Modelo matemático del flujo de agua subterránea de los acuíferos de Requena-Utiel y Cabrillas-Malacara (Valencia)

Abstract

[EN] Comunidad Valenciana is a region in which a Mediterranean and dry climate predominates and in which it rains very little. Groundwater plays a very important role, since about 50% of the water consumed comes from aquifers, thus supplying the lack of surface water for human use. In recent years, the exploitation of underground resources has increased considerably, assuming a great impact for aquifers and affecting negatively their piezometric levels. This is the case of the Requena-Utiel groundwater body, in which its piezometric heights have decreased significantly due to the extraction wells that have been introduced over the last decades. Such is the case, that in the Hydrological Plan of the Júcar Hydrographic Demarcation of the 2015-2021 cycle, it was stated that the Requena-Utiel groundwater body is in a bad quantitative state. Therefore, it has been decided to develop a mathematical model that serves as a support to ensure that the mass returns to a good quantitative state, been studied with the groundwater mass Cabrillas-Malacara. Requena-Utiel (080-133) and Cabrillas-Malacara (080-139) groundwater bodies are located in the central area of the Júcar Hydrographic Demarcation. The first has a total area of 987.90 km², of which 966.40 km² are located in the province of Valencia and the remaining 21.50 km² in the province of Cuenca. Of the total surface area of the water body, 982.15 km² are considered to be permeable, with the permeability of the water body being mostly medium-sized and, in some areas, high permeability. On the other hand, the second groundwater body, Cabrillas-Malacara, is adjacent in its northwest with the Requena-Utiel mass and has an area of 286.34 km². Over both groundwater bodies, runs the Magro River, which is considered by the IGME as winner, although the study conducted by Martínez Gil (2018) determines that most of it has become a loser. The only flow data available from the Magro River are a gauging station in the municipality of Requena and the entrances to the Forata reservoir, located on the Magro river downstream of the region. From them it is observed that, in recent years, the river flow has greatly decreased, influenced in large part by the decrease in piezometric levels in the groundwater mass of Requena. The MODFLOW-2005 software will be used to build the model, supported by the ModelMuse graphic interface. MODFLOW simulates the flow of groundwater in a porous medium solving the equations that govern the problem through finite differences.

[CA] A la Comunitat Valenciana, regió en la qual predomina un clima mediterrani i sec i en la cual les pluges es presente de manera mol escassa, l'aigua subterrània juga un paper molt important, perquè prop del 50% de l'aigua que es consumeix prové d'aqüifers, suplint així la falta d'aigua superficial per a l'us humà. En els últims anys l'explotació dels recursos subterranis ha augmentat considerablement, suposant un gran impacte per als aqüifers i afectant negativament en els seus nivells piezomètrics, com és el cas de la massa d'aigua subterrània Requena-Utiel, en la qual les seues altures piezomètriques han disminuït notablement a causa dels pous d'extracció que s'han anat indroduint al llarg de les últimes dècades. Tal és el cas, que en el Pla Hidrològic de la Demarcació Hidrogràfica del Xúquer del cicle 2015-2021 es va declarar que la massa d'aigua subterránia Requena-Utiel es troba en mal estat quantitatiu. Per això, s'had decidit elaborar un model matemàtic que servisca de suport per a aconseguir que la massa torne a aconseguir un bon estat quantitatiu, estudiant al costat d'aquesta la massa d'aigua subterrània CabrillasMalacara. Les masses d'aigua subterrània Requena-Utiel (080-133) i Cabrillas-Malacara (080139) están situades en la zona central de la Demarcació Hidrogràfica del Xúquer. La primera compta amb una superficie total de 987,90 km², dels quals 966,40 km² están situats a la provincia de València i el restant 21,50 km² a la provincia de Conca. Del total de superficie de la massa d'aigua, 982,15 km² están considerats com a permeables sent la permeabilitat de la massa d'aigua de carácter medie majoritàriament i, en algunes zones, es presenta una permeabilitat alta. D'altra banda, la segona massa d'aigua subterránia, Cabrillas-Malacara, és confrontant en el seu noroest amb la massa de Requena-Utiel i té una superficie de 286,34 km². Sobre totes dues masses d'aigua subterrània discorre el riu Magre, que està considerat pel IGME com a guanyador, encara que l'estudi realitzat per Martínez Gil (2018) determina que la major part d'aquest ha passat a ser perdedor. Les úniques dades de cabals que es disposen del riu Magre són una estació d'aforaments en el municipi de Requena i les entrades a l'embassament de Forata, situat en el riu Magre aigües avall de la regió. D'ells s'observa que, en els últims anys, el cabal del riu ha disminuït en gran manera, influenciat en gran part per la disminució de nivells piezomètrics en la massa d'aigua subterrània de Requena. Per a la construcció del model s'utilitzarà el programari MODFLOW-2005, recolzat en la interfície gràfica ModelMuse. MODFLOW simula el flux d'aigua subterrània al mig porós resolent les equacions que regeixen el problema mitjançant diferències finites. El model es calibrarà manualment intentant reproduir els valors observats en els pous d'observació existents en la zona i, una vegada calibrat, s'analitzaran els resultats obtinguts.

