aspectos de la planificaciÓn y gestiÓn de las aguas subterrÁneas en … · en la naturaleza...

ASPECTOS DE LA PLANIFICACIÓN Y GESTIÓN DE LAS AGUAS SUBTERRÁNEAS EN UN CONTEXTO REGIONAL

Contenido: ● Agua subterránea, acuíferos y sistemas acuíferos● Uso del agua subterránea● Explotación del agua subterránea

Congreso Latinoamericano

Santiago de Chile 25–30 Agosto 2014

XII de HidrogeologíaXXVI de Hidráulica

Proyecto MASEAQUALOGY–UPC

Emilio CUSTODIO, Emilio CUSTODIO, Dr.I.IDr.I.I., Real ., Real AcadAcad. Ciencias. CienciasDeptDept. Ingeniería del Terreno, Cartográfica y Geofís ica. Ingeniería del Terreno, Cartográfica y GeofísicaUniversidad Politécnica de Cataluña (UPC), Barcelon aUniversidad Politécnica de Cataluña (UPC), Barcelon a

● Explotación del agua subterránea● Explotación con consumo de reservas � minería

del agua subterránea● Valor y aspectos socio–económicos del agua

subterránea● Gobernanza del agua subterránea

Barra de arena litoral entre la marisma de Doñana y el mar. Humedales de borde e interdunares 2014.Santiago.12014.Santiago.1

Papel de las aguas subterráneas

En la naturaleza ● mantener y sus funciones

● transportar solutos

● condicionar propiedades de terrenos

caudal de base de los ríosmanantialeshumedales y lagosáreas de freatofitas

de unas áreas a otrasal margenerar minerales

● condicionar propiedades de terrenos

Para el hombre ● servicios de los ecosistemas● recurso vital

● recurso económico

● bien social y cultural

agrariourbanoindustrialminero

2014.Santiago.22014.Santiago.2

Razones favorables al uso de las aguas subterráneas

● notable almacenamiento asociado

● calidad

● disponibilidad cerca de la demanda � carácter distribuidoen sequías � resiliencia

estableen general buena � pero no siempre

● seguridad de disponibilidad

● tecnología sencilla y asequible

● suficiente conocimiento científico y tecnológico actualm ente

● gestión a nivel local

en sequías � resilienciaen averías y fallosen situaciones de emergencia


hm 3/a ESPAÑA

En España

Ext

racc

ión

deag

uasu

bter

ráne

a,km

3 /a

Evolución de la explotación de las aguas subterráne as

Ext

racc

ión

auto

rizad

aac

umul

ada

km3

a

b

Der

echo

sde

agua

acum

ulad

os

En España(MOPTMA–MINER, 1994; MIMAM, 2000 )

En el acuífero Ogallala–High Plains, Kansas.a) extracción de agua subterránea autorizada acumulada.b) número acumulado de derechos de agua autorizados.(según Sophocleous, 2012)

Año

Año

En algunos países(Margat y van der Gun, 2013 )

Ext

racc

ión


Desarrollo de las aguas subterráneas en las Islas Canarias

Galerías y pozos en Tenerife(Consejo Insular de Aguas de Tenerife)

Pozos de gran diámetro y sondeos en Gran Canaria(Consejo Insular de Aguas de Gran Canaria)

2014

.San

tiago

.520

14.S

antia

go.5

Definiciones � aproximadas

● Explotación intensiva de las aguas subterráneas:modifica notablemente las condiciones hidrogeológic as de:

● flujo del agua subterránea● composición química● relaciones con otros componentes del ciclo del agua

● Explotación minera de las aguas subterráneas:explotación intensiva del agua subterránea que conl leva:

● tasa de extracción mayor de la recarga posible● tasa de extracción mayor de la recarga posible● consumo continuado de reservas de agua● substitución de reservas de agua dulce por agua sal ina / salada● no recuperación al menos en varias generaciones hum anas

● Sobreexplotaciónexplotación del agua subterránea que origina proble mas

no cuantificada● visión negativa

subjetivase produce aún cuando recarga > extracción

es un término ambiguo del que se ha hecho uso

� mejor no usarlo: pero es un término legal en España

inadecuadopeyorativo


Efectos de la explotación del agua subterránea

descenso de nivelesdisminución de descargas

2L S

� efectos primarios

L = tamaño del sistema

� nuevo equilibrio en tiempo τ

Explotación altera el sistema de flujo

Si extracción < recarga:

