Modelación matemática del flujo de agua subterránea del acuífero de Requena Utiel. Estudio del plan de explotación de la masa de agua

Abstract

[EN] The groundwater body Requena-Utiel is located in the central area of the Jucar Hydrographic demarcation, within the Jucar exploitation system (in 96,8%). The rest 3,2% belongs to the Túria exploitation system. It has a total Surface area of 987, 9 km2 mainly located in the province of Valencia (966,4 km2) and a small part in the province of Cuenca (21,5 km2). Over the groundwater body, it flows the river Magro, whose relation with the body is winner behavior, all through the length of the river.

In recent years, with the help of the data supplied by the following up quantitative status, it has been proven that there is a non-sustainable trend in the declines of the phreatic levels. Furthermore, over the Magro river and with the referred groundwater body, there is the Forata reservoir, with a maximum capacity of 38,5 hm3, that it is used for irrigation purposes. During the last years, the contributions to the reservoir have decreased considerably, which has led to problems in the levels of satisfaction of the surface demands.

Accordingly, the Hydrologic Plan of the Hydrographic demarcation of the Jucar river, period 2015-2021, approved by Royal Decree 1/2016, on 8th January, the Requena-Utiel groundwater body, has been declared in a bad quantitative status.

Before this last Hydrologic Plan was approved, the irrigation communities users expressed the argument that the 450 m3/ha/year stablished by the Hydrologic Plan for the period 2009/2015, approved by Royal Decree 595/2014, on 11th July, for the grape growing, the principal use for this groundwater body resource, was poor, especially during dry years.

In order to recover the good condition of the groundwater body and provide a solution to the users of this resourse, in december of 2016, the Plan Explotaitation of the Requena-Utiel aquifer was drafted. Together with this plan, there is a need to design a tool to support the implementation of the plan. It deals a mathematical model for the groundwater reserves of Requena-Utiel, that will allow a better knowledge than the one is being used now.

In the conext to the above referred situation, an analysis of the best available information and of the antecedents to the present work has been carried out, which has allowed the establishment of a well defined conceptual model. This model has served as a basis for the later elaboration of the mathematical model, constructed using the code MODFLOW and the graphical interface ModelMuse. After the construcción, the model has been calibrated, which has consisted of a laborious and complex work.

Finally, with the constructed and calibrated model, in order to predict the behavior of the system in different situations or hypotheses, three different scenarios have been simulated. The purpose of the first two has been to know the difference that would produce in the future the application of the conditions established in the Plan of Exploitation of Requena-Utiel aquifer. The last one tries to represent the posible effect that climate change would have on the system.

[ES[ La masa de agua subterránea Requena-Utiel está situada en la zona central de la Demarcación Hidrográfica del Júcar, dentro del sistema de explotación Júcar (en un 96,8 %). El 3,2 % restante pertenece al sistema de explotación Túria. Tiene una superficie total de 987,9 km2 localizada principalmente en la provincia de Valencia (966,4 km2) y con una pequeña parte en la provincia de Cuenca (21,5 km2). Sobre la masa de agua subterránea discurre el río Magro cuya relación con dicha masa es de carácter ganador a lo largo de toda su longitud.

En los últimos años, a partir de los datos proporcionados por el programa de seguimiento del estado cuantitativo, se ha comprobado que se está produciendo una tendencia no sostenible en los descensos de los niveles piezométricos. Además, sobre el río Magro y relacionado con la masa de agua subterránea en cuestión, se encuentra el embalse de Forata, con una capacidad máxima de 38,5 hm3 que destina sus reservas a riego. En los últimos años las aportaciones al embalse han disminuido considerablemente, lo que ha ocasionado problemas en la satisfacción de las demandas superficiales.

En consecuencia, en el Plan Hidrológico de la Demarcación Hidrográfica del Júcar del ciclo 2015-2021, aprobado mediante el Real Decreto 1/2016, de 8 de enero, la masa de agua subterránea Requena-Utiel ha sido declarada en mal estado cuantitativo.

Antes de aprobar este último Plan Hidrológico, los usuarios de las Comunidades de Regantes de la zona venían manifestando que los 450 m3/ha/año que establecía el Plan Hidrológico del ciclo 2009-2015, aprobado por el Real Decreto 595/2014, de 11 de julio, para el cultivo de la vid, uso principal del recurso de esta masa de agua subterránea, era insuficiente, especialmente en años secos. Con la finalidad de recuperar el buen estado de la masa de agua subterránea y dar una solución a los usuarios de dicho recurso, en diciembre de 2016 se redactó el Plan de Explotación de la masa de agua subterránea Requena-Utiel. Junto con el citado plan se plantea la necesidad de diseñar una herramienta de apoyo a la implementación del plan de explotación para la masa de agua. Se trata de un modelo matemático del sistema de acuíferos de Requena-Utiel que permita un mejor conocimiento del mismo que el que hasta ahora se tiene.

