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Líneas de Investigación

Intrusión marina

Aproximadamente el 41% de la población mundial vive en zonas costeras donde el impacto de salinización de pozos por el proceso de intrusión marina (SWI) ha causado importantes pérdidas en los recursos naturales de agua y en la producción agrícola global. Además, en los acuíferos costeros el agua dulce y el agua salada de recirculación descargan en el océano como Descarga de Agua Submarina (SGD) teniendo importantes consecuencias en la calidad de las aguas costeras que controla la distribución de las comunidades de algas, los ciclos biogeoquímicos y hábitats acuáticos asociados. Así, la investigación de la dinámica de la intrusión marina y la SGD asociada es un reto principal en la hidrogeología. Desde 2014 el grupo GHS ha estado trabajando en dos proyectos específicos financiados por el gobierno español (MEDISTRAES I y II) en colaboración con numerosas instituciones tanto nacionales como internacionales. Además, en esta línea de investigación existe una Marie-Sklodowska-Curie Innovative Training Network, ENIGMA, financiada por la Comisión Europea.

 Descripción

 Aproximadamente el 41% de la población mundial vive en zonas costeras donde el impacto de salinización de pozos por el proceso de intrusión marina ha causado importantes pérdidas en los recursos naturales de agua y en la producción agrícola global. Debido a diferencias de densidad entre el agua dulce y el agua salada, en acuíferos costeros se genera una celda convectiva en la cual el agua dulce flota por encima del agua salada existiendo una zona de mezcla entre ambos fluidos. El agua salada se dispersa a lo largo de la interfaz y subsecuentemente vuelve al mar con la descarga de agua dulce.

 El agua dulce y el agua salada de recirculación descargan en el océanos como Descarga de Agua Submarina (SGD) . Numerosos compuestos químicos y nutrientes son entonces transportados por la SGD afectando a la calidad de las aguas costeras que controla la distribución de las comunidades de algas, los ciclos biogeoquímicos y hábitats acuáticos asociados.

 Por tanto,  el estudio de la dinámica de las aguas subterráneas en los sistemas acuíferos costeros es importante no sólo para determinar políticas de gestión sostenible, sino también para entender el efecto de la SGD en ambientes costeros. Los problemas abordados en esta línea de investigación son:

 -Caracterización de los procesos de transporte reactivo y localización de hotspots

-Cuantificación del efecto de la heterogeneidad y conectividad en la mezcla

-Desarrollo de nuevos métodos para caracterizar y monitorear SWI

-Caracterización de los acuíferos costeros a partir de la respuesta a las mareas

-Calibración y modelación numérica desde escala local a regional

-Derivación de formulaciones efectivas y soluciones que permitan modelar y predecir problemas de -SWI

-Problema inverso

Palabras clave

Densidad variable, descarga de agua submarina, mezcla y dispersión, transporte reactivo y nutrientes.

Projectos

  • MhetScale (European Research Council, ERC)
  • MEDISTRAES I (Proyectos EXCELENCIA y Proyectos RETOS)
  • MEDISTRAES II (Proyectos EXCELENCIA y Proyectos RETOS)
  • ENIGMA (Marie-Sklodowska-Curie Innovative Training Network)

Publicaciones

  • Pool, M., Dentz, M. and Post, V.E.A [2016] Transient forcing effects on mixing of two fluids for a stable stratification. Water Resources Research
  • Ledo, J., Bellmunt, F., Luquot, L., Bosch, D., Marcuello, A., Queralt, P., Folch, A., Martínez, L., Del Val, L., Carrera, J., Vázquez-Suñé, E., Pezard, P., García-Orellana, J., Saaltink, M.(2016) Cross-hole electrical resistivity tomography characterization and monitoring of seawater interface in an alluvial aquifer. 22nd European Meeting of Environmental and Engineering Geophysics, Near Surface Geoscience.
  • Pool, M. Carrera, J., Alcolea, A. and Bocanegra, E.M. [2015] A comparison of deterministic and stochastic approaches for regional scale inverse modeling on the Mar del Plata aquifer. Journal of Hydrology, Volume 531, Part 1, pp. 214-259
  • Pool, M., Post, V.E.A and Simmons, C.T. [2015] E_ects of tidal uctuations and spatial heterogeneity on mixing and spreading in spatially heterogeneous coastal aquifers. Water Resources Research, 51, pp. 1570-1585.
  • Pool, M., Post, V.E.A and Simmons, C.T. [2014] E_ects of tidal uctuations on mixing and spreading in coastal aquifers: Homogeneous case. Water Resources Research, 50, 6910-6926.
  • Pool, M., Carrera, J., Vilarrasa, V., Silva, O. and Ayora, C. [2013] Dynamics and design of systems for geological storage of dissolved CO2. Advances in Water Resources, 2013, Vol 62.Part C. 533-542.
  • Pool, M., J. Carrera, M. Dentz, J. Hidalgo and E. Abarca [2011]. Vertical average for modeling seawater intrusion. Water Resources Research, 47, W11506.
  • Pool, M., J. Carrera [2011]. A correction factor to account for mixing in Ghyben-Herzberg and critical pumping rate approximations of seawater intrusion in coastal aquifers. Water Resources Research, 47, pp.
  • Pool, M. and J. Carrera [2010], Dynamics of negative hydraulic barriers to prevent seawater intrusion. Hydrogeoly Journal, vol 18, Issue:1. doi:10.1007/s10040-009-0516-1
  • Pool, M, E. Abarca y J. Carrera [2007]. Simplificaciones en la modelación de la intrusión marina: validez y alcance. [Simplifications in modeling seawater intrusion: validity and scope]. Boletín Geológico y Minero, Número especial, gestión, Modelación y Recuperación de acuíferos costeros. Octubre 2007, vol. 118, pp 593-608
  • Vázquez - Suñè, E., E. Abarca, J. Carrera, B. Capino, D. Gámez, M. Pool, T. Simo, F. Battle, J.M. Niñerola, X. Ibañez, [2006], Groundwater modeling as a tool for the European Water Framework Directive (WFD) application. The Llobregat case. Physics and Chemistry of the Earth, vol. 31, pp. 1015-1029.

Colaboraciones externas

Las colaboración en esta línea de investigación incluyen numerosos investigadores de diversas partes del mundo. Phillipe Pezard (CNRS, Francia), Olivier Bour (Geosciences Rennes, Francia) and Juanjo Ledo (UB, Barcelona) para la caracterización y técnicas de monitoreo, Linda Luquot (CNRS, France) para el estudio de transporte reactivo, Vincent E.A. Post (BGR, Germany) para experimentos de laboratorio, Niklas Linde (University of Lausanne; Suiza) la aplicación de nuevas técnicas geofísicas y Tanguy Le Borgne  (Geosciences Rennes, France) para el estudio de la mezcla y heterogeneidad.

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