Development and implementation of an early warning system for karst groundwater contamination in drinking water sources. The case study of Sierra de Ubrique aquifer (S Spain)

Abstract

En la presente tesis doctoral se ha desarrollado un sistema de alerta temprana a la contaminación fecal en acuíferos kársticos como herramienta de protección y apoyo a la gestión de captaciones de aguas subterráneas destinadas al consumo humano. Para alcanzar este objetivo, se analizó como caso de estudio la respuesta -hidrodinámica, hidroquímica y microbacteriológica- a los episodios de precipitación registrados durante los años hidrológicos 2020/21 a 2022/23 de los dos manantiales que drenan los macizos carbonáticos de la Sierra de Ubrique, en el Parque Natural Sierra de Grazalema (Cádiz, España). La recarga al acuífero provoca el posterior aumento de caudal en las dos surgencias captadas para el abastecimiento de la población de Ubrique y valores de turbidez superiores al máximo establecido en el RD 3/2023. Las partículas en suspensión aparecen normalmente asociadas a actividad bacteriana, que impide el aprovechamiento de las aguas subterráneas para el suministro de la ciudad varios días. Se ha implementado una red de control que incluye parámetros hidrometeorológicos, hidrogeológicos y bacteriológicos en puntos de aguas superficiales y subterráneas, así como el efluente de una EDAR. Los análisis de laboratorio han servido para caracterizar la composición química (iones mayoritarios y elementos traza) e isotópica (δ18O, δ2H, δ13C, 222Rn) de todas las muestras de agua obtenidas y la actividad de E. coli en aguas subterráneas. El análisis de las series temporales obtenidas y la aplicación de técnicas estadísticas y modelización numérica, ha permitido caracterizar el acuífero y establecer un algoritmo jerarquizado con tres niveles de alerta asociados a valores umbrales de parámetros hidrometeorológicos e hidrogeológicos.