2L ST

τ ≈L = tamaño del sistemaT = transmisividad hidráulicaS = coeficiente de almacenamiento

meses en acuíferos pequeños, recarga próximaaños en acuíferos medianosdécadas a milenios en grandes acuíferos

τ


Descenso de niveles en la cumbre de Gran Canaria


N de Gran CanariaBarrancos de Moya y Azuaje

Hernández–Quesada et al., 2011Cabrera et al., 2014

Evolución del caudal de nacientes, Bco. Azuaje

Evolución entre 1970 y 2008 2014.Santiago.92014.Santiago.9

Ventajas y desventajas del uso intensivo de las agu as subterráneas

Aspectos

VentajasEfectos positivos

Beneficios

DesventajasEfectos negativos

CostesHidráulicos Fácil captación

Ubicuidad territorialDisponibilidadDrenaje de terrenos

Descensos de nivelesInterferencias: – entre acuíferos

– con aguas superficiales– con manantiales– en rendimiento captaciones

Deterioro ecológicoSubsidencia y colapso del terreno

De calidad Frecuentemente buenaPoca variabilidadResiliencia a la contaminación

Cambios progresivos lentosPosible salinización progresivaSolutos naturales inconvenientesResiliencia a la contaminación

Sin gérmenes patógenos (*)Solutos naturales inconvenientesPosible entrada de contaminantesContaminación por pozos inadecuados

Económicos Relativamente barata (**)Escasa inversión inicialRápida incorporaciónSin grandes estructurasSusceptible de mercado

Posible encarecimiento progresivoAfectadas por coste energíaRiesgo de exceso de explotaciónExternalidades: – de difícil evaluación

– que no se paganCostes de vigilancia y observación

Sociales Acceso sencilloPoco propensas a corrupciónFlexibilidad de usoSeguridad de disponibilidadEmpleoFijación de poblaciónInicio del desarrollo

Amenaza de la “tragedia los comunes”Numerosos actores / afectadosPobre conocimiento públicoFácil demagogiaDifícil control / gestión

* las aguas subterráneas; no necesariamente los pozos** en ocasiones pueden ser más caras, pero la seguridad tiene un valor 2014.Santiago.102014.Santiago.10

Efecto de la explotación en la intrusión marina

Ascenso salino bajo un pozo, con interfaz brusca

e = ascenso de la interfaz bajo el pozoQ = caudal del pozod = distancia fondo pozo–interfaz inicial

k = conductividad hidráulica

m = porosidad

h = horizontalv = vertical

h

v

Q 1e 1

2 k d

k= t

2 md

απ τ

τα

≈ −

Penetración de la cuña

L = longitud de penetraciónk = conductividad hidráulicab = espesor saturado/del acuíferoq = caudal del agua dulce por unidad costaα = δd/(δs –δd )δ = densidad

α≈

2k bL

2 d


Efectos de las extracciones en acuíferos costeros

Situación en mayo de 2006

(según CUADLL )

Acuífero profundo del

delta del Llobregat

(Barcelona)

Avance del frente de salinización (Iribar yCustodio, 1991)

Progresión de la intrusión marina en Mar del Plata (Argentina)según Bocanegra et al. (1992) 20

14.S

antia

go.1

220

14.S

antia

go.1

2

Efectos de la explotación del agua subterráneaSubsidencia del terreno en formaciones no consolida das

Efectos bien conocidos en● Valle Central de California● Ciudad de México● Estado de Guanajuato y Querétaro (México)● Arizona● Venecia● Tokio● Bangkok● Murcia (España)

Subsidencia del terreno delatada por lo que sobresale del terreno el entubado metálico de un pozo profundo antiguo en el Valle Central de California. Hoy acumula 8,5 m. No estabilizado

Movimiento de edificios porsubsidencia del terreno tras un añomuy seco.Murcia


Impactos asociables a la explotacióndel agua subterránea

● Disminución (cese) de descargas en

● Redistribución del flujo del agua en el acuífero �

● cambios en calidad

● descenso de niveles

● Impacto sobre economíasociedad

nuevas captacionesencarecimiento de la extracción

naturalpor facilitar contaminación / polución

ríosmanantialeshumedales y lagosal mar

comporta:

