1

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

2

R.D

. 154

1/11

994

de 8

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julio

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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

3

R.D

. 734

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8 de

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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

4

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

5

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

6

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

7

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

8

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

9

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

11

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

12

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

13

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

14

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

15

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

17

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

18

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

19

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

20