recarga de acuiferos. evaluación y análisis de condicionantes

DEPARTAMENTO DE INGENIERA GEOLGICA

ESCUELA TCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE MINAS DE MADRID

UNIVERSIDAD POLITCNICA DE MADRID

RECARGA DE ACUIFEROS. EVALUACIN Y

ANLISIS DE CONDICIONANTES TCNICOS Y

ECONMICOS. ACUFERO ALUVIAL DEL BAJO

GUADALQUIVIR.

TESIS DOCTORAL

Jos Manuel Muriilo Daz

Ingeniero de Minas

2004

DEPARTAMENTO DE INGENIERA GEOLGICA

ESCUELA TCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE MINAS DE MADRID

UNIVERSIDAD POLITCNICA DE MADRID

RECARGA DE ACUIFEROS. EVALUACIN Y

ANLISIS DE CONDICIONANTES TCNICOS Y

ECONMICOS. ACUFERO ALUVIAL DEL BAJO

Jos Manuel Murllo Daz

Ingeniero de Minas

Director de Tesis

D. Adolfo Eraso Romero

Dr. Ciencias Geolgicas

Tribunal nombrado por el Mgfco. y Excmo. Sr. Rector de !a Universidad Politcnica de Madrid, el da...... de ................................

De 200...

Presidente D.......

Vocal D...............

Vocal D. .............

Vocal D...............

Secretario D. .......

Realizado el acto de defensa y lectura de la Tesis el

Da...................

De ................................ de 200......................

En ...............................=................................

Calificacin ...................................................

EL PRESIDENTE LOS VOCALES

EL SECRETARIO

Una cosa es la capacidad de absorcin por higroscopicidad, filtracin y permeabilidad, de las

rocas en masa o al estado terrosa, y otra es la proporcin del agua de lluvia que realmente

absorbe el terreno al estado natural en las diferentes comarcas, sobre lo que no hay suficientes

estudios hechos; por lo cual, mientras no se tengan observaciones directas de la cantidad de

agua absorbida por los suelos hay que estimarlo por diferencia o con relacin a datos extraos

ms o menos inciertos e indeterminados.

Horacio Bentabol y Ureta

LAS AGUAS DE ESPAA Y PORTUGAL. Madrid 1900.

A mi padre que me anim a estudiar Ingeniero de Minas.

A Antonio Pinero Coronel que me ense los secretos de la Hidrogeologa.

INDiCE

1. INTRODUCCIN

2. OBJETIVO

3. ANTECEDENTES

4. METODOLOGA

5. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

5.1. Aspectos conceptuales y numricos de la evaluacin de la recarga a

los acuferos debida a! agua de lluvia y a los retornos de regado.

5.1.1. Precipitacin.

5.1.2. Interceptacin y almacenamiento en depresin.

5.1.3. Escorrenta superficial.

5.1.4. Evapotranspiracin potencial

5.1.5. Evapotranspi racin rea!

5.1.6. Agua de riego.

5.1.7. Variacin del contenido de humedad.

5.1.8. Flujo hipodrmico.

5.1.9. Recarga e infiltracin.

5.2. Aspectos conceptuales y numricos del modelo que se desarrolla en la

presente tesis.

5.2.1. Recarga e infiltracin

5.2.2. Precipitacin.

5.2.3. Interceptacin y almacenamiento en depresin.

5.2.4. Evapotranspiracin potencial

5.2.5. Evapotranspiracin real

I

5.2.6. Agua de riego.

5.2.7. Escorrenta superficial.

5.3. Diseo del programa de ooulo

5.3.1. Datos de entrada al sistema.

5.3.2. Descripcin de las determinaciones que es preciso efectuar para

calcular la serle de recarga a los acuferos.

5.3.3. Parmetros empleados por el modelo e Intervalo entre el cual

estos oscilan.

5.3.4. Valores iniciales de los parmetros a fijar e intervalo entre el cual

estos oscilan.

5.3.5. Calibracin

5.4. Campo de aplicacin del modelo

6. APLICACIN AL MANTO ACUIFERO DE SEVILLA-CARMONA

6.1. Modelo conceptual. Toma y tratamiento de datos..

6.2. Caracterizacin geogrfica

6.3. Caracterizacin geolgica del sistema hidrogeolgico. IVIaterlales que

constituyen el acufero.

6.3.1. Antecedentes relacionados con la geologa del acufero.

6.3.2. Encuadre geolgico general

6.3.2.1. El Macizo Ibrico

6.3.2.2. La Cordillera Btica

6.3.3. Estratigrafa.

6.3.3.1. Paleozoico.

6.3.3.2. Negeno.

6.3.3.3. Cuaternario.

II

6.3.4. Petrografa.

6.3.5. Materiales que constituyen el acufero.

6.4. Caracterizacin edafolgica del sistema-hidrogeoigico

6.5. Caracterizacin geomtrica del sistema iiidrogeolgico.

6.5.1. Antecedentes relacionados con la estructura geomtrica del

acufero.

6.5.2. Procedencia y distribucin de los datos utilizados en la

caracterizacin geomtrica del sistema hidrogeolgico.

6.5.3. Elementos que definen y caracterizan la geometra del acufero.

6.5.3.1. Definicin de los lmites del sistema hidrogeolgico.

6.5.3.2. Caracterizacin de la superficie del terreno.

6.5.3.3 Determinacin del espesor del acufero

6.5.3.3.1. Determinacin del espesor del acufero a partir

del inventario de puntos de agua.

6.5.3.3.2 Determinacin del espesor del acufero a partir de

la reinterpretacin de sondeos de reconocimiento.

6.5.3.3.3. Determinacin del espesor del acufero a partir

de la reinterpretacin de campaas de geofsica.

6.5.4. Geometra del sistema hidrogeolgico.

6.6. Caracterizacin hidrulica e hidrodinmica del sistema hidrogeolgico

6.6.1. Antecedentes relativos a la caracterizacin hidrulica del acufero

6.6.2. Procedencia y distribucin temporal de los datos utilizados en la

caracterizacin hidrulica del sistema hidrogeolgico.

6.6.3. Anlisis e interpretacin de los datos utilizados en la

caracterizacin hidrulica del sistema hidrogeolgico.

ll

6.6.3.1. El mtodo de Thiem

6.6.3.2. La frmula simplificada de Thiem

6.6.3.3. Clculo y determinacin mediante la frmula simplificada

de Thiem de los parmetros hidrulicos (transmisividad y

permeabilidad)

6.6.3.4. Localizacin y cuantificacin de errores

6.6.3.4.1. Errores debidos a la variacin del espesor

saturado

6.6.3.4.2. Errores debidos a las prdidas de carga.

6.6.3.4.3. Errores relacionados con el nmero de horas de

bombeo.

6.6.3.4.4. Errores debidos al efecto del almacenamiento en

los pozos de gran dimetro.

6.6.4. Hidrodinmica del sistema hidrogeolgico.

6.7. Caracterizacin climtica del sistema hidrogeolgico.

6.8. Caracterizacin espacial y temporal de las descargas de agua

subterrnea.

6.8.1. Descarga por manantiales.

6.8.2. Prdidas de agua por evaporacin.

6.8.3. Determinacin de la escorrenta subterrnea drenada a los ros.

Relacin ro-acufero.

6.8.3.1. Series de caudal y estaciones foronmicas

6.8.3.2. Escorrenta subterrnea y relacin ro-acufero en los

acuferos carbonticos de Sierra Morena

IV

6.8.3.3. Escorrenta subterrnea y relacin ro-acufero en el

acufero de Niebla-Posadas

6.8.3.4. Aportacin drenada a los afluentes de la margen derecha

del ro Guadalquivir por los distintos sectores acuferos aflorantes

entre el arroyo Tanujo y el ro Rivera de Huelva.

6.8.3.5. Escorrenta subterrnea y relacin ro-acufero en los

acuferos denominados cuaternario del valle del Guadalquivir y

calcarenitas de Carmena

6.8.3.5.1. Anlisis de hidrogramas.

6.8.3.5.2. interpretacin de resultados

6.8.3.6. Escorrenta superficial y total en los acuferos

denominados cuaternario del valle del Guadalquivir y calcarenitas

de Carmona.

6.8.4. Descargas de procedencia artificial

6.9. Caracterizacin y efecto de las acciones antrpicas que estn

relacionadas con el regado.

6.9.1. Prdidas en canales y conducciones.

6.9.2. Prdidas en la aplicacin del agua al suelo. Caracterizacin e

identificacin de los elementos que intervienen en su determinacin.

6.9.3. Prdidas totales debidas a los distintos elementos que conforman

el sistema de riego.

6.10. Caracterizacin y efecto de las acciones antrpicas que estn

relacionadas con el abastecimiento a ncleos urbanos.

6.11. Caracterizacin espacial y temporal de la superficie piezomtrica.

6.12. Balance hdrico del sistema hidrogeolgico.

V

6.13. Modelo de balance hdrico.

6.13.1. Caracterizacin de los factores que intervienen en la definicin

de las reas de recarga.

6.13.1.1. Situacin y representatividad de las estaciones de

control termopluviomtrico.

6.13.1.2. reas de riego.

6.13.1.3. Red de vigilancia y seguimiento de la piezometra.

6.13.1.4. Red de control foronmico.

6.13.1.5. Zonificacin empleada para la aplicacin y calibracin

del modelo de balance hdrico.

6.13.2. Parmetros y valores iniciales a introducir en el modelo de

balance hdrico. Rango de valores a utilizar durante la calibracin.

6.13.3. Evapotranspiracin potencial (ETP).

6.13.4. Calibracin.

6.13.5. Validacin.

6.13.6. Anlisis de sensibilidad.

6.13.7. Presentacin de resultados.

6.13.7.1. Evapotranspiracin real (ETR).

6.13.7.2. Lluvia til (Llu).

6.13.7.3. Escorrenta superficial.

6.13.7.4. Recarga debida al agua de lluvia.

6.13.7.5. Balance hdrico.

6.13.7.6. Otros resultados.

6.14. Modelo de flujo.

6.14.1. Construccin del modelo de simulacin.

VI

6.14.1.1. Unidades de trabajo.

6.14.1.2. Generacin de la malla del modelo.

6.14.1.3. Importacin de datos relativos a la superficie del terreno

y al muro del acufero.

