodos hidrogeológicos como único cri-terio de delimitación se obtiene un perímetro único,

que corresponde a todo el área de alimentaciónposible de la captación, bidimensionalmente, lo queda lugar a perímetros innecesariamente extensos, nosiendo posible subdividirlos en zonas en las que apli-car diferentes grados de restricciones.

La utilización de modelos matemáticos (modelosnuméricos), cuando se dispone de información ade-cuada para su ejecución y calibrado, permite consi-derar flujo tridimensional, distribución espacial delos parámetros hidráulicos, heterogeneidades delacuífero, influencia de ríos o drenes y efecto de losbombeos, entre otros factores, por lo que proporcio-nan resultados que se ajustan más a la realidad quelos obtenidos al aplicar otros métodos. Así en losmétodos analíticos es necesario efectuar una gransimplificación de las características hidrogeológicas

Nombre del método Tipo de acuífero

LimitacionesDatos necesarios

Tabla 42: Principales características de los métodos empleados para delimitar los perímetros de protección de la calidaden las captaciones de abastecimiento urbano en medios con porosidad intergranular.

i K b me S N T Ve Otros datos

Métodos hidrogeológicos.

Análisis del sistema de flujo combinadocon el cálculo del tiempo de tránsito.

Radio Fijo calculado. Ecuación Volumétrica.

Radio Fijo calculado. Método de la recarga.

PFlujo bidimensional. Flujo ambientaldespreciable. Pozo con alta capacidad debombeo.

i K me VeIsopiezas y dirección de flujo.Divisorias hidrogeológicas.

P

Flujo bidimensional. Flujo ambientaldespreciable. Pozo con alta capacidad debombeo. Proporciona un área única.Solo válida para valores de tiempo muygrandes.

Q

Método de Wyssling. PAcuífero homogéneo en las proximida-des de la captación. Gradiente regionaluniforme.

i K meb

Ve

Isopiezas y dirección de flujo.

P

K

F

P Q b me

Flujo bidimensional. Flujo ambientaldespreciable. Pozo con alta capacidad debombeo.

Radio Fijo calculado. Función del descenso.

P Q S TFlujo bidimensional. Flujo ambientaldespreciable.

Análisis del sistema de flujo combinadocon la ecuación de flujo uniforme

P Q i K bIsopiezas y dirección de flujo.Divisoria hidrogeológica.


Descripción litológica y longitudde recorrido de los diferentesmateriales en la zona no satura-da y en la zona saturada

Proporciona un área única para el perí-metro de protección. Esta no dependedel tiempo de tránsito. Flujo bidimensio-nal. No considera el tiempo de tránsito.

Proporciona un área única para el perí-metro de protección. Esta no dependedel tiempo de tránsito.

Límites acuífero captado.

Cartografía hidrogeológica delacuífero. Isopiezas y dirección delflujo. Relación río acuífero.

Método de Jacobs y Bear

Solución analítica simple para la aproxi-mación a isocronas que definen zonasde transporte

PAcuífero homogéneo en las proximida-des de la captación. Gradiente regionaluniforme.

i me TbQ Isopiezas y dirección de flujo.

P Q i K b me

Acuífero homogéneo en las proximida-des de la captación.

Método de Krijgsman y Lobo Ferreira

Método de Rehse para el calculo delpoder depurador de los materiales

PAplicable con valores de x<18 aguasarriba y x>-3,5 y me>0.1 (10%) aguasabajo (1).

i K mebQ


Modelos matemáticos: Visual MODFLOWy Visual MODPATH

PConsidera la componente de adveccióndel transporte de solutos pero no consi-dera la difusión ni la dispersión.

Límites hidrogeológicos del área a modelar. Condiciones de contorno (Recarga,celdas de nivel constante, características ríos y drenes). Capas (geometría y tipode acuífero). Valores de piezometría. Valores de parámetros hidráulicos en cadacelda (Kx, Ky, Kz, S, me) caudal y régimen de bombeo en cada captación.

P i K me Ve

Proporciona un área única para el perí-metro de protección. Esta no dependedel tiempo de tránsito.

LEYENDA:

Tipo de acuífero:

P: Porosidad intergranular o asimilableK: KársticoF: Fisurado.

Datos necesarios:

Q: Caudal bombeadoi: Gradiente hidráulicoK: Conductividad hidráulicab: Espesor saturadome: Porosidad eficaz

S: Coeficiente de almacenamientoN: RecargaT: TransmisividadVe: Velocidad eficaz

(1) Limitaciones al método de Krijgsman y Lobo Ferreira:

MetodologíaDefinición del área

de protección

Delimita el área de alimentación mediante el análisis de isopiezas y divisorias hidrogeológicas. Seobtiene la distancia aguas arriba para diferentes tiempos de tránsito a medir como un radio den-ro del área de alimentación.

Delimita el área necesaria para proporcionar el caudal bombeado para valores de tiempo muygrandes considerando que el agua procede exclusivamente de entradas al acuífero debidas aecarga. Radio del cilindro que define el perímetro de pro-

tección para valores de tiempo muy grandes.

Calcula la zona de llamada de la captación (hay descenso piezométrico y el flujo se dirige a laaptación) y define posteriormente la distancia en la dirección de flujo correspondiente al tiem-

po de tránsito deseado.

Ancho del frente de llamada. Radio de llamada.Ancho del frente de llamada a la altura de la capta-ción. Distancia aguas abajo y aguas arriba del flujopara diferentes tiempos de tránsito.

Radio que define la zona del área de alimentacióncorrespondiente a diferentes tiempos de tránsito.

Delimita el área de cilindro de acuífero necesario para proporcionar el caudal bombeado consi-derando que procede del agua almacenada, definida por el volumen del cilindro y la porosidadficaz, considerando la recarga despreciable.

Radio de un cilindro para que cualquier partículadentro de él tarde un tiempo de tránsito fijado enalcanzar la captación, efectuándose para diferentestiempos de tránsito.

Delimita la zona en la que se produce un descenso determinado del nivel piezométrico con elaudal bombeado empleando la ecuación de Theis para régimen transitorio.

Radio a la captación para el cual se produce un des-censo determinado del nivel piezométrico para dife-rentes valores de tiempo.

Delimita la divisoria hidrogeológica mediante el análisis de las isopiezas y líneas de flujo. Empleaa ecuación de flujo uniforme para definir el ancho del área de alimentación en la divisoria hidro-geológica y su distancia aguas abajo.

Area de alimentación de la captación indicando suancho a la altura de la divisoria hidrogeológica y sudistancia aguas abajo.

Análisis hidrogeológico del acuífero captado. Area de alimentación de la captación.

e calcula mediante una fórmula un "tiempo reducido", buscándose en la colección de curvas deiempo definidas por los autores sus puntos de corte con los ejes de ordenadas y se transforma

mediante ecuaciones esa distancia gráfica a distancia en metros.

Distancia aguas arriba, distancia aguas abajo, dis-tancia lateral a ambos lados para cada tiempo detránsito.

cuación que define el tiempo de tránsito necesario para que una partícula se mueva en la direc-ión del flujo desde un punto a una distancia conocida de la captación aguas arriba o aguasbajo hasta alcanzarla.

Distancia aguas arriba y distancia aguas abajo paratiempos de tránsito determinados mediante elmétodo de tanteo empleando una ecuación.

cuaciones obtenidas mediante una solución empírica que minimiza las diferencias entre la for-mula de Bear y Jacob y los resultados obtenidos con el programa Visual Modflow para un tiem-po de tránsito de 50 días.

Distancia de una elipse aguas arriba, aguas abajo,perpendicular a la dirección de flujo y forma finalredondeada de la elipse.

Modflow es un modelo tridimensional en diferencias finitas que resuelve las ecuaciones que defi-nen el flujo considerando valores de las propiedades del acuífero específicas en cada celda, y pro-porciona el potencial hidráulico del agua en las mismas para régimen permanente y transitorio.Modpath usa los resultados de flujo de Modflow y calcula el recorrido de partículas consideran-do la componente de advección en el transporte de solutos.

Delimita con precisión el área correspondiente alperímetro de protección para diferentes tiempos detránsito en planta y perfil para diferentes hipótesisde bombeos.

Método empírico que cuantifica el poder depurador de los materiales en la zona no saturada yaturada ante efluentes contaminantes (sin especificar), que pudieran atravesarla, obteniendo losalores requeridos de tablas.

Depuración en la zona no saturada y distancia quecomo mínimo es necesario recorrer en la zona satu-rada para alcanzar una depuración total.

del acuífero, y de las condiciones de explotación,siendo necesario introducir condiciones muy estric-tas (pozos totalmente penetrantes, acuíferos deextensión infinita...) que pueden alejarse sensible-mente de la realidad, como ha sido indicado enapartados precedentes.

Estas ventajas han hecho que los modelos matemá-ticos sean cada vez más utilizados como métodoestándar para definir los perímetros de protección.

En este trabajo la comparación se realiza tomandocomo referencia los resultados de las simulacionesefectuadas para delimitar los perímetros de protec-ción de la calidad, de las captaciones de abasteci-miento de Villacastín, en el acuífero del Terciariodetrítico, detalladas en el apartado 6.3.11, emplean-do los programas Visual MODFLOW y Visual MOD-PATH (Waterloo Hydrogeologic, 1995).

El conocer la exactitud es importante para poderpreseleccionar los métodos más adecuados a lascondiciones de las captaciones analizadas, especial-mente cuando no sea posible emplear en modelomatemático, que será la opción preferente.

La comparación de los resultados de los diferentesmétodos se realiza empleando como elemento aglu-tinador el tiempo de tránsito, al ser el criterio másutilizado para delimitar perímetros de protección enmateriales con porosidad intergranular o asimilablesen su funcionamiento a los mismos. Ésta se efectúade modo independiente para los tiempos de tránsitode 1 día, 50 días, 4 años y 25 años, habitualmenteempleados para definir las zonas en que se subdivi-den los perímetros cuando se emplea este criterio.

En el análisis correspondiente a cada tiempo de trán-sito se incluyen también los resultados obtenidosaplicando métodos que emplean otros criterios alter-nativos, como el poder autodepurador del terreno ohidrogeológicos.

La inclusión de métodos que no emplean el tiempode tránsito como criterio, ni este influye al obtenerlas distancias que definen las zonas, y proporcionanun perímetro único, sin subdividir, se realiza para dis-poner de una referencia de la extensión de los perí-metros aplicando otros criterios alternativos, quepueden también emplearse para delimitar la zona enque imponer restricciones a diferentes actividades, sibien lógicamente esa área será siempre la misma enesos métodos que no dependen del tiempo.

Cabe recordar además que en España debe seleccio-narse en cada estudio cuantas zonas hay que esta-blecer en el perímetro de protección, con qué crite-rio, y en su caso, que tiempos de tránsito emplear

(como se analizó en capítulos precedentes), por loque un planteamiento amplio de la comparaciónentre métodos, como el efectuado, proporciona unaherramienta útil para su aplicación según los criteriosde los técnicos encargados de delimitar los períme-tros de protección de cada captación.

6.4.1. Zona de los perímetros de protección dela calidad definida empleando un tiempode tránsito de 1 día y la obtenida median-te otros criterios alternativos

En la tabla 43 se analiza la idoneidad de aplicar cadauno de los doce métodos contemplados, para deli-mitar la zona del perímetro de protección de la cali-dad, de las captaciones de abastecimiento de Villa-castín, en el acuífero del Terciario detrítico, para untiempo de tránsito de 1 día o mediante criteriosalternativos y los resultados obtenidos.

No ha sido posible efectuar una simulación emple-ando el modelo matemático para el tiempo de trán-sito de 1 día, por las dimensiones de las celdas, quehan sido adoptadas en función de la informacióndisponible, por lo que este no puede emplearsecomo referencia para evaluar la precisión de los mis-mos.

