La Importancia de las Aguas Subterráneas como Recurso Hídrico para el País

La Importancia de las Aguas Subterráneas como Recurso Hídrico para el País

Eugenio Celedón Cariola

Presidente de ALHSUD Capítulo Chileno A.G.

Hidrogeólogo – Gerente General HIDROGESTION S.A. Octubre 2013

2SEMINARIO NACIONAL ALHSUD 2013

NECESIDADES DE AGUA DEL PAIS

• Para que Chile pueda ser Potencia Agroalimentaria, necesita generar del orden de 530.000 l/s de agua para atender la necesidad de nuevo riego de 500.000 hectáreas, sobre el millón actual determinadas por MINAGRI.

• Complementario a los recursos aportados por el Plan de Construcción de Embalses Superficiales 2010-2020 de la DOH del MOP, se requieren en base a aguas subterráneas del orden de 370.000 l/s de nuevos recursos para riego.

• Significa casi duplicar los derechos de aprovechamiento de aguas subterráneas constituidos por la DGA hasta el año 2009, que suman aproximadamente 410.000 l/s en todo el país.

El Valor del Agua


PROPUESTAS COMPLEMENTARIAS

Para dar solución de abastecimiento en base a derechos de agua subterránea en la magnitud que significa atender ese aumento de la demanda, el gobierno ha fijado los siguientes caminos:– Desarrollo del Mercado del agua– Aumento del recurso por:

• Infiltración al acuífero• Construcción embalses superficiales• Reuso y mejoramiento de eficiencia

– Trasvase de Cuencas– Fiscalización extracciones Ilegales

Aprovechamiento del Volumen y Regulación del Embalse Subterráneo, Monitoreo a Distancia, Control de Extracciones y Niveles del Agua Gestión dinámica del acuífero por los usuarios organizados Administración por Cuencas con Soluciones Coordinadas por las Comunidades

de Usuarios

POLITICAS DGA

El Valor del Agua

4SEMINARIO NACIONAL ALHSUD 2013 El Valor del Agua

DESCARGA AL MAR CUENCAS EN CHILE

RIOSUPERFICIE TOTAL DE LA HOYA KM2

CAUDAL MEDIO ANUAL ESTIMADO EN

DESEMBOCADURA m3/seg.

COPIAPO 18.400 3,0

HUASCO 10.700 4,3 ELQUI 9.657 11,1

LIMARI 11.800 6,7 CHOAPA 8.100 12,4 ACONCAGUA 7.500 41,8 MAIPO 14.600 106,9 RAPEL 14.177 221,1 MATAQUITO 5.300 150,6 MAULE 20.000 588,3 ITATA 11.000 214,0 BIO-BIO 24.000 761,0 IMPERIAL 12.050 657,8 TOLTEN 7.600 516,3 VALDIVIA 11.000 448,0 BUENO 15.000 721,0 MAULLIN 4.500 81,0 CHAMIZA 1.000 44,6 PETROHUE 3.000 277,0 PUELO 8.830 685,0 TOTAL 5.551,9