6.14.1.4. Propiedades liidrulicas.

6.14.1.4.1. Conductividad hidrulica.

6.14.1.4.2. Almacenamiento^

6.14.1.5. Lmite y contorno del modelo.

6.14.1.6. Piezometra inicial.

6.14.2. Proceso de ajuste.

6.14.2.1. Parmetros hidrogeolgicos.

6.14.2.2. Piezometra.

6.14.2.3. Balance Hdrico.

7. ANLISIS Y DISCUSIN DE RESULTADOS

8. CONCLUSIONES

9. REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS

ANEXO 1. Resultados que se obtienen al aplicar los mtodos de anlisis de un

hidrograma simple.

VII

NDICE DE TABLAS

Tabla 1-a Tcnicas para estimar la recarga en regiones con clima rido,

semirido y hmedo.

Tabla 1 -b Validez de la escala temporal para la cual son aplicables los distintos

mtodos de evaluacin de la recarga a los acuferos.

Tabla 5.2.6-a Estado de humedad del suelo segn el Soil Conservation

Service.

Tabla 5.2.6-b Equivalencia de valores Po para distintos estados de humedad

del suelo.

Tabla 5.3-a Programacin que ha sido necesario realizar sobre una hoja de

clculo EXCEL para estimar la recarga a los acuferos.

Tabla 6.1-a Definicin de modelo conceptual segn diferentes autores.

Tabla 6.1-b Trabajos de modelacin matemtica realizados en Espaa durante

los ltimos 25 aos que han sido presentados en los simposios que organiza la

Asociacin Espaola de Hidrogelogos.

Tabla 6.3.2.2-a Unidades de la cordillera Btica en la Comunidad Autnoma

Andaluza.

Tabla 6.3.3.2-a. Correlacin entre ios afloramientos de Carmona y del borde

meridional de la meseta para el Negeno superior.

Tabla 6.3.3.2-b. Correspondencia litoestratigrfica entre las columnas de los

sondeos 134020098 y 134020099.

Tabla 6.3.3.3-a. Descripcin de los principales aspectos que definen a los

materiales cuaternarios de la unidad Sevilla-Carmona.

IX

Tabla 6.3.4-a. Descripcin del complejo petrolgico que aflora al norte del valle

del Guadalquivir entre Guillena y Alcolea del Ro.

Tabla 6.3.5-a. Correlacin entre las denominaciones que se asignan en el

proyecto FAO y el apartado 6.3.3.3 a las distintas formaciones cuaternarias del

ro Guadalquivir.

Tabla 6.5.1-a Caracterizacin de la geometra del manto acufero Sevilla-

Carmona.

Tabla 6.5.1-b. Cota del lecho del cauce de los principales ros y arroyos que

discurren por superficie del sistema acufero Sevilla-Carmena.

Tabla 6.5.1-c. Datos sobre la geometra del acufero cuaternario del ro

Guadalquivir obtenidos a partir de la realizacin de seis sondeos de

reconocimiento en el Aluvial del ro Guadalquivir en el tramo comprendido entre

Brenes y Alcolea del Ro.

Tabla 6.5.1-d. Espesor de materiales acuferos en el aluvial del ro Guadalquivir

en el tramo comprendido entre Brenes y Alcolea del Ro.

Tabla 6.5.1-e. Columnas litolgicas correspondientes a dos sondeos de

reconocimiento realizados dentro del estudio titulado "Impacto de las

extracciones de ridos en la hidrogeologa del acufero aluvial del

Guadalquivir".

Tabla 6.5.2-a. Nmero y distribucin de los puntos acuferos empleados en la

caracterizacin geomtrica del sistema hidrogeolgico.

Tabla 6.5.3.2-a. Distribucin por hojas topogrficas y octantes del nmero de

puntos acuferos que presentan nivelacin topogrfica de precisin.

Tabla 6.5.3.2-b Distribucin por hojas y octantes de los manantiales que figuran

en el inventario del IGME.

X

Tabla 6.5.3.2-c. Caracterizacin de las pendientes del ro Guadalquivir en su

tramo medio y bajo.

Tabla 6.5.3.2.d Caracterizacin de las mareas en distintos puntos de control del

RO Guadalquivir.

Tabla 6.5.3.2-e. Pendiente media en distintos tramos del ro Guadalquivir.

Tabla 6.5.3.3.1-a. Diferentes caractersticas de la distribucin de frecuencias

relativas a los conceptos de posicin, dispersin y asimetra de la profundidad

alcanzada por ios diferentes tipos de captaciones.

Tabla 6.5.3.3.1-b Caractersticas de la distribucin de frecuencias referidas a

ios conceptos de posicin, dispersin y asimetra de ia profundidad alcanzada

por las diferentes captaciones inventariadas por el IGME segn el tipo de

terreno sobre ei cual se asientan.

Tabla 6.5.3.3.2-a. Sondeos pertenecientes al inventario de puntos acuferos del

IGME cuya columna litoestratigrfica se ha revisado al objeto de concretar el

espesor de la terraza antigua.

Tabla 6.5.3.3.2-b. Columnas litolgicas de 27 pozos y sondeos que se localizan

entre los arroyos de las Culebras y del Cochino a un lado y a otro de la traza

que determinan los canales del bajo Guadalquivir y el valle alto.

Tabla 6.5.3.3.3-a. Espesor alcanzado por la formacin de gravas y por el

paquete de baja permeabilidad suprayacente a ella en los 75 SEV realizados

segn ocho perfiles ortogonales al cauce del ro Guadalquivir entre Brenes y

Alcolea del Ro.

Tabla 6.5.3.3.3-b. Formacin geolgica sobre la que se ha ubicado cada uno

de los 75 SEV realizados segn ocho perfiles ortogonales al cauce del ro

Guadalquivir entre Brenes y Alcolea del Ro.

XI

Tabla 6.5.3.3.3-c. Nmero de S.E.V realizados sobre cada formacin geolgica

y potencia media que alcanza sobre cada una de ellas el nivel de baja

permeabilidad.

Tabla 6.6.1-a. Parmetros hidrulicos del manto fretico Sevilla-Carmona.

Tabla 6.6.1 .-b. Permeabilidad inicial y modificada utilizadas en la calibracin del

modelo matemtico de la unidad Sevilla-Carmona.

Tabla 6.6.1-c. Zonificacin y distribucin de las caractersticas geomtricas e

hidrodinmicas del acufero aluvial del Guadalquivir

Tabla 6.6.1-d. Valores de Transmisividad y permeabilidad en el sector acufero

comprendido entre Brenes y Alcal del Ro.

Tabla 6.6.1-e. Caractersticas de ejecucin de los ensayos de bombeo

realizados por la Compaa General de Sondeos (CGS, 1999) en el tringulo

de la llanura aluvial comprendido entre Sevilla capital, San Jos de la

Rinconada y el aeropuerto de San Pablo.

Tabla 6.6.2-a. Datos de caudal y depresin utilizados en la determinacin de

los parmetros hidrulicos. Nmero de registros realizados cada ao y

distribucin temporal en que fueron tomados.

Tabla 6.6.3.1-a. Valores del radio de influencia para diferentes tipos de

acuferos.

Tabla 6.6.3.2-a. Discrepancia que se produce en la transmisividad calculada a

partir de la frmula simplificada de Thiem cuando se utilizan valores del radio

de influencia y del radio del pozo de bombeo diferentes a los contemplados por

dicha simplificacin, pero usuales en los acuferos porosos, libres e

intergranulares.

XII

Tabla 6.6.3.3-a.Transmisividad y permeabilidad obtenida mediante la frmula

simplificada de Thiem para la terraza reciente.

Tabla 6.6.3.3-b Transmisividad y permeabilidad obtenida mediante la frmula

simplificada de Tfiiem para la terraza media.

Tabla 6.6.3.3.-G. Transmisividad y permeabilidad obtenida mediante la formula

simplificada de Thiem para la terraza antigua.

Tabla 6.6.3.4.1-a. Transmisividad y permeabilidad obtenida mediante la frmula

simplificada de Thiem para la terraza reciente cuando se considera la

correccin de Dupuit.

Tabla 6.6.3.4.1-b.Transmisividad y permeabilidad obtenida mediante la frmula

simplificada de Thiem para la terraza media cuando se considera la correccin

de Dupuit.

Tabla 6.6.3.4.1-c Transmisividad y permeabilidad obtenida mediante la frmula

simplificada de Thiem para la terraza antigua cuando se considera la correccin

de Dupuit.

Tabla 6.6.3.4.2-a. Especificacin de la posible existencia de prdidas de carga

en los pozos de bombeo, ensayados en la terraza reciente, mediante

comparacin entre la depresin final medida en los mismos y diversos

porcentajes del espesor saturado inicial.

Tabla 6.6.3.4.2-b. Especificacin de la posible existencia de prdidas de carga

en los pozos de bombeo, ensayados en la terraza media, mediante



XIII

Tabla 6.6.3.4.2-c. Especificacin de la posible existencia de prdidas de carga

en los pozos de bombeo ensayados en la terraza antigua, mediante



Tabla 6.6.3.4.2-d. Resultados numricos que se obtienen para la transmisividad

y la permeabilidad en la terraza reciente cuando se consideran unas prdidas

de carga del 10 % y el 20 % del descenso total medido en el pozo de bombeo.

Tabla 6.6.3.4.2-e. Resultados numricos que se obtienen para la transmisividad

y la permeabilidad en la terraza media cuando se considera unas perdidas de

carga del 10 % y el 20 % del descenso total medido en el pozo de bombeo.

Tabla 6.6.3.4.3-a. Tiempo de bombeo en cada uno de los pozos utilizados para

la caracterizacin hidrodinmica del acufero cuaternario del valle del

Guadalquivir.

Tabla 6.6.3.4.3-b. Puntos acuferos utilizados en el clculo de la transmisividad

a partir de la formula simplificada de Thiem que presentan un tiempo de

bombeo superior o igual a 24 horas.

Tabla 6.6.3.4.4-a. Tiempo (horas) a partir del cual son aplicables a los pozos de

gran dimetro las frmulas generales de la hidrulica subterrnea.

Tabla 6.6.3.4.4-b. Caractersticas constructivas de los puntos acuferos

utilizados en la determinacin de los parmetros hidrulicos de la terraza

reciente del acufero cuaternario del valle del ro Guadalquivir.