[ES] En la Comunidad Valenciana, región en la que predomina un clima mediterráneo y seco y en la que las lluvias se presentan de manera muy escasa, el agua subterránea juega un papel muy importante, pues cerca del 50% del agua que se consume proviene de acuíferos, supliendo así la falta de agua superficial para el uso humano. En los últimos años la explotación de los recursos subterráneos ha aumentado considerablemente, suponiendo un gran impacto para los acuíferos y afectando negativamente en sus niveles piezométricos, como es el caso de la masa de agua subterránea Requena-Utiel, en la que sus alturas piezométricas han disminuido notablemente debido a los pozos de extracción que se han ido introduciendo a lo largo de las últimas décadas. Tal es el caso, que en el Plan Hidrológico de la Demarcación Hidrográfica del Júcar del ciclo 2015-2021 se declaró que la masa de agua subterránea Requena-Utiel se encuentra en mal estado cuantitativo. Por ello, se ha decidido elaborar un modelo matemático que sirva de soporte para conseguir que la masa vuelva a alcanzar un buen estado cuantitativo, estudiando junto a ésta la masa de agua subterránea Cabrillas-Malacara. Las masas de agua subterránea Requena-Utiel (080-133) y Cabrillas-Malacara (080139) están situadas en la zona central de la Demarcación Hidrográfica del Júcar. La primera cuenta con una superficie total de 987,90 km², de los cuales 966,40 km² están ubicados en la provincia de Valencia y el restante 21,50 km² en la provincia de Cuenca. Del total de superficie de la masa de agua, 982,15 km² están considerados como permeables siendo la permeabilidad de la masa de agua de carácter medio mayoritariamente y, en algunas zonas, se presenta una permeabilidad alta. Por otro lado, la segunda masa de agua subterránea, Cabrillas-Malacara, es colindante en su noroeste con la masa de Requena-Utiel y tiene una superficie de 286,34 km². Sobre ambas masas de agua subterránea discurre el río Magro, que está considerado por el IGME como ganador, aunque el estudio realizado por Martínez Gil (2018) determina que la mayor parte de éste ha pasado a ser perdedor. Los únicos datos de caudales que se disponen del río Magro son una estación de aforos en el municipio de Requena y las entradas al embalse de Forata, situado en el río Magro aguas abajo de la región. De ellos se observa que, en los últimos años, el caudal del río ha disminuido en gran medida, influenciado en gran parte por la disminución de niveles piezométricos en la masa de agua subterránea de Requena. Para la construcción del modelo se utilizará el software MODFLOW-2005, apoyado en la interfaz gráfica ModelMuse. MODFLOW simula el flujo de agua subterránea en medio poroso resolviendo las ecuaciones que rigen el problema mediante diferencias finitas. El modelo se calibrará manualmente intentando reproducir los valores observados en los pozos de observación existentes en la zona y, una vez calibrado, se analizarán los resultados obtenidos.