Captaciones de agua para abastecimiento - ugr.esiagua/LICOM_archivos/Tema_AC1.pdf · 5 Otros...
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Oferta
Demanda 2
Demanda 3
Dem
and
a 1
Captaciones de
agua para abastecimiento
• La dotación del agua, como objetivo mínimo debería tener 100 litros / habitante y día (RD140/2003 de 7 defebrero por el que se establecen los criterios sanitarios de la calidad del agua de consumo humano)
• Las aguas superficiales destinadas a su uso como agua potable, se clasifican en (RD 1541/1994)– Tipo A1: trat. físico normal y desinfección– Tipo A2: trat. físico normal, químico y desinfección– Tipo A3: trat. físico y químico intensivo, afino y desinfección
y para cada tipo se establecen límites a ciertos indicadores ó parámetros de calidad- El número, naturaleza y valor límite de los parámetros varían según el uso (ej. aguas de baño)
Criterios legislativos de calidad y
cantidad para el uso del agua
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• La dotación del agua, como objetivo mínimo debería tener 100 litros / habitante y día (RD140/2003 de 7 defebrero por el que se establecen los criterios sanitarios de la calidad del agua de consumo humano)
• Las aguas superficiales destinadas a su uso como agua potable, se clasifican en (RD 1541/1994)– Tipo A1: trat. físico normal y desinfección– Tipo A2: trat. físico normal, químico y desinfección– Tipo A3: trat. físico y químico intensivo, afino y desinfección
y para cada tipo se establecen límites a ciertos indicadores ó parámetros de calidad- El número, naturaleza y valor límite de los parámetros varían según el uso que se le de al agua
Criterios legislativos de calidad y
cantidad para el uso del agua
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• La dotación del agua, como objetivo mínimo debería tener 100 litros / habitante y día (RD140/2003 de 7 defebrero por el que se establecen los criterios sanitarios de la calidad del agua de consumo humano)
• Las aguas superficiales destinadas a su uso como agua potable, se clasifican en (RD 1541/1994)– Tipo A1: trat. físico normal y desinfección– Tipo A2: trat. físico normal, químico y desinfección– Tipo A3: trat. físico y químico intensivo, afino y desinfección
y para cada tipo se establecen límites a ciertos indicadores ó parámetros de calidad- El número, naturaleza y valor límite de los parámetros varían según el uso que se le de al agua
Criterios legislativos de calidad y
cantidad para el uso del agua
Usos consuntivos- Urbano o doméstico
- Industrial- Agropecuario
Otros- Generación de energía- Medio de vida acuático- Navegación - Recreativo o estético - Otros: medioambientales
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Usos del agua en España
Regadío; 27.000 ; 81%
Industrial;
1.647 ; 5%
Abastecimiento
; 4.850 ; 14%
100%5.522 100%33.447 Total
4%194 5%1.647 Industrial
86%4.726 81%27.000 Regadío
11%602 14%4.800 Abastecimiento
%Hm3 %Hm3
ANDALUCIAESPAÑA
Usos del agua en Andalucía
Abastecimiento; 602; 11%
Industrial; 194; 4%
Regadío; 4726; 85%
Usos del agua
Fuente: Libro Blanco del Agua/AEAS
Usos del agua
… depende de la climatología y del estado de desarrollo
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Otros criterios de selección de
fuentes de abastecimiento
– Calidad y cantidad de agua en origen, y su adecuación a la demanda (uso)
– Seguridad de suministro (� calidad y cantidad son variables en el tiempo)
– Cercanía puntos de destino (no siempre se elegirá el más cercano: por ejemplo aguas de mar)
– Topografía de la zona– Facilidad de extracción y/o captación– Posibilidades de ampliación
Objetivos del tema
• Entender el abastecimiento como el encuentro satisfactorio entre oferta y demanda de agua, en cantidad y calidad determinadas por el uso al que vaya a ser destinada
• Revisión de las fuentes de abastecimiento (obras de captación en Obras Hidráulicas)
• Seguridad y garantía de las fuentes de abastecimiento
• Conocer los procedimientos de cálculo de garantías de caudal
• Entender el funcionamiento de los embalses como fuentes de agua � gestión de la calidad del agua
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Referencias
• McMahon. 1992. Hydrologic design for wateruse. In Maidment Ed. Handbook of Hydrology.
• Mays, L.W. and Y-K Tung. 1992. Hydrosystemsengineering and management. MacGraw-Hill.
• Vallarino, E. 1969. Obras hidráulicas. Tomo I: Cuestiones Generales y Funcionales. Escuela de Ing. Caminos de Madrid.
• Fischer et al. 1979. Mixing in Inland and CoastalWaters.
• Hernández Muñoz. 2007. Abastecimiento y distribución de agua. 5ª ed. Colección Seinor.
Fuentes de abastecimiento
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Fuentes de agua para
abastecimiento
- Aguas superficialesAguas pluviales, fuentes* y manantiales*, ríos, lagos y embalses
- Aguas subterráneas
- Reutilización- Desalación- Gestión de la demanda
Convencionales
No-convencionales
Aljibes
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Toma de abastecimiento de Alfacar en la
Fuente Grande ó Aynadamar (Granada) – S. XI
http://www.ayuntamientodealfacar.es/turismo/fuentes/fuentes.html
Fuentes o manantiales (A. Castillo)Toma de abastecimiento en el nacimiento
del río Alhama (Granada) para la población
de Alhama de Granada
Cortesía de Antonio Castillo
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Azud de Xerta, río
Ebro (S.XIII)
Spring Hollow Reservoir (Virginia, EEUU)
ejemplo de embalse ‘off-stream’
10
El Gergal (Sevilla), ejemplo de
embalse ‘on-stream’
0%
20%
40%
60%
80%
100%
PO
RC
EN
TA
JE
Entre 20 y 50 milhab.
