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INIA FPTA 307
Sector Investigación Lechera
Gestión ambiental del Sistema Acuífero
Raigón (SAR)
2014 - 2017
1
APOYO INSTITUCIONAL
FINANCIACIÓN
OTROS APOYOS
Equipo de trabajo:
3
Ing. Manuel Giménez
Ing. Agustín Menta
Ing. Claudia Bessouat
Ing. Alfonso Flaquer
Dr. Ing. Emilio Custodio
Ing. Jorge de los Santos, M. Sc.
Gestión ambiental del Sistema
Acuífero Raigón (SAR)
Resumen Ejecutivo
Grupo de Hidrología Subterránea – IMFIA
Facultad de Ingeniería - UdelaR
4
Productos:
1. Relevamiento de datos de perforaciones y base de datos en SIG
2. Red de Monitoreo de Niveles
3. Carta de Vulnerabilidad y Mapa hidrogeológico
4. Modelos numéricos (flujo y transporte)
5. Propuesta para un plan de Gestión
6. Vinculación con el sector Usuario
5
Ubicación:
Montevideo
Acuífero Raigón
Río de la Plata
San José
Libertad
Ciudad del Plata
Río San José
Río Santa Lucía
Río de la Plata
Aº Luis Pereira
Aº Pavón
Aº Mauricio
Aº San Gregorio
Aº Del Tigre
Aº Cagancha
Base del modelo conceptual
Libertad / Dolores
Raigón / Chuy
Camacho Fray Bentos
Base datos
• Pozos con litología
• Ensayos de Bombeo
• Datos históricos de niveles
• Información Meteorológica
8
Medición por cloruros en agua de lluvia:
3 Colectores de lluvia instalados
Recarga
Método económicoNecesita de largos períodos de registro
Recarga:
10
o Balance hídrico agua en
el suelo (Visual balan)
Calibración unidad Kiyú
Demanda Potencial:
11
Sector %Avícola 2.3
Bovinos 9.2
Lechería 4.7
Ovinos 0.06
Suínos 0.14
Consumo
Humano 16.4
Industrial 11.7
Otros Usos
Agropecuarios 4.4
Riego 51.1
5.5
3.9
17.1
1.5
0.8
3.1
1.6
0.020.05
Consumo (hm3/año)
Abastecimiento apoblacionesIndustrial
Riego
Otros Usos Agropecuarios
Avícola
Bovinos
Lecheria
Ovinos
Suinos
Demanda Potencial vs Recarga:
12
218
56
33.4
0
50
100
150
200
250
RECARGA (BALANCE
AGUA SUELO)
RECARGA (CLORUROS) DEMANDA
Hm
3/añ
o
RECARGA VS DEMANDA
Piezometría:
13
• Antecedentes:o 1986 – Actual (DINAMIGE)
o 1997 – 2000 IMFIA
o 2005 - RLA
• Red de NivelesoDiseño de una red de monitoreo de
niveles.
oDos campañas de medición de niveles
en septiembre 2015 y julio 2016.
Piezometría:
14
Julio 2016Septiembre 2015
Piezometría:
15
Evolución temporal:
16
• 30 años de datos en 18 puntos del
acuífero (Calibración modelo
transitorio)
• Valores muy estables en el tiempo
• Variaciones máximas de niveles
entre 2 m y 6 m
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
7.00
215 238 229 265 268 297 263 366 526 392 521 323 371 324 246 247 254
Var
iaci
ón
Máx
ima
Niv
el (
m)
Nº Pozo
Variaciones Máximas Niveles 1986 - 2016
Red Óptima de Monitoreo de Niveles
• Propuesta de 30 pozos a
conformar la red.
• Selección en función de método
de optimización (Filtro de
Kalman)
• Se define el orden o prioridad
de cada pozo en función de la
disminución de la varianza del
error de estimación.
18
• Se utilizó información del
relevamiento piezométrico de
los niveles Septiembre 2015.