● Impacto sobre

● cambios territoriales

lentos a muy lentospasan inicialmente desapercibidos

Difícil ligar causa con efectoSuele haber un encarecimiento progresivo

Efectos a

Los cambios pueden ser● positivos● negativos

tercerosgeneraciones futuras

Cambios

subsidencia / colapsos

modificación de

uso del territorio

cubierta vegetalclima local

sociedad


Explotación de recursos de agua subterránea no renovable en países seleccionados. Entorno delaño 2000Foster y Loucks, 2010

Uso de agua subterránea, hm 3/a

PaísAgua subterránea

/ total de agua Total, A No renovable, B B/AArgeliaArabia Saudí

0,540,85

260021000

168017800

0,650,85Arabia Saudí

BahrainEgiptoEmiratos AULibiaOmanQatarTuniciaYemen

0,850,630,070,700,950,890,530,590,62

21000258

4850190042801644185

16702800

1780090

90015703014240150460700

0,850,350,190,820,700,150,810,280,25


Vol

umen

con

sum

ido,

km

3

Sub

ida

del n

ivel

del

mar

equ

ival

ente

, mm

� 12,6 mm6,7% de total

Volumen acumulado mundial de agua subterránea consumidoAscenso del nivel del mar equivalente(según Konikow, 2011)

Vol

umen

con

sum

ido,

Sub

ida

del n

ivel

del

mar

equ

ival

ente

, mm

Tasa media de extracción 1900–2000 2000–2008km 3/a 9,8 25


Área 1980–1995 existentes usablesconsumo

hm3/aTiempo hasta

agotarse, años ComentariosAlmería 800 1100 750 50 15 (10–75)Murcia 2000 10000 7100 125 60 (10–80) desde 1985Alacant 1000 7000 6000 50 120 (10–400)Valencia 100 2500 200 15 130 (20–350)

Reservas consumidas Tasa de

Tasa de consumo de reservas de agua subterránea en el Levante español. Periodo 1980–1995DGOH–ITGE, 1997, estimaciones preliminares

Acuíferos españoles que en 1996 teníanproblemas de “sobreexplotación”DGOH–ITGE (1997)


m3 /

año

Explotación intensiva del agua subterránea con cons umo de reservas en España

Diminución de la ganancia del río Júcar por la explotación de l acuífero de La ManchaOriental (España).Datos MIMAM, 2000 (en Cabrera y Arregui)

hm


Cuenca del Segura. Intensidad de descenso

piezométrico

Evolución de los niveles piezométricos enalgunos de los acuíferos más intensamenteexplotados(Cabezas, 2001, García–Aróstegui, 2013)

Descensos piezométricos medios desde elinicio del control en los principales acuíferosintensamente explotados(PHS, 2013)


Aguas superficialesImportaciónAzarbesReutilizaciónAgua subterránea● renovable● no renovable

5004004080

240170

1330

Recursos disponibles, hm 3/a

Cuenca del Segura(Cabezas, 2011)


Levante español y CanariasUso del agua subterránea en el Levante español y Canarias(modificado de De Stephano et al., 2013)

hm 3/aÁrea España Júcar Segura CMA Canarias

Urbano 1500 320 ––– 140 125Riego agrícola (C) 5000 1180 450 377 210Industria 300 100 ––– 3 8Recreo 65 10 ––– 20 12Total subterráneo (A) 7000 1610 485 540 355Total de agua (B) 31500 3156 1850 1225 510A/B 0,22 0,51 0,26 0,44 0,70C/A 0,71 0,73 0,93 0,70 0,59

Uso y valor económico del agua subterránea agrícola(modificado de De Stephano et al., 2013)

Levante español

(modificado de De Stephano et al., 2013)

Principales cursos de agua ydesalinizadoras, acuíferos delLevante español


Área España Júcar Segura CMA CanariasSuperficie regada total, 10 3haSuperficie regada sub., 10 3ha

3345945

490160

20070

21085

2525

Uso total, hm 3/aUso sub., hm 3/a

120003220

1655535

800270

755310

170170

Valor, M€/a, para totalValor, M€/a, para sub.