XIV

Tabla 6.6.3.4.4-c. Caractersticas constructivas de los puntos acuferos

utilizados en la determinacin de los parmetros hidrulicos de la terraza media

del acufero cuaternario del valle del ro Guadalquivir.

Tabla 6.6.3.4.4-d. Caractersticas constructivas de los puntos acuferos

utilizado en la determinacin de los parmetros hidrulicos de la terraza antigua

de! acufero cuaternario del valle del ro Guadalquivir.

Tabla 6.6.4-a. Valores medios de permeabilidad y ransmisividad en las

distintas terrazas del acufero cuaternario del valle del Guadalquivir para

distintas hiptesis de clculo.

Tabla 6.7-a. Estaciones climticas identificadas dentro del rea de estudio.

Tabla 6.7-b. Ficha climtica de la provincia de Sevilla. Periodo 1939-1963.

Tabla 6.8.1-a. Manantiales inventariados por el IGME en la margen derecha del

ro Guadaira a la altura del can al que da lugar cuanto atraviesa las

calcarenitas de Carmona-Dos Hermanas.

Tabla 6.8.1-b. Relacin de manantiales inventariados por el IGME que se

presentan asociados a las terrazas del Guadalquivir.

Tabla 6.8.2-a. Relacin entre la profundidad del nivel fretico y la cantidad de

agua que se evapora en 24 horas en el suelo.

Tabla 6.8.2-b. Evaporacin del agua que ocupa los macroporos del suelo y que

asciende por capiiaridad hasta ia superficie del mismo en aquellas zonas del

acufero Sevilla-Carmona donde el nivel fretico se encuentra prximo a la

superficie.

Tabla 6.8.3-a. Mtodos de anlisis de hidrogramas anuales, plurianuales y

complejos.

XV

Tabla 6.8.3.1-a. Series y estaciones foronmicas empleadas en la

caracterizacin de las relaciones hidrolgicas de los acuitaros denominados

cuaternario del valle del Guadalquivir, calcarenitas de Carmena, Niebla-

Posadas y carbonticos de Sierra Morena.

Tabla 6.8.3.4-a. Aportacin drenada a los afluentes de la margen derecha del

ro Guadalquivir por los distintos sectores acuferos aflorantes entre el ro

Corbones y el ro Rivera de Huelva.

Tabla 6.8.3.5.1-a. Escorrenta subterrnea que se genera en el ro Guadalquivir

en el tramo comprendido entre Alcal del Ro y Sevilla al aplicar el mtodo de

los caudales de estiaje.

Tabla 6.8.3.5.1-b. Escorrenta subterrnea que se genera en el ro Guadalquivir

en el tramo comprendido entre Cantillana y Alcal del Ro al aplicar el mtodo

de los caudales de estiaje.

Tabla 6.8.3.5.1-c. Escorrenta subterrnea que se genera en el ro Guadaira en

el tramo comprendido entre Alcal de Guadaira y Sevilla al aplicar el mtodo de

los caudales de estiaje.

Tabla 6.8.3.5.1-d. Valor medio de la escorrenta subterrnea que se genera en

el ro Guadalquivir en el tramo Alcal del Ro-Sevilla para el periodo

comprendido entre octubre de 1950 y octubre de 1965 y en el tramo Cantlllana-

Alcal del Ro para el periodo comprendido entre octubre de 1970 y octubre de

1995 al aplicar el mtodo de los caudales medios mensuales.

Tabla 6.8.3.5.1-e. Valor medio de la escorrenta subterrnea que se genera en

el ro Guadaira en el tramo Alcal de Guadaira-Sevilla para el periodo

comprendido entre octubre de 1973 y octubre de 1988 al aplicar el mtodo de

los caudales medios mensuales.

XVI

Tabla 6.8.3.5.1~f. Escorrenta subterrnea que se genera en ei ro Guadalquivir

en el tramo Alcal del Ro-Sevilla para el periodo comprendido entre octubre de

1950 y octubre de 1965 mediante la aplicacin de los mtodos de anlisis de

un hidrograma simple.

Tabla 6.8.3.5.1-g. Escorrenta subterrnea que se genera en el ro Guadalquivir

en el tramo Cantillana-Alcal del Ro para el periodo comprendido entre octubre

de 1970 y octubre de 1995 mediante la aplicacin de los mtodos de anlisis

de un hidrograma sinnple.

Tabla 6.8.3.5.1-h. Escorrenta subterrnea que se genera en e! ro Guadaira en

el tramo Alcal de Guadaira-Sevilla para el periodo comprendido entre octubre

de 1973 y octubre de 1988 mediante la aplicacin de los mtodos de anlisis

de un hidrograma simple.

Tabla 6.8.3.6-a Escorrenta superficial que se genera en el ro Guadalquivir en

el tramo Alcal del Ro-Sevilla para el periodo comprendido entre octubre de

1950 y octubre de 1965 obtenida mediante la aplicacin de los mtodos de

anlisis de un hidrograma simple.

Tabla 6.8.3.6-b. Escorrenta superficial que se genera en el ro Guadalquivir en

el tramo Cantillana-Alcal del Ro para el periodo comprendido entre octubre de



Tabla 6.8.3.6-c. Escorrenta superficial que se genera en el ro Guadaira en ei

tramo Alcal de Guadaira-Sevilla para el periodo comprendido entre octubre de



XVII

Tabla 6.8.4-a. Resultados obtenidos en el estudio de usos y consumos

realizado por la Confederacin Hidrogrfica del Guadalquivir en 1994.

Tabla 6.9.1-a. Prdidas medias por infiltracin tanto en canales revestidos

como excavados sobre distintos tipos de suelos.

Tabla 6.9.1-b Intervalo de valores sobre el que oscilan las prdidas en canales

para distintos tipos de revestimientos.

Tabla 6.9.1-c Prdidas y distribucin del agua aplicada en la red de riego de

Arbeca. Canal de Urgell.

Tabla 6.9.1-d Caracterizacin de la red de distribucin del agua de riego en la

zona de estudio.

Tabla 6.9.1-e. Prdidas que tienen lugar a travs de la red de distribucin.

Tabla 6.9.2-a. Caracterizacin del sistema de riego en la zona de estudio.

Tabla 6.9.2-b. Valores orientativos de la uniformidad y eficiencia de aplicacin

de los principales sistemas de riego.

Tabla 6.9.2-c. Datos estimados de recarga en transito (r) y de la eficiencia de

aplicacin (ea) segn FAO.

Tabla 6.9.2-d. Distribucin por trminos municipales y reas de riego de la

superficie regada en la zona de estudio.

Tabla 6.9.2-e. Caracterizacin del regado en el rea de estudio.

Tabla 6.9.2-f. Dotaciones empleadas en los regados de la margen derecha del

ro Guadalquivir, entre los ros Corbones y Guadaira, para los aos 1984, 1986

y 1988.

Tabla 6.9.2-g. Volumen anual derivado (hm^) por el canal del Valle inferior,

superficie regada y dotacin empleada en el aluvial del Guadalquivir.

Tabla 6.9.2-h. Porcentaje de agua aplicada en exceso para distintos cultivos.

XVIII

Tabla 6.9.2-i. Dotacin aplicada segn diferentes sistemas de riego empleados.

Tabla 6.9.2-j. Determinacin de as dotaciones empleadas en las distintas

reas de riego consideradas en la presente tesis.

Tabla 6.9.2-k. Calendario de riegos y dotacin media (m%a/mes) empleada

durante el periodo 1976-1982.

Tabla 6.9.2-1. Calendario de riegos ao 2000.

Tabla 6.9.3-a. Determinacin de las prdidas de agua en las distintas reas de

riego utilizando y extrapolando los datos correspondiente al volumen anual

derivado por el canal del Valle Inferior para el periodo 1976-1982.

Tabla 6.9.3-b. Determinacin de las prdidas de agua en las distintas reas de

riego utilizando y extrapolando ios datos correspondientes a la diferencia

existente entre el volumen derivado por campaa de riego en la presa de

Bembezar y el medido a pie de parcela.

Tabla 6.9.3-c. Determinacin de las prdidas de agua en las distintas reas de

riego utilizando y extrapolando los datos correspondientes al anlisis de la

eficiencia del regado en la provincia de Sevilla al sur de Sierra Morena.

Tabla 6.9.3-d. Determinacin de las prdidas de agua en las distintas reas de

riego utilizando y extrapolando los datos correspondientes a dotacin empleada

segn se use agua superficial o subterrnea.

Tabla 6.9.3-e. Determinacin de las perdidas correspondientes a la aplicacin

del agua al suelo.

Tabla 6.9.3-f. Determinacin de las prdidas que tiene lugar en las redes de

distribucin y en la aplicacin dei agua al suelo.

Tabla 6.10-a. Prdidas en la red de distribucin de la ciudad de Sevilla y

municipio de se entorno. Periodo 1975-1995.

XX

Tabla 6.10-b. Prdidas en la red de distribucin de la ciudad de Sevilla. Periodo

1975-1995.

Tabla 6.10-G. Prdidas de la red de distribucin de las poblaciones de La

Rinconada y Alcal del Ro (hm%). Periodo 1975-1995.

Tabla 6.10-d. Prdidas en la red de distribucin de las poblaciones de Alcolea

del Ro, Breas y Cantlllana (hm%). Periodo 1975-1995.

Tabla 6.10-e. Prdidas (hm^/a) en la red de distribucin de las poblaciones de

La Algaba, Tocina-Los Rosales y San Jos de Rinconada. Periodo 1975-1995.

Tabla 6.10-f. Prdidas en la red de distribucin de las poblaciones de

Villanueva del Ro y Minas y Villaverde del Ro (hm%). Periodo 1975-1995.

Tabla 6.10-g. Nmero de habitantes y prdidas (hm%) de agua en las redes

de distribucin de las poblaciones localizadas sobre la superficie del acufero.

Tabla 6.10-h. Prdidas en la red de alcantarillado de la ciudad de Sevilla

debidas al agua de lluvia. Periodo 1975-1995.

Tabla 6.10-i. Prdidas en la red de alcantarillado de la ciudad de Sevilla debido

al retorno del agua utilizada para uso domstico. Periodo 1975-1995.

Tabla 6.10-j. Prdidas en la red de alcantarillado de las poblaciones de la

Rinconada, Alcal del Ro, Alcolea del Ro y Brenes debido al retorno del agua

utilizada para uso domstico. Periodo 1975-1995.