COPIAPO

HUASCO

ELQUI

LIMARI

CHOAPA

ACONCAGUA

MAIPO

RAPEL

MATAQUITO

MAULE

ITATA

BIO-BIO

IMPERIAL

TOLTEN

VALDIVIA

BUENO

MAULLIN

CHAMIZA

PETROHUE

PUELO

- 100.0 200.0 300.0 400.0 500.0 600.0 700.0 800.0

3.0 4.3

11.1

6.7

12.4

41.8 106.9

221.1

150.6 588.3

214.0

761.0

657.8

516.3 448.0

721.0 81.0

44.6

277.0 685.0

DESCARGA AL MAR

m3/seg. media anual

Ho

ya


COMPARACION INVERSIONESEMBALSES VS ACUIFERO

PROYECTO ACONCAGUA - MOP - DOH

EMBALSE PUNTILLA DEL VIENTO SIN POZOS

ESTUDIOS MM $CH MM US$ OBRAS MM US$ MM US$

Prefactibilidad 400 0,80 EMBALSE

Factibilidad 600 1,20 ELECTRICAS ESTUDIOS +

Diseño Ingeniería 1.000 2,00 CARRETERA OBRAS

EIA 1.000 2,00 FFCC TOTAL

TOTAL 3.000 6,00 TOTAL 279,00 285,00

SUPERFICIE RIEGO 47.000 HAS

TASA DE RIEGO 10.000 m3/ha/año US$/HA

VOLUMEN EQUIV. 470 Hm3 6.064

MAYOR VOLUMEN EN DERECHOS DE AGUA SUBTERRANEAS US$/HA1.377

MODELACION HIDROGEOLOGICAESTUDIOS MM $CH MM US$ OBRAS MM US$ MM US$Modelación 80 0,16 BATERIA POZOS 3,96Geofisica 90 0,18 ELECTRICAS 2,20 ESTUDIOS +Pruebas de Bombeo 75 0,15 BOMBAS 2,75 OBRASConstruccion pozos 450 0,90 HIDRAULICAS 48,04 TOTALTOTAL 695 1,39 TOTAL 56,95 58,34

MAYOR VOLUMEN EQUIV. CAUDAL EN D° AGUACAUDAL DGA 2001 15,16 m3/s DISPONIBLE Hm3 HA. RIEGO 51,61 m3/sCAUDAL MOD 2008 19,08 m3/s 124 12.362 63,85 m3/sCAUDAL CON REGUL. 32,51 m3/s 547 54.715 131,00 m3/sDIFERENCIA POR > EXPLOTACION AGUAS SUBTERRANEAS 424 42.353 67 m3/s

TIPO DE SUPERFICIESOLUCION ESTUDIOS + OBRAS TOTAL RIEGO US$/HA

EMBALSE PUNTILLA DEL VIENTO SIN POZOS 6,00 279,00 285,00 47.000 6.064MAYOR VOLUMEN EN DERECHOS DE AGUA SUBTERRANEAS 1,39 56,95 58,34 42.353 1.377

MM US$

El Valor del Agua


LlayLlay

Río Aconcagua

Embalse Puntilla del Viento

División Andinade Codelco

Panquehue

Curimón

Baterías de Pozos DOH

Tercera Sección Segunda Sección Primera Sección

EJEMPLO GLOBALVALLE ACONCAGUA

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APROVECHAMIENTO EMBALSE SUBTERRANEO

PROFUNDIDAD (m)RELLENOSEDIMENTARIO

San Felipe

Los AndesPozos Curimón

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AUMENTO DEL RECURSO POR USO DE REGULACION

MODELACION HIDROGEOLOGICA VALLE DE ACONCAGUA

RESULTADO A: N° POZOS

Q seg. Jurid.

(m3/s)

Q compensación al río (m3/s) Observaciones

ANTES DE MODELACION DOH: MODELACION DGA 2001 10,20 0,00 Caudal máximo definido por DGA con Modelo anterior

INCREMENTAL DGA 2002 12,08 0,00Caudal corregido por DGA a solicitud DOH con Modelo anterior

CON MODELACION DOH: ESCENARIO 1 (MOS-MW 2008) 4.684 15,16 0,00 Situación con derechos otorgados DGA a 2007ESCENARIO 2 (MOS-MW 2008) 4.799 16,45 0,00 Caudal máximo con criterios DGA SIN compensación al ríoESCENARIO 3 (MOS-MW 2008) 4.972 18,31 0,43 Caudal máximo con criterios DGA CON compensación al río 5.017 19,08 0,85 Se relaja el criterio de secado en último acuíferoESCENARIO 4 (MOS-MW 2008) 26,16 1,00 Simulación 1. Permite 41% VARIACION VOLUMENCon uso del volumen acuífero 32,51 1,00 Simulación 2. Permite 47% VARIACION VOLUMEN

MODELACION HIDROGEOLOGICA VALLE DE ACONCAGUA

RESULTADO A: N° POZOSQ seg. Jurid.

