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Hydrogeology Journal

, Volume 22, Issue 4, pp 865–882 | Cite as

Behaviour of a small sedimentary volcanic aquifer receiving irrigation return flows: La Aldea, Gran Canaria, Canary Islands (Spain)

  • T. Cruz-Fuentes
  • J. Heredia
  • M. C. CabreraEmail author
  • E. Custodio
Report

Abstract

In many arid and semi-arid areas, intensive cultivation is practiced despite water commonly being a limiting factor. Often, irrigation water is from local aquifers or imported from out-of-area aquifers and surface reservoirs. Irrigation return flows become a significant local recharge source, but they may deteriorate aquifer water quality. La Aldea valley, located in the western sector of Gran Canaria Island (Atlantic Ocean), is a coastal, half-closed depression in altered, low-permeability volcanics with alluvium in the gullies and scree deposits over a large part of the area. This area is intensively cultivated. Irrigation water comes from reservoirs upstream and is supplemented (average 30 %) by local groundwater; supplementation goes up to 70 % in dry years, in which groundwater reserves are used up to exhaustion if the dry period persists. Thus, La Aldea aquifer is key to the water-supply system, whose recharge is mostly from return irrigation flows and the scarce local rainfall recharge on the scree formations, conveyed to the gully deposits. To quantify the hydrogeological conceptual model and check data coherence, a simplified numerical model has been constructed, which can be used as a tool to help in water management.

Keywords

Volcanic-sedimentary aquifer Conceptual models Arid and semi-arid area Integrated water resources management Canary Islands (Spain) 

Fonctionnement d’un petit aquifère volcano-sédimentaire bénéficiant de l’excédent d’eaux d’irrigation: La Aldea, Grande Canarie, Iles Canaries (Espagne)

Résumé

Dans beaucoup de zones arides ou semi-arides, la culture intensive est pratiquée bien que l’eau soit souvent un facteur limitant. Fréquemment, l’eau d’irrigation provient d’aquifères locaux ou est importée d’aquifères situées en dehors de la zone ou de réservoirs de surface. L’excédent des eaux d’irrigation devient une source de recharge locale significative mais elle peut détériorer la qualité de l’eau de l’aquifère. La Vallée de l’Aldea, située dans le secteur Ouest de l’Ile de la Grande Canarie (Océan Atlantique) est une dépression littorale semi-fermée, ménagée dans des formations volcaniques altérées de faible perméabilité, avec alluvions dans les petites vallées et amas d’éboulis sur une grande partie de la zone. Cette zone est cultivée intensivement. L’eau d’irrigation provient des réservoirs amont et est abondée (30 % en moyenne) par l’eau souterraine locale; ce supplément atteint 70 % durant les années sèches, où les réserves en eau souterraine sont utilisées jusqu’à épuisement en cas de persistance de la pénurie. Ainsi, l’aquifère de l’Aldea est l’élément-clef du système d’approvisionnement en eau; sa recharge provient principalement du recyclage des eaux d’irrigation et de la recharge par les pluies locales peu abondantes tombant sur les formations d’éboulis et acheminées jusqu’aux dépôts des vallées. Pour quantifier le modèle hydrogéologique conceptuel et vérifier la cohérence des données, un modèle numérique simple a été construit qui peut être utilisé comme outil d’aide à la gestion de l’eau.

Comportamiento de un pequeño acuífero vulcano-sedimentario recargado por retornos de riego: La Aldea, Gran Canaria, Islas Canarias (España)

Resumen

En muchas regiones áridas y semiáridas se desarrollan cultivos intensivos a pesar de que el agua es un factor limitante. Frecuentemente, el agua de riego procede de los acuíferos locales o se importa de otros acuíferos y embalses superficiales. Los retornos de riego constituyen una fuente de recarga local significativa, pero la calidad del agua subterránea puede deteriorarse. El Valle de La Aldea, situado al Oeste de la isla de Gran Canaria, constituye una depresión semicerrada en rocas volcánicas alteradas con aluviales en los barrancos y derrubios de ladera en gran parte del área. La zona está intensamente cultivada. El agua de riego procede de embalses situados aguas arriba y se complementa en un 30 % con agua subterránea local, que puede ascender al 70 % en años secos en los que se utilizan las reservas de aguas subterráneas hasta que se agotan, si los periodos secos persisten. Así, el acuífero de la Aldea es una pieza clave del sistema de suministro de agua, cuya recarga se produce fundamentalmente a partir de los retornos de riego y de la escasa lluvia local en los derrubios de ladera, convergiendo en los depósitos aluviales de fondo de barranco. Para cuantificar el modelo hidrogeológico conceptual y analizar la coherencia de los datos, se ha elaborado un modelo numérico simplificado que puede también ser utilizado como una herramienta de ayuda en el manejo del agua.

