Post on 25-Sep-2018
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Lucila Candela. Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental. Universidad
Politécnica de Catalunya, UPC, Barcelona, España
PROYECTO ARCAL RLA/7/018
“MEJORA DEL CONOCIMIENTO DE AGUAS SUBTERRÁNEAS PARA
CONTRIBUIR A SU PROTECCIÓN, GESTIÓN INTEGRADA Y
GOBERNANZA”
REPÚBLICA DEL ECUADOR
El conocimiento de la información. Importancia
del monitoreo aguas subterráneas
Quito, Ecuador, 4-8 Julio 2016
Acuíferos
El agua es almacenada en:
Poros Fracturas Cavidades kársticas
Acuífero detrítico Acuífero fracturado Acuífero kárstico
López-Geta et al., 2001 4
Monitoreo
Para gestionar los recursos hídricos subterráneos y realizar la
toma adecuada de decisiones es indispensable:
•Disponer de información adecuada y conocimiento de cómo
funcionan los acuíferos.
•Tener información del agua que se utiliza, variación de los
niveles y la recarga natural y cómo se afecta o cambia la calidad y
cantidad por extracción o por contaminación de forma temporal.
Monitoreo observación continua mediante métodos
estandarizados, que en las aguas subterráneas (incluida la zona
no saturada de los acuíferos) tiene por finalidad: establecer
características y comportamiento hidrogeológico, y sus posibles
variaciones espaciales y temporales.
El tipo y volumen de datos requeridos variará en función del
objetivo específico y del recurso financiero.
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Preguntas/respuestas:
-Cual es la dirección del flujo?
-Obras/infraestructuras que alteren el flujo?
-Como es el nivel del agua, cual es su tendencia?
-Es el bombeo sostenible?
-Como es la recarga estacional y su efecto en el uso del agua?
-Donde esta el área de recarga?
-Cual es el estatus de la calidad del agua?
-Existen fuentes de contaminación regional o difusa?
-Cual es la tendencia a lo largo del tiempo de la calidad del agua?
W: where, what, when? Siempre con criterios hidrogeológicos Objetivos: -Referencia/nivel base (general)
-Protección del recurso
-Control de la contaminación
Información y monitoreo
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Monitoreo Aguas subterráneas (DMA)
COMMON IMPLEMENTATION STRATEGY FOR THE WFD (2000/60/EC)
Guidance Document No. 15 (WG C) 9
Objetivos (ojo Masas de Agua-MA)
Cumplir con los objetivos de los art 4, 8 (5) de la DMA
4: Se cumplen objetivos ambientales. Estado cuantitativo
y cualitativo, tendencias a largo plazo y cambios pro
actividad humana
8: Establecimiento de programas de monitoreo
Para que el monitoreo? Establecer el estado cualitativo/cuantitativo de las MA
Ayudar a caracterizar las MA
Verificar las posibilidades de riesgos
Estimar la dirección y flujo entre estados miembros
Ayudar en programas y medidas
Evaluar su efectividad
Caracterizar la calidad natural de agua (nivel-base, año referencia)
Identificar efectos antrópicos 10
Redes monitoreo (MA)
La DMA establece
-Red cuantitativa -Red de control (vigilancia) -Red operacional (MA en riesgo)
La red de vigilancia(MA en su totalidad) sirve para definir el estado de las MA en su totalidad. Verificar los riesgos de no cumplir el buen estado, verificar tendencias…. La selección de los puntos basado en modelo conceptual (regional/local). Consideraciones prácticas. Integración puntos existentes Frecuencia en función del modelo conceptual Densidad de puntos en función de la MA
Se debe documentar el programa de monitoreo
Frecuencia
Tipo acuífero
Confinado Libre
Flujo intergranular Flujo por fracturas
karst
Flujo profundo significativo
Flujo somero
Inicial – core & parametros adicionales
Bi anual Trimestral Trimestral Trimestral Trimestral
Largo plazo– core parametros
Alta
transmisividad
Cada 2 años
Anual Bi anual Bi anual Bi anual
Baja transmisividadd
Cada 6 años
Anual Annual Annual Bi anual
Parametros adicionales (en validacion)
Cada 6 años
Cada 6 años Cada 6 años Cada 6 años
-
Cuando el sistema no es conocido (Guidance doc 15)
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Monitoreo
-Determinar el estado cuantitativo
-Conocimiento del modelo conceptual
-Obtención de parámetros: nivel en sondeos, manatiales,
histogramas aguas superficiales (sequias/estiaje),
variaciones en humedales asociados
-Estado calidad aguas
A considerar: Calidad de los datos