• Se realizó una calibración
automática (problema inverso)
variando:
• K (conductividad hidráulica)
• Conductancia de ríos
• Recarga
Piezometría 2015 – Pozos utilizados en la calibración
Modelo de flujo:Modelo Estacionario
Modelo de flujo:Modelo Estacionario: Condiciones de borde, Pozos y Recarga
19
Modelo estacionario: Resultados
20
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70
Niv
eles
Cal
cula
do
s (m
)
Niveles Observados (m)
Observados vs Calculados
Nº de Puntos 60
Error Medio (m) 1.7
Máximo residual (m) 8.4
Mínimo residual (m) -7.7
RMSE (m) 3.9
NEMSE (%) 5.9
Modelo estacionario: Resultados
21
22
• Se utilizó información de la
evolución de los niveles
piezométricos en el acuífero
para el período 1986 – 2013
• En la simulación se incorporaron
al inicio 4 años de
“calentamiento” del modelo.
• Paso de tiempo Anual
• Se realizó una calibración
automática (problema inverso)
variando:
• K (conductividad hidráulica)
• S (almacenamiento)
• Conductancia de ríos
• Recarga
Pozos utilizados en la calibración
Modelo de flujo:Modelo transitorio: Resultados
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
36
38
40
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40
Co
ta N
ivel
es S
imu
lad
os
(m)
Cota Niveles Observados (m)
Observados vs Simulados
Modelo transitorio: Resultados
23
Nº de Puntos 633
Error Medio (m) 0.032
Máximo residual 7.6
Mínimo residual -5.4
RMSE (m) 1.0
NRMSE (%) 1.9
24
Zona Arazatí
Gráfico:Punteado: Datos ObservadosLínea Continua: Datos simulados
Modelo transitorio: Resultados
25
Zona Cagancha
Modelo transitorio: Resultados
26
Zona Cerrillos
Modelo transitorio: Resultados
27
Zona San Gregorio
Modelo transitorio: Resultados
28
Zona Santa Lucía
Modelo transitorio: Resultados
29
Modelo transitorio: ResultadosRecarga 1986 -2013
287
253
218
56
0
50
100
150
200
250
300
350
R E C A R G A
P R O M E D I O
M O D E L O
T R A N S I T O R I O
R E C A R G A
P R O M E D I O
M O D E L O
E S T A C I O N A R I O
R E C A R G A
( B A L A N C E A G U A
S U E L O )
R E C A R G A
( C L O R U R O S )
Hm
3/añ
o
RECARGA ESTIMADA
30
Modelo Transporte: Nitratos
• Aportes de Nitratos:
• MGAP: Tipo y número de actividades productivas agrícolas y ganaderas por sección
policial como posibles generadores de las cargas de nitratos que ingresan al acuífero.
• Situación del Acuífero:
• 40 análisis de agua muestreados en Raigón en el marco del actual proyecto,
• Información de análisis realizados por OSE.
Objetivo:
• Generar un primer modelo de transporte de contaminantes acoplado al modelo de flujo
(Paquete MT3DMS)
• En función de los aportes de nitrato se busca reproducir las concentraciones medidas en
el acuífero.
31
Modelo Transporte: Nitratos
Sección Policial
Superficie (Ha)
Kg NO3/año
1 5946 178390
2 1811 65212
3 13990 323266
5 19720 419049
6 52026 1768768
7 42700 1698752
8 78061 967958
10 12696 446039
32
• Selección de 40 pozos amuestrear
• 5 campañas de recolecciónde muestras
• Parámetros analizados:o Alcalinidad
o Ion calcio
o Ion magnesio
o Ion cloruro
o Ion nitrato
o Ion sodio
o Ion potasio
o Ion sulfato
o Arsénico
o Sílice
Hidroquímica e isotopía:
Isotopía
33
o Tiempo de residencia
del agua no mayor a
unos pocos cientos
de años.
o La mayor recarga
del acuífero se da a
partir de eventos de
invierno.
Hidroquímica
34
o Incidencia de la Fm
Libertad en la recarga.
o La ETP juega un rol
importante.
o No hay diferencias de
composición en los
distintos niveles detoma.
o No hay evoluciones
iónicas temporales de
relevancia.
Hidroquímica:
35
36
Hidroquímica :
37
1:100.000
Mapa hidrogeológico:
38
Mapa hidrogeológico:
39
Vulnerabilidad a la contaminación:
40
41
Propuesta para la
elaboración de un
Plan de gestión para
el Sistema Acuífero
Raigón
Oferta
Riesgo de exceso de extracción
Degradación de la calidad
Problemas asociados
Equilibrio entre oferta y
demanda
• Parte de una negociación que valoriza lo vital y
esencial, y fundamenta la existencia de una
administración pública del agua
GESTIÓN
PLANIFICACIÓN
GOBERNANZA
disposiciones técnicas y legales que
deben regir el manejo de los acuíferos,
equilibrando las demandas de utilidades
desde el punto de vista económico, el
incremento poblacional y el uso
racional del agua en cantidad y calidad.