接受灌溉回流的小型沉积火山岩含水层特性:(西班牙)加那利群岛大加那利岛La Aldea地区

摘要

在许多干旱和半干旱地区,尽管水通常是一个限制性因素,但仍然进行着密集耕作。灌溉水常常来自当地含水层或从别处的含水层和地表水库输入。灌溉回流成为重要的当地补给源,但灌溉回流可能使含水层水质恶化。La Aldea河谷位于(大西洋)大加那利岛西部,是一个沿海的、处于改变的、透水性低的火山岩中的半封闭洼地,在洼地很大一片区域伴有填充冲积土的冲沟和岩屑沉积物。这个地区耕作密集。灌溉水来自上游水库,不足部分由当地地下水补充(平均30%);补充量在干旱年份达到70%,如果干旱时间持续,地下水储量用至枯竭。因此,La Aldea含水层是供水系统的关键,其补给主要来自灌溉回流及被转移到冲沟沉积物的岩屑地层上稀少的当地降雨补给。为量化水文地质概念模型并核实资料一致性,建立了一个简化了的数值模型,可以用来作为一个工具帮助水管理。

Comportamento de um pequeno aquífero vulcânico sedimentar que recebe fluxo de retorno de irrigação: La Aldea, Grande Canária, Ilhas Canárias (Espanha)

Resumo

Em muitas regiões áridas e semiáridas praticam-se cultivos intensivos apesar da água ser normalmente um fator limitante. Frequentemente, a água de irrigação provém de aquíferos locais ou é importada de aquíferos exteriores à área ou vem de barragens. Os fluxos de retorno de irrigação tornam-se uma origem significativa de recarga local, mas podem deteriorar a qualidade da água do aquífero. O vale de La Aldea, localizado no setor ocidental da Ilha da Grande Canária (Oceano Atlântico), é uma depressão costeira semifechada em rochas vulcânicas alteradas e pouco permeáveis, com aluviões em barrancos e depósitos de sopé numa larga extensão da área. Esta área é intensamente cultivada. A água de irrigação provém de barragens a montante e é suplementada (média de 30 %) por água subterrânea local; o fornecimento em anos secos atinge 70 %, durante os quais as reservas de água subterrânea são usadas até à exaustão se o período seco persistir. Desta forma, o aquífero La Aldea é determinante para o sistema de abastecimento de água, cuja recarga provém maioritariamente dos fluxos de retorno da irrigação e da escassa recarga pluvial local sobre as formações de depósitos de sopé, canalizada para os depósitos nos barrancos. Para se quantificar o modelo hidrogeológico conceptual e para se verificar a coerência dos dados foi construído um modelo numérico simplificado que pode ser utilizado como ferramenta para apoio à gestão da água.

Notes

Acknowledgements

This work has been carried out within a cooperation agreement between the Island Water Council of Gran Canaria and the University of Las Palmas de Gran Canaria, and through the Spanish Science Ministry projects: CICYT 1FD97-0525, CONSOLIDER-TRAGUA (CSD2006-00044) and REDESAC (CGL2009-12910-C03-02). Special thanks go to the groundwater users, who have collaborated in the groundwater sampling and provided information, and to the Geological Survey of Spain (IGME) in Madrid, where one part of the work has been carried out. The authors also thank Helen L. Warburton for improving the English. The manuscript was reviewed by anonymous reviewers and the editor of Hydrogeology Journal, who are gratefully acknowledged for their constructive criticism and suggestions, which significantly improved the quality of the manuscript.

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Copyright information

© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2014

Authors and Affiliations

  • T. Cruz-Fuentes
    • 1
  • J. Heredia
    • 2
  • M. C. Cabrera
    • 1
    Email author
  • E. Custodio
    • 3
  1. 1.Department of PhysicsUniversity of Las Palmas de Gran Canaria (ULPGC)Las Palmas de Gran CanariaSpain
  2. 2.Geological Institute of Spain (IGME)MadridSpain
  3. 3.Groundwater Hydrology Group, Department of Geo-EngineeringTechnical University of Catalonia (UPC)BarcelonaSpain

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