Los métodos que no emplean el tiempo para definirlos perímetros de protección, empleando otros crite-rios, como el poder autodepurador del terreno o loscriterios hidrogeológicos, definen un área única en elámbito del perímetro, de dimensiones a priori dema-siado grandes para ser asumibles en esta zona, en laque se aplicarán las restricciones más intensas a lasdiversas actividades reguladas. Es el caso de losmétodos hidrogeológicos (Apartado 6.3.1) y delAnálisis del sistema de flujo combinado con la ecua-ción de flujo uniforme (Apartado 6.3.6).

El método de Rehse también proporciona un áreaúnica, con un radio del orden de 100 m (107 y 99 m)en dos captaciones, estimando que no es necesariaen un sondeo, proporcionando por último un valordel área a proteger con un radio de 29 m en el son-deo “Camino del Valle”(172020005).

No es adecuado el método de la recarga del radiofijo calculado (Apartado 6.3.3) al proporcionar unsolo valor, aplicable para tiempos grandes, no siendológico considerar como tal 1 día.

La función del descenso del radio fijo calculado(Apartado 6.3.4) proporciona para 1 día una zonacon radio de 367 m.

Los 6 métodos restantes (análisis del sistema de flujo

100


101


MÉTODOS EMPLEADOSSondeo San Bartolomé

(172020004)Distancias en metros

Sondeo Puente Alzado(172020001)

Distancias en metros

Sondeo Cañada del Abad(172020003)


Sondeo Camino del Valle(172020005)


Método hidrogeológico (*).

Radio fijo calculado. Ecuación volumétrica. R = 16 R = 16 R = 17 R = 17

Radio fijo calculado: Función del descenso. R = 367 R = 367 R = 367 R = 367

Delimita una única zona que es independiente del tiempo. (ver figura 29).

Radio fijo calculado: Método de la recarga (*). No emplea el tiempo. Da un único valor para tiempos grandes Ej: 4 años. (Ver figura 30 a).

Análisis del sistema de flujo combinado con elcálculo del tiempo de tránsito. d = 4 d = 2 d = 4 d = 7

Método de Wyssling. So= 23 (Aguas arriba)Su=19 (Aguas abajo)

Análisis del sistema de flujo combinado con laecuación de flujo uniforme (*).

Delimita una única zona que esindependiente del tiempo. (ver figura 29).

So= 22 (Aguas arriba)Su=21 (Aguas abajo)



Método de Rehse para el cálculo del poder depurador de los materiales (*).

No depende del tiempo L =107

Modelos matemáticos. Programas Visual MODFLOW y Visual MODPATH.

No se ha efectuado simulaciónpara 1 día al ser demasiado pequeño para el tamaño del mallado establecido..

No depende del tiempo L = 99 No depende del tiempo L = 0 No depende del tiempo L = 29

Método de Jacobs y Bear.

Xa-b= 11 (Aguas arriba)Xa-c= 7 (Aguas abajo)Xa-d= 8 (Lateral)Xa-e= 8 (Lateral)

Xa-b= 4 (Aguas arriba)Xa-c= 2 (Aguas abajo)Xa-d= 3 (Lateral)Xa-e = 3 (Lateral)



Método de solución analítica simple para la aproximación a isocronas que definen zonas de transporte.

Método de Krijgsman y Lobo Ferreira.

XL = 20

L = 19 L = 18 L = 20 L = 22

XL = 20 XL = 20 XL = 20

(*) Estos métodos no emplean como criterio el tiempo de tránsito. Se incluyen como referencia de la extensión del perímetro de protección obtenido empleando estos criterios. Proporcionan una única zona independiente del tiempo.

Tabla 43: Comparación de los perímetros de protección de la calidad obtenidos empleando diferentes métodos para untiempo de tránsito de 1 día o mediante criterios alternativos en las captaciones de abastecimiento de Villa-castín en el acuífero del Terciario detrítico.

combinado con el cálculo de tiempo de tránsito,ecuación volumétrica del radio fijo calculado, méto-do de Wyssling, método de Jacobs y Bear, métodode solución analítica simple para aproximación a iso-cronas que definen zonas de transporte y método deKrijgsman y Lobo Ferreira) proporcionan valores delmismo orden de magnitud, como se muestra en latabla 43.

El análisis del sistema de flujo combinado con el cál-culo del tiempo de tránsito de 1 día da los valoresmás pequeños (2 a 7 m aguas arriba en el sentido deflujo), el método de Jacobs y Bear de 4 a 21 m aguasarriba en el sentido del flujo, el radio fijo calculado(ecuación volumétrica) de 16 a 17 m de radio concentro en la captación, el método de solución analí-tica simple para la aproximación isocronas que defi-nen zonas de transporte da distancias de 20 m aguasarriba y el método de Wyssling de 22 a 26 m aguasarriba, indicándose en la tabla 43 y en la descripciónde cada método la magnitud y orientación del restode las distancias.

6.4.2. Zona de los perímetros de protección dela calidad definida empleando un tiempode tránsito de 50 días y la obtenidamediante otros criterios alternativos

Se han comparado los resultados obtenidos al apli-car 10 métodos con los que proporciona la simula-ción del modelo matemático antes indicado, efec-tuada empleando los programas Visual MODFLOW yVisual MODPATH, tomada como referencia.

Métodos que emplean el tiempo de tránsito comocriterio o en los que el tiempo influye en las distan-cias obtenidas

De los 7 métodos que emplean el tiempo los resul-tados más precisos se obtienen con los métodos deWyssling (Apartado 6.3.5), Jacobs y Bear (Apartado6.3.7) y método de solución analítica simple para laaproximación a isocronas que definen zonas detransporte (Apartado 6.3.8).

Con esos tres métodos los resultados son práctica-mente idénticos (Figuras 39 a y 39 b) por lo que res-pecta a la longitud aguas arriba y aguas abajo deesta zona del perímetro y suelen indicar un área aproteger algo inferior a la requerida según el mode-lo matemático. Existe en todos ellos cierto grado desubjetividad, al tener que definir una única direcciónprincipal del flujo en base a los valores de piezome-tría conocidos, lo que puede producir un error alorientar el perímetro en algunas captaciones, comopuede ocurrir en el sondeo 5.

A pesar de esta similitud respecto a la longitud, elmétodo de Wyssling delimita, no obstante, períme-tros de protección más anchos, siendo el métodoque proporciona resultados más parecidos a losobtenidos con el modelo en los sondeos 1 y 4, sibien infraprotege en los sondeos 3 y 5 (Figura 39 b).

El método de Krijgsman y Lobo Ferreira (Apartado6.3.9) proporciona perímetros de protección simila-res a los anteriores (Figura 39 c), pero aumenta lasáreas sobreprotegidas aguas abajo. Esto se debe

102



Figura 39 a: Cartografía de los perímetros de protección obtenidos empleando diferentes métodos para un tiempo detránsito de 50 días.

103


probablemente a que debido a los valores de porosi-dad eficaz del acuífero en esta área no se está den-tro del rango de aplicabilidad del método aguasabajo como se indicó en el apartado 6.3.9.

El método del radio fijo calculado: ecuación volumé-trica (Apartado 6.3.3) proporciona zonas del períme-

tro muy pequeñas que infraprotegen aguas arriba enel sentido de flujo (Figura 39 d).

En el extremo opuesto el radio fijo calculado, fun-ción del descenso, considerando un descenso de 15mm (Apartado 6.3.4) proporciona una zona extraor-dinariamente grande (Figura 39 d) que incluye toda

Fuente: Modificado de Martínez Navarrete, 2002

Figura 39 b: Superposición cartográfica de los perímetros de protección obtenidos empleando diferentes métodos paraun tiempo de tránsito de 50 días.

0 1 km

104



Figura 39 c: Superposición cartográfica de los perímetros de protección obtenidos empleando diferentes métodos paraun tiempo de tránsito de 50 días.

la zona que indica el modelo pero sobreprotegeamplísimas zonas alrededor de las captaciones.

Por último el método de análisis del sistema de flujocombinado con el cálculo del tiempo de tránsito(Figura 39 d) proporciona unas zonas más próximasa los resultados requeridos pero menos precisas quelas obtenidas mediante los métodos de Wyssling,Jacobs y Bear, solución analítica simple y método deKrijgsman y Lobo Ferreira.

Métodos en los que el tiempo no influye al definir elperímetro de protección

Definen una única zona independiente del tiempoincluyéndose en este análisis para poder compararcon el tamaño del perímetro de protección obtenidoempleando métodos que utilizan otros criterios.

El método de Rehse (Apartado 6.3.10) proporcionaperímetros muy pequeños e incluso la no necesidad

105



Figura 39 d: Superposición cartográfica de los perímetros de protección obtenidos empleando diferentes métodos paraun tiempo de tránsito de 50 días.

de establecerlos como ocurre en el sondeo 3(Figura 40).

Los perímetros de protección definidos empleandométodos hidrogeológicos exclusivamente cubrentoda el área a proteger pero delimitan una zonaúnica de gran tamaño, muy superior a la definida

por el modelo para el tiempo de tránsito de 50 díascon el que se comparan (Figura 40).

La aplicación del análisis del sistema de flujo combi-nado con la ecuación de flujo uniforme si bien nodisminuye la longitud de la zona a proteger si redu-ce sustancialmente su anchura (y por tanto disminu-

106


ye significativamente su extensión), pero infraprote-ge en parte, principalmente en los sondeos 1, 3 y 5,por lo que dejaría fuera del perímetro de protecciónzonas en las cuales una eventual contaminación

afectaría a la captación de abastecimiento en untiempo inferior a 50 días según los resultados delmodelo (Figura 40).


Figura 40: Superposición cartográfica de los perímetros de protección obtenidos empleando diferentes métodos, en losque el tiempo de tránsito no influye al definir el perímetro, con los resultados del modelo matemático para untiempo de 50 días.

6.4.3. Zona de los perímetros de protección dela calidad definida empleando un tiempode tránsito de 4 años y la obtenidamediante otros criterios alternativos

Se han comparado los resultados obtenidos al apli-car 10 métodos con los que proporciona la simula-ción del modelo matemático efectuada empleandolos programas Visual MODFLOW y Visual MODPATH,tomada como referencia.


Los métodos de Wyssling (Apartado 6.3.5), Jacobs yBear (Apartado 6.3.7), método de solución analíticasimple (Apartado 6.3.8) y método de Krijgsman yLobo Ferreira (Apartado 6.3.9) proporcionan zonas aproteger (Figuras 41 a, 41 b y 41 c) con una longitudaguas arriba mucho mayor de la necesaria. Para estetiempo se obtienen resultados de longitud práctica-mente idénticos para el método de Wyssling y el dela solución analítica simple y más largos para losmétodos de Krijgsman y Lobo Ferreira así como deJacobs y Bear. El ancho de la zona a proteger queproporciona el método de Wyssling es mayor que enlas otras siendo más preciso, si bien es menor de laobtenida con la simulación matemática efectuada yse produce una zona sobreprotegida en longitud degran envergadura.

Los métodos de radio fijo calculado, ecuación volu-métrica, y Radio fijo calculado, método de la recarga(Apartado 6.3.3) son prácticamente idénticos y pro-porcionan zonas a proteger definidas por un círculo(Figura 41 c) que abarcan aproximadamente la mitadde la longitud que debería tener aguas arriba ysobreprotegen la captación aguas abajo.

El método de radio fijo calculado: función del des-censo proporciona una zona definida por un círculode tamaño desmesurado (Figura 41 c).

El método de análisis del sistema de flujo combina-do con el cálculo del tiempo de tránsito engloba latotalidad del área que proporciona el modelo mate-mático, si bien las áreas obtenidas son, en este caso,aproximadamente el doble de lo requerido respectoa la longitud, sobreprotegiendo también una zonaamplia lateralmente.