(m3/s)Q compensación

al río (m3/s)Aumento por Uso

Regulación

CON MODELACION DOH:

ESCENARIO 1 (MOS-MW 2008) 4.684 15,16 0,00 1

ESCENARIO 4 (MOS-MW 2008) 32,51 1,00 2

EMBALSE PUNTILLA DEL VIENTO SIN POZOS EN ACONCAGUAAumento por Uso

Regulación

VOLUMEN FISICO EMBALSE 128 Hm3 1

SUPERFICIE RIEGO 47.000 HAS

TASA DE RIEGO 10.000 m3/ha/año

VOLUMEN EQUIV. EMBALSE 470 Hm3 3,7

El Valor del Agua


INVERSION PARA CONOCIMIENTO DISPONIBILIDAD ACUIFEROS CHILE

MODELACION HIDROGEOLOGICA CUENCAS ESTUDIO DETERMINACION DISPONIBILIDAD DE AGUA SUBTERRANEAS

VALOR ESTUDIOS

VALOR ESTUDIOS

CON POZOS SIN POZOSESTUDIOS MM $CH MM US$ CHILE (*) N° MM US$ MM US$Modelación 80 0,16 CUENCAS 101 140 49Geofisica 90 0,18 SUBCUENCAS 420 584 206

Pruebas de Bombeo 75 0,15SUB-SUBCUENCAS 1100 1.529 539

Construccion pozos 450 0,90 (*) Revista Ecoamérica - Agosto 2010 - Año 11 N° 100

TOTAL 695 1,39INVERSIONES EN EMBALSES MM US$ VOL. Hm3ACONCAGUA PUNTILLA DEL VIENTO 300 120LIGUA PETORCA 4 EMBALSES 350 180

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EQUIPOS DE MONITOREOY CONTROL

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MONITOREO Y CONTROL DEDATOS A DISTANCIA

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MEDICION DE CAMBIOS YANALISIS DE VARIABLES REALES

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13SEMINARIO NACIONAL ALHSUD 2013 El Valor del Agua

COSTOS DE INVERSION DE MONITOREO TOTAL

COSTO PAIS DE CONTROL Y MONITOREO DE LAS AGUAS SUBTERRANEAS PARA GESTION DINAMICA DE LOS ACUIFEROS POR CUENCA

(Total 100.000 Pozos)

INVERSION (1 sola vez)

525 MMUS$ Equipamiento telemetría y medidores pozos país

OPERACIÓN (valor anual)

251 US$ Telemetría Anual por Pozo

25 MMUS$ Costo Anual total País Telemetría y Control

249 MUS$ Costo Anual Cuenca Ppal. Telemetría y Control

20.000.000 Usuarios Telefonía celular en Chile 100,0%

100.000 Conexiones Telemetría Pozos 0,5%


COMPENSACION Y EVALUACIÓN DINAMICA DE LAS AGUAS SUBTERRÁNEAS

Nombre Recarga Total

[m³/año]

Demanda Comprometida[m³/

año] Demanda

Total [m³/año]

Dem. Compr./Rec. Total (veces)

Dem. Total/Rec

. Total (veces)

Río Hurtado 6.102.216 1.533.674 2.130.398 Río Ponio 1.305.590 184.486 203.722 Río Rapel 4.017.686 298.172 581.681 Río Grande 9.094.982 3.588.796 3.970.603 Cogotí 2.415.658 2.051.101 3.654.007 Combarbalá 1.296.130 1.965.161 2.899.541 * 1,5 2,2 Río Pama 1.419.120 2.637.670 3.803.241 * 1,9 2,7 Quebrada Grande 747.403 867.082 2.124.548 * 1,2 2,8 Higuerilla 665.410 719.652 1.016.090 * 1,1 1,5 El Ingenio 4.023.994 17.024.173 21.021.535 * 4,2 5,2

Río Limarí 18.464.328 23.971.800 27.396.855 * 1,3 1,5 Guatulame 7.505.568 14.337.495 18.683.534 * 1,9 2,5

Punitaqui 23.421.787 36.412.900 50.112.091 * 1,6 2,1 Limarí Desembocadura 532.958 35.320 154.368

TOTALES 81.012.830 105.627.482 137.752.214 1,3 1,7( *) Sectores en los cuales la demanda comprometida supera la recarga total (conforme a los cálculos de consultor Dictuc para la DGA en su Informe Técnico S.D.T. Nº 268.