Modelo conceptual
Diseño monitoreo
Datos muestreo campo
Analíticas (transporte, almacenamiento, modelación…)
Interpretación e informes
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DMA- datos de interés
Caracterización inicial, actualizada posteriormente
(plazos)
Recomendaciones:
caracterización inicial (al menos 4 veces al año, primer
año; 2 veces posteriormente) y continua. En función de
variaciones estacionales
Parámetros químicos. pH, CE, Tª, OD y mayoritarios (otros
en función del riesgo)
Posibilidad de agregar los datos (valores max medio
mínimo y percentiles respecto a un año de referencia)
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Redes monitoreo/observación
Conjunto de puntos (pozos, sondeos, manantiales, tensiómetros…) que
permiten conocer características hidráulicas, hidroquímicas o físicas de un
acuífero (incluye ZNS)
Red piezométrica
Red de calidad
Red de intrusión marina
Red de control diverso
Peralta, 2013
Marcos comunes para la recopilación de datos,
almacenamiento, uso y valoración. 15
Diseño y optimización de una red
•Basada en un buen conocimiento del acuífero
•Debe ser continuamente revisada y optimizada
Requisitos básicos :
Accesibilidad a los puntos de observación
Distribución espacial exhaustiva y uniforme
Densidad suficiente
Conocimiento de las características de los puntos
Representatividad
(Deficiencias ligadas a: cobertura y accesibilidad a la información)
Optimización de la red:
Criterios intuitivos, metodológicos, económicos, o basado en métodos de
estimación (numéricos, estadísticos…..)
una red mal diseñada puede inducir serios errores de interpretación!!!!! 18
Redes de monitoreo/observación
Primario/general….
W!!!
-Proporcionar datos para la caracterización de las aguas subterráneas (C/C)
-Identificar tendencias
-Predicción de posibles impactos regionales por las extracciones
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Información requerida/ejemplos
•A quien se debe reportar? •Administración, usuarios, ARCA, público, Autoridad
del Agua?
•Que tipo de información? •Nivel del agua, calidad, tendencia…..
•Cual es el objetivo?
•Precisión/escala?
•Periodo de respuesta
(tiempo)?
•Presentación resultados? •Informes, mapas internet….
•Semanal/mensual, periódico….
•Escala y tiempo de observación, agregación….
•Reconocimiento, reglamentación, información pública..
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Flujo información
• Almacenamiento, evaluación y recuperación de los datos, son componentes
esenciales de un buen monitoreo.
• Asegurarse el flujo de datos desde campo a su almacenamiento (base de datos),
• Personal cualificado para revisar los datos obtenidos.
Necesidad de recursos humanos y logísticos, junto con
procedimientos claros.
Delegar la responsabilidad del monitoreo a nivel local,
usuarios de agua-asociaciones, puede ayudar a superar este
problema.
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• Documentación extensiva e intensiva disponible: tipo punto,
construcción/sondeo, instalación, geología, tests, niveles acuíferos,
parámetros, desarrollos, cota, coordenadas (XY), referencia…..
• Evaluación periódica (funcionamiento/mantenimiento): colmatación,
colapso, desarrollo, mal diseño, sensores (geofísicos), vida útil prevista
(muestreos), sellado, rehabilitación….
• Mantenimiento exterior: protección partes expuestas
• Aplicar métodos apropiados para el abandono de pozos: muy
importante para evitar alterar las condiciones hidrológicas existentes!!!!
• En caso de abandono: documentar de forma precisa los trabajos
llevados a cabo, situación y en lo posible restaurar la zona a su estado
inicial.
Red monitoreo. 1. Algunas consideraciones
Los costes de falta de mantenimiento/rehabilitación de una red pueden ser
elevados. Los datos pueden ser no representativos
Igrac, 2006
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(Igrac, 2006)
2. Importancia como alerta a cambios
Cantidad y calidad vs gestión
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• Impactos de la extracción en el recurso (humedales, ríos, nivel, usuarios)
• Los datos históricos son fundamentales para modelación (simulaciones)
• Importancia para concienciar a usuarios
• Alerta a posibles problemas de contaminación (intrusión marina, acuíferos mala
calidad….)