Definen una única zona independiente del tiempoincluyéndose en este análisis para poder compararcon el tamaño del perímetro de protección obtenidoempleando métodos que utilizan otros criterios,como ya ha sido indicado anteriormente. Al nodepender del tiempo son idénticos a los reseñadospara 50 días previamente, pero se comparan con lasimulación del modelo para 4 años que es una zonamás amplia.

El método de Rehse (Apartado 6.3.10) proporcionazonas excesivamente reducidas (Figura 42). Los perí-metros de protección que se definen empleandométodos hidrogeológicos exclusivamente, delimitanáreas (Figura 42) que incluyen en su totalidad lasproporcionadas por el modelo matemático, para untiempo de tránsito de cuatro años, pero de extensiónmuy superior, ya que considera toda el área de recar-ga posible, bidimensionalmente.

El método de análisis del sistema de flujo combina-do con la ecuación de flujo uniforme (Apartado6.3.6), da una extensión menor a la obtenida con elmétodo hidrogeológico, infraprotege una zonaamplia respecto a la salida del modelo matemático(Figura 42). Es decir, no incluye en el perímetro gran-des zonas en las cuales, según la simulación efec-tuada, una eventual actividad contaminante en lasmismas alcanzaría la captación de abastecimiento enun tiempo inferior a 4 años. Cabe señalar, no obs-tante, la gran influencia que supone en este métodocualquier posible incertidumbre respecto a la defini-ción de la dirección principal de flujo.

107


108


Fuente: Martínez Navarrete, 2002Figura 41 a: Cartografía de los perímetros de protección

obtenidos empleando diferentes métodospara un tiempo de tránsito de 4 años.

109


Figura 41 b: Superposición cartográfica de los perímetros de protección obtenidos empleandodiferentes métodos para un tiempo de tránsito de 4 años.

110



Figura 41 c: Superposición cartográfica de los perímetros de protección obtenidos empleando diferentesmétodos para un tiempo de tránsito de 4 años.

111



Figura 42: Superposición cartográfica de los perímetros de protección obtenidos empleando diferentes métodos en losque el tiempo de tránsito no influye al definir el perímetro con los resultados del modelo matemático para untiempo de 4 años.

112


6.4.4. Zona de los perímetros de protección dela calidad definida empleando un tiempode tránsito de 25 años y la obtenidamediante otros criterios alternativos

Se han comparado los resultados obtenidos al apli-car 10 métodos con los que proporciona la simula-ción del modelo matemático efectuada empleandolos programas Visual MODFLOW y Visual MODPATH,tomada como referencia.


Para un tiempo de tránsito de 25 años son inasumi-bles los resultados que proporcionan los métodos deJacobs y Bear (Apartado 6.3.7), Wyssling (Apartado6.3.5), Solución analítica simple para la aproxima-ción a isocronas que definen zonas de transporte(Apartado 6.3.8) así como el de Krijgsman y LoboFerreira (Apartado 6.3.9) ya que sobreprotegenampliamente en longitud (Figura 43), y proporcionanáreas muy estrechas, infraprotegiendo paralelamen-te al flujo.

El radio fijo calculado, función del descenso (Aparta-do 6.3.4) sobreprotege amplísimas zonas (Figura43).

El método de radio fijo calculado, método de larecarga (Apartado 6.3.3) tampoco es aplicable puessobreprotege aguas abajo del flujo principalmente einfraprotege una gran parte de la zona que deberíaconstituir el perímetro (Figura 43).

El método de radio fijo calculado, ecuación volumé-trica (Apartado 6.3.3) aunque mejora la precisiónrespecto al anterior tampoco cubre toda la zona ysobreprotege amplias zonas (Figura 43), especial-mente aguas abajo.

El análisis del sistema de flujo combinado con eltiempo de tránsito es para este tiempo idéntico almétodo hidrogeológico.


Definen, como se indicó anteriormente, una únicazona independiente del tiempo, permitiendo suinclusión en este análisis poder comparar con eltamaño de los perímetros de protección que seobtienen al emplear métodos que utilizan otros cri-terios.

Al no depender del tiempo son idénticos a los rese-ñados para 50 días y 4 años previamente, pero secomparan con la simulación del modelo para 25años que es una zona mucho mayor.

El método de Rehse (Figura 44) proporciona zonasmuy reducidas en comparación con la obtenida en elmodelo.

Las áreas delimitadas empleando métodos hidrogeo-lógicos exclusivamente (Figura 44) engloban en supráctica totalidad (no incluyen una zona en el límitesudeste de los perímetros de protección), las propor-cionadas por el modelo matemático, para un tiempode tránsito de 25 años, pero su extensión es másamplia, aunque en este caso la diferencia es, lógica-mente, menor a la existente al compararlos con losresultados del modelo para tiempos de tránsitomenores.

El método de análisis del sistema de flujo combinadocon la ecuación de flujo uniforme (Apartado 6.3.6),proporciona áreas más reducidas a las obtenidasmediante los métodos hidrogeológicos pero queinfraprotegen amplias zonas (Figura 44). No incluyeasí áreas en las que, según la simulación efectuada,una contaminación en las mismas alcanzaría las cap-taciones en un tiempo inferior a 25 años.

113


Fuente : Modificado de Martínez Navarrete, 2002

Figura 43: Comparación de los perímetros de protección obtenidos empleando diferentesmétodos para un tiempo de tránsito de 25 años.

114



Figura 44: Comparación de los perímetros de protección obtenidos empleando diferentes métodos, en los que el tiempono influye al definir el perímetro, con el resultado del modelo matemático para un tiempo de 25 años.

.

115


6.5. Propuesta final de perímetros deprotección de la calidad

La propuesta final de delimitación de los perímetrosde protección de la calidad de los cuatro sondeos deabastecimiento urbano de Villacastín, que captan elacuífero del Terciario detrítico, sondeos San Bartolo-mé (172020004), Puente Alzado (172020001),Cañada del Abad (172020003) y Camino del Valle(172020005), debe incluir cuantas zonas se proponealrededor de cada captación, con qué criterios sedelimitan, y las restricciones a imponer a diversasactividades en las mismas, si bien corresponde a laJunta de Gobierno del Organismo de cuenca suaprobación, artículo 28 del texto refundido de la Leyde Aguas (BOE, 2001 c), como se indicó en el capí-tulo 3 y el apartado 6.2.

Las conclusiones obtenidas del análisis efectuado delas características hidrogeológicas del acuífero capta-do, infraestructura del abastecimiento, necesidadesde agua para el mismo, focos potenciales de conta-minación en el municipio, vulnerabilidad de las dife-rentes zonas (Apartado 6.1), junto con el análisis delos resultados obtenidos aplicando diferentes méto-dos para delimitar los perímetros de protección de lacalidad (Apartados 6.3 y 6.4), entre otros factores,permiten considerar como más apropiado la pro-puesta de dividir los perímetros de protección en treszonas, cuyas principales características son lassiguientes:

Zona inmediata o de restricciones absolutas

Esta zona se ha definido en base a un criterio detiempo de tránsito de 1 día, empleándose para deli-mitarlas el método de Wyssling.

El objetivo principal de esta zona es proteger la cap-tación y sus instalaciones (la captación propiamentedicha, la caseta del transformador o del motor ydepósitos de agua o combustible entre otros) contravertidos o infiltraciones directas en su superficie, asícomo impedir el acceso de animales y desaprensivosque pudieran contaminar directamente las captacio-nes.

Por ello estará cerrada mediante una valla que impi-da el acceso a personas no autorizadas y convenien-temente señalizada su identificación como parte delperímetro de protección así como la prohibición deacceso. Sus dimensiones se muestran en la tabla 44.

Las regulaciones y restricciones que se proponeimponer a diversas actividades o instalaciones enesta zona se detallan en la tabla 45. Esta ha sido ela-borada en base al análisis de las actividades regula-das en diferentes países (Lallemand-Barrès, Roux,1989 y 1999; Environment Agency, 1998; MorenoMerino et al., 1991), los contemplados expresamen-te en la legislación española de aguas, en los artícu-los 173.5 y 173.6 del R.D.P.H. (BOE, 1986), así comootros trabajos precedentes (Martínez Navarrete y

CAPTACIÓN DE ABASTECIMIENTO

EJE PRINCIPALLongitud

transversal a la altura de la captación

Dirección

So: Longitud aguas arriba en la

dirección del flujo (m) y orientación

Su: Longitud aguasabajo en la

dirección del flujo (m)y orientación

Sondeo San Bartolomé(172020004)

Sondeo Puente Alzado(172020001)

N 30º E 23 m - sudoeste 19 m - nordeste2 segmentos de 19 mperpendiculares al eje

principal

Sondeo Cañada del Abad(172020003)

N-S 22 m - sur 21 m - norte2 segmentos de 21 mperpendiculares al eje

principal

N 6º W 24 m - sudeste 21 m - noroeste2 segmentos de 21 mperpendiculares al eje

principal

Sondeo Camino del Valle(172020005)

N 4º W 26 m - sudeste 19 m - noroeste2 segmentos de 19 mperpendiculares al eje

principal


Tabla 44: Dimensiones de la zona inmediata o de restricciones absolutas para los sondeos de abastecimiento a Villacastín.

116


Fernández Sánchez, 2000; Martínez Navarrete yGarcía García, 2001 b).

Las restricciones indicadas en la tabla 45 para estazona deben ser trasladadas al planeamiento urbanís-tico del municipio de Villacastín.

Zona próxima o de restricciones máximas

Su objetivo es proteger frente a la contaminaciónbacteriológica. Comprende el área en la cual unaeventual contaminación en la misma alcanzaría lacaptación de abastecimiento en un tiempo de trán-sito inferior a 50 días. Para delimitarlas se han utili-zado los resultados de la simulación efectuadamediante Visual MODFLOW en régimen permanen-te y la simulación advectiva del transporte con VisualMODPATH, indicándose sus dimensiones en la figura

45, siendo recomendable el establecimiento de unapoligonal envolvente que la delimite y que puedeincluirse fácilmente en un sistema de informacióngeográfica facilitando así su control administrativo.

El tiempo de tránsito de 50 días es el que se consi-dera necesario para garantizar la degradación de lacontaminación bacteriológica (Lallemand-Barrès,Roux, 1989; Moreno Merino, et al., 1991; Käss,1998) y es utilizado con esta finalidad en la regula-ción de numerosos países (como ha sido analizadoen el capítulo 2), detallándose los factores a consi-derar en el anexo 2.

En la tabla 45 se detallan las regulaciones y restric-ciones a imponer a diversas actividades o instalacio-nes. Estas son las mismas de la zona anterior, si bienaquí se permitiría el acceso peatonal y que la atra-


Figura 45: Zona próxima o de restricciones máximas de los perímetros de protección, obtenida con la simulación efectuada mediante Visual MODFLOW en régimen permanente y la simulación advec-tiva del transporte con Visual MODPATH para un tiempo de tránsito de 50 días.

viesen redes de comunicación. Éstas deben ser tras-ladadas al planeamiento urbanístico del términomunicipal.

Hay que indicar que en el área que delimita estazona próxima o de restricciones máximas existenactualmente cultivos de secano (trigo y cebada), asícomo diversas granjas (las identificadas con losnúmeros 6, 7, 8 y 10 en el mapa 2 y tabla 17, en laque se evalúa su potencial contaminante), y otrasprevistas (números 5 y 11 en las mismas), cuyas acti-vidades quedarían afectadas por la regulación con-templada en el perímetro de protección.

Zona alejada o de restricciones moderadas

Una eventual contaminación en la misma tardaría enalcanzar la captación de abastecimiento un tiempocomprendido entre un mínimo de 50 días y el límitesuperior de tiempo de tránsito considerado en estazona, 25 años, al ser su objetivo proteger frente acontaminantes de larga persistencia. Para delimitar-las se ha utilizado los resultados de la simulaciónefectuada mediante Visual MODFLOW en régimenpermanente, y la simulación advectiva del transpor-te con Visual MODPATH.

