Manejo del Agua Subterránea

Groundwater Management

Bob PierottiCalifornia Department of

Water Resources

Revista de la Presentación en Junio 2008

• La hidrosferra y ciclo hidrológico• Agua subterránea (la zona de saturatión)• El suceso y disponibilidad del agua subterránea• Clima (precipitación)• Geología (tipo de roca)

– Roca consolidada– Suelos no solidos– Porosidad y permeabilidad

• Manejo del agua subterránea– Monitorio y colección datos

Manejo del Agua Subterránea

• El manejo es necesario para sostener el uso del agua subterránea y mantener la cantidad y proteger su calidad.

• Management is needed to sustain the use of the groundwater & maintain its quantity & protect its quality.

• El manejo efectivo requiere planificación, coordinación y un proceso de monitorio.

• Effective management requires planning, coordinating, & monitoring.

Presupuesto del Agua Subterránea

AlmacenamientoQentra Qsale

Qentra + Qsale = ∆almacenamiento

Sistema Natural del Agua Subterránea

Groundwater Budget

Presupuesto del Agua Subterránea

AlmacenamientoQentra Qsale

Qentra + Qsale = ∆almacenamiento

Impacto Humano en el Sistema del Agua Subterránea

Groundwater Budget

Extracción

Presupuesto del Agua Subterránea

AlmacenamientoQentra Qsale

Qentra + Qsale = ∆almacenamiento

Impacto Humano en el Sistema del Agua Subterránea

Groundwater Budget

ExtracciónAgua Marina

Almacenamiento de Agua SubterráneaGroundwater Storage

Cuenca del Agua Subterránea

Theis, 1940, The source of water derived from wells: Civil Engineering, v. 10

Heath, 1983, Basic Ground-Water Hydrology: USGS WSP 2220

Geología deBaja California

Carta Geologica de la Republica Mexicana, 1992

Geología

Heath & Trainer, 1981, Introduction to Ground Water Hydrology

Registro LitológicoProfundidad Descripción

0 5 Limo y arena5 12 Arena12 15 Arena y arcilla15 17 Arcilla17 23 Arena y grava23 25 Acilla25 35 Grava y arena35 41 Arena y arcilla41 43 Arcilla43 53 Arena53 57 Arena y grava57 70 Arena70 80 Arcilla

Monitorio y Colección DatosMonitoring & Collecting Data

• Medir profundidad del agua– Measure depth to water

Heath 1983

Agua Subterránea• Convertir

profundidades a elevaciones.

• Convert depths to elevations.

• Tramar pozos y elevaciones en un mapa.

• Plot wells & elevations on map.

Winter et al, 1999, Ground Water and Surface Water A Single Resource: USGS Circular 1139

Agua Subterránea• Dibujar contornos.• Draw contours.

• Dibujar lineas de corrientes.

• Draw flow lines.

Winter et al, 1999, Ground Water and Surface Water A Single Resource: USGS Circular 1139

Precipitación

Rainfall at San Diego

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

Water Year

Rai

nfal

l (in

ches

)

Mean = 10.22 in/yr ~ 26 cm/yr

Precipitación

-600

-500

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

1915

1919

1923

1927

1931

1935

1939

1943

1947

1951

1955

1959

1963

1967

1971

1975

1979

1983

1987

1991

1995

1999

2003

2007

Water Year

Perc

ent

San Diego (1915-2009) mean ~256.79 mm

Las Escobas (1949-2007) mean = 139.88 mm

PrecipitaciónSan Diego (1915-2009) mean ~256.79 mm

-600

-500

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

1915

1919

1923

1927

1931

1935

1939

1943

1947

1951

1955

1959

1963

1967

1971

1975

1979

1983

1987

1991

1995

1999

2003

2007

Water Year

Perc

ent

PrecipitaciónSan Diego (1915-2009) mean ~256.79 mm

-600

-500

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

1915

1919

1923

1927

1931

1935

1939

1943

1947

1951

1955

1959

1963

1967

1971

1975

1979

1983

1987

1991

1995

1999

2003

2007

Water Year

Perc

ent

1925 1945 1977 1995

Aumentando Precipitación o Sembrando Las NubesPrecipitation Enhancement or Cloud Seeding

Sembrando Las Nubes

• Practica en uso por 60 años en California– Practiced in California for 60 years

• En uso en la Sierra Nevada pero en ocasiones en los Cerros Costeros– Mostly in Sierra Nevada, some in Coast Ranges

• Usualmente plata-iodo es el ingrediente que se usa para sembrar las nubes– Usually use silver-iodide as active cloud-seeding agent

• Es aplicado por generadores en los cerros or por aviones– Applied from ground generators or from airplanes (DWR 2005)

Precipitation Enhancement or Cloud Seeding

Sembrando Las Nubes

• Agua producida es dificil de determinar, pero se estima que de 2 a 15% aumenta la precipitación annual– Water produced is difficult to determine, but estimates range from

2 to 15 percent increase in annual precipitation or runoff

• No es remedio para la sequia– Should not be viewed as a remedy for drought

• Oportunidades para sembrar nubes son pocas en años secos– Cloud seeding opportunities are generally fewer in dry years

(DWR 2005)