• Identificar contaminación
• Establecer responsabilidad legal en casos de contaminación.
Algunos comentarios a considerar…..
• Monitoreo protección/control contaminación (ej vinazas, basureros…).
Medidas in situ
DESTRUCTIVAS
Toma de muestras inalteradas
NO DESTRUCTIVAS
Equipamiento específico
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Monitoreo ZNS
Muestreo para caracterizar una zona (solo una vez)
Monitoreo (cambios de los parámetros de interés)
Monitoreo flujo (contenido humedad, succión): recarga, infiltración
Monitoreo transporte : transporte contaminantes
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Optimización/diseño de redes de observación
Su diseño dependera de:
• Area/areas a monitorear
• Composición de la red (manantiales, pozos/piezometros de observación,
combinaciones)
• Numero de puntos de monitoreo y distribución vertical
• Parámetros seleccionados para el monitoreo (importante para calidad)
• Método de medida (manual; data loggers, combinaciones)
• Frecuencia de la medida.
Las opciones pueden ser numerosas: se debe trabajar en función de
objetivos realistas
En general las técnicas aplicadas para diseño de redes se
basan en procedimientos matemáticos (estadísticos,
multicriterio, modelos, goestadísticos) para proporcionar la
densidad de puntos y la frecuencia de medida de la red.
Antes de aplicar cualquier técnica estadística es importante
conocer la distribución de la población (normal/no-normal) 35
1.Aplicación geoestadística-Kriging
Optimización red cloruros.
Llobregat (where!)
120 puntos monitoreo.
Mapa de isoCl y mapa error
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1.Aplicación geoestadística-Kriging
Optimización red cloruros.
Llobregat
99 puntos monitoreo. Mapa de isoCl y mapa error
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2. Aplicación estadística met. no paramétricos
Optimización red cloruros.
Llobregat (what!) Estimar con el 95% de confianza que la concentración
mediana del contenido de cloruros en los pozos está en
el 40% de la verdadera mediana (y reducir su número)
Gilbert, 1987)
n: tamaño de la muestra
Z: desviación standard según el nivel de
confianza
d: error de la estimación (0.1=10%)
S2: varianza de los datos log transformados
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Referencias adicionales
SAHI CUENCA DEL EBRO (CHE). http://195.55.247.237/saihebro/index.php
INFORMACIÓN SUBTERRÁNEACUENCA CHE. http://iber.chebro.es/geoportal
IDEAM, 2004. Guía para el monitoreo y seguimiento del agua. Bogotá, Julio 2014. 39pp
GW-MATE. Requerimentos de Monitoreo del Agua Subterránea para manejar la respuesta de los acuíferos y las
amenazas a la calidad del agua (www.worldbank.org/gwmate. 815-9-2015)
MA, 2002. Formulación de proyectos de Protección integrada de aguas subterráneas. Guía metodológica. Ministerio
del Medio Ambiente. 64 pp
Florida Department of Environmental Protection.Bureau of Water Facilities Regulation .2008. Guidance for Ground
Water Monitoring Plan Design, 32 pp
Goldscheider N, Drew D. 2007. Methods in Karst Hydrogeology.INTERNATIONAL CONTRIBUTIONS TO
HYDROGEOLOGY, 26 (AIH). Taylor and Francis. 279 pp
Commonwealth of Pennsylvania. Department of Environmental Protection. 2001. GROUNDWATER MONITORING
GUIDANCE MANUAL (www.dep.state.pa.us)
Rodríguez Morillo, H. y Febrillet Huertas, J.F. 2006. Potencial hidrogeológico de la República Dominicana. Boletín
Geológico y Minero, 117 (1): 187-200
Environment Agency. 2006. Guidance on the design and installation of groundwater quality monitoring points.
Science Report SC020093. Bristol, UK
USGS. 2002. Design of a Real-Time Ground-Water Level Monitoring Network and Portrayal of Hydrologic Data in
Southern FloridaWater-Resources Investigations Report 01-4275
EU. 2007. COMMON IMPLEMENTATION STRATEGY FOR THE WATER FRAMEWORK DIRECTIVE
(2000/60/EC) Guidance Document No. 15 . Guidance on Groundwater Monitoring
Portales
NOTA. Esta lista no pretende ser ni extensiva ni exhaustiva y se centra en aspectos esenciales del monitoreo. Se recomienda también la lectura de la información asociada en los textos de hidrogeología existentes.
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