La elección de un tiempo de tránsito de 25 años seha realizado valorando, entre otros aspectos, la pro-blemática del abastecimiento a la localidad. Éste,como ha sido detallado en el capítulo 6, se efectúaexclusivamente en base a la explotación de siete cap-taciones de agua subterránea ubicadas en el termi-no municipal.

El bombeo de los cuatro sondeos que captan el acuí-fero detrítico del Terciario y Cuaternario, al norte delcasco urbano, supone en torno al 72% del volumenrequerido para el abastecimiento, proporcionandolos tres pozos en materiales graníticos, al sur delcasco urbano, el 28% restante.

Las características de los materiales graníticos hacenmuy improbable que pueda incrementarse notable-mente esa cantidad, y no existen otros acuíferos enel ámbito del término municipal, es decir, la explota-ción, con calidad adecuada, de las captaciones en elacuífero detrítico del Terciario y Cuaternario esimprescindible para el abastecimiento a la población.

La dependencia del abastecimiento de la explotaciónde esos cuatro sondeos y su vulnerabilidad a la con-taminación, hace necesario que el límite externo deesta zona, y por lo tanto del perímetro de protec-ción, no existiendo restricciones a partir de él, sea losuficientemente elevado para garantizar un abaste-cimiento desde los mismos con calidad adecuada, al

menos durante un periodo de tiempo dilatado, 25años. Éste permitirá en su caso la búsqueda de fuen-tes de abastecimiento alternativos a la existente enel término municipal de Villacastín, ya que eventua-les contaminantes de larga persistencia no alcanzarí-an las captaciones hasta transcurrido ese plazo detiempo.

Sus dimensiones se indican en la figura 46. Como semuestra en dicha figura se ha considerado idóneoagrupar las zonas correspondientes a tres captacio-nes: Sondeo Puente Alzado (172020001), sondeoCañada del Abad (172020003) y sondeo Camino delValle (172020005) al solaparse parcialmente y man-tener independiente el correspondiente al sondeoSan Bartolomé (172020004). Es recomendable comoen la anterior zona establecer una poligonal envol-vente que la delimite, incluyéndola en un sistema deinformación geográfica que facilite su control admi-nistrativo.

En la tabla 45 se detallan las regulaciones y restric-ciones a imponer a diversas actividades o instalacio-nes en esta zona, que deben ser trasladadas al pla-neamiento urbanístico del término municipal, desta-cando que muchas actividades, especialmente lasagrícolas o urbanas, con fuentes potenciales de con-taminación de carácter bacteriológico, degradableen un tiempo superior a 50 días, pasan a ser condi-cionadas o permitidas.

Hay que indicar que en el área que delimita estazona alejada o de restricciones moderadas existen enla actualidad cultivos de secano (trigo y cebada), asícomo las instalaciones del matadero municipal y ladepuradora (identificados con los números 9 y 40 enel Mapa 2 y Tabla 17), cuyas actividades quedaríanafectadas por la regulación contemplada en el perí-metro de protección.

Las actividades que se propone regular o restringiren las diferentes zonas del perímetro de protección,indicadas en la tabla 45, deben ser trasladadas alplaneamiento urbanístico del término municipal, yaque como indica el artículo 128.1 del texto refundi-do de la Ley de Aguas (BOE, 2001 c) “La Adminis-tración General del Estado, las ConfederacionesHidrográficas, las Comunidades Autónomas y lasentidades locales, tienen los deberes de recíprocacoordinación de sus competencias concurrentessobre el medio hídrico con incidencia en el modelode ordenación territorial, en la disponibilidad, cali-dad y protección de las aguas y, en general, deldominio público hidráulico, así como los deberes deinformación y colaboración mutua en relación conlas iniciativas o proyectos que promuevan”, como seindicó en el apartado 3.2.

117


118


Las limitaciones que se propone imponer en las treszonas en que se subdividen los perímetros de pro-tección de los cuatro sondeos (Figuras 45 y 46), afec-tan a suelo cuya calificación urbanística actual es de“suelo no urbanizable general”.

Las modificaciones introducidas en la clasificacióndel suelo por la Ley 6/1998, de 13 de abril, sobre

régimen del suelo y valoraciones (BOE, 1998 a),supone que el mantenimiento como “suelo no urba-nizable” del área definida por los perímetros de pro-tección, requiere dotarlos de un régimen de especialprotección (artículo 9 de dicha Ley), lo cual estaríaplenamente justificado por la necesidad de estable-cer limitaciones para la protección del dominiopúblico hidráulico.


Figura 46: Zona alejada o de restricciones moderadas de los perímetros de protección, obtenidacon la simulación efectuada mediante Visual MODFLOW en régimen permanente y lasimulación advectiva del transporte con Visual MODPATH para un tiempo de tránsito de25 años.

6.6. Establecimiento de planes deemergencia y sistemas devigilancia

Cabe señalar que sería conveniente establecer unPlan de Emergencia, como el indicado a modo deejemplo en la figura 47 por parte del Ministerio deAgricultura francés, contemplando la eventualidadde que se produjera algún vertido accidental en elámbito del perímetro de protección, y establecieseun protocolo de actuación para los responsablesmunicipales del suministro de agua potable a lapoblación.

En el caso de la localidad de Villacastín este Plan deEmergencia permitiría detener con carácter inmedia-to los bombeos en la zona afectada, al disponer elabastecimiento al municipio de dos sistemas, conconducciones independientes, uno con bombeosanuales de 86.724 m3 en los sondeos que captan elacuífero del Terciario detrítico, y otro que proporcio-na 33.276 m3 procedentes de las captaciones enmateriales graníticos, como se indicó en el apartado6.1.6.

Al ser altamente improbable una contaminaciónaccidental simultánea en los dos ámbitos, unido a laexistencia de depósitos, con una capacidad total de

1.440 m3, la cual permite cubrir el suministro actual,sin restricciones, durante 3 días en el período deabril, a septiembre, y de 6 días de octubre a marzo,proporcionaría el tiempo necesario para evaluar larepercusión que tendría esa contaminación acciden-tal, en función de las previsiones y análisis efectua-dos al elaborar el perímetro de protección, actuandoen consecuencia, evaluando en el caso de que elcorte de suministro deba prolongarse en el tiempo oincluso sea necesario cerrar la captación afectada demanera definitiva la posibilidad de establecer un sis-tema de abastecimiento alternativo, así como esta-bleciendo un sistema de lucha contra la contamina-ción.

El establecimiento de un sistema de vigilancia quedefina puntos de control permitirá detectar la pre-sencia de un fenómeno contaminante activando lasprevisiones contempladas en el Plan de Emergencia,siendo también de gran ayuda para evaluar si esnecesario revisar el perímetro de protección.

El sistema de vigilancia, para ser eficaz ha de cumpliral menos dos objetivos:

– Detectar cualquier variación en la composición delagua que va a ser extraída en la captación. Estepunto reviste una especial dificultad, sobre todo

119


Uso de fertilizantes ● ● ●

Uso de herbicidas ● ● ●

Uso de pesticidas ● ● ●

Almacenamiento de estiércol ● ● ●

Vertido de restos de animales ● ● ●

Ganadería intensiva ● ● ●

Ganadería extensiva ● ● ●

Almacenamiento de materias fermentables para alimentación del ganado ● ● ●

Abrevaderos y refugios de ganado ● ● ●

Silos ● ● ●

Vertidos de aguas residuales urbanas sobre el terreno ● ● ●

Vertidos de aguas residuales urbanas en fosas sépticas o balsas ● ● ●

Vertidos de aguas residuales urbanas en cauces públicos ● ● ●

Vertido de residuos sólidos urbanos ● ● ●

Cementerios ● ● ●

Asentamientos industriales ● ● ●

Vertido de residuos líquidos industriales ● ● ●

Vertido de residuos sólidos industriales ● ● ●

Almacenamiento de hidrocarburos ● ● ●

Depósito de productos radiactivos ● ● ●

Inyección de residuos industriales en pozos y sondeos ● ● ●

Conducciones de líquido industrial ● ● ●

Conducciones de hidrocarburos ● ● ●

Apertura y explotación de canteras ● ● ●

Relleno de canteras o excavaciones ● ● ●

Camping ● ● ●

Acceso peatonal ● ● ●

Transporte redes de comunicación ● ● ●

DEFINICIÓN DE ACTIVIDADES

OTRA

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ZONA DERESTRICCIONES

ABSOLUTAS

ZONA DERESTRICCIONES

MÁXIMAS

ZONA DERESTRICCIONES MODERADAS

Prohibido Prohibido Condicionado Permitido Prohibido Condicionado Permitido

Tabla 45: Regulaciones y restricciones a imponer a diversas actividades e instalaciones en las diferentes zonas en que sesubdividen los perímetros de protección de la calidad en los 4 sondeos de Villacastín que captan el acuífero delTerciario detrítico. (sondeo San Bartolomé, Puente Alzado, Cañada del Abad y Camino del Valle).

* El proyecto de actividades debe incluir un informe técnico sobre las condiciones que debe cumplir para no alterar la calidad existentedel agua subterránea.

Modificado de Martínez Navarrete y García García, 2001 b.

de orden económico, pues si bien teóricamente larealización de análisis “completos” solventaría elproblema, éstos, en especial la determinación demetales, son muy caros. Será necesario pues, dise-ñar los análisis en función de los contaminantesque presumiblemente pueden aparecer, ademásde realizar controles de parámetros menos especí-ficos pero más fácilmente determinables (pH, Eh,temperatura y conductividad entre otros) debien-do ser valorada la conveniencia del establecimien-to de controles continuos.

– Detectar la contaminación con tiempo suficientepara poder actuar. Para ello será preciso efectuarun inventario exhaustivo y la evolución detalladade los lugares en los que con mayor probabilidadpueda producirse un fenómeno de contaminación.

No obstante, es conveniente realizar algunas consi-deraciones en torno a las limitaciones que la propiadinámica del acuífero o de los contaminantes impo-nen al rendimiento exigido al sistema de vigilancia.

1. El movimiento del agua en el seno del acuíferoes, por lo general, un proceso muy lento y pue-den transcurrir meses o incluso años desde quese produjo la contaminación hasta que es detec-tada por el sistema de vigilancia. La velocidad delmovimiento del contaminante en el acuífero estádeterminada fundamentalmente por la del agua

(que a su vez viene determinada por las caracte-rísticas hidrodinámicas del acuífero) tratándosede un parámetro muy variable.

No obstante, puede paliarse el problema delretardo entre el momento de la contaminación ysu detección, incrementando la cantidad de pun-tos de muestreo en las zonas con posibles focosde contaminación con la esperanza de obteneruna alerta más rápida al disminuir el recorridoque deberá hacer el contaminante entre el verti-do y su detección.

2. Los contaminantes sufren variaciones en su natu-raleza, debido a procesos químicos o biológicosque modifican su estructura molecular. Estos pro-cesos serán más intensos cuanto mayor sea eltiempo transcurrido desde la liberación de la sus-tancia madre, debido a que el contacto con losagentes modificadores será también mayor.

La principal consecuencia de este hecho consisteen que con gran frecuencia, la especie químicadetectada en el punto de control es muy diferen-te a la que produjo la contaminación primaria.

3. Una muestra de agua tomada en un punto repre-senta la calidad del agua en un área muy restrin-gida. La extensión de este área es muy variable,dependiendo básicamente de las características

120


Figura 47: Plan de intervención ante una contaminación de agua de consumo.

hidrodinámicas del acuífero. Cuando se esté anteun acuífero en el que el agua se mueve de mane-ra relativamente rápida, el área representada porcada punto será mayor; también será mayor enacuíferos muy homogéneos.

4. Una vez introducida una sustancia en el suelo deun acuífero suele ser muy difícil de eliminar, enespecial cuando las características propias delacuífero impongan un movimiento muy lento delagua.

