HIDROGEOLOGÍA DE UN VALLE GLACIAR: EL

CASO DE LA CUBETA DE ANDORRA (PIRINEOS

ORIENTALES)

PARTE 2: MODELIZACIÓN

1. INTRODUCCIÓN

1.2. OBJETIVOS Establecer un modelo matemático en régimen permanente de la totalidad de la cubeta, para

una futura mejora en la gestión del recurso hídrico almacenado.

Hipótesis de que el acuífero inferior pueda contener aguas con alto tiempo de residencia

1.1. SITUACIÓN

1.3. DATOS PREVIOS Caracterización hidroquímica de las aguas de la cubeta, del macizo rocoso y del río

Determinación de una piezometría general de la cubeta. Flujo general NE-SW con entradas laterales, existiendo una relación río-acuífero

Área cubeta: 2,3 km2 (5 x 0,5 km), NE-SW

Escaldes-Engordany: 1.050 m

La Margineda: 930 m

Área del macizo adyacente: 28,7 km2

Collada Prat Primer: 2.540 m

La Margineda: 930 m

2. CONTEXTO GEOLOGICOCubeta:

Materiales glaciares, glaciolacustres y fluviales

Profundidad del sustrato, ~100 m en la zona central

Macizo rocoso:Granodiorita, pizarras y calcosquistos

Cuaternario: Materiales glaciares y depósitos de ladera

TURU et al. (2007)

TURU (1999)

CRECIT (2002)

3. PARÁMETROS HIDRÁULICOSAcuífero de tipo multicapa Diferentes grados de compactación Gran variabilidad de parámetros, por ejemplo: 0,1 m/d < k ≤ 1000 m/d (TURU, 1999)

Campaña de campo 2 ensayos de bombeo (31/03/09 y 30/04/09)

Resultados:

• T= 200 m2/d y k = 50 m/d

• T= 800 m2/d y k= 200 m/d

Ensayo PozoLitología

Z. admisión

Q

(m3/d)

T

(m2/d)

b

(m)

k

(m/d)

Bombeo S4Gravas y

arenas480-3360 101-711 5 20-142

Bombeo

influenciadoS3

Gravas y

arenas480-3360 66-468 4 17-117

Ensayo PozoLitología

Z. admisiónPiezo

Q

(m3/d)

T

(m2/d)

b

(m)

k

(m/d)

Bombeo

S2

Gravas y

arenas con

intercalación

de limos

- 2208 200-811 4 50-203

- S3 - 511 4 128

- S4 - 119 5 24

Recupe-

ración

S2 - 1776 879 4 220

- S3 - 754 4 189

- S4 - 812 5 162

61

62

63

64

65

66

67

68

69

70

71

0 5 10 15 20 25 30 35

Niv

ele

s (%

)

Tiempo (minutos)

Evolución de los niveles durante el ensayo de bombeo (30/4/09)

S2 %

S3 %

S4%

Se para la bomba

62

63

64

65

66

67

68

69

70

71

0 2 4 6 8 10 12

Niv

ele

s (%

)

Tiempo (minutos)

Evolución de los niveles durante el ensayo de recuperación (30/4/09)

S2 %

S3 %

S4%

4. MODELO CONCEPTUAL

Entradas:• Precipitaciones sobre la cubeta y el

macizo rocoso

• Recarga lateral del acuífero fisurado

• Recarga influencia hidrotermal

• Recarga difusa urbana

Salidas:• Bombeos

• Salida subterránea natural

• Aportes al río Gran Valira

• Manantiales (macizo rocoso)

5. BALANCE HÍDRICO5.1. Balance hídrico generalEstación Central de FEDA (cota 1140 m), Período mayo 2008- abril 2009

Método Thornthwaite

Estación Unid. Precip. ETP ETR Excedentes Déficit

Diario-

Mensual

mm 888,1 673,6 449,6 - 561,9 438,5-326,2 -233,3 - -111,7

% 100 75,8 50,6 – 63,3 49,4 – 36,7 -26,3 - -12,6

5.2. Balance hídrico subcuencas40 % de la precipitación sobre el macizo es susceptible de recargar la cubeta

3% por infiltración directa sobre la cubetaSector Unidades P ETP ETR Exc I ES

Macizo rocoso_ Zona de la SolanaHm3 8,39 6,66 4,92 3,31 3,01 0,29

% 100 79 59 39 36 4

Macizo rocoso_ Zona de la UmbríaHm3 8,65 6,92 4,95 3,46 3,46 0,00

% 100 80 57 40 40 0

Cubeta Andorra la Vella – Escaldes-

Engordany

Hm3 2,14 1,60 1,36 0,78 0,06 0,71

% 100 75 64 36 3 33

Entradas = Salidas ± Variación de almacenamiento

Infiltración cuenca cubeta + aportes laterales + hidrotermal + recarga difusa = bombeos + flujo SW + río

0,06 Hm3 + 3,01 Hm3 + 3,46 Hm3 + 4,5 Hm3 + 0,17 Hm3 = 0,60 Hm3 + 0,36 Hm3 + 10,24 Hm3

6. MODELO MATEMÁTICOModelo 2D: FLOWPATH II v.1.3.2 Acuífero superior, por encima capa impermeable Simulación en régimen estacionario, máximo nivel (abril-mayo 2009) Malla de cálculo (50 x50 m) Geometría del acuífero (fondo = capa “impermeable”) Propiedades hidrodinámicas Condiciones de contorno Puntos de control

7. MODELO CONCEPTUAL vs MODELO MATEMÁTICO

Balance hídrico de la cubeta de Andorra la Vella – Escaldes-Engordany

Entradas Salidas

Modelo Ud.Infiltración

directa

Aportes

laterales

Flujo

hidrotermal

Recarga urbana

difusaAportes del río Bombeos Flujo SW Aportes al río

Modelo

empírico

Hm3 0,06 3,01 + 3,46 4,5 0,17 - 0,60 0,36 10,24

% 0,5 26,9 + 30,9 40,2 1,5 5,4 3,2 91,4

Modelo

matemáticoHm3 0,07 3,26 - 53,3 - 16 42,9

% 0,1 5,7 94,1 27,2 72,8

Existen algunas desviaciones entre ambos modelos (simplificación)

• Variaciones n.p.m. locales por el cambio de comportamiento del río influente –efluente debido a los aportes laterales

• Modelización matemática sólo del acuífero superior

• No se han tenido en cuenta extracciones por bombeo

Datos hidroquímicos + Datos hidrodinámicos + Piezometría Modelo Conceptual Modelo matemático

Variabilidad de parámetros hidrodinámicos

Balance hídrico del sistema de la cubeta:Infiltración (0,5%) + Aportes laterales (57,8%) + Hidrotermal (40,2%) + recarga difusa (1,5%) =

bombeos (5,4%) + flujo SW (3,2%) + río (91,4%). (!! Existen varias incógnitas)

Modelo matemático del acuífero superior ≈ Modelo conceptual Limitaciones y simplificaciones: no representa las heterogeneidades de recargas lateralesFuturas mejoras: • Densidad de la malla variable• Replanteo del modelo;• Implementar una red piezométrica más regular

Gestión de agua, nuevas captacionesAguas más profundas (cota < 935 m, alto rocoso de Santa Coloma), posible poca renovaciónEfecto del drenaje diferido en los sistemas multicapaEstudios detallados para nuevas localizaciones utilizando nuevas metodologías (p.e. MRS)

8. CONCLUSIONES