Con dicho objetivo se ha llevado un análisis de la mejor información disponible y de los antecedentes al presente trabajo, lo que ha permitido el establecimiento de un modelo conceptual bien definido. Dicho modelo ha servido de base para la elaboración posterior del modelo matemático, constuido utilizando el código MODFLOW y la interfaz gráfica ModelMuse. Después de la construcción del modelo, se ha procedido a su calibración, que ha consistido en un trabajo muy laborioso y complejo.

Por último, con el modelo construido y calibrado, con objeto de predecir el comportamiento del sistema ante diferentes situaciones o hipótesis, se han simulado tres diferentes escenarios. La finalidad de los dos primeros ha sido conocer la diferencia que produciría en el futuro la aplicación de los condicionantes establecidos en el Plan de Explotación de la masa de agua subterránea Requena-Utiel. El último escenario trata de representar el posible efecto que el cambio climático tendría sobre el sistema.

[CA] La massa d'aigua subterrània Requena-Utiel està situada en la zona central de la Demarcació Hidrogràfica del Xúquer, dins del sistema d'explotació Xúquer (en un 96,8 %) . El 3,2 % restant pertany al sistema d'explotació Túria. Té una superfície total de 987,9 km2 localitzada principalment en la província de València (966,4 km2 ) i amb una xicoteta part en la província de Conca (21,5 km2 ) . Sobre la massa d'aigua subterrània discorre el riu Magre la relació del qual amb la dita massa és de caràcter guanyador al llarg de tota la seua longitud. En els últims anys, a partir de les dades proporcionats pel programa de seguiment de l'estat quantitatiu de la massa d'aigua, s'ha comprovat que s'està produint una tendència no sostenible en els descensos dels nivells piezomètrics. A més, sobre el riu Magre i relacionat amb la massa d'aigua subterrània en qüestió, es troba l'embassament de Forata, amb una capacitat màxima de 38,5 hm3 que destina les seues reserves a reg. En els últims anys les aportacions a l'embassament han disminuït considerablement, la qual cosa ha ocasionat problemes en la satisfacció de les demandes. En conseqüència, en el Pla Hidrològic de la Demarcació Hidrogràfica del Xúquer del cicle 2015-2021, aprovat per mitjà del Reial Decret 1/2016, de 8 de gener, la massa d'aigua subterrània Requena-Utiel ha sigut declarada en mal estat quantitatiu. Abans d'aprovar este últim Pla Hidrològic, els usuaris de les Comunitats de Regants de la zona venien manifestant que els 450 m3 /ha/any que establia el Pla Hidrològic del cicle 2009-2015, aprovat pel Reial Decret 595/2014, d'11 de juliol, per al cultiu de la vinya, ús principal del recurs d'esta massa d'aigua subterrània, era insuficient, especialment en anys secs. Amb la finalitat de recuperar el bon estat de la massa d'aigua subterrània i donar una solució als usuaris del dit recurs, al desembre de 2016 es va redactar el Pla d'explotació de la massa d'aigua subterrània RequenaUtiel. Junt amb el citat pla es planteja la necessitat de dissenyar una ferramenta de suport a la implementació del Pla d'explotació per a la massa d'aigua. Es tracta d'un model matemàtic del sistema d'aqüifers de Requena-Utiel que permeta un millor coneixement del mateix que el que fins ara es té. Amb el dit objectiu s'ha portat una anàlisi de la millor informació disponible i dels antecedents al present treball, la qual cosa ha permés l'establiment d'un model conceptual ben definit. El dit model ha servit de base per a l'elaboració posterior del model matemàtic, constuido utilitzant el codi MODFLOW i la interfície gràfica ModelMuse. Després de la construcció del model, s'ha procedit a la seua calibratge, que ha consistit en un treball molt laboriós i complex. Finalment, amb el model construït i calibrat, a fi de predir el comportament del sistema davant de diferents situacions o hipòtesi, s'han simulat tres diferents escenaris. La finalitat dels dos primers ha sigut conéixer la diferència que produiria en el futur l'aplicació dels condicionants establits en el Pla d'Explotació de la massa d'aigua subterrània Requena-Utiel. L'últim escenari tracta de representar el possible efecte que el canvi climàtic tindria sobre el sistema.