Entre 50 y 100 milhab.
Superior a 100 milhab.
Áreasmetropolitanas
ORIGEN DEL AGUA SEGÚN EL TAMAÑO DE LA POBLACIÓN
Superficial Subterránea Manantiales Desalada
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1 Fuentes de abastecimiento 2 Conducciones alta3 ETAP4 Depósitos5 Red de distribución6 Red alcantarillado7 EDARs
1
1
1
2
7
45
34
6
2
Sistema de abastecimiento de Granada
7
Captaciones subterráneas. Granada
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Características de las fuentes
convencionales
Aguas
subterráneas
- Caudales y propiedades físico-químicas estables en el tiempo
- Menor riesgo de contaminación- Menores costes de tratamiento- Mayores costes de explotación
Aguas
superficiales
-Caudales y propiedades físico-químicas variables a escalas estacionalese incluso sinópticas - Más susceptibles a la contaminación
- Menores costes operativos, y mayores costes de tratamiento
COSTES PRODUCCIÓN ORIENTATIVOSAguas SUPERFICIALES 0.1-0.2 €/m3Aguas SUBTERRANEAS 100 ms. 0.25-0.4 €/m3 Aguas DESALACIÓN 0.45-0.5 €/m3
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El concepto de garantía de
abastecimiento
0.00
50.00
100.00
150.00
200.00
250.00
Enero
Febr
ero
Marzo
Abril
May
oJu
nio
Julio
Agosto
Septie
mbre
Octub
re
Noviembr
e
Diciembre
0.00
20.00
40.0060.00
80.00
100.00
120.00140.00
160.00
180.00
Enero
Febr
ero
Marzo
Abril
May
oJu
nio
Julio
Agosto
Septie
mbre
Octub
re
Noviembr
e
Diciembre
Vol
umen
(hm
3 /m
es)
Con
c. (µ
mol
N-N
O3/
L)
Datos de un embalse de abastecimiento en España
La calidad y cantidad de agua ‘ofertada’no es constante
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Definición de garantía
• n = número de días en un período de tiempo
• nf = número de días en que la captación no satisface las necesidades de abastecimiento o demanda (en cantidad ó calidad)
n
nP
f
f = � Probabilidad de fallo
n
nPG
f
f −=−= 11 � Garantía
Curvas de garantía G = f (Demanda D, …)
Variables de decisión
Garantías de caudal para
abastecimiento
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1.- Partimos de una serie larga (N registros) de tiempo de caudales medios diarios, Q
2.- Los ordenamos de mayor a menor, Qs
3.- A cada caudal se le asigna la fracción de tiempo en que es igualado o superado G = n / N, siendo nel rango en la serie ordenada,
4.- Representamos Qs = f ( G ), ó Qs / Qm = f ( G ), siendo Qm el caudal medio circulante
I. Ríos no regulados
G = f (D) ‘Curvas de caudales clasificados’ o
‘Curvas de duración-caudal’
Ejemplo - Estación de Restábal (río Izbor)
Qm = 1.67 m3/s
Series de tiempo de caudales
16
Garantía (%)
Caudal con garantía absoluta (‘firm-yield’) = 0.35 m3/s
Qm = 1.67 m3/s
Ejemplo - Estación de Restábal (río Izbor)
Curva de duración-caudal o de garantía
II. Embalses
G = f (D, almacenamiento útil C)
Métodos gráficos
Determinan la capacidad de almacenamiento
necesaria para garantizar (100%) una demanda
determinada
Simulaciones
Solución de la ecuación de
continuidad aplicada a un elemento de
control � CURVAS de GARANTíA
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II. Embalses
G = f (D, almacenamiento útil C)
Métodos gráficos Simulaciones
Base de datos hidrológica (suficientemente larga)
la cual debe contener el período crítico, i.e. el período más largo durante el cual los caudales han alcanzado un
mínimo, causando el mayor descenso de nivel del embalse
II. 1. Métodos gráficos
Método de Ripple o de la ‘curva de masa’
Tiempo en el período crítico
tQ ∆×∑
A
B
C
D
S0 = Demanda garantizada
(100%)
CDABV +=min
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II. 1. Métodos gráficos
Método de secuencialtDQ ∆×−∑ )(
Vmin
Período crítico
t
Ecuación de conservación de masa en
embalses ‘on-stream’
nnnnnnn LPEDQSS −−−−+=+
)(1
Agua almacenada en el tiempo n +1
Aportes por escorrentía superficial
Extracciones para
abastecimiento
Evaporación neta
Otras pérdidas (filtraciones,
etc.)
CSS n ≤≤+1min
Sujeto a la condición
II. 2. Simulaciones
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Ecuación de conservación de masa en
embalses ‘off-stream’
nnnnnnn LPEDXSS −−−−+=+
)(1
Volumen de agua bombeado
II. 2. Simulaciones
CSS n ≤≤+1min
Sujeto a las condiciones:
PX n ≤
))(( nnnnnn LPEDSCX −−−−−≤
Capacidad de bombeo
tn QX ≤ Caudal del río
Ecuación de conservación de masa en
embalses ‘on-stream’
nnnnnnn LPEDQSS −−−−+=+
)(1
Agua almacenada en el tiempo n +1
Aportes por escorrentía superficial
Extracciones para
abastecimiento
Evaporación neta
Otras pérdidas (filtraciones,
etc.)
CSS n ≤≤+1min
Sujeto a la condición
II. 2. Simulaciones
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