153004730

2260410

1450585

24601385

340340

Uso sub. / total 0,31 0,18 0,40 0,56 1,0

Valor / superficie para el total €/ha 4600 4600 7200 11700 136 00

Valor / superficie para sub. €/ha 5000 2600 8400 16300 13600

Valor / uso para el total €/m 3 1,3 1,4 1,8 3,3 2,0Valor / uso para sub. €/m 3 1,5 0,8 2,2 4,5 2,0Dotaciones para el total m 3/ha/a 3590 3380 4000 3600 6800Dotaciones para sub. m 3/ha/a 3410 3345 3860 3650 6800

Balances hídricos subterráneos

Tenerife

Década 1971–1980 1981–1990 1991–2000 2001–2005Entradas , hm 3/aRecarga 338 321 235 279Retornos de riego 93 55 38 27

TOTAL 431 376 273 306Salidas , hm 3/a

Evolución de los componentes delbalance hídrico subterráneo(ETITF, 2008)

Balances hídricos subterráneos

Año

Salidas , hm /aExtracciones 218 213 205 188Al mar 399 342 294 266

TOTAL 617 555 498 456–∆reservas 186 179 225 148

(PHTF, 2010)2014.Santiago.222014.Santiago.22

Representación idealizada de

Coste del agua subterránea � influye en su uso

Revolución silenciosa del agua subterránea para agr icultura

(Custodio, 2004)

Representación idealizada de

● producción agrícola● consumo de agua● valor del cultivo

Planos sombreados: superficies de

igual relacióncoste del aguavalor de la cosecha


Si coste del agua es bajo � demanda imparable

Coste del agua subterránea � influye en su uso

Evolución del coste del agua subterránea según hayacontrol estricto o libre acción.No es aplicable el efecto Gisser–Sánchez


Evolución esperable de la política del agua subterr ánea en países áridos y semiáridos

Llamas y Martínez–Santos, 2006 2014.Santiago.252014.Santiago.25

Consideraciones socio–económicas

directos � monetizablesEfectos indirectos � monetizables o no

intangibles � no monetizables

Efectos primarios sobre

Efectos secundarios sobre

propios usuarios � directosciclo hidrológico � directos e indirectos

balance salinocalidad del aguavulnerabilidad a la contaminación

territorio subsidencia y colapsosencharcamiento e inundación

en general indirectos (externalidades)

uso de otros recursos � directos e indirectossobre empleo � indirectos

hábitos y costumbres � en general intangibles

Explotación del agua subterránea � puede proporcionar grandes beneficios� supone costes

privativossociales

valorcoste de puesta a disposicióncoste de oportunidadprecio

B: Beneficio Para el usuario B directos > C directosC: Costes Para la sociedad B totales > C totales

Agua subterránea tiene


Valor del agua subterránea

● uso humano insubstituible● contribución al bienestar

● servicios y funciones que proporciona en la Natural eza

● en si misma

● como factor de producciónagrícolaindustrialurbanaturística

Valor social por

Valor económico

Valores intangibles

de oportunidadalternativos

turística

socialeconómico

cantidad momentocalidad lugar

Valores intangibles

ValorUso

Compatibilizar valor

Garantizar la función social y como derecho humano e n

Agua subterránea es susceptible de mercado � con limitaciones y control

● es sujeto de planificación y gestión� ● tiene profundas implicaciones éticas y morales

● muestra aspectos diversos según cultura y costumbre s2014.Santiago.272014.Santiago.27

Reglas de los sistemas políticos para Reglas = elementos orientados a● resolver conflictos entre actores● adoptar decisiones

● adecuado funcionamiento de las instituciones● aceptación por el público

● lograr consenso a través de modos democráticos

● Es responsabilidad gubernamental

punto de vista participativoque obligue a las partes

punto de vista de la legitimidad

punto de vista legal

● administración● procedimientos

Gobernanza del agua y del agua subterránea

● Es responsabilidad gubernamental

● Contar con con

● Considerarprincipios éticos / moralestradiciones / costumbres locales

directosindirectos

usuarios

Sociedad Civil

participacióncooperacióncorresponsabilidad

Es necesaria porque el Agua es

insubstituiblerecurso escaso endegradablenecesaria para

medio ambientegeneraciones venideras

calidadcalidad

Muy relacionada con la gestión / manejo 2014.Santiago.282014.Santiago.28

● Agua superficial● Agua subterránea incluyendo● Agua subterránea profunda

● Agua subterránea salina �

● problema de salmueras residuales

Recursos de agua a integrar

desalobracióndesalinización

manantialescaudal de base de ríos

● Agua regenerada

● Agua importada física● Agua exportada virtual

según tratamientoa veces desaladorada

disponibilidadcalidad


Garantía de ?