Fuente: Departamento de Administración de Recursos Hídricos (DARH) de la DGA en el Informe Técnico S.D.T. Nº 268 de Diciembre de 2008, denominado “Evaluación de los Recursos Hídricos Subterráneos de la Cuenca del Río Limarí”,

Extracto de la Figura total

El Valor del Agua

BALSAS O LAGUNAS DE INFILTRACION

15El Valor del AguaSEMINARIO NACIONAL ALHSUD 2013

FUNCIONAMIENTO DE UN POZO BOMBEO O INFILTRACIÓN

16

sENDNconSr

Tt

KH

Qs

i

....

25,2ln

4 2

hENDNconSr

Tt

KH

Qh

i

....

25,2ln

4 2

donde:h = carga hidráulica total en un punto en ms = depresión total en un punto en mQi = Caudal de bombeo o infiltración individual de cada pozo en m3/s

T = Transmisividad en m2/s = KHK = Permeabilidad del acuífero en m/sH = Espesor saturado del acuífero en mS = Coeficiente de Almacenamiento en m/mt = Tiempo de bombeo en segundosri = Distancia de cada pozo al punto de medición en m

= Eficiencia sondajeN.E. = Nivel estático del agua subterránea en mN.D. = Niel dinámico del agua en el punto de medición en m

EXPRESION DE JACOB:

Pozo de Bombeo:

Pozo de Infiltración:

BASE

NE = Nivel Estático

ND = Nivel Dinámico

+Q = Caudal Bombeo

s=depresión

H

-Q = Caudal Infiltración

K, S características acuífero

Nivel terreno

h= carga hidráulica

El Valor del AguaSEMINARIO NACIONAL ALHSUD 2013


Capacidad de Infiltración y Bombeo

Características Pozos: Qinf = 15 l/s; Qbombeo = 30 l/s

CAUDALES BOMBEOE INFILTRACION

0

20

3545

-40

-30

-20

-10

0

10

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50N

ivel

din

ámic

o (m

)

Caudal (l/seg)

Nivel Terreno Bombeo Gasto Variable Infiltración 100%

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

-40

-30

-20

-10

0

10

Series1

Nivel Terreno Bombeo Gasto Variable Infiltración 100%

Caudal (l/seg)

Niv

el d

inám

ico

(m)

El Valor del Agua


SOLUCION PRIVADA POZO BOMBEO E INFILTRACION

TRANQUEDECANTACION

CAUDAL REGULADO

CAN

AL D

E RI

EGO

CANALALIMENTADOR

A TRANQUE

TUBERIA DEINFILTRACION

A POZO

POZO

TUBERIA DERIEGO

A PREDIO

RIEGO

El Valor del Agua

SOLUCION COLECTIVA INFILTRACIÓN Y NUEVOS DERECHOS DE AGUA

Tranques DecantadoresTratamiento Primario

Canal Alimentador

Cámara – FiltroTratamiento Secundario

Medidor Caudal - Parshall

Matriz Infiltración Pozos

19

Canal de Riego

CAUDAL DISEÑO= 1000 l/s


COSTOS INVERSION Y OPERACIÓN INFILTRACIÓN Y NUEVOS D° AGUA

•El costo alternativo de comprar l/s de derechos consuntivos de carácter permanente sería de UF 34.400, es decir, un valor de 35 UF/(l/s)

Dimensiones Mínimas SedimentadorQ 0,250 m3/s Caudal a tratar en sedimentadorH 3,00 m Alto Interior del sedimentadorL1 100,00 m Largo interior del sedimentadorW 10,00 m Ancho interior del sedimentador