Tabla 6.10-k. Prdidas en la red de alcantarillado de las poblaciones de

Cantillana, La Algaba y Tocina-Los Rosales debido al retorno del agua utilizada

para uso domstico. Periodo 1975-1995.

Tabla 6.10.1. Prdidas en la red de alcantarillado de las poblaciones de San

Jos de Rinconada, Villanueva del Ro y Minas y Villaverde del Ro debidas al

retorno del agua utilizada para uso domstico. Periodo 1975-1995.

XX

Tabla 6.11-a. Sntesis de los datos de control piezomtrico.

Tabla 6.12-a. Balance hdrico de las calcarenitas de Carmena para el periodo

comprendido ente el 1/09/66 y el 31/08/67.

Tabla 6.13.1.4-a. Superficie y zonas definidas para la calibracin de la

escorrenta superficial y total proporcionada por el modelo de balance hdrico.

Tabla 6.13.2-a. Valores del nmero de curva segn el tipo de suelo,

condiciones hidrulicas del terreno y uso y tratamiento dado al mismo para ias

cuatro zonas en que se subdlvlde el rea de estudio.

Tabla 6.13.2-b. Porosidad drenable de los distintos materiales que constituyen

los acuferos que se denominan cuaternario del valle del Guadalquivir y

acufero de las calcarenitas de Carmena. Obtenido a partir de los datos que se

exponen y analizan en el apartado 6.6.1.

Tabla 6.13.2-c. Valores caractersticos de la porosidad drenable.

Tabla 6.13.2-d. Porosidad drenable segn la litologa del acufero.

Tabla 6.13.3-a. Evapotranspiracin potencial (mm) obtenida a partir de la

temperatura media de cada mes. Periodo 1961-2000. Estacin

termopluviomrica 783. Aeropuerto de San Pablo (Sevilla).

Tabla 6.13.4-a. Piezmetros, periodo de control y nmero de medidas

realizadas en cada uno de ellos que se han utilizado durante la etapa de

calibracin del modelo de balance hdrico que se ha aplicado en la presente

tesis para estimar la recarga a los acuferos.

Tabla 6.13.4-b. Parmetros de calibracin. Balance de agua en el suelo.

Tabla 6.13.4-c. Parmetros de calibracin. Balance de agua en el acufero.

XXI

Tabla 6.13.4-d. Valor del error tpico y del coeficiente de correlacin cuando la

calibracin se realiza a lo largo de todo el periodo de control sobre el que

existen medidas piezomtricas.

Tabla 6.13.4-e. Valor del error tpico y del coeficiente de correlacin en los

periodos sobre los que se ha centrado la etapa de calibracin.

Tabla 6.13.5-a. Piezmetros, periodo de control y nmero de medidas

realizadas en cada uno de ellos que se han utilizado durante la etapa de

validacin del modelo de balance hdrico que se ha aplicado para estimar la

recarga a los acuferos.

Tabla 6.13.5-b. Parmetros de validacin. Balance de agua en el suelo.

Tabla 6.13.5-c. Parmetros de validacin. Balance de agua en el acufero.

Tabla 6.13.5-d. Valor del error tpico y del coeficiente de correlacin cuando la

validacin se realiza a lo largo de todo el periodo de control sobre el que

existen medidas piezomtricas.

Tabla 6.13.5-e. Valor del error tpico y del coeficiente de correlacin en los

periodos sobre los que se ha centrado la etapa de validacin.

Tabla 6.13.6-a. Valores de los conceptos estadsticos denominados error tpico

y coeficiente de correlacin que se obtienen en el anlisis de sensibilidad al

variar la porosidad drenable del acufero. Piezmetro 1340-3-0003.

Tabla 6.13.6-b Valores de los conceptos estadsticos denominados error tpico



Tabla 6.13.6-c. Valores de los conceptos estadsticos denominados error tpico



XXII

Tabla 6.13.6-d. Valores de los conceptos estadsticos denominados error tpico



Tabla 6.13.6-e. Valores de los conceptos estadsticos denominados error tpico

y coeficiente de correlacin que se obtienen en el anlisis de sensibilidad ai


Tabla 6.13.6-f. Valores de los conceptos estadsticos denominados error tpico


variar el coeficiente de agotamiento del acufero. Piezmetro 1340-3-0003.

Tabla 6.13.6-g Valores de los conceptos estadsticos denominados error tpico



Tabla 6.13.6-h. Valores de los conceptos estadsticos denominados error tpico



Tabla 6.13.6-i. Valores de los conceptos estadsticos denominados error tpico



Tabla 6.13.6-j. Valores de los conceptos estadsticos denominados error tpico



Tabla 6.13.6-k. Valores de los conceptos estadsticos denominados error tpico


variar la capacidad mxima de almacenamiento hdrico de la agrupacin suelo-

vegetacin. Piezmetro 1340-3-0003.

XXIII

Tabla 6.13.6-1. Valores de los conceptos estadsticos denominados error tpico




Tabla 6.13.6-m. Valores de los conceptos estadsticos denominados error

tpico y coeficiente de correlacin que se obtienen en el anlisis de sensibilidad

al variar la capacidad mxima de almacenamiento hdrico de la agrupacin

suelo-vegetacin. Piezmetro 1339-5-0034.

Tabla 6.13.6-n. Valores de los conceptos estadsticos denominados error tpico




Tabla 6.13.6-0. Valores de los conceptos estadsticos denominados error tpico




Tabla 6.13.6-p. Valores de los conceptos estadsticos denominados error tpico


variar la infiltracin mxima. Piezmetro 1340-3-0003.

Tabla 6.13.6-q. Valores de los conceptos estadsticos denominados error tpico



Tabla 6.13.6-r. Valores de los conceptos estadsticos denominados error tpico



XXIV

Tabla 6.13.6-s. Valores de los conceptos estadsticos denominados error tpico


variar la infiltracin mxima. Piezmero 1240-5-0041.

Tabla 6.13.6-t. Valores de los conceptos estadsticos denominados error tpico



Tabla 6.13.7.1-a. Evapotranspiracin real anual en las diferentes zonas en que

se ha subdivldido el rea de estudio. Periodo 1962-2000.

Tabla 6.13.7.1-b. Evapotranspi racin real mensual (mm/mes) en las diferentes

zonas en que se ha subdividido el rea de estudio. Periodo 1962-2000.

Tabla 6.13.7.2-a. Lluvia til anual en las diferentes zonas en que se ha

subdividido el rea de estudio. Periodo 1962-2000.

Tabla 6.13.7.2-b. Lluvia til mensual (mm) en las diferentes zonas en que se ha

subdividido el rea de estudio. Periodo 1962-2000.

Tabla 6.13.7.3-a. Escorrenta superficial anual que se genera en las diferentes

zonas en que se ha subdividido el rea de estudio. Periodo 1962-2000.

Tabla 6.13.7.3-b. Escorrenta superficial mensual (mm/mes) que se genera en

las diferentes zonas en que se ha subdividido el rea de estudio. Periodo 1962-

2000.

Tabla 6.13.7.3-c. Eventos en los que tuvo lugar una mayor produccin de

escorrenta superficial. Periodo 1962-2000.

Tabla 6.13.7.3-d. Distribucin anual de la escorrenta superficial y porcentajes

significativos de dicha variable para el periodo 1962-2000 en la terraza

reciente.

XXV

Tabla 6.13.7.3-e. Distribucin anual de la escorrenta superficial y porcentajes

significativos de dicha variable para el periodo 1962-2000 en la terraza media.

Tabla 6.13.7.3-f. Distribucin anual de la escorrenta superficial y porcentajes

significativos de dicha variable para el periodo 1962-2000 en la terraza antigua.

Tabla 6.13.7.3-g. Distribucin anual de la escorrenta superficial y porcentajes

significativos de dicha variable para el periodo 1962-2000 en las calcarenitas

de Carmona.

Tabla 6.13.7.3-h. Distribucin anual de la escorrenta superficial y porcentajes

significativos de dicha variable para el periodo 1962-2000 en el casco urbano

de Sevilla.

Tabla 6.13.7.4-a. Distribucin anual de la recarga a los acuferos y porcentajes

significativos de dicha variable para el periodo 1962-2000 en la terraza

reciente.

Tabla 6.13.7.4-b. Distribucin anual de la recarga a los acuferos y porcentajes

significativos de dicha variable para el periodo 1962-2000 en la terraza media.

Tabla 6.13.7.4-c. Distribucin anual de la recarga a los acuferos y porcentajes

significativos de dicha variable para el periodo 1962-2000 en la terraza antigua.

Tabla 6.13.7.4-d. Distribucin anual de la recarga a los acuferos y porcentajes

significativos de dicha variable para el periodo 1962-2000 en las calcarenitas

de Carmona.

Tabla 6.13.7.4-e. Distribucin anual de la recarga a los acuferos y porcentajes

significativos de dicha variable para el periodo 1962-2000 en el casco urbano

de Sevilla.

XXVI

Tabla 6.13.7.5-a. Balance hdrico para el periodo 1962-2000 en la terraza

reciente.

Tabla 6.13.7.5-b. Balance hdrico para el periodo 1962-2000 en la terraza

media.

Tabla 6.13.7.5-c. Balance hdrico para el periodo 1962-2000 en la terraza

antigua.

Tabla 6.13.7.5-d. Balance hdrico para el periodo 1962-2000 en las calcarenitas

de Carmona.

Tabla 6.13.7.5-e. Balance hdrico para el periodo 1962-2000 en el casco

urbano de Sevilla.

Tabla 6.13.7.6-c. Valor medio anual de la recarga a ios acuferos y de la

escorrenta superficial en las distintas formaciones que se han considerado en

la presente tesis cuando se opera utilizando datos de precipitacin diaria, de

temperatura media mensual de cada uno de los meses de que consta la serie

temporal (periodo 1961-2000) que se ha considerado en el estudio y de

temperatura mensual media de cada uno de los doce meses del ao. Esta

ltima se ha calculado para el periodo 1961-2000.

Tabla 6.13.7.6-d. Error absoluto y relativo que se comete al calcular la recarga

a los acuferos y la escorrenta superficial a partir de la precipitacin diaria

empleando, en un caso, la temperatura media mensual de cada uno de los

meses de que consta la serie temporal (periodo 1961-2000) que se ha

considerado en el estudio y, en otro, la temperatura mensual media de cada

uno de los doce meses del ao.