Planificación del agua y del agua subterránea

Crear un marco para los recursos de agua plazo

Dentro de un marco normativo

importantes implicaciones económicas y socialesEs necesaria por largo tiempo para realizar obras y modific aciones

muy lenta evolución de los recursos de agua subterr ánea

ordenardisponer

a mediolargo

Ley / Reglamentos de AguasDirectiva Marco del Agua europea

Integrar

Participar

Aspectos

representantes de los usuarios, en sentido latoSociedad Civil

conocercambio climático observar

Considerar cambio global adecuadamente para prep ararsecambios sociales adaptarse

mitigar efectos

como guíacomo ley que crea derechos

todos los recursos de agua otros recursos concurrentes (energía, territorio, …)

2014

.San

tiago

.30

2014

.San

tiago

.30

Gestión del agua y del agua subterránea

Hacer diligencias conducentes al logro de un propós itoLlevar a cabo las actuaciones necesarias para cubri r determinados objetivos generales

● dentro de cauces definidos, ordenados y reglamentad os (planificación)● por organismos / entidades con capacidad y autorida d para hacerlo● para dar servicio a los ciudadanos

● con de los que coparticipación tienen algún interéscorresponsabilidad sufren algún efecto

integrada generalAspectos

principios de bajo principios éticos y morales

Visión

Considerar las características del agua subterránea

capacidad de integracióngran almacenamiento asociadorespuesta lentaposibles problemas de salinidad

a corto plazo � para el servicioa medio y largo plazo � según planificación

igualdadsolidaridadsubsidiariedadprecauciónparticipación

ConsiderarAplicar

integrada generalsectorial local


Usuarios de agua subterránea

Son todos aquellos las aguas subterráneas

● explotadores● destinatarios del agua● ambientalistas● población potencialmente afectada● usuarios de otros recursos afectables

con intereses en afectados por

Frecuente gran peso de los regantes

Se requiere que los usuarios se organicen para● tener representación adecuada● aceptar corresponsabilidades● realizar parte de las tareas de gestión / vigilancia / observación● aportar recursos financieros / humanos● proporcionar información veraz y actualizada● autocontrolarse

Los usuarios tiene en general intereses

� pueden no corresponderse con los generales � Ente coordinador

localesa corto plazo


Aspectos éticos y morales del uso intensivo y miner o de las aguas subterráneas

Ética � conformidad con el comportamiento humano que se con sidera buenoMoral � conformidad con principios trascendentes / religios os (de relación con Dios)

El agua subterránea es necesaria para:● funciones y servicios de la naturaleza � beneficios a la sociedad● generación actual y para las futuras

Su degradación y contaminación puede ser prácticame nte irreversible

El consumo continuado de reservas debe contemplarse en el contexto● de beneficios sociales > costes sociales a largo plazo● con tasa de descuento éticamente aceptables

Las modificaciones del ciclo del agua tiene costes a terceros● compensarlos● considerar daños desproporcionados


● poca experiencia acumulada de su gobernanza● requiere intención y medios para gestionar● respuestas pueden ser lentas y diferidas � visión a medio / largo plazo● susceptible de uso minero (consumo de reservas)● no está en la mente de los usuarios y gestores● el agua tiene valor en el acuífero● considerar economía y comercio � con limitaciones● plantea retos sociales y ecológicos nuevos● tiene vinculaciones territoriales y energéticas● hay importantes aspectos éticos y morales● el agua salobre y salina subterránea puede ser un r ecurso

A modo de conclusiones sobre el uso intensivo y minero de las aguas subterráneas

● el agua salobre y salina subterránea puede ser un r ecurso● nuevos paradigmas � nuevas soluciones

Foto: NASA 2014.Santiago.342014.Santiago.34

aspectos de la planificaciÓn y gestiÓn de las aguas subterrÁneas en … · en la naturaleza...

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