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Manejo del Agua
Subterránea
Groundwater Management
Bob Pierotti
California Department of
Water Resources
Revista de la Presentación en
Junio 2008
•
•
•
•
•
La hidrosferra y ciclo hidrológico
Agua subterránea (la zona de saturatión)
El suceso y disponibilidad del agua subterránea
Clima (precipitación)
Geología (tipo de roca)
– Roca consolidada
– Suelos no solidos
– Porosidad y permeabilidad
• Manejo del agua subterránea
– Monitorio y colección datos
Manejo del Agua Subterránea
• El manejo es necesario para sostener el
uso del agua subterránea y mantener la
cantidad y proteger su calidad.
• Management is needed to sustain the use of the
groundwater & maintain its quantity & protect its quality.
• El manejo efectivo requiere planificación,
coordinación y un proceso de monitorio.
• Effective management requires planning, coordinating, &
monitoring.
Presupuesto del Agua Subterránea
Groundwater Budget
Qentra + Qsale = ∆almacenamiento
Qentra
Almacenamiento
Qsale
Sistema Natural del Agua Subterránea
Presupuesto del Agua Subterránea
Groundwater Budget
Qentra + Qsale = ∆almacenamiento
Extracción
Qentra
Almacenamiento
Qsale
Impacto Humano en el Sistema del Agua Subterránea
Presupuesto del Agua Subterránea
Groundwater Budget
Qentra + Qsale = ∆almacenamiento
Agua Marina
Qentra
Extracción
Almacenamiento
Qsale
Impacto Humano en el Sistema del Agua Subterránea
Almacenamiento de Agua
Subterránea
Groundwater Storage
Cuenca del Agua Subterránea
Theis, 1940, The source of water derived from wells: Civil Engineering, v. 10
Heath, 1983, Basic Ground-Water Hydrology: USGS WSP 2220
Geología de
Baja California
Carta Geologica de la
Republica Mexicana, 1992
Geología
Heath & Trainer, 1981, Introduction to Ground Water Hydrology
Registro Litológico
Profundidad
Descripción
0
5
Limo y arena
5
12
Arena
12
15
Arena y arcilla
15
17
Arcilla
17
23
Arena y grava
23
25
Acilla
25
35
Grava y arena
35
41
Arena y arcilla
41
43
Arcilla
43
53
Arena
53
57
Arena y grava
57
70
Arena
70
80
Arcilla
Monitorio y Colección Datos
Monitoring & Collecting Data
• Medir profundidad del agua
– Measure depth to water
Heath 1983
Agua Subterránea
• Convertir
profundidades a
elevaciones.
• Convert depths to
elevations.
• Tramar pozos y
elevaciones en un
mapa.
• Plot wells & elevations on
map.
Winter et al, 1999, Ground Water and Surface
Water A Single Resource: USGS Circular 1139
Agua Subterránea
• Dibujar contornos.
• Draw contours.
• Dibujar lineas de
corrientes.
• Draw flow lines.
Winter et al, 1999, Ground Water and Surface
Water A Single Resource: USGS Circular 1139
Precipitación
Rainfall at San Diego
30.00
25.00
Rainfall (inches)
Mean = 10.22 in/yr ~ 26 cm /yr
20.00
15.00
10.00
5.00
0.00
Water Year
Precipitación
San Diego (1915-2009) mean ~256.79 mm
Las Escobas (1949-2007) mean = 139.88 mm
400
300
200
100
-200
-300
-400
-500
-600
Water Year
2007
2003
1999
1995
1991
1987
1983
1979
1975
1971
1967
1963
1959
1955
1951
1947
1943
1939
1935
1931
1927
1923
1919
-100
1915
Percent
0
Percent
-100
-200
-300
-400
-500
-600
Water Year
2007
2003
1999
1995
1991
1987
1983
1979
1975
1971
1967
1963
1959
1955
1951
1947
1943
1939
1935
1931
1927
1923
1919
1915
Precipitación
San Diego (1915-2009) mean ~256.79 mm
400
300
200
100
0
Precipitación
San Diego (1915-2009) mean ~256.79 mm
400
300
200
100
-200
-300
-400
-500
1925
1945
1977
-600
Water Year
1995
2007
2003
1999
1995
1991
1987
1983
1979
1975
1971
1967
1963
1959
1955
1951
1947
1943
1939
1935
1931
1927
1923
1919
-100
1915
Percent
0
Aumentando Precipitación
o Sembrando Las Nubes
Precipitation Enhancement or Cloud Seeding
Sembrando Las Nubes
Precipitation Enhancement or Cloud Seeding
• Practica en uso por 60 años en California
– Practiced in California for 60 years
• En uso en la Sierra Nevada pero en ocasiones en
los Cerros Costeros
– Mostly in Sierra Nevada, some in Coast Ranges
• Usualmente plata-iodo es el ingrediente que se
usa para sembrar las nubes
– Usually use silver-iodide as active cloud-seeding agent
• Es aplicado por generadores en los cerros or por
aviones
– Applied from ground generators or from airplanes (DWR 2005)
Sembrando Las Nubes
Precipitation Enhancement or Cloud Seeding
• Agua producida es dificil de determinar, pero se
estima que de 2 a 15% aumenta la precipitación
annual
– Water produced is difficult to determine, but estimates range from
2 to 15 percent increase in annual precipitation or runoff
• No es remedio para la sequia
– Should not be viewed as a remedy for drought
• Oportunidades para sembrar nubes son pocas en
años secos
– Cloud seeding opportunities are generally fewer in dry years
(DWR 2005)
Sembrando Las Nubes
Precipitation Enhancement or Cloud Seeding
• 1975 Cloud-seeding experiment
• 19 days over Sierra de la Giganta from
Loreto to La Paz
• Results:
– 15 days of rain
– Arroyos filled on 10 days
– Heaviest rain in 12 years
Los Angeles Times December 11, 1975
Recarga Artificial
Artificial Replenishment
Big Tujunga Creek
Los Angeles
septiembre 2008
febrero 2005
Metodo Dentro-Arroyo
In-Stream Method
Todd, 1980, Groundwater Hydrology
Presa de Hule Inflable
Inflatable Rubber Dam
Metodo de Pila
Basin Method
Todd, 1980, Groundwater Hydrology
Metodo de Zanjas y Surcos
Ditch & Furrow Method
Pettyjohn, 1981, Introduction to Artificial Ground Water Recharge
Todd, 1980, Groundwater Hydrology
Phreatophytes
• Griego: Phrear = pozo + phyte = planta
• Estas plantas obtienen su agua en la
zona de saturación o en la región del
bordo capilar.
