Vuelve al índice
Las aportaciones medias en la Cuenca del Guadalquivir (63.822 km2), son de 8.940 hm3/año. La regulación actual es del 34% (3.034 Hm3/año), previéndose que ésta alcance el 40% en un futuro próximo.
La configuración topográfica de la Cuenca unida a un régimen de lluvias temporal e irregular hacen poco viable, técnica y económicamente, un incremento de la regulación por los procedimientos tradicionales (presa y embalse).
La existencia en la Cuenca del Guadalquivir de condiciones hidrogeológicas favorables, unida a la disponibilidad de excedentes de agua en invierno, aconsejan la utilización de la recarga artificial como herramienta de regulación. En este sentido destaca la zona del Bajo Guadalquivir donde coexisten condiciones hidrogeológicas favorables para el almacenamiento, disponibilidad de las aguas del Canal del Bajo Guadalquivir y localización de una alta demanda hidráulica.
Es aquí donde la C.H.G.( Confederación Hidrográfica del Guadalquivir ) y el I.T.G.E. ( Instituto Tecnológico Geominero de España ) en colaboración realizan la experiencia más importante de ensayo de recarga artificial, con el fin de definir los parámetros técnicos y económicos que permitan en su aplicación industrial la regulación adicional de 100 Hm3/año.
La Cuenca del Guadalquivir, con una extensión del orden de 60.000 Km2, ocupa el cuarto lugar entre los grandes ríos españoles. Su característica fundamental es la extremada irregularidad de su régimen, que hace que sus caudales, en régimen natural, puedan oscilar, a lo largo del año, en la proporción de 1 a 1.000 y sus recursos brutos, entre el año más seco y el más lluvioso, en la proporción de 1 a 5, siendo los correspondientes al año medio, del orden de 8.900 Hm3.
A partir de la década de los 40, se han venido realizando obras de regulación de las aguas superficiales, que en la actualidad alcanzan una capacidad total próxima a los 5.000 Hm3, y regulan 3.034 Hm3/año, recursos que se producen fundamentalmente en la cabecera del río Guadalquivir y de sus principales afluentes. (Fig. 1).
La demanda neta total, que en el momento actual está equilibrada con los recursos disponibles, se cifra en unos 3.000 Hm3. Aproximadamente un 80% corresponde a los riegos, que son atendidos en un 82% con recursos superficiales y el resto a través de explotación de acuíferos.
Las anteriores cifras explican claramente la necesidad de aumentar los recursos regulados.
Una disponibilidad muy interesante nos la brinda la recarga de acuíferos, particularmente si están situados en zonas donde no es posible construir embalses de superficie, como es el caso del Aluvial del Guadalquivir o el de las Calcarenitas de Carmona, objeto este último de la presente comunicación.
Como paso previo, se plantea la necesidad de definir con suficiente precisión los parámetros básicos del acuífero, a fin de determinar los volúmenes implicados, el tiempo y la superficie de infiltración de acuerdo con los caudales disponibles y obtener, en definitiva, toda la información necesaria para el estudio de la viabilidad técnica y economica del proyecto.
A esto se dirige la experiencia que se describe a continuación.
Se localiza la experiencia al sur de la ciudad de Sevilla, dentro del sistema acuífero Sevilla-Carmona, que con una extensión de 1.150 Km2, se extiende por el Bajo Guadalquivir en la margen izquierda de este río. (Fig. 2).
Los materiales acuíferos son Areniscas Calcáreas del Mioceno Superior (Calcarenitas, en lo sucesivo) y los diferentes aluviales de las terrazas cuaternarias del Guadalquivir. De Este a Oeste se suceden las areniscas en la cabecera del acuífero y las terrazas del Cuaternario Antiguo, Medio y Reciente, que descienden de forma escalonada hasta el río Guadalquivir. Los límites y el substrato de estos materiales acuíferos son las Margas Azules también del Mioceno Superior (Tortoniense).
Las Calcarenitas afloran en forma de franja, con orientación SO-NE. Hacia la base pasan a arenas margosas. El espesor puede llegar a superar los 50m.
Las terrazas cuarternarias están constituidas por aluviales del Guadalquivir (limos, gravas, cantos rodados y arenas) y su potencia oscila desde 10m. para el Cuarternario Antiguo y más de 20m. para el Reciente.
Los acuíferos que forman estos materiales son libres, con niveles piezométricos comprendidos entre 0 y 30m., siendo en su mayor parte, inferior a 10m. Las oscilaciones estacionales de nivel son más pequeñas en la terraza del Cuartenario Reciente (0 a 2m.) y mayores en las areniscas (2 a 8m.) en donde, además, se observa un descenso progresivo de nivel como consecuencia de la intensa explotación.
Los parámetros hidráulicos medios, a nivel regional, presentan valores de la transmisividad entre 100 y 500 M2/día para las areniscas y entre 50 y 1.000 M2/día para el Cuaternario. Su coeficiente de almacenamiento es del 1 al 10% en las areniscas y del 1 al 20% en el Cuaternario.
En cuanto a la calidad de las aguas subterráneas, en las areniscas el residuo seco es inferior a 0.5 gr/l mientras que en las distintas terrazas cuaternarias, toma valores entre 0.5 y 2 gr/l La contaminación orgánica es importante, hasta tal punto que se han medido concentraciones máximas de 140 mg/l de nitratos en el Cuaternario Reciente.