Tabla 6.13.7.6-e. Resultados del balance de agua en el suelo que se

obtuvieron utilizando el mtodo de Thornthwaite en el trabajo titulado

XXVI

"Componentes del balance hdrico en la provincia de Sevilla al sur de Sierra

Morena""(Temio y Carvallo, 1986). Periodo analizado 1965-1980.

Tabla 6.13.7.6-f. Resultado del balance de agua en el suelo que se obtuvo

utilizando el mtodo de Thornthwaite en el estudio titulado "Proyecto para la

continuacin y nuevas experiencias de recarga artificial en el sistema

hidrogeolgico de las calcarenitas de Carmena" (ITGE, 1991-a). Perodo

analizado 1961-1990.

Tabla 6.13.7.6-g. Resultados del balance de agua en el suelo que se

obtuvieron utilizando los mtodos de Ture y Coutange en el estudio titulado

"Proyecto para la continuacin y nuevas experiencias de recarga artificial en el

sistema hidrogeolgico de las calcarenitas de Carmena" (ITGE, 1991-a).

Periodo analizado 1961-1990.

Tablas 6.13.7.6-h. Evapotranspiracin real, lluvia til y recarga en el acufero

cuaternario del valle del Guadalquivir bajo distintas hiptesis de

almacenamiento hdrico mximo.

Tabla 6.13.7.6-i. Evapotranspi racin real, lluvia til y recarga en el acufero de

las calcarenitas de Carmena bajo distintas hiptesis de almacenamiento hdrico

mximo.

Tabla 6.14-a. Correspondencia entre las distintas etapas (segn diversos

autores) que constituyen los pasos a seguir en la elaboracin de un modelo

matemtico.

Tabla 6.14.1.4.2-a. Valores del coeficiente de compresibilidad del esqueleto del

acufero (a) para materiales de inters en hidrogeologa.

Tabla 6.14.1.4.2-b. Valores de la porosidad total y eficaz para diferentes

materiales.

XXVIII

Tabla 6.14.1.4.2-c. Distribucin espacial para el medio discretizado de!

almacenamiento especifico, produccin especfica, porosidad total y porosidad

eficaz. Acufero cuaternario del valle del Guadalquivir.

Tabla 6.14.1.5-a. Recarga mxima y mnima (hm^/a) que tienen lugar en el

acufero cuaternario del ro Guadalquivir por diversos conceptos (lluvia,

retornos de regado, urbana).

Tabla 6.14.1.5-b. Recarga media (hm^/a) que tienen lugar en el acufero

cuaternario del ro Guadalquivir por diversos conceptos (lluvia, retornos de

regado, urbana).

Tabla 6.14.1.5-c. Distribucin zonal y valor de la recarga en el acufero

cuaternario del valle del Guadalquivir para el rgimen transitorio.

Tabla 6.14.1.5-d. Distribucin zonal y valor de la recarga en el acufero de las

calcarenitas de Carmena para el rgimen transitorio.

Tablas 6.14.1.6-a. Piezmetros utilizados durante la etapa de calibracin de!

modelo matemtico de flujo realizado en el acufero cuaternario del valle del

Guadalquivir.

Tablas 6.14.1.6-b. Piezmetros utilizados durante la etapa de calibracin del

modelo matemtico de flujo realizado en el acufero de las calcarenitas de

Carmena.

Tabla 6.14.2.1-a. Distribucin espacial para el medio discretizado del

almacenamiento especifico, produccin especfica, porosidad total y porosidad

eficaz tras la calibracin del modelo. Acufero cuaternario del valle del

Guadalquivir.

XXIX

Tabla 6.14.2.2-a. Resultados obtenidos durante de la fase de calibracin (error

y error absoluto de ajuste) para las tres hiptesis de recarga utilizadas en el

modelo matemtico. Acufero cuaternario del valle del Guadalquivir.

Tabla 6.14.2.3-a. Resultados que ofrece el modelo matemtico realizado en el

acufero cuaternario del valle del Guadalquivir, para el balance hdrico, segn

las tres hiptesis de recarga que se plantean en el apartado 6.14.1.5.

Tabla 6.14.2.3-a. Resultados que ofrece para el balance hdrico el modelo

matemtico realizado en el acufero de las calcarenitas de Carmena.

XXX

NDICE FIGURAS

Figura 5.1. Representacin esquemtica del balance de agua en el suelo, en

la zona no saturada y en el acufero con indicacin de los procesos que tienen

lugar.

Figura 6.3.1-a. Modelo geolgico propuesto en el proyecto FAO para el nnanto

acufero Sevilla-Carmona

Figura 6.3.2-a Esquenna estructural de las cadenas Boticas.

Figura 6.3.2.1-a El Macizo Herciniano del domino Ibrico occidental.

Figura 6.3.3.2.-a. Corte Geolgico Carmona-Meseta.

Figura 6.3.3.2-b Localizacin geogrfica del Corte Geolgico Carmena -

Meseta.

Figura 6.3.3.3-a. Formaciones cuaternarias de la unidad Sevilla-Carmona.

Figura 6.4-a. Tipos de suelos presentes en el acufero cuaternario del valle del

Guadalquivir y en el acufero de las calcarenitas de Carmena.

Figuras 6.5.1-a. Espesor del manto acufero de Sevilla-Carmona.

Figuras 6.5.1-b. Profundidad hasta el agua en el manto acufero Sevilla-

Carmona.

Figura 6.5.1-c. Perfiles geoelctricos realizados por EPTISA en el tramo del

aluvial dei Guadalquivir comprendido entre Brenes y Alcolea del Ro.

Figura 6.5.1-d. Sondeos realizados por EPTISA en el tramo del Aluvial del

Guadalquivir comprendido entre Brenes y Alcolea del Ro.

Figura 6.5.1-e. Topografa del muro del acufero aluvial entre Brenes y Alcolea

del Ro.

XXXI

Figura 6.5.2-a. Distribucin espacial de los 1675 puntos acuferos utilizados en

la caracterizacin geomtrica que se realiza en la presente tesis.

Figura 6.5.2-b Poligonales que delimitan a las principales unidades

estratlgrficas.

Figura 6.5.3.1-a. Acufero cuaternario del valle del ro Guadalquivir con

indicacin de los lmites que constituyen el sistema modelado.

Figura 6.5.3.2-a. Localizacin y distribucin espacial de puntos acuferos donde

se han realizado campaas de nivelacin topogrfica de precisin.

Figura 6.5.3.3.1-a Inventario de puntos acuferos. Distribucin geogrfica segn

los diferentes tipos de captaciones (pozo, pozo con sondeo y pozo con galera)

presentes en la zona de estudio.

Figura 6.5.3.3.1-b. Inventario de puntos acuferos. Distribucin geogrfica

segn diferentes tipos de captaciones (sondeos de profundidad mayor y menor

de 30 m y sondeos de pequeo dimetro) presentes en la zona de estudio.

Figura 6.5.3.3.1-c. Captaciones inventariadas por el IGME con una profundidad

comprendida entre 20 y 50 metros.

Figura 6.5.3.3.1-d. Captaciones inventariadas por el IGME con una profundidad

comprendida entre 5 y 20 metros.

Figuras 6.5.3.3.1-e Histograma de frecuencia correspondiente a la profundidad

que alcanzan las captaciones tipo pozo.

Figura 6.5.3.3.1-f Histograma de frecuencia correspondiente a la profundidad

que alcanzan las captaciones tipo sondeo.

Figura 6.5.3.3.1-g Mapa de isoespesores de las calcarenitas de Carmona

obtenido a partir de la serie de datos que se ha denominado depurada.

XXXII

Figura 6.5.3.3.1-h. Mapa de isoespesores de ias calcarenitas de Carmona

obtenido a partir de la serie de datos que se ha denominado sin depurar.

Figura 6.5.3.3.1-i. Mapa de isoespesores de ia terraza antigua obtenido a partir

de la serie de datos que se ha denominado depurada.

Figura 6.5.3.3.1-j. Mapa de isoespesores de ia terraza antigua obtenido a partir

de la serie de datos que se ha denominado sin depurar.

Figura 6.5.3.3.1-k. Mapa de isoespesores de la terraza media obtenido a partir

de la serie de datos que se ha denominado sin depurar.

Figura 6.5.3.3.1-1. Mapa de isoespesores de ia terraza media obtenido a partir

de la serie de datos que se ha denominado depurada.

Figura 6.5.3.3.1-m. Mapa de isoespesores de la terraza reciente obtenido a

partir de la serie de datos que se ha denominado sin depurar.

Figura 6.5.3.3.1-n. Mapa de isoespesores de ia terraza reciente obtenido a

partir de la serie de datos que se ha denominado depurada.

Figura 6.5.4-a. Mapa de cotas topogrficas del terreno del acufero cuaternario

del valle del ro Guadalquivir y del acufero de las calcarenitas de Carmona.

Figura. 6.5.4-b Mapa de cotas del muro del acufero cuaternario del valle del

Guadalquivir.

Figura 6.6.1-a. Distribucin espacial de la zonificacin de las caractersticas

geomtricas e hidrodinmicas definidas en a tabla 6.6.1-c para el acufero

aluvial del Guadalquivir.

Figura 6.6.1-b. Localizacin de los ensayos de bombeo realizados en el sector

comprendido entre Brenes y Alcal del Ro. Elaborada a partir de EPTISA

(1990).

XXXII

Figura 6.6.3.2-a. Discrepancia que se produce en el clculo de la

transmisividad cuando se utilizan valores del radio de influencia y del radio del

pozo de bombeo diferentes a los contemplados por la formula simplificada de

Thiem.

Figura 6.6.3.3-a. Puntos acuferos utilizados en la determinacin de la

distribucin espacial de los parmetros hidrulicos del acufero cuaternario del

valle del Guadalquivir.

Figura 6.6.3.3-b. Mapa de sopermeabilidades obtenido mediante la aplicacin

de la frmula simplificada de Thiem.

Figura 6.6.3.3-c. Mapa de isotransmisividades obtenido mediante la aplicacin

de la frmula simplificada de Thiem.

Figura 6.6.3.4.1-a.Incremento porcentual que experimenta el parmetro

transmisividad tras realizar la correccin de Dupuit.

