Sobreexplotació i intrusió marina en un aqüífer costaner
Un aqüífer costaner de 12 km d'amplada, format per graves i sorres, rep una recàrrega estimada de 14.000 m³/dia i s'exploten 18.000 m³/dia per a abastament urbà i regadiu. En deu anys, el nivell piezomètric ha baixat 1,5 m i els clorurs en un pou del camp de captació han passat de 40 a 620 mg/L. L'aigua de mar té 19.000 mg/L de clorurs. La conca té 45.000 habitants, un 30 % dels quals depèn de l'aigua subterrània, i el regadiu representa el 55 % del consum. Es proposa una dessalinitzadora d'osmosi inversa de 5.000 m³/dia, amb un cost energètic de 3,5 kWh/m³, i reduir els bombejos un 15 %. El nivell del mar no canvia significativament. Hi ha 120 pous, 40 dels quals són il·legals. La conductivitat elèctrica de l'aigua del pou ha augmentat un 250 %.
1. Fes un balanç hídric simplificat i digues si hi ha sobreexplotació. Quina és la magnitud del dèficit?
Read the worked answer
Balanç simplificat: entrades = recàrrega 14.000 m³/dia; sortides = bombeig 18.000 m³/dia. Dèficit = 4.000 m³/dia, que equival a 4.000 × 365 = 1,46×10⁶ m³/any = 1,46 hm³/any. En deu anys, el dèficit acumulat seria ~14,6 hm³, coherent amb una baixada de 1,5 m si l'àrea de l'aqüífer i el coeficient d'emmagatzematge són els adequats. Per tant, hi ha sobreexplotació: s'extreu més del que es recarrega i el nivell baixa. A més, la pujada de clorurs de 40 a 620 mg/L és un indicador independent d'intrusió marina: l'aigua de mar entra perquè la interfície salina avança cap a l'interior. El balanç és simplificat i caldria incloure retorns de reg, recàrrega de riu, evapotranspiració i variacions estacionals, però la conclusió no canvia: el sistema està en dèficit i la tendència és insostenible.
2. Calcula la fracció d'aigua de mar en el pou a partir dels clorurs i interpreta el resultat.
Read the worked answer
Assumint mescla conservativa entre aigua dolça (40 mg/L) i aigua de mar (19.000 mg/L): f = (620 − 40)/(19.000 − 40) = 580/18.960 = 0,0306, és a dir, ~3,1 % d'aigua de mar. Aquesta fracció ja eleva els clorurs per sobre del llindar de sabor i del límit de potabilitat habitual (250 mg/L), tot i que el pou encara no és salat. El resultat és una estimació: pot haver-hi altres fonts de clor (fertilitzants, aigües residuals, sal de carreteres) i la mescla pot no ser conservativa per intercanvi iònic o dissolució. Per confirmar-ho caldrien bromurs, relació Br/Cl, isòtops i conductivitat, i caldria repetir mostres en profunditat. Si es confirma, la intrusió és incipient però clara; si no s'actua, la fracció augmentarà perquè el bombeig continua i el nivell baixa.
3. Avalua les opcions de gestió i proposa una combinació amb criteris de sostenibilitat.
Read the worked answer
Reduir un 15 % el bombeig: 18.000 × 0,85 = 15.300 m³/dia; el dèficit passa a 1.300 m³/dia, encara positiu. La dessalinitzadora de 5.000 m³/dia cobriria el dèficit i part de la demanda, però consumeix 5.000 × 3,5 = 17.500 kWh/dia i genera salmorra; no és una solució per si sola. Combinació prioritària: (1) tancar o regularitzar els 40 pous il·legals i reduir el regadiu, que és el 55 % del consum; (2) eficiència de reg i canvi a cultius de menor demanda; (3) reutilitzar aigua regenerada per a reg i recàrrega gestionada; (4) mantenir la reducció de bombeig i monitorar clorurs i nivell; (5) usar la dessalinitzadora com a recurs de seguretat, no per induir més consum. Amb 1.300 m³/dia de dèficit, n'hi hauria prou amb 1.300 m³/dia de recàrrega o estalvi; els 5.000 m³/dia restants podrien alleujar la demanda, però caldria injectar part a l'aqüífer per frenar la intrusió. Cal un pla de governança i costos, no només infraestructura.