GESTIÓN AMBIENTAL DE LOS RECURSOS HÍDRICOS SUBTERRÁNEOS
Etapas de un plan de gestión ambiental
• Planificación
• Implantación
• Verificación
• Actuación
• Ajuste
ELEMENTOS DISPONIBLES PARA UNA
GESTIÓN AMBIENTAL DEL SAR
• BANCO DE DATOS en GIS
• MODELO CONCEPTUAL
• MAPA HIDROGEOLÓGICO
• CARTA DE VULNERABILIDAD A LA CONTAMINACIÓN
• MODELO MATEMÁTICO DE FLUJO CALIBRADO EN ESTADOS ESTACIONARIO Y TRANSITORIO
Y MONTAJE DE UN MODELO DE TRANSPORTE DE CONTAMINANTES
• SELECCIÓN DE UNA RED ÓPTIMA Y UNA RED MÍNIMA DE MONITOREO DE NIVELES Y
CALIDAD DE AGUA.
Gestión ambiental de acuíferos en Uruguay
Marco actual
Código de Aguas, Decreto-Ley 14859, 15/12/78
Modificación por Ley 15576, 15/06/1984
Modificación por Ley 15903, 01/11/1987
En el Cap. VI, Arts. 42 a 56, y sus reglamentaciones se reúne la legislación vigente
El Código de Aguas fue afectado por la Reforma Constitucional de 2004 y la Ley 18610, 02/10/2009, que define la Política Nacional de Aguas.
Los Decretos 214/000 y 183/013 se refieren exclusivamente al Sistema Acuífero Guaraní
El Decreto 86/004 y su reglamento es la principal herramienta de control del estado nacional en la materia
Decreto 86/004
Norma Técnica de Construcción de Pozos Perforados para Captación de Agua Subterránea
1- Disposiciones generales (4 artículos)
2- Del Contratista (9 artículos)
3- Del Técnico competente (2 artículos y su modificación)
4- Especificaciones técnicas para el diseño de pozos y ejecución de obras (43 artículos)
ASPECTOS BÁSICOS
PARA LA PLANIFICACIÓN DE LA
GESTIÓN AMBIENTAL DEL SAR
Disponer, operar y mantener una red de monitoreo de las aguas subterráneas y de las aguas superficiales en relación
Mantener un nivel de estudio apropiado y proporcionado, destinando fondos al control y conocimiento detallado del SAR y demás acuíferos
Atención especial a los aspectos de contaminación
Diseño e implantación de perímetros de protección para abastecimientos públicos y educación en el buen uso de sus perforaciones a los permisarios particulares
Inventario siempre actualizado de derechos y permisos de agua, del estado de las obras que afecten al SAR en cantidad y calidad y seguimiento de las extracciones efectivamente realizadas
Base de datos actualizada y accesible
Instrumentos que aseguren la transparencia de la gestión
Cauces de financiación para la correcta y proporcionada gestión (incluyendo monitoreo y estudios), con aportación de los usuarios en forma de servicios o aportes económicos
Fomento de asociaciones de usuarios para la cogestión de los recursos junto a la administración pública del agua, manteniendo el principio de no injerencia
Fomento de instituciones de la sociedad civil para obtener una visión social a largo plazo y que avale en su caso las decisiones que se adopten
ASPECTOS BÁSICOS PARA UNA BUENA
GOBERNANZA
Atender a la mitigación de las sequías con el uso sustentable de las reservas mediante captaciones construidas para ese fin y de uso ocasional
Planes de gestión quinquenales con participación pública y de la administración regional con visión a largo plazo
Gestión a nivel territorial que combine circunstancias físicas (cuencas hidrográficas vs límites del SAR) incluyendo áreas que contribuyan directamente al sistema
Mantener modos de información y educación a la población sobre:
El valor medioambiental y social del agua
subterránea
La necesidad de la protección de su calidad y cantidad
…Hacia un plan de gestión ambiental del
SAR
• Planificación
• Implantación
• Verificación
• Actuación
• Ajuste
60