Precipitation Enhancement or Cloud Seeding

Sembrando Las Nubes

• 1975 Cloud-seeding experiment• 19 days over Sierra de la Giganta from

Loreto to La Paz• Results:

– 15 days of rain– Arroyos filled on 10 days– Heaviest rain in 12 years

Los Angeles Times December 11, 1975

Precipitation Enhancement or Cloud Seeding

Recarga ArtificialArtificial Replenishment

Big Tujunga Creek Los Angeles

septiembre 2008

febrero 2005

Metodo Dentro-ArroyoIn-Stream Method

Todd, 1980, Groundwater Hydrology

Presa de Hule InflableInflatable Rubber Dam

Metodo de PilaBasin Method

Todd, 1980, Groundwater Hydrology

Metodo de Zanjas y SurcosDitch & Furrow Method

Todd, 1980, Groundwater Hydrology

Pettyjohn, 1981, Introduction to Artificial Ground Water Recharge

Phreatophytes• Griego: Phrear = pozo + phyte = planta• Estas plantas obtienen su agua en la

zona de saturación o en la región del bordo capilar.

• Obtain their water supply from the zone of saturation or the overlying capillary fringe.

Phreatophytes y Xerophytes

Robinson, 1958, Phreatophytes: USGS Water-Supply Paper 1423

Phreatophytes• El comsumo de agua varea con la especie

de plantas y las condiciones locales.• Consumption of water varies widely with plant species &

with local conditions.

• El uso del agua es mayor donde: – Agua subterránea no esta profunda – Clima es caliente y seco – Crecimiento es denso

• Water use is greatest where:– The water table is shallow – The climate is hot & arid – The growth is dense (Thompson 1958)

Phreatophytes

Profundidad de RaízDepth of Roots

Planta Típico (metros)

Máximum (metros)

Salt Cedar (Tamarix) 4-6(12-20 feet)

>27(>90 feet)

Mesquite (Prosopis) 8-15(25-50 feet)

~61(~200 feet)

Cannon 1911, Harris 1966, Hunt 1975, Phillips & Comus 2000, Robinson 1965, Thompson 1958

Phreatophytes

Cualidad de Agua Subterránea y Fuentes de SalinidadGroundwater Quality & Sources of Salinity

Fuentes de Salinidad

• El lento movimiento de la agua subterránea por los profundos aquiferos lava los minerales de las rocas.– Groundwater moving slowly through deep aquifers

leaching minerals.

Fuentes de Salinidad• Agua salada que queda atrapada en los

sedimentos al momento que fueron depositados.

• Highly mineralized or saline water trapped in the sediments at the time they were deposited (connate water).

• Desague despues de un riego contienen agroquímicos y sal de los suelos.

• Irrigation return flow water contains agrochemicals and salts leached from the soil.

Todd & Mays, 2005, Groundwater Hydrology

Fuentes de Salinidad• Aguas Negras – desechos de animales,

aguas negras domesticas y industrial contienen sal.

• Wastewater – animal wastes, domestic and industrial wastewater contain salts.

Todd & Mays, 2005, Groundwater Hydrology

Fuentes de Salinidad

• Intrusión de aguas marinas (Seawater intrusion)

Fuentes de Salinidad

• Colectar y analizar muestras• Collect & analyze samples

Fuentes de Salinidad• Analyses geoquemicos podria asistir en

identificar la fuente de la agua salada.• Geochemical analyzes can be used to help identify source

of saline water.

• Por ejemplo, el agua del mar tiene una composición constante.

• For example, seawater has constant composition. • Molar Ratios• Na/Cl = 0.85• Mg/Ca = 5.43• Cl/SO4 = 19.06

Fuentes de Salinidad• Pozos construidos o abandonados

inadecuadamente podria proporcionar medios para introducir agua de mala cualidad

• Improperly constructed wells & improperly abandoned wells can provide pathways for poor quality water.

DWR, 1981, Water Well Standards - State of California: Bulletin 74-81

Fuentes de Salinidad• Intrusion de aguas marinas podria agravar

si el casco del pozo tiene fugas por donde podria entrar las aguas marinas y contaminar la agua fresca del aquifero.

• Seawater intrusion can be aggravated by leaky or corroded well casings through which saline water can migrate to freshwater aquifers.

DWR, 1981, Water Well Standards - State of California: Bulletin 74-81

Pozos Abandonados

Fuentes de Salinidad

• Un registro geofísico del pozo podria usarse para identificar zonas de arena y zonas de arcilla asi como zonas de agua fresca o zonas de agua salada.

• Down-hole geophysical logging -- can be used to identify zones of sands & clays & zones of fresh water & salt water.

Registro Geofisico

Driscoll, 1986, Groundwater and Wells

Arcilla

Arcilla

Arcilla

ArcillaArena con agua salobre

Arcilla

Arena con agua salada

Arena con agua fresca

Arena con agua fresca

Arena arcilloso con agua fresca

Arena seco

Summary

• Manage groundwater to sustain supply• Balance inflow & outflow• Understand groundwater basin• Monitor, collect, analyze data• Artificial replenishment• Phreatophytes• Sources of salinity• Construction of water wells• Climate Change

¿Preguntas?