Hydrostratigraphic framework and hydrogeological behaviour of the Mancha Oriental System (SE Spain)

The Mancha Oriental System (MOS) has a surface area of 7,260 km2, making it one of the largest carbonate aquifer systems in Spain. The system sustains about 1,000 km2 of irrigated crops and supplies groundwater to 275,000 inhabitants. The economic transformation brought about by the development of extensive irrigated cropland has led to a water-balance disequilibrium of about 75 million m3/year. This input–output deficit has negative consequences in the quantity and quality of the available resources, in the river–aquifer relationship, and in the associated ecosystems as well. To understand the hydrogeological behaviour of the system, it is necessary to design a conceptual model. Further, the conceptualisation of a groundwater flow system is a requirement of the European Water Framework Directive for the characterisation of groundwater bodies. The robustness of the conceptual model depends heavily on the user capability of representing the real system. In this work, a multidisciplinary approach has been used to represent the three-dimensional geological framework and the groundwater flow conceptualisation of the MOS. Data management and three-dimensional visualisation have been carried out by means of geographical information system (GIS) tools and software for contouring and three-dimensional surface mapping.RésuméLe Mancha Oriental System (MOS) a une superficie de 7,260 km2, ce qui en fait l’un des plus importants système carbonaté d’Espagne. Le système alimente environ 1,000 km2 de cultures irriguées et fournit de l’eau souterraine à 275,000 habitants. La transformation économique apportée par le développement des terres irriguées de façon extensive a conduit à un déséquilibre du bilan d’eau d’environ 75 millions de m3/an. Ce déficit entrée-sortie a des conséquences négatives sur la quantité et la qualité des ressources disponibles, dans la relation rivière-aquifère, et de même dans les écosystèmes associés. Pour comprendre le comportement hydrogéologique du système il est nécessaire d’élaborer un modèle conceptuel. De plus, la conceptualisation du système d’écoulement d’eau souterraine est une exigence de la Directive Cadre Eau Européenne pour la représentation des masses d’eau souterraine. La fiabilité du modèle conceptuel dépend fortement de la capacité de l’utilisateur à représenter le système réel. Dans ce travail, une approche multidisciplinaire a été utilisée pour représenter le cadre géologique en 3D et la conceptualisation de l’écoulement de l’eau souterraine du MOS. La gestion des données et la représentation en 3D ont été menées à bien au moyen des outils d’un système d’information géographique (SIG) et de logiciels de cartographie des courbes de niveau et de la surface en 3D.ResumenEl Sistema Mancha Oriental (SMO) tiene una superficie de unos 7,260 km2 y constituye uno de los acuíferos carbonatados más grandes de España. Este sistema sostiene unos 1,000 km2 de cultivos de regadío y abastece de agua subterránea a una población de 275,000 habitantes. La transformación socioeconómica de esta región, mediante la puesta en marcha de regadíos, se ha traducido en un desequilibrio en el balance hídrico del sistema de aproximadamente 75 millones de m3/año. Este déficit entre entradas y salidas de agua posee consecuencias negativas en la calidad y la cantidad de los recursos subterráneos disponibles, en las relaciones río-acuífero, así como en los ecosistemas asociados. Para comprender el funcionamiento hidrogeológico del sistema es necesario diseñar un modelo de flujo conceptual. Además, la conceptualización del sistema de flujo subterráneo es un requisito de la Directiva Marco Europea del Agua para la caracterización de masas de agua subterránea. La robustez del modelo conceptual depende fuertemente de la capacidad para representar las condiciones reales del sistema. En este trabajo se representa, desde un enfoque multidisciplinar, la estructura hidrogeológica del SMO en 3D. La gestión de datos y la visualización 3D se han llevado a cabo mediante el empleo de un sistema de información geográfica (SIG) y software para la obtención de mapas de contorno y superficies en 3DResumoO Sistema Oriental da Mancha (SOM) tem uma área de 7260 km2, sendo um dos maiores sistemas aquíferos carbonatados de Espanha. O sistema sustenta cerca de 1000 km2 de campos de cultivo e abastece com água subterrânea 275000 habitantes. A transformação económica induzida pelo desenvolvimento de extensos campos de cultivo desencadeou um desequilíbrio no balanço hídrico de cerca de 75 milhões de m3/ano. Este défice hídrico tem consequências negativas na quantidade e qualidade dos recursos disponíveis, nas relações rio-aquífero e também nos ecossistemas associados. De forma a compreender o comportamento hidrogeológico do sistema é necessário definir um modelo conceptual. Para além disso, a conceptualização de um sistema de fluxo subterrâneo é um requerimento da Directiva Quadro Europeia para a caracterização dos sistemas aquíferos. A robustez do modelo conceptual depende, em grande parte, da capacidade do utilizador para representar o sistema real. Neste trabalho foi utilizada uma metodologia multidisciplinar para representar o contexto geológico em três dimensões e a conceptualização do fluxo subterrâneo do SOM. A gestão dos dados e a visualização 3D foram realizadas através de um sistema de informação geográfica (SIG) e software para criação de isolinhas e mapeamento de superfícies 3D.