Establecida la necesidad de un sistema de vigilanciaasí como de los objetivos que ha de cumplir y suslimitaciones, se debe establecer de forma práctica sudiseño. El éxito del sistema dependerá de un grannúmero de circunstancias difícilmente valorables deforma general, pero desde el punto de vista del dise-ño estrictamente, se puede decir que tendrá éxito sies posible responder a tres cuestiones:

– ¿Dónde han de ser localizados los puntos de con-trol?.

– ¿Qué determinaciones físicas o químicas es nece-sario realizar?.

– ¿Cual será la frecuencia de muestreo?.

Los puntos de control estarán situados en el área delacuífero que alimenta la captación, de forma que secorten las líneas de flujo hacia ésta, a una distanciatal que permitan una actuación entre la contamina-ción, la detección y su llegada al sondeo. Además lospuntos de control deberán estar próximos a los focospotenciales de contaminación.

La frecuencia de muestreo viene dada por las carac-terísticas dinámicas del acuífero, siendo mayor cuan-do dicha dinámica implique un rápido movimientodel agua, ya que presentan una rápida respuesta alvertido. También es necesario valorar el tipo de con-taminante que presumiblemente pueden encontrar-se, pues su naturaleza física (sólido disuelto o en sus-pensión, líquido miscible o no con el agua, gases),sus propiedades físico-químicas, el nivel de absorcióny adsorción por el terreno, el factor de biodegrada-bilidad, fotosensibilidad, reactividad con compuestosdel medio o con otros contaminantes y otros facto-res tienen una fuerte influencia sobre la frecuenciaidónea de muestreo. Así por ejemplo, una sustanciamuy tóxica pero rápidamente neutralizable poralgún agente del medio (sería el caso de algunosvenenos orgánicos biodegradables) podría provocarla aparición de intoxicaciones puntuales difíciles dedeterminar si la red no dio la alarma a tiempo y elproducto ya ha sido degradado.

Esta fácil transformación de algunas sustancias escausa por otro lado de que en función del tiempotranscurrido entre la toma de muestras se puedandetectar especies químicas de diversa naturaleza,todas procedentes de una misma sustancia original.

Los parámetros a controlar serán definidos según eltipo de actividad contaminante predominante en lazona, ya sea industria (metalúrgica, textil, papelera uotras), agricultura, actividad urbana, etc.

Por último, pero no menos importante, hay que indi-car la necesidad de establecer campañas informati-vas que pongan en conocimiento de la población lasprincipales características de los perímetros de pro-tección que se proponen, la utilidad de este sistemapara salvaguardar la calidad del agua extraída en lascaptaciones de abastecimiento urbano y avancen enla necesaria participación de los habitantes del muni-cipio en la protección de las captaciones de abaste-cimiento.

Hay que resaltar que la existencia de nueva informa-ción podría hacer necesario efectuar una revisión delperímetro de protección, definido en base a losconocimientos del medio físico y la metodologíaexistente en el momento en el que ha sido elabora-do, debiéndose contemplar periódicamente si seconsidera necesario efectuar su revisión y eventualmodificación.

6.7. Análisis metodológico para laprotección del recurso hídrico encantidad

El análisis crítico del encuadre legal de los perímetrosde protección “de la cantidad” en las captaciones deabastecimiento urbano, efectuado en el apartado3.3, indicaba la conveniencia de desarrollar mecanis-mos que permitieran contemplar regulaciones aestablecer en un área del acuífero, en el entorno delas captaciones de abastecimiento, para garantizar elvolumen extraído destinado al suministro de agua ala población y otras demandas, definiendo ese área,y las regulaciones a establecer, con una metodologíaadecuada.

Para desarrollarla se ha analizado el tratamientometodológico otorgado a la protección de la canti-dad por diversos autores y organismos (EnvironmentAgency, 1998; Lallemand-Barrès, Roux, 1989 y1999; Moreno Merino et al.,1991; USEPA, 1987,1993 a, 1993 b, y 2000), junto con los resultados delanálisis de diversos aspectos técnicos y metodológi-cos realizados en los apartados precedentes, en lascaptaciones de abastecimiento urbano de Villacas-tín.

121


La metodología que se propone para la proteccióndel recurso hídrico en cantidad, en las captacionesde abastecimiento urbano, se esquematiza en lafigura 48 indicándose secuencialmente los estudiosa elaborar y diversos métodos aplicables.

ETAPA A:

En primer lugar habría que recopilar y analizar lainformación existente sobre la Unidad Hidrogeológi-ca en la que se ubica la captación objeto de protec-ción, especialmente respecto a sus recursos, laNorma general de explotación y las diferentes regu-laciones existentes respecto a demandas ambienta-les, y de otro tipo, así como a las concesiones exis-tentes para abastecimiento y otros usos.

ETAPA B:

En la segunda etapa se procederá a estudiar detalla-damente el acuífero explotado por las captacionesde abastecimiento, efectuando un balance hidro-geológico detallado, cuantificando sus recursos yreservas (si es posible) y contemplando las limitacio-nes establecidas al recurso en la Unidad Hidrogeoló-gica que le afecten efectuándose los estudios indica-dos en la etapa B en la figura 48. Habría que anali-zar además la relación del acuífero con otros, tantofísica como de gestión del recurso hídrico.

El análisis de la piezometría en diferentes estacionesy diferentes sectores permite, además de caracterizarel funcionamiento hidrogeológico del acuífero, con-trastar los datos del balance, siendo de gran utilidadpara delimitar zonas de protección, excepto en loscasos en que existan grandes cambios de niveles y dedirecciones de flujo estacionales o muy variables.

En el caso, muy frecuente, de que no exista una con-cesión específica para el abastecimiento, habrá queobtener el caudal necesario para abastecer a lapoblación partiendo de las dotaciones previstas paraestas en los Planes Hidrológicos de cuenca, efec-tuando la distribución del volumen necesario entrelas captaciones de abastecimiento existentes, enfunción de sus características y la infraestructuramunicipal.

El dato de caudal se empleará posteriormente en losdiferentes métodos existentes para definir zonas deprotección, y será básico para definir cuándo se pro-duciría afección a la captación de abastecimiento, aldefinirse esa afección como la “disminución del cau-dal realmente aprovechable o un deterioro de sucalidad que lo haga inutilizable para el fin a que sededicaba, y que sea consecuencia directa y demos-trada del nuevo aprovechamiento, pero no la simplevariación del nivel de agua en un pozo o la merma

de caudal en una galería o manantial, si el remanen-te disponible es igual o superior al aprovechado(Artículo 184 del R.D.P.H. BOE, 1986).

ETAPA C:

La recopilación crítica de información y el análisishidrogeológico detallado del acuífero captado, efec-tuado en las primeras etapas del estudio, debe com-plementarse con la aplicación de otros métodos paradefinir con mayor precisión la zona a proteger, reco-mendándose inicialmente la aplicación de métodosanalíticos o de parámetros agregados, como prime-ra aproximación, combinándose los resultados obte-nidos en la aplicación de cada uno de ellos.

En la figura 48 se indican alguno de los métodosanalíticos más utilizados:

• El método del radio fijo calculado. Ecuación volu-métrica (USEPA, 1993 a), delimita el área de uncilindro de acuífero necesario para proporcionar elcaudal bombeado, considerando que procedeíntegramente del agua almacenada, definida porel volumen del cilindro y la porosidad eficaz, con-siderando la recarga despreciable. Ha sido descritoen el apartado 6.3.3, indicándose también en elmismo los resultados de su aplicación a las capta-ciones de abastecimiento en el Terciario detríticode Villacastín.

• Método que delimita el área necesaria para pro-porcionar mediante la recarga el volumen extraído(Environment Agency, 1998; Morris, 1994), sudescripción y resultados obtenidos tras su aplica-ción se indican igualmente en el apartado 6.3.4.

• El método del radio fijo calculado. Función delDescenso (Theis 1935; USEPA, 1987) se ha descri-to en el apartado 6.3.4, junto con los resultadosobtenidos en su aplicación a las mismas captacio-nes.

• El método de Albinet (Albinet, 1972 en Lallemand-Barrès, Roux, 1989) descrito en el apartado6.3.14., emplea la misma ecuación de Theis (Theis,1935) para el régimen transitorio, con idéntica for-mulación que el método anterior, del radio fijo cal-culado, función del descenso, para obtener las cur-vas de descenso en función de la distancia a lacaptación.

Éstas se superponen a los valores de piezometríaprevios al bombeo, calculando por sustracción losvalores modificados de la carga hidráulica. A partirde esos valores se trazan las isopiezas resultantestras el bombeo, y las líneas de corriente hasta la cap-tación, definiendo así el área de llamada de la capta-ción.

122


123


Fuente: Martínez Navarrete, 2002Figura 48: Metodología para la protección del recurso hídrico en cantidad en las captaciones de

abastecimiento urbano.

SINO

124


• El método de Hoffman y Lillich (Hoffman y Lillich,1973, en Lallemand-Barrès y Roux, 1989) se hadescrito en el apartado 6.3.13.

• El método de Horsley (Horsley, 1983, en USEPA,1987) se ha descrito en el apartado 6.3.17.

ETAPA D:

Es muy conveniente contrastar y, en su caso, modifi-car las zonas obtenidas mediante la combinación delos diferentes métodos analíticos efectuando ensa-yos de trazadores, destacando el estudio de los isó-topos estables del agua 18O y deuterio, el empleo delanálisis del contenido en tritio y el empleo de colo-rantes como la fluoresceina, al ser especialmenteadecuadas para este tipo de estudios.

ETAPA E:

Consiste en evaluar si se dispone de la informaciónsuficiente para poder efectuar un modelo matemáti-co del acuífero.

Para ello es imprescindible analizar el grado de cono-cimiento respecto a los límites y condiciones de con-torno, funcionamiento hidrogeológico del acuífero,valores de piezometría y de parámetros hidráulicos,entre otros factores referidos en la figura 48.

En caso de que no se disponga de suficiente infor-mación se dará por terminado el análisis, integrandolos resultados obtenidos previamente.

ETAPA F:

La simulación matemática, que se realiza cuando sedispone de información suficiente para la ejecución,y calibrado del modelo, consta de las siguientesfases:

• Selección del modelo matemático más adecuado alas características del acuífero a modelizar.

• Calibración en régimen permanente y transitorio.

• Simulación de flujo.

• Simulación de la componente advectiva del trans-porte.

Cabe indicar especialmente que, si bien lo más habi-tual es el empleo de modelos de flujo para definir laprotección de la cantidad también puede emplearsela simulación de la componente advectiva del trans-porte simulando la procedencia de las partículas paratiempos de tránsito muy elevados, lo que permitiríadefinir el área de alimentación (Rayne et al., 2001).

La simulación matemática permite modelizar dife-rentes hipótesis de extracción de aguas subterráneasen la zona de estudio, y su repercusión en las capta-ciones de abastecimiento, demandas ambientales yconcesiones existentes para abastecimiento y otrosusos, por lo que constituye una herramienta muy útilpara definir la protección del recurso hídrico en can-tidad en las captaciones de abastecimiento urbano.

La metodología descrita debe concluir con la inte-gración de los análisis efectuados y la elaboración deuna norma que contemple las regulaciones a esta-blecer en un área del acuífero, en el entorno de lascaptaciones de abastecimiento, para garantizar elvolumen extraído destinado al abastecimiento yotras demandas.

Esta incluirá el volumen global máximo de extracciónen el entorno delimitado, la cuantía máxima deextracción para captaciones distintas de la que esobjeto de protección, demandas ambientales, pro-fundidades de sondeos y de instalación de bombas,distancias mínimas a la captación protegida entreotras a definir en una propuesta legal de contenidode una norma relativa a estos aspectos.