Velocidad de Sedimentación

s D Vs Vh ts tH Remoción

mm m/s m/s seg. seg. %2 0,000662 0,005 0,013 645,1 7620,8 total

*** Condición necesaria para remoción total: ts<th

Q 1,000 m3/s Caudal a tratar en sedimentador 900 m3/hNº Decantadores 4

PRESUPUESTO ESTIMADO DE INVERSION Y OPERACIÓN

1.- Movimiento de Tierra Cámara Pozo1,1 Excavación en terreno común m3 22487 0,16 0,20 4.557,521,2 Preparación sello de excavación m2 4000 0,03 0,04 153,371,3 Emplantillado base m2 4000 0,22 0,27 1.095,531,4 Retiro de excedentes m3 23611 0,20 0,25 5.820,082.- Obras Anexas2,1 Obras de Arte Gl 4 1.314,64 1.643,30 6.573,182,2 Obras de Tratamiento Gl 1 3.943,91 4.929,89 4.929,892,3 Obras de Medición Parshall Gl 1 1.752,85 2.191,06 2.191,06

ST 1 25.3213.- Operación (Valor Presente)3,1 Limpieza Anual 1.890,443,2 Operarios Tratamiento 7.201,66

ST 2 9.092

TOTAL NETO 34.413

Operación Año MesTecnico Operador 14.400.000 1.200.000

Ayudante 4.800.000 400.000

Total 19.200.000 1.600.000

20El Valor del AguaSEMINARIO NACIONAL ALHSUD 2013

COSTO AGUAS SUBTERRANEASPOZO BOMBEO P: 100m. ND: 80 m.

21

sENDNconSr

Tt

KH

Qs

i

....

25,2ln

4 2

donde:h = carga hidráulica total en un punto en ms = depresión total en un punto en mQi = Caudal de bombeo o infiltración individual de cada pozo en m3/s

T = Transmisividad en m2/s = KHK = Permeabilidad del acuífero en m/sH = Espesor saturado del acuífero en mS = Coeficiente de Almacenamiento en m/mt = Tiempo de bombeo en segundosri = Distancia de cada pozo al punto de medición en m

= Eficiencia sondajeN.E. = Nivel estático del agua subterránea en mN.D. = Niel dinámico del agua en el punto de medición en m

EXPRESION DE JACOB:

Pozo de Bombeo:

BASE

NE = Nivel Estático

ND = Nivel Dinámico

+Q = Caudal Bombeo

s=depresión

H

K, S características acuífero

Nivel terreno

Profundidad: 100 m. Costo Perf.: 30 UF/m +IVAN. Dinam.: 80 m. Costo Bba.: 5 UF/Hp + IVAQ medio: 20 l/s Costo KwH.: 130 $ + IVAVida Util: 30 años Tasa Interes: 8 % anual

INVERSION (1 sola vez)250 UF Estudio Hidrogeológico US$ 11.634

3.570 UF Construcción Pozo Captación US$ 166.129380 UF Equipamiento Bombas y descarga Pozo Captación US$ 17.683500 UF Instalaciones Eléctricas y SE US$ 23.267120 UF Equipamiento telemetría y medidores pozo US$ 5.584

4.820 UF TOTAL INVERSION POZO CAPTACION US$ 224.297OPERACIÓN (valor anual)

510 UF Energía eléctrica Anual por Pozo US$ 23.7335 UF Telemetría Anual por Pozo US$ 251

515 UF Costo Anual Operación y Control US$ 23.984ANUAL: RIEGO (m3) INVERSION OPERACIÓN TOTAL UF/m3 TOTAL US$/m3

240.000 0,0067 0,0022 0,0089 0,41

COSTO POZO DE CAPTACION DE AGUAS SUBTERRANEASRIEGO 20 HAS. - TASA RIEGO: 12.000 m3/Ha/año (80% uso país)



VENTAJAS DEL AGUA SUBTERRANEA

• Otras ventajas del máximo aprovechamiento de las aguas subterráneas, se refiere a:– Versatilidad en la ubicación de las fuentes respecto de las demandas, lo

que representa bajas inversiones en la solución por transporte y elevación.– Sistemas colectivos que resuelven para toda una comunidad aspectos

difíciles de abordar individualmente como compensación de derechos superficiales, fuentes de emergencia para abastecimiento en periodos de sequía, individuales o colectivos.

