Análisis y desarrollo de mapas para evaluar la correlación entre el río Sava y el acuífero de Zagreb mediante herramientas estadísticas

Abstract

[EN] Zagreb is situated in the north of Croatia and is the Croatia's capital and in this moment its population is about 800.000 but in the last years it is increasing. The Zagreb Aquifer system is located in the underground of the city. The groundwater level is found near the land surface. whole population of city has gotten water supply of this system, the system is the only source of potable water of the city. In the lasts years the demand is increasing however the ground water levels are decreasing, the aquifer is not sustainable now. A long the years a lot of researches have been written about Zagreb aquifer system and in the nowadays the knowledge system is large. It is an alluvial aquifer and the geology and its boundary have been studied a lot. Some before researches show that the aquifer and river have a correlation but until this data it hasn t been studied hard. Firstly, the characteristics aquifer will be studied: geographical, geology, pedological, hydrogeology, climatic characteristicas, sava river basin because if the statistical tools show a high correlation, also we will be able to do physical correlation. Secondary, Before to correlation and due to the large amount of data, it was done a cluster of them, selecting those data which made a homogeny cloud of observation wells. After that, the aim of this thesis is to test stream-aquifer connection by using correlation coefficients in the different areas of the aquifer. In addition, different correlation will be made for each season in order to see the influence of the season in the correlation, the coefficient correlation tools will be: Pearson, Spearman, P-value, t-test. After it was done the spatial interpolation of the point correlation information using the software ArcGis through different methods like: Inverse Distance Weight, Spline, Natural Neighbor. To end, we will be able to see the how effects of the flow management Slovenia in the aquifer system. The results show that river and aquifer have a high correlation during 10 months along the years however in the last two months the aquifer lost the correlation.

[ES] Zagreb está situada al Norte de Croacia, tiene una población de 800.000 personas y está experimentando una explosión demográfica en los últimos años, la ciudad entera está construida sobre el acuífero de Zagreb y se abastece de este sistema. Es por ello que está aumentando la demanda de agua de este recurso y el acuífero está comenzando a ser no sostenible. A lo largo de los años diferentes organismos han hecho un esfuerzo para incrementar el conocimiento del sistema. Se trata de un acuífero de carácter aluvial con una geología hidrología y delimitación bien estudiada. Ciertos estudios anteriores revelan que existe una correlación entre él rio y el acuífero, pero hasta la fecha no se conoce su dependencia y no se ha estudiado en profundidad. Para poder analizar el acuífero es necesario estudiar a fondo previamente sus características geológicas, geográficas, pedológicas, hidrológicas, climáticas, la cuenca del río Sava hasta Zagreb y sus gestión. De esta forma si hay correlación estadística entre ambas masas de agua, será más fácil establecer una correlación física también. La gestión de rio Zagreb es uno de los principales problemas de la autodeterminación de la regulación de los caudales a su paso por Croacia pues depende íntegramente del país vecino, Eslovenia.

En la actualidad diferentes estudios muestras que existe una sobreexplotación del acuífero y que sus niveles están descendiendo del orden de 1 o 2 metro cada 10 años. Uno de los primeros pasos será corroborar este efecto.

Previamente al análisis, debido a la gran cantidad de datos de piezómetros iniciales, se realiza un cluster , seleccionando datos que nos dará una nube de puntos homogénea a lo largo de toda la superficie del acuífero. También se realizara una preparación de los datos de niveles de agua, se dividirá la serie histórica de un año en tres periodos diferentes marcados por crecidas o descensos del nivel del agua del acuífero y se correlacionan con el punto de información del río más cercano.

El objetivo de la Tesis es analizar la correlación entre los niveles en el sistema acuífero de Zagreb y los caudales circulantes en un tramo del río Sava, hidráulicamente conectados. Para ello se dispone de datos de series históricas de al menos 120 piezómetros en un área reducida de 388 kilómetros cuadrados. Además se cuenta con la misma serie histórica de al menos 8 estaciones donde se mide la cota del nivel del río en referencia al mar a lo largo de 63 kilómetros de río. La serie histórica a utilizar estará comprendida entre 1 de enero de 2013 hasta el 31 de diciembre de 2013.

Para desempeñar dicho análisis se utilizaran técnicas estadísticas como; coeficiente de correlación de Pearson, coeficiente de correlación de Spearman, p‐value o prueba de hipótesis nula entre otras. Estás técnicas estadísticas nos darán información del grado de correlación entre los niveles en el acuífero y los caudales en el río, incluyendo las dimensiones espacial y temporal en esa correlación.

Además se prevé analizar las correlaciones en las diferentes épocas del año para analizar el grado de dependencia río‐acuífero dependiendo de la estación del año y extraer datos del porcentaje de recarga que produce el río por periodos. Más tarde se realizara una interpolación de los resultados mediante interpolación espacial utilizando las técnicas de: Ponderación de Distancia media, Splir y vecino natural, mediante el software ArGis Con el objeto de tener un resultado compacto de la correlación en los diferentes puntos. Por último si los resultados de correlación son aceptables se propondrá una batería de medidas de gestión para garantizar una estabilidad del acuífero a corto medio plazo.

El objetivo es analizar la correlación entre un el sistema acuífero y el río. Para ello se dispone de datos de series históricas de al menos 120 piezómet