6.8. Propuesta final de protección dela cantidad en los sondeos deabastecimiento

Para definir el contenido de la Norma que contem-ple las regulaciones a establecer en un área del acuí-fero en el entorno de las captaciones para garantizarel volumen extraído destinado al abastecimiento yotras demandas se empleará los análisis y la infor-mación reflejados en los apartados precedentes, des-tacando especialmente la contemplada en el aparta-do 6.1. (análisis de la información requerida paradefinir la protección a establecer en las captacionesde abastecimiento urbano), así como la referente ala aplicación de los modelos matemáticos, especial-mente Visual MODFLOW y su módulo “Zone Bud-get” (Apartado 6.3.11).

Hay que resaltar inicialmente que el Plan Hidrológicode la cuenca del Duero contempla que: “se estable-cerán las Normas de Explotación de las UnidadesHidrogeológicas, que no podrán abordarse hastacompletar la delimitación de las mismas y su inven-tario, actualmente en elaboración”. Al no ser posiblepor tanto disponer aún de dichas Normas de Explo-tación, con su previsible repercusión en la zona ana-lizada, se efectuará en base a criterios propios.

Se considera imprescindible garantizar:

– Los cuatro sondeos de abastecimiento urbano en el

acuífero detrítico del Terciario deben permitir obte-ner, a largo plazo, todo el volumen requerido para elabastecimiento a la población (120.000 m3/año) alno existir otros acuíferos en la zona. Reservándoselos pozos en el acuífero granítico como fuente desuministro puntual alternativo.

– Los niveles de dichas captaciones deben ser esta-bles a largo plazo.

– Los arroyos que surcan el término municipal nodeben secarse y deberán continuar siendo gana-dores para evitar cambios de flujo que pudieranfavorecer la contaminación de las captaciones,permitiendo el mantenimiento de la vegetación yfauna asociada a los arroyos.

– Permitir otros bombeos siempre que no impidanque se alcancen los requisitos precedentes.

El análisis efectuado en los apartados precedentescubre las etapas A, B, C indicadas en la metodologíapropuesta para proteger el recurso hídrico en canti-dad desarrolladas en el apartado 6.6, sintetizada enla figura 48, y han permitido utilizar un modelomatemático (como se contemplaba en los apartadosE y F de la misma).

El modelo matemático, una vez calibrado, ha permi-tido simular el comportamiento del acuífero, enrégimen permanente, con un bombeo continuo delas cuatro captaciones de abastecimiento y de otrasdos captaciones más, obteniéndose los niveles pie-zométricos que se producirían.

Resalta que el acuífero soporta a largo plazo unbombeo continuo de 81 m3/día en cada una de lascuatro captaciones de abastecimiento y otros dosbombeos adicionales de 21 m3/día en el sondeo172010003 (Gasolinera) y de 25 m3/día en el sondeo172020006 (Granja de Huevos Velasco), producién-dose unos descensos de nivel asumibles, mantenién-dose un flujo hacia los arroyos. Esta situación seobserva en los perfiles de las filas 6 y 8, figuras 49 y50 respectivamente, cuya ubicación en el áreamodelizada se indica en la figura 51.

Para avanzar en el análisis de la protección en canti-dad de las captaciones de abastecimiento se haempleado además el módulo “Zone Budget” delprograma Visual MODFLOW.

Este módulo permite efectuar balances hídricos deentradas y salidas al acuífero por zonas, empleandolos resultados procedentes de la simulación efectua-da con MODFLOW, en régimen permanente o tran-sitorio, especificando el usuario en qué regionesquiere que se calculen éstos.

En la figura 51 se indican las cinco zonas selecciona-das. Estas son:

– Zona 1: Todo el área modelizada excepto la inclui-da en las zonas 2-3-4-5.

– Zona 2: Arroyos de la Asperilla y de la Casa delCaballero (al oeste).

– Zona 3: Arroyos de los Prados y del Valle (que dis-curre junto a las captaciones de abastecimiento).

– Zona 4: Sondeo de abastecimiento San Bartolomé(172020004) y de la Granja Avícola Velasco(172020006).

– Zona 5: Límite septentrional de la zona simulada.

En la figura 52 se muestra el flujo total de entradasy salidas en cada zona.

En la figura 53 se muestra el flujo de entrada a cadauna de las cinco zonas desglosado por su proceden-cia (celdas de nivel constante, pozos, drenes, recar-ga y zonas externas) y en la figura 54 el correspon-diente a las salidas desglosando igualmente su des-tino.

En la tabla 46 se muestra cuantitativamente el balan-ce de masas que el programa efectúa para la totali-dad del área simulada. Cabe indicar que:

El modelo considera que la recarga en las celdas denivel constante (5 celdas) es cero, por lo que es unacantidad ligeramente inferior a la obtenida si se haceel cálculo analíticamente (122 celdas activas x 500 mx 500 m x 0,0009 m/día = 2.745 m3/día).

El agua bombeada se corresponde lógicamente conla indicada (81 m3/día x 4 sondeos de abastecimien-to + 22 m3/día, sondeo gasolinera, + 25 m3/díaGranja Huevos Velasco= 371 m3/día).

El programa proporciona que fluyen 1.931 m3/díapor las celdas de nivel constante y que los drenes (esdecir el conjunto de los arroyos en la zona simulada,zona 2 y zona 3) drenan 331 m3/día es decir 3,8 L/s,salidas superficiales y subterráneas del sistema).

Por su parte en las tablas 47, 48 y 49 se refleja elbalance correspondiente a cada una de las cincozonas indicadas. Cabe destacar:

– Balance correspondiente a la zona 2 (Arroyos de laAsperilla y de la Casa del Caballero, al oeste):

Las entradas se deben a la recarga por infiltraciónde la precipitación y procedente de la zona 1 del

125


126


acuífero. Las salidas se producen hacia las celdasde nivel constante y otras zonas, así como al bom-beo de unos 22 m3/día en el sondeo de la gasoli-nera.

Hay que resaltar especialmente por su interés paralos objetivos planteados, que fluyen hacia los dre-nes (arroyos) 186 m3/día, es decir 2,1 L/s evacuanlos arroyos del acuífero.

La zona 2 es por tanto ganadora en su balance conla zona 1 (tiene un superávit de 159 m3/día) y losdrenes, con los bombeos previstos, reciben agua,es decir el arroyo es ganador y su aforo simuladoes de 2,1 L/s.

– Balance correspondiente a la zona 3 (Arroyos delos Prados y del Valle):


Figura 49: Perfil en la fila 6 del área modelizada (Figura 40). Simulación con bombeo continuo en los cuatrosondeos de abastecimiento y otras dos captaciones en régimen permanente.


Figura 50: Perfil en la fila 8 del área modelizada (Figura 40). Simulación con bombeo continuo en loscuatro sondeos de abastecimiento y otras dos captaciones en régimen permanente.

127


Las entradas se deben a recarga por infiltración dela precipitación y procedente de la zona 1.

Las salidas se producen hacia las celdas de nivelconstante y la zona 1, así como al bombeo de tressondeos de abastecimiento (que coinciden con cel-das de esta zona al estar próximo al arroyo), 81m3/día x 3 = 243 m3/día.

Como en el caso anterior hay que destacar queesta zona es también ganadora en su relación conla zona 1. Por su parte los drenes actúan, eva-cuando 145 m3/día, es decir el arroyo es ganadory su aforo simulado es de 1,7 L/s.

– Balance correspondiente a la zona 4:

Las entradas proceden de la recarga y de la zona 1y las salidas se producen hacia la zona 1 y al bom-beo (81 m3/día de un sondeo de abastecimientojunto con 25 m3/día de una granja, lo cual suponeen total 106 m3/día).

– Balance correspondiente a la zona 5 (celdas denivel constante):

Esta zona recibe entradas procedentes de lasdemás con las que está en contacto (zonas 1, 2 y


Figura 51: Zonas en las que se aplica la simulación con el programa Zone Budget.

128


Zona 1: Resto del modelo no incluido en zonas 2-3-4-5.Zona 2: Drenes arroyo de la Asperilla y de la Casa del Caballero

(al oeste).Zona 3: Drenes arroyo de los Prados y del Valle (al este).Zona 4: Sondeo de abastecimiento San Bartolomé y de la Gran-

ja Avícola Velasco.Zona 5: Celdas de nivel constante (límite norte de la zona mode-

lada).


Figura 53: Flujo de entrada (m3/día) a cada una de lascinco zonas desglosado por su procedencia(celdas de nivel constante, pozos, drenes,recarga y zonas externas).

Zona 1: Resto del modelo no incluido en zonas 2-3-4-5.Zona 2: Drenes arroyo de la Asperilla y de la Casa del Caballero (al

oeste).Zona 3: Drenes arroyo de los Prados y del Valle (al este).Zona 4: Sondeo de abastecimiento San Bartolomé y de la Granja

Avícola Velasco.Zona 5: Celdas de nivel constante (límite norte de la zona modela-

da).


Figura 52: Flujo acumulado (m3/día) de entrada y salida enlas zonas seleccionadas.

129


Zona 1: Resto del modelo no incluido en zonas 2-3-4-5.Zona 2: Drenes arroyo de la Asperilla y de la Casa del Caballero (al

oeste)Zona 3: Drenes arroyo de los Prados y del Valle (al este).Zona 4: Sondeo de abastecimiento San Bartolomé y de la Granja

Avícola Velasco.Zona 5: Celdas de nivel constante (límite norte de la zona modela-

da).


Figura 54: Flujo de salida (m3/día) de cada una de las cincozonas desglosado por su destino (celdas de nivelconstante, pozos, drenes, recarga y zonas exter-nas).

SALIDAS (m3/día) :

ENTRADAS (m3/día) :


Variación en el Almacenamiento = 0,0Celdas nivel constante = 0,0Pozos = 0,0Arroyos (drenes) = 0,0Recarga = 2.632,5Evapotranspiración = 0,0Pérdida/ganancia de los ríos = 0,0Límites de nivel = 0,0Entradas totales = 2.632,5 m3/día

Variación en el Almacenamiento = 0,0Celdas nivel constante = 1.930,7Pozos = 370,6Arroyos (drenes) = 331,1Recarga = 0,0Evapotranspiración = 0,0Pérdida/ganancia de los ríos = 0,0Límites de nivel = 0,0

Salidas totales = 2.632,5 m3/día Entradas-salidas = -0,000732% Discrepancia = 0,0

BALANCE DE MASA

Volúmenes acumulados

Todo el área simulada

Tabla 46: Balance de masas para la totalidad del áreasimulada.

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ENTRADAS (m3/día) : SALIDAS (m3/día) :

SALIDAS (m3/día) :

Variación en el Almacenamiento = 0,0 Celdas nivel constante = 0,0 Pozos = 0,0 Arroyos (drenes) = 0,0 Recarga = 1.755,0 Evapotranspiración = 0,0 Pérdida/ganancia de los ríos = 0,0 Límites de nivel = 0,0 Zona 2 a 1 = 1.024,5 Zona 3 a 1 = 111,8 Zona 4 a 1 = 53,1 Zona 5 a 1 = 0,0 Entradas totales = 2.944,5 m3/día

Variación en el Almacenamiento = 0,0Celdas nivel constante. = 0,0Pozos = 0,0Arroyos (drenes) = 0,0Recarga = 517,5Evapotranspiración = 0,0Pérdida/ganancia de los ríos = 0,0Límites de nivel = 0,0Zona 1 a 2 = 1.183,5Zona 5 a 2 = 0,0Entradas totales = 1.701,0 m3/día

Variación en el Almacenamiento = 0,0Celdas nivel constante. = 0,0Pozos = 21,6Arroyos (drenes) = 186,3Recarga = 0,0Evapotranspiración = 0,0Pérdida/ganancia de los ríos = 0,0Límites de nivel = 0,0Zona 2 a 1 = 1.024,5Zona 2 a 5 = 468,4Salidas totales = 1.701,0 m3/día

Variación en el Almacenamiento = 0,0 Celdas nivel constante = 620,2 Pozos = 0,0 Arroyos (drenes) = 0,0 Recarga = 0,0 Evapotranspiración = 0,0 Pérdida/ganancia de los ríos = 0,0 Límites de nivel = 0,0 Zona 1 a 2 = 1.183,5 Zona 1 a 3 = 650,4 Zona 1 a 4 = 136,6 Zona 1 a 5 = 353,7 Salidas totales = 2.944,5 m3/día

BALANCE CORRESPONDIENTE A CADA ZONA SELECCIONADA

Zona 1: Todo el modelo excepto lo incluido en zonas 2-3-4 y 5.

