Application of the “ERAS” model to estimate aquifer recharge time series and their relation to climate change in four karstic aquifers from the High Vinalopo County (Alicante)
DOI:
https://doi.org/10.21701/bolgeomin.118.1.005Keywords:
climate change, ERAS model, karstic, natural rechargeAbstract
This study supposes a first step to evaluate the effects of the climatic change (CC) on the natural recharge of aquifers. To estimate the recharge a unicellular deposit type mathematical model has been used. It reproduces the recharge-exploitation-evolution of piezometric heads phenomenon with a monthly time step. The initial data are rainfall, temperature, abstractions and heads. The main advantage of the model is its independence of the mechanism of water displacement on the ground and in the unsaturated zone. Four overexploited karstic acuifers in the High Vinalopo County (Alicante) have been selected. Annual recharge time series for the 20th century have been made and grouped into decades they show a logarithmic decreasing tendency in the four aquifers. This fact is due to a decreasing trend of the annual rainfall and an increasing trend of the temperature, observed by means of the Spearman correlation test. The percentage of recharge on total rainfall also follows a significantly decreasing tendency in all cases. Therefore, relative recharge is progressively reduced along the century following a rainfall decrease and a tempeature increase. The main conclusion of the study is that the ERAS model (Estimation of Recharge in Overexploited Aquifers) has been shown to be efficient to estimate the natural recharge in karstic aquifers and so it is valid for simulating future conditions from CC prediction models. It remains for the future to reduce the temporary scale to hourly level to integrate in the analysis the effect due to rainfall intensity.
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References
Andreo, B., Vías, J., López Geta, J.A., Carrasco, F., Durán, J.J. y Jiménez, P. 2004. Aproximación metodológica para evaluar la recarga en acuíferos carbonáticos. Boletín Geológico y Minero, 115 (2), 211-222.
Andreu, J.M., Delgado, J., García-Sánchez, A., Pulido-Bosch, A., Bellot, J., Chirino, E. y Ortiz de Urbina, J.M. 2001. Caracterización del funcionamiento y la recarga del acuífero del Ventós-Castellar (Alicante). Revista de la Sociedad Geológica de España, 14 (3-4), 247-254.
Aragón, R., Barba-Romero, J., Rodríguez, L. y Virgos, L. 1995. Determinación del grado actual de regulación de embalses subterráneos mediante la utilización de modelos de precipitación-escorrentía. VI Simposio de Hidrogeología, Sevilla, 23, 97-111.
Armayor, J.L., De la Orden, J.A. y Murillo, J.M. 2001. Artificial recharge as a technique to alleviate the overexploitation of small aquifers located on the Spanish mediterranean coast. 3rd International Conference on Future Groundwater. Resources at Risk, Lisboa, 8 pp.
Beekamn, H.E. y Xu, Y. 2003. Review of groundwater recharge estimation in arid and semi-arid Southern Africa. En: Xu & Beekman (ed.), Groundwater recharge estimation in Southern Africa. UNESCO, Paris, 3-18.
Brunet, M., Aguilar, E., Saladie, O., Sigró, J. y López, D. 1999. Variaciones y tendencias contemporáneas de la temperatura máxima, mínima y amplitud térmica diaria en el NE de España. En: La Climatología española en los albores del siglo XXI. Oikos-Tau y Asociación Española de Climatología, Serie A, nº 1, Barcelona, 103-112.
Capó, E., Llasat, M.C., Quintas, L. 1999. Caracterización pluviométrica espacio temporal de España dentro del proyecto AMHY/FRIEND. En: La Climatología española en los albores del siglo XXI. Oikos-Tau y Asociación Española de Climatología, Serie A, nº 1, Barcelona, 123-130.
Carrica, J.C. y Lexow, C. 2004. Evaluación de la recarga natural al acuífero de la cuenca superior del arroyo Napostá Grande, provincia de Buenos Aires. Revista de la Asociación Geológica Argentina, 59 (2), 281-290.
Conrad, J, Nel, J., and Wentzel J. 2004. The challenges and implications of assessing groundwater recharge: A case study - northern Sandveld, Western Cape, South Africa. Water SA, 30 (5), 75-81. https://doi.org/10.4314/wsa.v30i5.5171
Departamento de Ciclo Hídrico de la Diputación Provincial de Alicante. 2002. Estudio de la actualización de la explotación del acuífero de Jumilla-Villena en la Región de Murcia en el año 2002. Informe no publicado.