Figura 6.6.3.4.1-b. Mapa de isopermeabilidades obtenido mediante la

aplicacin de la frmula de simplificada de Thiem cuando se considera la


Figura 6.6.3.4.1-c. Mapa de isotransmisividades obtenido mediante la

aplicacin de la frmula simplificada de Thiem cuando se considera la


Figura 6.6.3.4.2-a. Variacin que sufre el parmetro transmisividad en la

terraza reciente y media para unas hipotticas prdidas de carga guales al 10

% y 20 % del descenso total medido en el pozo de bombeo.

Figura 6.6.3.4.2-b. Mapa de isopermeabilidades obtenido mediante la

aplicacin de la frmula de simplificada de Thiem cuando se consideran unas

XXXIV

hipotticas prdidas de carga iguales al 20 % del descenso total medido en el

pozo de bombeo.

Figura 6.6.3.4.2-c. Mapa de isotransmisividades obtenido mediante la

aplicacin de la frmula simplificada de Thiem cuando se consideran unas

hipotticas prdidas de carga iguales al 20 % del descenso total medido en el

pozo de bombeo.

Figura 6.6.3.4.3-a. Mapa de isotransmisividades obtenido imponiendo la

condicin de que la formula simplificada de Thiem solo es vlida cuando el

tiempo de bombeo esta comprendido entre 24 y 72 horas.,

Figura 6.6.3.4.3-b. Mapa de isopermeabilidades obtenido imponiendo la

condicin de que la formula simplificada de Thiem solo es vlida cuando el

tiempo de bombeo esta comprendido entre 24 y 72 horas.

Figuras 6.6.4-a. Mapa de isopermeabilidades del acufero cuaternario de! valle

del ro Guadalquivir.

Figuras 6.6.4-b. Mapa de isotransmisividades del acufero cuaternario del valle

del ro Guadalquivir.

Figura 6.7-a. Isoyetas e isotermas medias. Periodo 1942-1984.

Figura 6.8.2-a. Profundidad que existe entre la superficie del terreno y el nivel

fretico para el acufero de Sevilla-Carmona (Mortier etal, 1970).

Figura 6.8.2-b. Distribucin de puntos acuferos inventariados por el IGME

donde se ha medido una profundidad de la lmina de agua subterrnea inferior

a 5 m.

Figura 6.8.2-c. Distribucin de puntos acuferos inventariados por el IGME

donde se ha medido una profundidad de la lmina de agua subterrnea

comprendida entre 2 y 5 m.

XXXV

Figura 6.8.2-d. Distribucin de puntos acuferos inventariados por el IGME


a 2 m .

Figura 6.8.2-e. Distribucin de puntos acuferos inventariados por el IGME


a 1 m.

Figura 6.8.2-f. Profundidad de la lmina de agua desde la superficie.

Piezmetro 1339-2-0023.

Figura 6.8.2-g. Profundidad de la lmina de agua desde la superficie.


Figura 6.8.2-h. Profundidad de la lmina de agua desde la superficie.


Figura 6.8.2-i. Profundidad de la lmina de agua desde la superficie.


Figura 6.8.2-j. Profundidad de la lmina de agua desde la superficie.


Figura 6.8.2-k. Profundidad de la lmina de agua desde la superficie.


Figura 6.8.2-1. Profundidad de la lmina de agua desde la superficie.


Figura 6.8.2-m. Profundidad de la lmina de agua desde la superficie.


Figura 6.8.3.1-a. Esquema topolgico de la zona en estudio con indicacin de

los principales ros, embalses y estaciones de control foronmico.

XXXVI

Figura 6.8.3.1-b. Esquema topolgico de la zona en estudio con indicacin de

as relaciones ro-acufero que existen con el acufero cuaternario del valle del

ro Guadalquivir, con el calcarentico de Carmona, con el carbonatado de Sierra

Morena y con el mioceno transgresivo de base de Niebla-Posadas.

Figura 6.8.3.5-a1. Hidrograma del ro Guadalquivir en Cantillana (estacin de

aforos E-8).

Figura 6.8.3.5-a2. Hidrograma del ro Guadalquivir Alcal del Ro (estacin de

aforos E-72).

Figura 6.8.3.5-a3. Hidrograma del ro Guadalquivir en Sevilla (estacin de

aforos E-74).

Figura 6.8.3.5-b1. Hidrograma del ro Guadaira en Sevilla (estacin de aforos

E-57).

Figura 6.8.3.5-b2. Hidrograma del ro Guadaira en en Alcal de Guadaira

(estacin de aforos E-132).

Figura 6.8.3.5-b3. Hidrograma del ro Viar en Los Melonares (estacin de

aforos E-130).

Figura 6.8.3.5-c1. Diferencia entre los caudales circulantes por las estaciones

foronmicas de Alcal del Ro (E-72) y Cantillana (E-8).


foronmicas de Sevilla (E-74) y Alcal del Ro (E-72).


foronmicas de Sevilla (E-57) y Alcal de Guadaira (E-132).

Figura 6.8.3.5.1-a. Resultados que se obtienen al aplicar el mtodo de los

caudales medios mensuales a los tramos de ro Alcal de Guadaira-Sevilla en

XXXVII

el ro Guadaira y Cantillana-Alcal del Ro y Alcal del Ro-Sevilla en el ro

Guadalquivir.

Figura 6.8.3.5.2-a. Infiltracin (hm^/a) que tiene lugar a travs del ro

Guadalquivir (Tramo Cantillana-Alcal del Ro) durante el periodo octubre de

1970-octubrede1995.

Figura 6.8.3.5.2-b. Infiltracin (hm^/mes) que tiene lugar a travs del ro

Guadalquivir (Tramo Cantillana-Alcal del Ro) durante el periodo octubre de

1970-octubre de 1995.

Figura 6.9.1-a. Distribucin por trminos municipales y reas de riego de la

superficie regada en la zona de estudio.

Figura 6.13.1.3-a. Situacin de los piezmetros que se han elegido como

elementos de contraste para la calibracin y validacin del modelo de balance

h id rico.

Figura 6.13.1.4-a. Zonificacin definida para la calibracin de la escorrenta

superficial y total proporcionada por el modelo de balance hdrico.

Figura 6.13.3-a. Evapotranspiracin potencial para el periodo comprendido

entre los aos 1961 y 2000 en la estacin termopluviomtrica del aeropuerto de

San Pablo de Sevilla.

Figura 6.13.4-a. Resultados obtenidos durante la fase de calibracin.

Piezmetrol 340-3-0003. Evolucin piezomtrica.

Figura. 6.13.4-b. Resultados obtenidos durante la fase de calibracin.

Piezmetrol 340-3-0003. Niveles medidos frente a niveles observados.

Figura 6.13.4-c. Resultados obtenidos durante la fase de calibracin.


XXXVIII

Figura 6.13.4-cl. Resultados obtenidos durante la fase de calibracin.


Figura 6.13.4-e. Resultados obtenidos durante la fase de calibracin.


Figura 6.13.4-f. Resultados obtenidos durante la fase de calibracin.


Figura 6.13.4-g. Resultados obtenidos durante la fase de calibracin.


Figura 6.13.4-h. Resultados obtenidos durante la fase de calibracin.


Figura 6.13.4-i. Resultados obtenidos durante la fase de calibracin.

Piezmetrol240-3-0030. Evolucin piezomtrica.

Figura 6.13.4-j. Resultados obtenidos durante la fase de calibracin.


Figura 6.13.4-k. Resultados obtenidos durante la fase de calibracin.

Piezmetrol 340-3-0003. Ascensos acumulados por efecto de la recarga.

Figura. 6.13.4-1. Resultados obtenidos durante la fase de calibracin.

Piezmetro 1340-3-0003. Ascensos acumulados medidos frente a ascensos

acumulados calculados.

Figura 6.13.4-m. Resultados obtenidos durante la fase de calibracin.

Piezmetrol339-6-0035. Ascensos acumulados por efecto de la recarga.

Figura. 6.13.4-n. Resultados obtenidos durante la fase de calibracin.



XXXIX

Figura 6.13.4-0. Resultados obtenidos durante la fase de calibracin.


Figura. 6.13.4-p. Resultados obtenidos durante la fase de calibracin.



Figura 6.13.4-q. Resultados obtenidos durante la fase de calibracin.


Figura 6.13.4-r. Resultados obtenidos durante la fase de calibracin.

Piezmetrol 339-5-0041. Ascensos acumulados medidos frente a ascensos


Figura 6.13.4-s. Resultados obtenidos durante la fase de calibracin.


Figura 6.13.4-t. Resultados obtenidos durante a fase de calibracin.



Figura 6.13.5-a. Resultados obtenidos durante la fase de validacin.


Figura. 6.13.5-b. Resultados obtenidos durante la fase de validacin.

Piezmetrol340-6-0065. Niveles medidos frente a niveles calculados.

Figura 6.13.5-c. Resultados obtenidos durante la fase de validacin.

Piezmetro 1339-5-0004. Evolucin piezomtrica.

Figura. 6.13.5-d. Resultados obtenidos durante la fase de validacin.

Piezmetrol 339-5-0004. Niveles medidos frente a niveles calculados.

Figura 6.13.5-e. Resultados obtenidos durante la fase de validacin.


XL

Figura. 6.13.5-f. Resultados obtenidos durante la fase de validacin.


Figura 6.13.5-g. Resultados obtenidos durante la fase de validacin.


Figura. 6.13.5-h. Resultados obtenidos durante la fase de validacin,


Figura 6.13.5-i. Resultados obtenidos durante la fase de validacin. Piezmetro

1339-2-0042. Evolucin piezomtrica.

Figura. 6.13.5-j. Resultados obtenidos durante la fase de validacin.


Figura 6.13.5-k. Resultados obtenidos durante la fase de validacin.


Figura 6.13.4-1. Resultados obtenidos durante la fase de validacin.



Figura 6.13.5-m. Resultados obtenidos durante la fase de validacin.

Piezmetro 1339-5-0004. Ascensos acumulados por efecto de la recarga.

Figura 6.13.4-n. Resultados obtenidos durante la fase de validacin.



Figura 6.13.5-0. Resultados obtenidos durante la fase de validacin.


Figura 6.13.4-p. Resultados obtenidos durante la fase de validacin.



XLI

Figura 6.13.5-q. Resultados obtenidos durante la fase de validacin.