• Obtain their water supply from the zone of saturation or
the overlying capillary fringe.
Phreatophytes y Xerophytes
Robinson, 1958, Phreatophytes: USGS Water-Supply Paper 1423
Phreatophytes
• El comsumo de agua varea con la especie
de plantas y las condiciones locales.
• Consumption of water varies widely with plant species &
with local conditions.
• El uso del agua es mayor donde:
– Agua subterránea no esta profunda
– Clima es caliente y seco
– Crecimiento es denso
• Water use is greatest where:
– The water table is shallow
– The climate is hot & arid
– The growth is dense (Thompson 1958)
Phreatophytes
Profundidad de Raíz
Depth of Roots
Planta
Salt Cedar (Tamarix)
Mesquite (Prosopis)
Típico
(metros)
Máximum
(metros)
4-6
>27
(12-20 feet)
(>90 feet)
8-15
~61
(25-50 feet)
(~200 feet)
Cannon 1911, Harris 1966, Hunt 1975, Phillips & Comus 2000, Robinson 1965, Thompson 1958
Phreatophytes
Cualidad de Agua Subterránea
y Fuentes de Salinidad
Groundwater Quality & Sources of Salinity
Fuentes de Salinidad
• El lento movimiento de la agua subterránea
por los profundos aquiferos lava los
minerales de las rocas.
– Groundwater moving slowly through deep aquifers
leaching minerals.
Fuentes de Salinidad
• Agua salada que queda atrapada en los
sedimentos al momento que fueron
depositados.
• Highly mineralized or saline water trapped in the sediments
at the time they were deposited (connate water).
• Desague despues de un riego contienen
agroquímicos y sal de los suelos.
• Irrigation return flow water contains agrochemicals and
salts leached from the soil.
Todd & Mays, 2005, Groundwater Hydrology
Fuentes de Salinidad
• Aguas Negras – desechos de animales,
aguas negras domesticas y industrial
contienen sal.
• Wastewater – animal wastes, domestic and industrial
wastewater contain salts.
Todd & Mays, 2005, Groundwater Hydrology
Fuentes de Salinidad
• Intrusión de aguas marinas (Seawater intrusion)
Fuentes de Salinidad
• Colectar y analizar muestras
• Collect & analyze samples
Fuentes de Salinidad
• Analyses geoquemicos podria asistir en
identificar la fuente de la agua salada.
• Geochemical analyzes can be used to help identify source
of saline water.
• Por ejemplo, el agua del mar tiene una
composición constante.
•
•
•
•
•
For example, seawater has constant composition.
Molar Ratios
Na/Cl = 0.85
Mg/Ca = 5.43
Cl/SO4 = 19.06
Fuentes de Salinidad
• Pozos construidos o abandonados
inadecuadamente podria proporcionar
medios para introducir agua de mala cualidad
• Improperly constructed wells & improperly abandoned wells
can provide pathways for poor quality water.
DWR, 1981, Water Well Standards - State of California: Bulletin 74-81
Fuentes de Salinidad
• Intrusion de aguas marinas podria agravar
si el casco del pozo tiene fugas por donde
podria entrar las aguas marinas y
contaminar la agua fresca del aquifero.
•
Seawater intrusion can be aggravated by leaky or corroded well
casings through which saline water can migrate to freshwater aquifers.
DWR, 1981, Water Well Standards - State of California: Bulletin 74-81
Pozos Abandonados
Fuentes de Salinidad
• Un registro geofísico del pozo podria usarse
para identificar zonas de arena y zonas de
arcilla asi como zonas de agua fresca o
zonas de agua salada.
• Down-hole geophysical logging -- can be used to identify
zones of sands & clays & zones of fresh water & salt water.
Registro Geofisico
Arena seco
Arena con agua fresca
Arcilla
Arena con agua fresca
Arcilla
Arena arcilloso con agua fresca
Arcilla
Arena con agua salobre
Arcilla
Arena con agua salada
Arcilla
Driscoll, 1986, Groundwater and Wells
Summary
•
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•
•
•
•
•
•
Manage groundwater to sustain supply
Balance inflow & outflow
Understand groundwater basin
Monitor, collect, analyze data
Artificial replenishment
Phreatophytes
Sources of salinity
Construction of water wells
Climate Change
¿Preguntas?