Zona 2: Drenes (arroyos) del oeste

Tabla 47: Balance correspondiente a las zonas 1 y 2.

3) sin presentar salida hacia las mismas (lo que nohabría tenido ningún sentido hidrogeológico).

Esta zona aporta al resto de la cuenca del Duero1.310 m3/día.

Los balances obtenidos empleando el módulo“Zone Budget” del programa Visual MODFLOWhan corroborado las conclusiones obtenidas en lasimulación empleando Visual MODFLOW para deli-mitación de perímetros de protección en calidadque indicaban que el acuífero soportaba a largoplazo los bombeos previstos, con descensos asumi-bles, manteniéndose un flujo hacia los arroyos per-mitiendo cuantificar los balances resultantes.

Su análisis ha indicado que se cumplen las premi-

sas consideradas imprescindibles, detalladas pre-viamente en este apartado (los cuatro sondeos deabastecimiento urbano en el acuífero detrítico delTerciario deben permitir obtener a largo plazo los120.000 m3/año requeridos para abastecer a lapoblación, los niveles de estas captaciones debenser estables a largo plazo, los arroyos no debensecarse y permitirse otros bombeos solamente enel caso de que no impidan que se alcancen losanteriores requisitos). No obstante para mantenerla condición de ganadores para los arroyos y losbombeos previstos no cabe permitir nuevos bom-beos al considerarse, entre otros aspectos, el cau-dal simulado en los arroyos (2,1 L/s y 1,7 L/s) comoun valor que no puede sufrir nuevas reducciones.

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SALIDAS (m3/día) :

Variación en el Almacenamiento = 0,0Celdas nivel constante = 0,0Pozos = 0,0Arroyos (drenes) = 0,0Recarga = 337,5Evapotranspiración = 0,0Pérdida/ganancia de los ríos = 0,0Límites de nivel = 0,0Zona 1 a 3 = 650,4Zona 5 a 3 = 0,0Entradas totales = 987,9 m3/día

Variación en el Almacenamiento = 0,0Celdas nivel constante = 0,0Pozos = 0,0Arroyos (drenes) = 0,0Recarga = 22,5Evapotranspiración = 0,0Pérdida/ganancia de los ríos = 0,0Límites de nivel = 0,0Zona 1 a 4 = 136,6Entradas totales = 159,1 m3/día

Variación en el Almacenamiento = 0,0Celdas nivel constante = 0,0Pozos = 106,0Arroyos (drenes) = 0,0Recarga = 0,0Evapotranspiración = 0,0Pérdida/ganancia de los ríos = 0,0Límites de nivel = 0,0Zona 4 a 1 = 53,1Salidas totales = 159,1 m3/día

Variación en el Almacenamiento = 0,0Celdas nivel constante = 0,0Pozos = 243,0Arroyos (drenes) = 144,8Recarga = 0,0Evapotranspiración = 0,0Pérdida/ganancia de los ríos = 0,0Límites de nivel = 0,0Zona 3 a 1 = 111,8Zona 3 a 5 = 488,2Salidas totales = 987,9 m3/día

BALANCE CORRESPONDIENTE A CADA ZONA SELECCIONADAZona 3: Drenes (arroyos) del este.

Zona 4: Celda de bombeoAbastecimiento y granja



Variación en el Almacenamiento = 0,0Celdas nivel constante = 0,0Pozos = 0,0Arroyos (drenes) = 0,0Recarga = 0,0Evapotranspiración = 0,0Pérdida/ganancia de los ríos = 0,0Límites de nivel = 0,0Zona 1 a 5 = 353,7Zona 2 a 5 = 468,4

Zona 3 a 5 = 488,2Entradas totales = 1.310,5 m3/día

Variación en el Almacenamiento = 0,0Celdas nivel constante = 1.310,5Pozos = 0,0Arroyos (drenes) = 0,0Recarga = 0,0Evapotranspiración = 0,0Pérdida/ganancia de los ríos = 0,0Límites de nivel = 0,0Zona 5 a 1 = 0,0Zona 5 a 2 = 0,0Zona 5 a 3 = 0,0Salidas totales = 1.310,5 m3/día

Zona 5: Celdas de nivel constante.

Tabla 48: Balance correspondiente a las zonas 3 y 4.

Tabla 49: Balance correspondiente a la zona 5.

La norma que define las regulaciones que se propo-ne establecer en un área del acuífero del Terciariodetrítico captado para el abastecimiento de la locali-dad de Villacastín, para garantizar el volumen desti-nado al abastecimiento a la población y otros usos,es la siguiente:

1. Se define una única zona para proteger en canti-dad los cuatro sondeos de abastecimiento quecaptan el acuífero del Terciario detrítico, garanti-zar los caudales ecológicos y minimizar el impac-to ambiental de los bombeos.

2. Su tamaño coincide con la totalidad del áreasimulada (Figura 51).

3. Los bombeos para abastecimiento urbano endicha zona se destinarán exclusivamente a subsa-nar las necesidades de abastecimiento de lapoblación de Villacastín (120.000 m3/año) distri-buyéndose entre los cuatro sondeos de abasteci-miento ya existentes (Camino del Valle, Cañadadel Abad, Puente Alzado y San Bartolomé), sinrealizar modificaciones en su profundidad (96metros), efectuándose un bombeo máximo de 81m3/día en cada uno de ellos.

Se autoriza proceder a la limpieza o sustituciónde tuberías o equipos deteriorados en los mis-mos. En el caso de quedar inutilizado, porderrumbe u otras causas, podrán ser sustituidospor un nuevo sondeo, de características similares,ubicado lo más próximo posible a los actuales.

4. Se autoriza además continuar bombeos a largoplazo en las captaciones siguientes:

– Sondeo 172010003. Sondeo que abastece dosgasolineras y un restaurante con un bombeo de22 m3/día.

– Sondeo 172020006. Sondeo que abastece a laGranja Avícola Velasco con un bombeo de 25m3/día.

La limpieza, acondicionamiento y eventual susti-tución de los mismos cumplirá los mismos requi-sitos indicados previamente para los sondeos deabastecimiento.

5. No se autoriza efectuar nuevas captaciones en latotalidad del área modelizada excepto en lossupuestos de sustitución de los actuales, reseña-dos en los puntos 3 y 4 de esta Norma.

6. Se señalizará en el terreno mediante carteles queen esa zona existe una Norma que impide efec-tuar nuevas captaciones.

7. Se controlará periódicamente que se cumplen lasprevisiones de la simulación respecto a los arro-

yos (flujo estimado en 2,1 L/s y 1,7 L/s) que nodeben secarse y tienen que continuar siendoganadores, y que los descensos de niveles obser-vados en los sondeos se mantienen estables alargo plazo.

En el caso de producirse desviaciones respecto alo simulado se procedería a la revisión inmediatade estas Normas contemplándose en primerlugar, si fuera preciso, reducir los bombeos indi-cados en el punto 4.

6.9. Propuesta de modificacioneslegales relativas a los perímetrosde protección de la calidad y a laprotección del recurso hídrico encantidad en las captaciones deabastecimiento urbano

El análisis efectuado en este trabajo del marco legalreferente a la delimitación de perímetros de protec-ción, la metodología para la delimitación de períme-tros de protección de la calidad y la referente a laprotección en cantidad en las captaciones de abas-tecimiento urbano, junto con los resultado de suaplicación a las captaciones de abastecimiento urba-no de Villacastín en el acuífero del Terciario detrítico(capítulos 3 y 6), indica la necesidad de efectuarmodificaciones legales relativas a la delimitación eimplementación en el territorio de los mismos, coor-dinados con el tratamiento metodológico desarrolla-do.

Estas modificaciones de la legislación serían tambiénaplicables a los restantes tipos de acuíferos (kársticosy fisurados), cuyo estudio metodológico se desarro-lla en los capítulos 7 y 8.

Las propuestas de modificaciones legales efectuadasson las siguientes:

6.9.1. Propuesta de contenido de una normaparcial para otorgamiento deautorizaciones y concesiones en elacuífero captado para abastecimiento

La incertidumbre respecto al marco legal aplicable alos perímetros de protección que tienen como obje-tivo salvaguardar la cantidad ha sido analizada en elapartado 3.3. Está motivada en gran parte por lamodificación efectuada en el artículo 56.3 del TextoRefundido de la Ley de Aguas (BOE, 2001 c), quecontempla para estos únicamente la protección fren-te a los riesgos de contaminación, sin modificar niderogar los artículos referentes a perímetros de pro-tección en los Reglamentos (R.D.P.H., 1986 y

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R.A.P.A.P.H., 1988) que consideran la protección encalidad y cantidad.

La propuesta que se realiza, para su eventual inclu-sión en la modificación, se supone que inminente,de los artículos referentes a perímetros de protecciónen el R.D.P.H. de 1986 (BOE, 1986), es reservar ladenominación de “perímetros de protección” exclu-sivamente para los delimitados con objeto de prote-ger frente a la contaminación, con limitaciones adiversas actividades. Por otra parte se estableceríauna “norma parcial para otorgamiento de autoriza-ciones y concesiones en el acuífero captado paraabastecimiento”, referido a un entorno de las capta-ciones de abastecimiento, definido conforme a lametodología propuesta en el apartado 6.6.

La aprobación de estas “normas parciales”, a incluiren la norma general de explotación de la UnidadHidrogeológica, se efectuaría en el seno de la Con-federación Hidrográfica, sin que sea imprescindiblela concurrencia de otras Administraciones. El sopor-te legal estaría en los artículos 55.1 y 76 del TextoRefundido de la Ley de Aguas, 184 del Reglamentodel Dominio Público Hidráulico, 84.4 del Reglamen-to de la Administración Pública del Agua y de la Pla-nificación Hidrológica, así como diversos artículos delos Planes Hidrológicos de cuenca en que se recogennormas para el otorgamiento de autorizaciones yconcesiones en las unidades hidrogeológicas, dentrodel capítulo sobre Conservación y Protección deAcuíferos.

La “norma parcial para otorgamiento de autoriza-ciones y concesiones en el acuífero captado paraabastecimiento” que se propone, cuyas regulacionesprevalecerían sobre las de carácter general, ya que elhecho de dictarse presupone la existencia de cir-cunstancias especiales o particulares que hacennecesaria su excepción de la norma general, definiráal menos los siguientes aspectos:

A. Delimitación del acuífero explotado por la capta-ción de abastecimiento urbano, característicashidrogeológicas y esquema estructural y de fun-cionamiento del acuífero. Determinación de losrecursos naturales y asignables con las restriccio-nes que imponen los objetivos de calidad, losaspectos medioambientales y las explotacionesactuales en el ámbito del acuífero. Se detallarán:

– Límites, tipo de acuífero, litología y balancehidrogeológico, definiendo los usos de agua yextracciones.

– Regulaciones sobre los volúmenes necesariospara el mantenimiento de zonas húmedas ycaudales ecológicos de los cursos fluviales en elacuífero, volúmenes necesarios en acuíferos

costeros para mantener la interfase agua dulceagua salada, concesiones para abastecimientoy otros usos así como otras regulaciones esta-blecidas.

– Recursos naturales asignables (recursos renova-bles minorados por regulaciones y concesionesexistentes) y volumen necesario para abastecera la población.