DGOHCA-ITGE. 1998. Programa de ordenación de acuíferos sobreexplotados / salinizados. Formulación de estudios y actuaciones. Dirección General de Obras Hidráulicas y Calidad de las Aguas-Instituto Tecnológico Geominero de España, 66 pp.
DPA-IGME. 1982. Las Aguas Subterráneas en la Provincia de Alicante. Diputación Provincial de Alicante e Instituto Geológico y Minero de España. Informe no publicado, 754 pp.
DPA-IGME. 2003a. Aplicación de un modelo matemático para simular la evolución de los recursos hídricos en el acuífero de Solana (Alicante) ante diferentes alternativas de gestión. Informe no publicado, 98 pp.
DPA-IGME. 2003b. Aplicación de un modelo matemático para simular la evolución de los recursos hídricos en el acuífero de Serral-Salinas (Alicante) ante diferentes alternativas de gestión. Informe no publicado, 127 pp.
DPA-IGME. 2005. Aplicación de un modelo matemático para simular la evolución de los recursos hídricos en el acuífero de Jumilla-Villena (Alicante) ante diferentes alternativas de gestión. Informe no publicado, 130 pp.
Elías, F. y Giménez, R. 1965. Evapotranspiraciones potenciales y balances de agua en España. Ministerio de Agricultura. Dirección General de Agricultura, Madrid, 293 pp.
González-Hidalgo, J.C., De Luis, M., Raventós, J. y Sánchez, J.R. 2001. The spatial and temporal structure of precipitation trends in the Valencia Region (eastern of Spain) over the second half of the 20th century. En: Detecting and Modelling Regional Climate Change. Springer-Verlag, New York, 175-189. https://doi.org/10.1007/978-3-662-04313-4_16
Heredia, J. y Murillo, J.M. 2002. Balance hídrico y estimación de la recarga mediante modelación numérica en pequeñas cuencas del sector suroriental de la isla de Gran Canaria. XI Congreso Internacional de Industria, Minería y Metalurgia, Zaragoza, 19 pp.
Iglesias López, A. 1984. Diseño de un modelo para el estudio de descargas de acuíferos. Modelo Meda. Boletín Geológico y Minero, 95 (1), 52-57.
IGME. 2000. Caracterización básica de la climatología del Alto Vinalopó (Alicante). Informe no publicado, 16 pp.
IGME-DPA. 2002. Posibilidades de almacenamiento de las aguas del trasvase Júcar-Vinalopó en los embalses subterráneos provinciales mediante recarga artificial. Simulación de la Gestión de los recursos hídricos en el Alto Vinalopó. Informe no publicado, 88 pp.
ITGE-DPA. 2000. Posibilidades de almacenamiento de las aguas del trasvase Júcar-Vinalopó en los embalses subterráneos provinciales mediante recarga artificial. Estimación de los consumos de agua para usos agrícola y urbano en le Alto Vinalopó. Instituto Tecnológico Geominero de Esapaña y Diputación Provincial de Alicante. Informe no publicado, 150 pp.
Kumar, C.P. 2003. Estimation of ground water recharge using soil moisture balance approach. Journal of Soil and Water Conservation, Soil Conservation Society of India, 2 (1-2), 53-58.
Labajo, J.L. y Piorno, A. 2001. Regionalization of precipitation in Castilla and Leon. Analysis of its temporal behaviour. En: Detecting and Modelling Regional Climate Change. Springer-Verlag, New York, 163-174. https://doi.org/10.1007/978-3-662-04313-4_15
Lerner, D.N., Issar, A.S. y Simmers, I. 1990. Groundwater recharge: A guide to understanding and estimating natural recharge. International Contributions to Hydrogeology. I.A.H. Verlag Heinz Heise, Hannover, (8), 345 pp.
López Rodríguez, J.J. y Giráldez Cervera, J.V. 1997. Evaluación de la modificación de la recarga por cambios en la cobertera vegetal. En: Custodio, E., Llamas, M.R. y Samper, J. (ed.), La evaluación de la recarga a los acuíferos en la Planificación Hidrológica. Asociación Internacional de Hidrogeólogos. Grupo Español, Las Palmas de Gran Canaria, 209-227.
Martín Machuca, M. y Virgos, L. 1995. Modelo matemático del acuífero de Almonte-Marsimas. VI Simposio de Hidrogeología, Sevilla, 19, 639-660.