– Permanencia en el tiempo, abastecimiento más constante y seguro que las fuentes superficiales.

– Existencia con cobertura en la mayor parte del país.– Solución más rápida y económica que construcción de embalses,

desalinización, transporte por trasvase de cuencas, etc.

El Valor del Agua


APROVECHAMIENTO INTEGRAL Y DINAMICO DE LOS RECURSOS HIDRICOS

OBJETIVO Mejor Uso de los Recursos Hídricos:Progreso y Desarrollo de Chile

ACTORES Administración – Gestión de Cuencas

Usuarios Agua Superficial y Subterránea

PRINCIPIOS CONDICIONANTES

Sustentabilidad

•Aprovechamiento Intensivo•Aplicación del Conocimiento Técnico•Cooperación•Mercado•Información y Transparencia

DGA – DOH – CNR – CORE

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GESTION INTEGRADA DE RECURSOS HIDRICOS

• Para dar cumplimiento a este objetivo, se requiere:– Hacer participar obligatoriamente a los titulares de derechos en las organizaciones de usuarios, tanto

superficiales en las Juntas de Vigilancia como subterráneas en las Comunidades de Aguas Subterráneas (OUAS).

– Estudios hidrogeológicos de las cuencas con evaluación del recurso subterráneo.– Control y Monitoreo de Caudales de extracción y variación del nivel del acuífero.– Uso y consideración del concepto de embalse subterráneo, con utilización de un volumen parcial en épocas

de estiaje y recuperación en épocas húmedas.– Definición por cuencas de soluciones de largo plazo que aporten proyectos para la mejor utilización de los

recursos, que constituyan un Plan de Inversiones continuo asumido por el país.– Construcción de pozos profundos comunitarios de parceleros en reemplazo de norias que quedan colgadas.– Construcción de pozos profundos colectivos que permitan compensar los efectos de interferencia río-acuífero

en la cuenca.– Construir balsas y pozos de infiltración que mejoren la recarga a los acuíferos con recursos superficiales de

invierno, con embalses medianos o pequeños intraprediales de regulación.– Fomento de la redistribución de los derechos de aprovechamiento, en función de la mayor disponibilidad por

zona, superficiales, subterráneos, desalinizados.– Establecer sistemas simplificados y en linea, tanto administrativos como de información, de transferencia,

arriendo, usufructo u otras formas de mercado del agua, que opere a nivel de cuenca.

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RESUMEN

• VALORES ASOCIADOS AL APROVECHAMIENTO DE AGUAS SUBTERRANEAS:

– INVERSION ESTUDIO HIDROGEOLOGICO 101 CUENCAS: MMUS$ 140

– INVERSION ABASTECIMIENTO AGRICOLA AGUAS SUBTERRANEAS: US$/HA 1.380

– REGULACION DEL ACUIFERO POR OPERACIÓN COMO EMBALSE: 2 VECES D° AGUA

– COSTO TOTAL INVERSION MONITOREO DINAMICO POZOS EN CHILE: MMUS$ 525

– COSTO ANUAL OPERACIÓN MONITOREO DINAMICO POZOS EN CHILE: MMUS$ 25

– COSTO INFILTRACION COLECTIVA EN POZOS AGUAS SUBTERRANEAS: UF/(l/s) 35

– COSTO TOTAL PRODUCION AGUA DE RIEGO:US$/m3 0,41

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VISION DE ALHSUD CAPITULO CHILENO

UNA POLÍTICA HÍDRICA PARA CHILE DEBE BASARSE EN EL CONOCIMIENTO, LA CUANTIFICACIÓN Y LA BUENA ADMINISTRACIÓN DE LOS RECURSOS, MEDIANTE UNA OPERACIÓN INFORMADA Y MONITOREADA EN TERRENO, EN CONJUNTO CON LOS USUARIOS DEL RECURSOY NO DESARROLLARSE DESDE LA ESCASEZ.

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MUCHAS GRACIAS

La Importancia de las Aguas Subterráneas como Recurso Hídrico para el País

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