– Análisis piezométrico en diferentes estaciones yaños, valores y distribución de parámetroshidrodinámicos (conductividad hidráulica,transmisividad, coeficiente de almacenamientoy porosidad eficaz entre otros), caracterizaciónhidroquímica, definición del funcionamientohidrogeológico del acuífero (con porosidadintergranular, asimilable a éste, kárstico, fisura-do) identificando si procede, áreas diferentesdentro del acuífero.

B. Distribución de las extracciones y de los recursosasignables a los diferentes usos. Volúmenes deexplotación y regulación de caudales en cadacaptación en el entorno delimitado para asegurarel recurso en cantidad en las captaciones deabastecimiento urbano.

Las extracciones totales máximas en todo el acuí-fero en un año deben ajustarse a los recursosrenovables medios del acuífero minorados por lasregulaciones medioambientales y las concesionesya existentes para abastecimiento y otros usos enel acuífero considerando el volumen restantecomo recursos asignables. Se pretende asegurarque los niveles piezométricos estén estables ysean asumibles a largo plazo y que los descensosde niveles que se produzcan puedan recuperarsepor la recarga.

El volumen de agua necesario para el abasteci-miento se obtiene mediante todas las captacio-nes de abastecimiento del municipio, distribuyén-dose entre estas en función de su productividady de la infraestructura de abastecimiento a lapoblación (depósitos, tuberías...). Para garantizarel volumen a bombear en cada una de ellas hayque definir un área que permita suministrarlo deun modo estable.

La Norma parcial puede definir un área que incluyaúnicamente la captación o captaciones de abasteci-miento del municipio o bien un área que incluya,además de esta, limitaciones por usos medioam-bientales, otras concesiones o incluso otros recursosasignables en su interior, definiendo limitaciones alvolumen máximo, caudal y profundidad entre otrosde cada captación o uso.

El tamaño de ese área de protección y las restriccio-

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nes en su interior se obtienen sobre la base de laaplicación de la metodología expuesta en el aparta-do 6.7 empleando una combinación de criterioshidrogeológicos, métodos analíticos, ensayos de tra-zadores y, en su caso, modelos matemáticos.

El grado de precisión con que se puede definir encada zona estudiada las regulaciones establecidas enel entorno de la captación para garantizar el volu-men requerido depende de los métodos que sehayan aplicado para complementar los criteriosobtenidos por el análisis hidrogeológico de detalledel acuífero. Así, por ejemplo, si ha podido efectuar-se un modelo matemático, pueden simularsemuchas más hipótesis de la respuesta a obtener enla captación a proteger ante posibles nuevas extrac-ciones que si se emplean métodos analíticos juntocon criterios hidrogeológicos.

En todo caso, y con el grado de detalle que permitael método empleado y la complejidad e interrelaciónde los diferentes usos, deberán concretarse, ademásdel método mediante el que fueron definidos, lossiguientes aspectos:

– Tamaño del área de protección, número de capta-ciones de abastecimiento incluidas y si incluye ade-más otras concesiones o limitaciones medioam-bientales.

– Normas de señalización en el terreno del área deprotección.

– Régimen de explotación: Volumen global máximode extracción en la totalidad del área de protec-ción definida, incluyendo en ese volumen las cap-taciones de escasa importancia (que son aquellascon un volumen anual extraído menor de 7.000m3 y un caudal instantáneo menor de 1 L/s, quetengan instalado un equipo mecánico adecuado alas anteriores condiciones, o las que cumplan losrequisitos indicados expresamente en los PlanesHidrológicos para cada acuífero o Unidad Hidroge-ológica), así como el volumen y caudal máximo deextracción para captaciones distintas de la que esobjeto de protección.

– Distancia mínima entre la captación de abasteci-miento a proteger y otras captaciones, detallandoel método que se ha empleado en su definición.

– Requisitos a cumplir para limpiar, modificar o per-forar una captación que sustituya a otra que dis-ponga de concesión, así como condiciones declausura de la captación original.

– Profundidades de perforación de los pozos, sonde-os y de instalación de bombas, detallando, en

acuíferos con problemas de intrusión salina la eva-luación de su repercusión ante el posible avancedel frente salino.

– Regulación de solicitudes a presentar ante el Orga-nismo de cuenca correspondiente para obtener lapreceptiva autorización de investigación paradeterminar la existencia de aguas subterráneas ylas labores de perforación, alumbramiento y aforode caudales y requisitos mínimos del proyecto deinvestigación.

– Normas de sellado de niveles acuíferos con malacalidad química que haga inadecuada su explota-ción para abastecimiento a poblaciones, a otrosusos, con objeto de no contaminar el recurso hídri-co disponible, así como normas referentes al aban-dono de pozos o de sondeos de investigación paraevitar conexiones entre diferentes acuíferos y con-taminaciones.

– Regulaciones a las obras civiles, detallando las res-tricciones a imponer en el área de protección de lacaptación de abastecimiento urbano a dichasobras (autopistas, trazados férreos, túneles, fosas,aparcamientos subterráneos, barreras impermea-bles bajo el nivel piezométrico y cimentacionesentre otras), así como las restricciones a activida-des mineras (como el establecimiento de graveras),ya que pueden producir cambios en el nivel piezo-métrico, creando depresiones o modificando ladirección y sentido del flujo entre otros, produ-ciendo afección a la captación a proteger (Rayne etal., 2001).

– Mecanismos de revisión de la norma parcial antenueva información que mejore el conocimiento delárea a proteger y definición de una red de controlpara evaluar su correcto funcionamiento.

6.9.2. Propuesta de modificaciones legalesrelativas a los perímetros de protecciónde la calidad

El análisis del marco legal referente a la delimitaciónde perímetros de protección, efectuado en el capítu-lo 3, ha puesto de manifiesto, entre otros aspectos,la insuficiente atención, diversidad de criterios y dedetalle con que han sido contemplados los períme-tros de protección en los Planes Hidrológicos decuenca, así como la escasa implementación real en elterritorio de las restricciones a diversas actividadesque contemplan.

La modificación de la Ley de Aguas, reflejada en suTexto Refundido (BOE, 2001 c), sin modificar ni dero-gar los artículos referentes a perímetros de protec-ción en los reglamentos (R.D.P.H., 1986 y

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R.A.P.A.P.H., 1988), hace imprescindible una modifi-cación urgente de los mismos.

Se propone incluir, en el nuevo reglamento quedesarrollará la Ley, las siguientes propuestas demodificaciones legales relativas a los perímetros deprotección de la calidad, que contemplan integrada-mente el desarrollo metodológico propuesto para ladelimitación de estos, y los resultados de su aplica-ción a las captaciones de abastecimiento urbano deVillacastín en el acuífero del Terciario detrítico.

Definición del perímetro de protección

En el marco legal vigente en cada estudio de delimi-tación de perímetros de protección debe indicarsecuantas zonas se deben establecer, con qué criteriosy las restricciones a imponer a las mismas. Se propo-ne efectuar una regulación de los perímetros quedependa de las características del acuífero captadopara el abastecimiento a la población: con porosidadintergranular o asimilable en su funcionamiento,kárstico, fisurado.

En los perímetros de protección de captaciones deabastecimiento en acuíferos en medios con porosi-dad intergranular, o asimilables en su funcionamien-to a los mismos, se propone establecer reglamenta-riamente su división en tres zonas y los criterios parasu delimitación. Sus características principales son:

• Zona inmediata o de restricciones absolutas

Su objetivo es impedir el acceso de personal noautorizado a la captación, por lo que estará valla-da y convenientemente señalizado la prohibiciónde acceso a la misma.

El criterio de delimitación es un tiempo de tránsitode 1 día.

• Zonas próxima o de restricciones máximas

Tiene como objeto proteger contra la contamina-ción bacteriológica. Se delimitará en función de untiempo de tránsito de 50 días, empleando méto-dos analíticos o modelos matemáticos, utilizandotambién criterios hidrogeológicos.

• Zona alejada o de restricciones moderadas

Su objetivo es proteger frente a contaminantes delarga persistencia. Se delimitará conforme a untiempo de tránsito de varios años, empleandométodos analíticos o preferentemente modelosmatemáticos, criterios de tipo hidrogeológico ouna combinación de ambos.

En la propuesta de delimitación se justificará eltiempo de tránsito empleado, considerándose en

todo caso: los focos potenciales de contaminación,la vulnerabilidad del acuífero en el entorno de lascaptaciones, las características del abastecimientoa la población y la existencia de acuíferos alterna-tivos al empleado para el mismo.

En cada propuesta de delimitación de perímetros deprotección se justificará las restricciones que se propo-nen para las tres zonas indicadas con objeto de evitarla contaminación de las aguas captadas para abasteci-miento. Estas contemplarán como mínimo los condi-cionamientos y prohibiciones a los que deben some-terse las actividades urbanas, agrícolas, ganaderas,industriales, recreativas y las obras de infraestructuraindicada en la tabla 45 en el capítulo 6.

En los acuíferos kársticos y en los fisurados es nece-sario adaptar la metodología y los criterios paraestablecer la zonación a sus especiales característicascomo se analizará en los capítulos 7 y 8.

Procedimiento administrativo de delimitación, apro-bación de zonas e implantación en el territorio de lasregulaciones indicadas en los perímetros de protec-ción

La propuesta efectuada sustituiría al actual procedi-miento del artículo 173 del R.D.P.H. (BOE, 1986).

El documento en el que se propone la delimitacióndel perímetro de protección, cuyo procedimiento seiniciará de oficio en las áreas de actuación del Orga-nismo de cuenca o a solicitud de la autoridad medio-ambiental, municipal o cualquier otra en que recai-gan competencias sobre la materia, será elaboradoconforme a las indicaciones metodológicas antesindicadas. Dicho documento deberá considerar lanormativa urbanística actual de las zonas en que sesubdivide el perímetro de protección y detallará lasregulaciones propuestas en cada zona con objeto deevitar la contaminación de las captaciones de abas-tecimiento.

Será tramitado ante el Organismo de cuenca que,tras su evaluación y eventual modificación, lo remiti-rá a los Servicios de Ordenación del Territorio de losAyuntamientos y las Comunidades Autónomas a losque pertenezca el área que delimita el perímetro.Estos emitirán informe sobre el perímetro de protec-ción, especialmente respecto a su incidencia en lanormativa urbanística, actual y prevista, de los terre-nos afectados.

La propuesta de perímetro de protección con laseventuales modificaciones, fruto de los informes pre-vios que, analizados conjuntamente por dichasadministraciones y la proponente del perímetro,resulten compatibles con el objetivo de preservar la

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calidad del agua captada para abastecimiento, seránobjeto de trámite de información y audiencia públi-ca ante posibles interesados.

La propuesta final será aprobada por la Junta deGobierno del Organismo de cuenca, que la remitiráa las Comunidades Autónomas y Ayuntamientosafectados para que trasladen las restricciones indica-das para las diferentes zonas que componen el perí-metro de protección a las normativas autonómicas ylocales sobre ordenación del territorio y autorizaciónde actividades clasificadas.

Se considerarán las áreas incluidas en los perímetrosde protección como suelo no urbanizable sometidoa un régimen especial de protección, justificado por

la necesidad de proteger el dominio público hidráu-lico, máxime ante su uso para abastecimiento a lapoblación. Este procedimiento subsanaría los actua-les problemas en la implantación real en el terrenode los perímetros de protección.

Se contemplará por último reglamentariamente laconveniencia de establecer un Plan de intervención,y su Protocolo de actuación, ante eventuales conta-minaciones accidentales en el entorno del períme-tro de protección, así como la necesidad de revisarlos perímetros de protección ante nueva informa-ción significativa, no existente en la época en quese elaboró el perímetro, y en todo caso transcurridoun período máximo de cinco años desde su apro-bación.

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6. protecciÓn de las captaciones de abastecimiento … · protección de las captaciones de...

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