Figura 6.13.4-r. Resultados obtenidos durante la fase de validacin. Piezmetro

1240-3-0017. Ascensos acumulados medidos frente a ascensos acumulados

calculados.

Figura 6.13.5-s. Resultados obtenidos durante la fase de validacin.


Figura 6.13.4-t. Resultados obtenidos durante la fase de validacin. Piezmetro

1339-2-0042. Ascensos acumulados medidos frente a ascensos acumulados

calculados.

Figura 6.13.6-a. Anlisis de sensibilidad para distintos valores de la porosidad

drenable del acufero. Piezmetro 1340-3-0003.

Figura 6.13.6-b. Anlisis de sensibilidad para distintos valores de la porosidad


Figura 6.13.6-c. Anlisis de sensibilidad para distintos valores de la porosidad


Figura 6.13.6-d. Anlisis de sensibilidad para distintos valores de la porosidad


Figura 6.13.6-e. Anlisis de sensibilidad para distintos valores de la porosidad


Figura 6.13.6-f. Anlisis de sensibilidad para distintos valores del coeficiente de

agotamiento del acufero. Piezmetro 1340-3-0003.

Figura 6.13.6-g. Anlisis de sensibilidad para distintos valores del coeficiente

de agotamiento del acufero. Piezmetro 1339-6-0035.

XLII

Figura 6.13.6-h. Anlisis de sensibilidad para distintos valores del coeficiente

de agotamiento del acufero. Piezmetro 1339-5-0034.

Figura 6.13.6-i Anlisis de sensibilidad para distintos valores del coeficiente de


Figura 6.13.6-j. Anlisis de sensibilidad para distintos valores del coeficiente de


Figura 6.13.6-k. Anlisis de sensibilidad para distintos valores de la capacidad

mxima de almacenamiento hdrico de !a agrupacin suelo-vegetacin.


Figura 6.13.6-1. Anlisis de sensibilidad para distintos valores de la capacidad

mxima de almacenamiento hdrico de la agrupacin suelo-vegetacin.


Figura 6.13.6-m. Anlisis de sensibilidad para distintos valores de la capacidad



Figura 6.13.6-n. Anlisis de sensibilidad para distintos valores de la capacidad



Figura 6.13.6-0. Anlisis de sensibilidad para distintos valores de la capacidad



Figura 6.13.6-p. Anlisis de sensibilidad para distintos valores de la infiltracin

mxima. Piezmetro 1340-3-0003.

Figura 6.13.6-q. Anlisis de sensibilidad para distintos valores de la infiltracin


XLIII

Figura 6.13.6-r. Anlisis de sensibilidad para distintos valores de la infiltracin


Figura 6.13.6-s. Anlisis de sensibilidad para distintos valores de la infiltracin


Figura 6.13.6-t. Anlisis de sensibilidad para distintos valores de la infiltracin


Figura 6.13.7.1-a. Evapotranspiracin real anual en las diferentes zonas en que

se ha subdividido el rea de estudio. Periodo 1962-2000.

Figura 6.13.7.1-b. Evapotranspi racin real mensual en la terraza reciente.

Periodo 1962-2000.

Figura 6.13.7.1-c. Evapotranspiracin real diaria en la terraza reciente. Periodo

1962-2000.

Figura 6.13.7.3-a. Escorrenta superficial diaria (mm) que se genera sobre la

terraza reciente durante el periodo 1962-2000.

Figura 6.13.7.3-b. Escorrenta superficial diaria (mm) que se genera sobre la

terraza media durante el periodo 1962-2000.

Figura 6.13.7.3-c. Escorrenta superficial diaria (mm) que se genera sobre la

terraza antigua durante el periodo 1962-2000.

Figura 6.13.7.3-d. Escorrenta superficial diaria (mm) que se genera sobre las

calcarenitas de Carmena durante el periodo 1962-2000.

Figura 6.13.7.3-e. Escorrenta superficial diaria (mm) que se genera sobre el

casco urbano de Sevilla durante el periodo 1962-2000.

Figura 6.13.7.4-a Recarga diaria (mm) que tiene lugar en la terraza reciente.

Periodo 1962-2000.

XLIV

Figura 6.13.7.4-b. Recarga diaria (mm) que tiene lugar en la terraza media.

Periodo 1962-2000.

Figura 6.13.7.4-c. Recarga diaria (mm) que tiene lugar en la terraza antigua.

Periodo 1962-2000.

Figura 6.13.7.4-d. Recarga diaria (mm) que tiene lugar en las calcarenitas de

Carmona. Periodo 1962-2000.

Figura. 6.13.7.6-a. Evolucin piezomtrica que se genera en las calcarenitas de

Carmona al introducir en el modelo desarrollado en la presente tesis las series

de recarga a los acuferos que se obtienen ai operar, por un lado, con la


temporal (periodo 1961-2000) que se ha considerado en el estudio y, por otro,

con la temperatura mensual media de cada uno de los doce meses del ao.

Figura 6.13.7.6-b. Evolucin piezomtrica que se genera en la terraza antigua

al introducir en el modelo desarrollado en la presente tesis las series de

recarga a los acuferos que se obtienen al operar, por un lado, con la




Figura 6.13.7.6-c. Evolucin piezomtrica que se genera en la terraza media al

introducir en el modelo desarrollado en ia presente tesis las series de recarga a

los acuferos que se obtienen al operar, por un lado, con la temperatura media

mensual de cada uno de los meses de que consta la serie temporal (periodo

1961-2000) que se ha considerado en el estudio y, por otro, con la temperatura

mensual media de cada uno de los doce meses de! ao.

XLV

Figura 6.13.7.6-d. Evolucin piezomtrica que se genera en la terraza reciente

margen Izquierda al introducir en el modelo desarrollado en la presente tesis

las series de recarga a ios acuferos que se obtienen al operar, por un lado, con

la temperatura media mensual de cada uno de los meses de que consta la

serie temporal (periodo 1961-2000) que se ha considerado en el estudio y, por

otro, con la temperatura mensual media de cada uno de los doce meses del

ao.

Figura 6.13,7.6-e. Evolucin piezomtrica que se genera en la terraza reciente

margen derecha al introducir en el modelo desarrollado en la presente tesis las

series de recarga a los acuferos que se obtienen al operar, por un lado, con la




Figura 6.14.1.2-a. Dominio modelado en planta. Acufero cuaternario del valle

del Guadalquivir.

Figura 6.14.1.2-b. Dominio modelado en planta. Acufero de las calcarenitas de

Carmena.

Figura 6.14.1.2-c. Corte vertical del dominio modelado. Acufero cuaternario del

valle del Guadalquivir.

Figura 6.14.1.2-d. Corte vertical del dominio modelado. Acufero de las

calcarenitas de Carmena.

Figura 6.14.1.2-e. Pozos de inyeccin utilizados para simular la transferencia

de agua entre la terraza antigua y la terraza media.

XLVI

Figura 6.14.1.2-f. Pozos de inyeccin utilizados para simular la transferencia de

agua entre los terrenos calcarentlcos situados al norte y al sur de a poblacin

de Mairena de Alcor.

Figura 6.14.1.4.2-a. Discretizacin por zonas del almacenamiento especfico,

produccin especfica, porosidad total y porosidad eficaz. Acufero cuaternario

del valle del Guadalquivir.

Figura 6.14.1.5-a. Distribucin de la recarga en el acufero cuaternario de! valle

del Guadalquivir. Hiptesis 1.

Figura 6.14.1.5-b. Distribucin de la recarga en el acufero cuaternario del valle


Figura 6.14.1.5-c. Distribucin de a recarga en el acufero cuaternario del valle


Figuras 6.14.1.6-a. Distribucin espacial de los piezmetros utilizados durante

la etapa de calibracin del modelo matemtico de flujo realizado en el acufero

cuaternario del valle del Guadalquivir.

Figuras 6.14.1.6-b. Distribucin espacial de los piezmetros utilizados durante

la etapa de calibracin del modelo matemtico de flujo realizado en el acufero

de las calcarenitas de Garmona.

Figura 6.14.2.1-a. Distribucin espacial de la permeabilidad tras el proceso de

calibracin. Acufero cuaternario del valle del Guadalquivir.

Figura 6.14.2.1-b. Distribucin espacial de la permeabilidad tras el proceso de

calibracin. Acufero de las calcarenitas de Garmona.

Figura 6.14.2.1-c. Discretizacin por zonas del almacenamiento especfico,

produccin especfica, porosidad total y porosidad eficaz tras la calibracin del

modelo. Acufero cuaternario del valle del Guadalquivir.

XLVII

Figura 6.14.2.2-a. Resultados obtenidos durante la fase de calibracin (datos

medidos frente a datos calculados) para la hiptesis de recarga nmero 1.

Acufero cuaternario del valle del Guadalquivir.

Figura 6.14.2.2-b. Resultados obtenidos durante la fase de calibracin (datos



Figura 6.14.2.2-c. Resultados obtenidos durante la fase de calibracin (datos



Figura 6.14.2.2-d. Diferencia entre los niveles medidos (campaa de FAO de

1968) y los calculados por el modelo. Hiptesis de recarga nmero 1. Acufero


Figura 6.14.2.2-e. Diferencia entre los niveles medidos (campaa de FAO de



Figura 6.14.2.2-f. Diferencia entre los niveles medidos (campaa de FAO de



Figuras 6.14.2.2-gl. Resultados que se obtienen en la calibracin de los

piezmetros 1339-5-0005 y 1339-5-0034 para la hiptesis de recarga uno.

Figuras 6.14.2.2-g2. Resultados que se obtienen en la calibracin de los

piezmetros 1339-5-0005 y 1339-5-0034 para la hiptesis de recarga tres.

Figuras 6.14.2.2-hl. Resultados que se obtienen en la calibracin de los


XLVIII

Figuras 6.14.2.2-h2. Resultados que se obtienen en la calibracin de los


Figuras 6.14.2.2-il. Resultados que se obtienen en la calibracin de los


Figuras 6.14.2.2-12. Resultados que se obtienen en la calibracin de ios


Figuras 6.14.2.2-jl Resultados que se obtienen en la calibracin de los

piezmetros 1240-3-0047 y 1240-8-0036 para !a hiptesis de recarga uno.