La alimentación de los acuíferos se realiza por infiltración directa del agua de lluvia, estando localizada la zona más activa en este sentido, en la cabecera del manto, que es donde afloran las areniscas. Hay que notar a este respecto, que la terraza del Cuaternario Reciente se encuentra hidráulicamente conectada al río Guadalquivir, por lo que existe una estrecha relación río-acuífero.
Por otra parte, los ríos Guadalquivir y Guadaira definen los dos ejes de drenaje más importantes del acuífero. La circulación de las aguas viene condicionada por esta circunstancia. Las aguas circulan hacia el NO, O y SO pasando de las areniscas directamente al Guadaira, o indirectamente al Guadalquivir, después de atravesar las diferentes terrazas cuaternarias y con un descenso desde la cota 200 a la cota 5.
Los recursos propios debidos a la infiltración, calculados a partir de la lluvia útil, se han estimado en unos 174 Hm3/año mientras que la explotación del Sistema se realiza principalmente en las areniscas en donde las entradas son del orden de 28 Hm3/año y las salidas ligeramente superiores. Las terrazas cuaternarias recientes y medias, se riegan en gran parte con aguas superficiales procedentes del Canal del Bajo Guadalquivir, por lo que reciben una alimentación suplementaria a partir de la reinfiltración de riego. Las extracciones globales de todo el sistema son del orden de 40 Hm3/año.
Para la realización de la experiencia de recarga artificial, fue necesaria la ejecución de las siguientes obras de infraestructura y control:
En julio de 1990 y abril de 1991, se llevaron a cabo dos ensayos previos de corta duración, 8 y 10 días respectivamente, a fin de determinar los valores de tasa de infiltración, coeficiente de llenado y transmisividad durante y tras la recarga.
Los ensayos realizados, permitieron observar la existencia, en el fondo de la balsa de dos importantes zonas de fracturas, a través de las cuales se producía la percolación, casi instantánea, de toda el agua empleada.
A la finalización de ambas experiencias, se llevó a cabo un examen del grado de colmatación del macizo filtrante y a la limpieza, mediante escariado, y restitución en las zonas de fracturas, del mismo.
El tercer ensayo de recarga se llevó a cabo entre el 23 de mayo y el 6 de agosto de 1991. El volumen recargado, durante los 76 días que duró la experiencia, fue de 326.000 m3, con un caudal medio de unos 38 litros/seg. Durante la realización del ensayo de larga duración se bombeó, en un pozo situado a 300 metros al Noreste de la balsa de infiltración, un volumen de 280.000 m3.
La altura de la lámina de agua en la balsa de infiltración varió entre 1.20 metros y 5 centímetros en función del caudal bombeado desde el Canal del Bajo Guadalquivir, consiguiéndose una tasa de infiltración media de 9 metros/día.
Los ascensos máximos registrados en los piezómetros de observación oscilaron entre 5.12 y 0.92 metros, en relación directa a la distancia a la zona de recarga. Durante las primeras 24 horas de recarga (Figura 4.a), momento en el que predomina el flujo vertical, se produce una rápida elevación de los niveles en las proximidades del área de recarga. Durante los 15 días siguientes (Figura 4.b) tienen lugar una lenta expansión en sentido horizontal del domo y una amortiguación en la elevación del mismo bajo la balsa de infiltración tendiendo a estabilizarse los niveles en esta zona a los 25-30 días de iniciada la recarga (Figura 4.c).
En la última fase (Figura 4.d) se observa una clara tendencia a la estabilización de niveles en las zonas más alejadas del área de recarga. A los 45 días de la finalización del ensayo, la situación hidrodinámica es sensiblemente similar a la existente antes del inicio del mismo.
Comparando las piezometrías correspondientes a octubre de 1990 y octubre de 1991, se aprecia que, entre ambas fechas, el ascenso medio de niveles en la zona próxima al área de recarga es de 1 metro, a pesar de que el año hidrológico 1990-91 fue menos lluvioso (608 mm) que el 1989-90 (873 mm) y de que el volumen de agua subterránea extraída en el entorno del área de recarga, fue mayor en el período comprendido entre octubre de 1990 y octubre de 1991 (280.000 m3), que en el período comprendido entre octubre de 1989 y octubre de 1990 (190.000 m3).
A partir de las observaciones puntuales realizadas en los piezómetros de control, se determinaron, mediante distintos métodos, valores de transmisividad del orden de 300-400 m2/día y coeficientes de llenado variables entre 10-1 y 3 x 10-1. El radio de influencia, calculado por extrapolación de los gradiente hidráulicos observados oscila entre 250 y 450 metros en función de la dirección considerada, siendo el de área afectada por la recarga de unos 320.000 m3.
A la vista de los resultados obtenidos se puede afirmar que el método de recarga artificial resulta técnicamente viable y altamente eficaz para mejorar la regulación de los recursos hídricos de la unidad acuífera de las calcarenitas de Carmona estimándose que, para una hipótesis conservadora, considerando coeficientes medios de infiltración de 5 m/día, sería necesario una superficie útil de infiltración de 1.5 hectáreas para recargar los 9.5 Hm3/año en que se evalúa el déficit actual de la unidad, en un período de operación de 4 meses/año.
Para el conjunto de la cuenca Hidrográfica del Guadalquivir, en la que la regulación asciende a 3.034 Hm3/año, se estima que mediante la realización de experiencias de recarga artificial a gran escala, en unidades acuíferas situadas en zonas en las que existen excedentes superficiales y en las que el aumento de regulación por métodos convencionales (pantanos o embalses) no resulta viable, se podría conseguir aumentar la regulación en unos 100 Hm3/año.
Vuelve al índice