Martín, A., Arjona García-Borreguero, J., Hervás Maldonado, M., Mera Merino, A. e Iglesias López, A. 1992. Aplicaciones informáticas para estudios de descarga de acuíferos. Modelo Meda. V Simposio de Hidrogeología, Alicante, 17, 37-48.
Mendes, M., Novo, M.E. y Lobo, J.P. 2005. Models to predict the impact of the climate changes on aquifer recharge. The Fourth Inter-Celtic Colloquium on Hydrology and Management of Water Resources, Guimaraes, 11 pp.
Murillo, J.M. 2004. Recarga de acuíferos. Evaluación y análisis de condicionantes técnicos y económicos. Acuífero aluvial del Bajo Guadalquivir. Tesis Doctoral. Universidad Politécnica de Madrid, 749 pp.
Murillo, J.M. y De la Orden, J.A. 1996. Sobreexplotación, alternativas de gestión y evaluación del efecto del cambio climático en la recarga natural del acuífero kimmeridgiense de Cabezón de Oro (Alicante). En: Recursos Hídricos en Regiones Kársticas, Vitoria, 73-88.
Murillo, J.M. y Roncero, F.J. 2005. Recarga natural y simulación de alternativas de gestión mediante el modelo "ERAS". Aplicación al acuífero de Peñarrubia (Alicante). Boletín Geológico y Minero, 116 (1), 97-112.
Ortiz López, J.I., Iglesias Delgado de, T.E., Hernández Manchado, R., De Mera Merino, A., Gómez Sánchez, M., López Bravo, J. y Ballester Rodríguez, A. 2001. Desarrollo de programas para el tratamiento de series hidrológicas y evaluación de aportaciones hídricas subterráneas (HIDROBAS v. 3.0). VII Simposio de Hidrogeología, Murcia, 23, 333-341.
Peña, S. y Arcos, D. 2004. Estimación inicial de la recarga natural vertical para su introducción en modelos de simulación de flujo con la ayuda de sistemas de información geográfica. Seminario: Sistematización y automatización como herramienta para la gestión del agua, Guanajuato, 9 pp.
Quereda Sala, J. y Montón Chiva, E. 1999. La hipótesis de la estabilidad climática en el Mediterráneo español. En: La Climatología española en los albores del siglo XXI. Oikos-Tau y Asociación Española de Climatología, Serie A, nº 1, Barcelona, 427-438.
Ruiz García, J.M. 1999. Modelo distribuido para la evaluación de recursos hídricos. Centro de Estudios y Experimentación de Obras Públicas (CEDEX). Ministerio de Fomento, 245 pp.
Samper, F.J. 1997. Métodos de evaluación de la recarga por la lluvia por balance de agua: utilización, calibración y errores. En: Custodio, E., Llamas, M.R. y Samper, J. (ed.), La evaluación de la recarga a los acuíferos en la Planificación Hidrológica. Asociación Internacional de Hidrogeólogos. Grupo Español, Las Palmas de Gran Canaria, 41-81.
Samper, F.J., García Vera, M.A., Pisani, B., Varela, A., Losada, J.A., Alvares, D. y Espinha Marques, J. 2005. Aplicación de modelos hidrológicos y sistemas de información geográfica para la estimación de los recursos hídricos: GIS-VISUAL-BALAN y su aplicación a cuencas atlánticas en España (Valiñás) y Portugal (Serra da Estrela). VII Jornadas de Investigación en la Zona no Saturada del Suelo, A Coruña, 296-274.
Samper, J., Llorens, H., Arés, J. y García, M.A. 1999. Manual del usuario del programa Visual Balan v. 1.0. Código interactivo para la realización de balances hidrológicos y la estimación de la recarga. ENRESA, Publicación Técnica número 05/99, 134 pp.
Sanford, W. 2002. Recharge and groundwater models: an overview. Hydrogeology Journal, 10 (1), 110-120. https://doi.org/10.1007/s10040-001-0173-5
Scanlon, B.R., Healy, R.W. y Cook, P.G. 2002. Choosing appropiate techniques for quantifying groundwater recharge. Hydrogeology Journal, 10 (1), 18-39. https://doi.org/10.1007/s10040-001-0176-2
Tapia, F.O. y Mora, F.E. 2004. The Information Society: New Horizons for Science. 19th International CODATA Conference, Berlín, 13 pp.
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