Figuras 6.14.2.2-J2. Resultados que se obtienen en la calibracin de los


Figura 6.14.2.2-k. Resultados obtenidos durante la fase de calibracin (datos

medidos frente a datos calculados). Acufero de las calcarenitas de Carmena.

Figuras 6.14.2.2-1. Resultados que se obtienen en la calibracin del piezmetro

1340-5-0073.

Figura 6.14.2.2-m. Diferencia entre los niveles medidos (campaa de FAO de

1968) y los calculados por el modelo. Acufero de las calcarenitas de Carmena.

XLIX

o. RESUMEN.

La presente tesis aborda, dado que el desarrollo de cdigos enfocados ai clculo

de la recarga de agua a los acuferos es en Espaa un producto de escasa

disponibilidad, la elaboracin de un cdigo capaz de afrontar la evaluacin de la

recarga a los acuferos mediante la realizacin de balances de agua en e! suelo y

en el acufero, as como la concrecin del efecto que determinadas componentes

del balance hdrico tienen en la estimacin de la recarga a los acuferos.

Para lograr este fin se ha diseado un modelo de pocos parmetros, pero de

amplio espectro y fcil aplicacin, que es capaz no slo de proporcionar valores

medios de la recarga a los acuferos, sino tambin de modular la misma a lo largo

del tiempo, ya que la planificacin y gestin de los recursos subterrneos en

particular e hdricos de todo tipo en general requiere disponer de este tipo de

estimaciones. El modelo se ha elaborado bajo la premisa de estimar slo a

recarga que tiene lugar por precipitacin y regado y de utilizar informacin

agregada para la caracterizacin de las variables implicadas en la produccin de

escorrenta superficial y subterrnea.

Una singularidad que presenta el proceso de clculo es que obvia la zona no

saturada. La eliminacin de esta zona afecta a la generacin de la escorrenta

hipodrmica. En relacin con esta componente del ciclo hdrico es menester

indicar que numerosos autores cuestionan la necesidad de calcular la misma, ya

que esta en ltima instancia siempre da lugar a escorrenta superficial o

escorrenta subterrnea. Por otro lado es menester indicar que el proceso de

calibracin de dicha componente del ciclo hdrico es de muy difcil realizacin, ya

que la misma se presenta hibridada en la mayor parte de las ocasiones junto a la

escorrenta superficial. Otros aspectos que tampoco trata directamente el modelo

son la interceptacin y el encharcamiento, ya que la evaluacin del efecto a que

dan lugar est sujeta desde hace tiempo a discusin, dado que se trata de

fenmenos fuertemente no lineales que dependen de la intensidad de la lluvia y

slo se pueden tratar con minuciosidad cuando el balance hdrico se realiza a

escala horaria o inferior. Las simplificaciones que se han indicado anteriormente

han dado lugar a una reduccin importante en el nmero de variables que

intervienen en las ecuaciones que rigen el proceso de recarga a los acuferos, por

lo que la aplicabilidad del modelo que se ha diseado en la presente tesis se ve

limitada a solo ciertos tipos de acuferos y a determinadas condiciones de

contorno.

La calibracin del modelo se ha abordado con un paso de tiempo de periodicidad

mensual, aunque el balance de agua en el suelo y en el acufero se ha

contemplado a escala diaria. Se ha procedido de esta manera al objeto de adaptar

los resultados que proporciona el modelo a las observaciones hidromtricas

(caudal de ros y manantiales y niveles piezomtricos) que normalmente existen

en las bases de datos de la Administracin Pblica espaola. El programa de

clculo se ha efectuado mediante programacin sobre una hoja de clculo EXCEL

y se ha estructurado segn tres fases secuenciales. La primera hace referencia a

la entrada de datos al sistema. La segunda comprende las determinaciones que

es preciso efectuar para calcular la serie de recarga a los acuferos, el valor que

toman inicialmente parmetros y variables y el intervalo entre el cual estos oscilan.

Y la tercera corresponde al proceso de calibracin y a la evaluacin del ajuste

realizado.

Una particularidacl que presenta el programa es el tratamiento dado a la recarga

por riego, ya que la misma se puede abordar conjuntamente con la precipitacin al

inicio del programa si la dotacin aplicada se contempla como un dato de entrada,

o durante la fase de ajuste s se prefiere estimar y calibrar los retornos de regado

por separado de la recarga por precipitacin. El programa contempla una tercera

posibilidad en la que se calcula durante la fase inicial del programa la recarga

debida a la precipitacin y al agua aplicada directamente como riego y durante la

fase de calibracin las prdidas en canales, acequias, tuberas, azudes y

depsitos.

La simplicidad del modelo desarrollado exige en contrapartida que el mismo slo

se utilice en aquellos casos que se ajusten a las siguientes caractersticas: El

suelo y la zona no saturada tienen una alta permeabilidad; la zona no saturada

tiene un espesor reducido; el acufero es libre y su permeabilidad elevada; el

acufero, o por lo menos el piezmetro de control que se considera para la

calibracin, no esta influenciado por una recarga debida al agua que se infiltra a

partir de ros y lagos; el nivel fretico no est prximo a la superficie (tiene una

profundidad superior a uno o dos metros), por lo que no existe descarga por

evapotranspiracin; el rgimen de funcionamiento del acufero tiene que ser el

natural o estar influenciado slo por retornos de regados; y por ltimo el clima de

la zona en estudio tiene que ser de tipo rido o semirido con lluvias escasas,

pero de gran intensidad al objeto de disminuir o minimizar la importancia o el

efecto de los procesos de interceptacin.

La principal ventaja que aporta el modelo diseado es su independencia respecto

al mecanismo de desplazamiento del agua en la zona no saturada. Esto implica

evitar la difcil estimacin y calibracin de los parmetros y variables que

intervienen en dicho proceso.

El modelo que se ha diseado en la presente tesis se ha aplicado a la estimacin

de la recarga media del acufero que se conoce con el nombre de "Sevilla-

Carmena", as como a la generacin de una serie de recarga a dicho acufero

suficientemente larga y contrastada (1962-2000). Tambin se ha valorado la

incertidumbre que se presenta asociada a dichos clculos tanto desde un punto de

vista estadstico, como de un anlisis clsico de tipo hidrogeolgico. El primero se

ha evaluado mediante la utilizacin de los conceptos estadsticos denominados

error tpico y coeficiente de correlacin. El segundo a travs de una

caracterizacin detallada de la geologa, geometra e hidrodinmica del sistema

hidrogeolgico.

Por ltimo tambin ha sido objetivo de la presente tesis comparar, contrastar y

validar los resultados que se alcanzan tras aplicar el modelo que se desarrolla en

la misma con los que se obtienen mediante la realizacin de un modelo de flujo de

parmetros distribuidos que utiliza un cdigo estndar como es el Modflow.

o. ABSTRACT

The objetive of his thesisis is to elabrate a mathematical model capable o

evalate aquifer recharge by means of water balances both in the sol and the

aqulfer and to evalate he effect of the components of the water balance in

estimating he aquifer recharge. This is so because in Spain mathematical models

focused on the aquifer recharge are scarce and sometimos unavailable.

To achieve this goal a model containing a limited number of broad-based

parameters tha are simple to apply and which enable us not only to determine

average vales of aquifer recharge but also to modulate it over time has been

designad. This is paricularly valuable as the planning and management of

groundwater resources, in particular, and water resources in general, require the

availability of this type of estimation data. The model has been constructed under

the assumption that only recharge derived from precipitation and irrigation has

been taken inte accoun, and that aggregate data has been used to characterize

he variables affecting surface runoff and groundwater.

A particuiarity of the calculation procesa described is that it does not take into

consideration he unsaurated zone, which affects he generation of hypodermic

runoff. In fac, various authors have questioned the necessity of calculating this

component of the water cycle, due to the fact that, sooner or later, it always

produces surface or underground runoff. Moreover, the calibration of this

component of the water cycle is a highiy complex process, as t is normally present

in conjunction with surface runoff. Interception and puddie storage are other

aspects not specifically included in the present model, as the evaluation of the

effects they produce has long been a matter of debate; due to the fact these

phenomena are strongly non-linear, that depend on rainfall intensity, and can only

be addressed in detail by means of a water balance calculated on an hourly scae,

or even less. The above simplifications origin a significant reduction in the number

of variables present in the equations used to describe aquifer recharge; in

consequence, therefore, the model presented is applicable only to certain types of

aquifers and to particular boundary conditions.

The model was calibrated for a monthly time-step, although the water balances in

the soil and in the aquifer were calculated daily. This procedure was adopted in

order to adapt the results provided by the model to the hydrometric observations

(river and spring flows and piezometric levis) normally available in the data bases

maintained by the Spanish administration. Calculations were basad on the use of

an EXCEL spreadsheet, and the program is structured into three sequential

phases: the first of these refers to data input; phase two includes the

measurements necessary to calclate the aquifer recharge series, the initial vales

of the parameters established and of the variables to be measured, together with

their ranges of variation, while the third phase corresponds to the process of

calibrating and evaluating the fit achieved.

One particulariy of this method is he attention paid to irrigation-originated

recharge. This can be considered jointly with precipitation data, at the outset, of the

calculation if the total amount of water used to irrgate is aken as input data, or

during the calibration phase if the goal is o estmate and calbrate rrgation return

vales separately from the recharge originated by precipitation. A third possibility is

to calclate, during the initial phase, the recharge due both to precipitation and

rrgation returns, and during the calibration phase to evalate losses occurring in

cais, dranage channels, ppelines, wers and deposis.

The simpicity of the model presented means, however, that it should ony be used

in cases providing he following characeristics: highiy permeable soil and

unsaturated zone; relatively thin unsaturated zone; unconfined aquifer with high

permeability; he aquifer, or at least the control plezometer used for calbraion

purposes, should not be influenced by recharge from rivera and iakes; the phreatic

leve! shouid nof be cise to he ground surface, and so evapotranspiration

discharge does not occur; the aquifer should funcon in a natural regime, or be

influenced ony by rrgation returns; fnally, he clmate in he sudy zone should be

arid or semi-arid with acaree , bu high-inensity rainfall, such that the effecs of

interception are minimised.

The man advantage of this model is ts independence with respect to he

mechanism of water movement hrough he unsauraed zone, hus avoiding he

complicaed process of estimating and calibrating the parameters and variables

affecting this process.

The modei designed and described in this thesis has been applied to estmat

recarga de acuiferos. evaluación y análisis de condicionantes

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