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SIMULACION PARA DETERMINAR EL FLUJO SUBTERRANEO EN EL ACUIFERO DE MAYAGUEZ CON APLICACION DE GIS

SIMULACION PARA DETERMINAR EL FLUJO SUBTERRANEO EN EL ACUIFERO DE MAYAGUEZ CON APLICACION DE GIS. JOHN JAIRO RAMIREZ AVILA MSc Student University of Puerto Rico Mayo 2003. INTRODUCCION.

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SIMULACION PARA DETERMINAR EL FLUJO SUBTERRANEO EN EL ACUIFERO DE MAYAGUEZ CON APLICACION DE GIS

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  1. SIMULACION PARA DETERMINAR EL FLUJO SUBTERRANEO EN EL ACUIFERO DE MAYAGUEZ CON APLICACION DE GIS JOHN JAIRO RAMIREZ AVILA MSc Student University of Puerto Rico Mayo 2003

  2. INTRODUCCION • En Puerto Rico 660 Mgpd se utilizan para suplir la demanda de agua para uso domestico, comercial, industrial y agrícola, el 38 porciento (250 Mgd) son obtenidos de los acuíferos (Molina 1997) • Los principales usos dados al agua subterránea en Puerto Rico son en su orden, riego agrícola, consumo humano e industrias farmacéuticas las que presentan un consumo aproximado de 100, 81 y 50 Mgd, respectivamente (Torres et al. 1986).

  3. Acuífero Area Mayagüez Area : 63.34 km Población: 100371 hab. (1990) Consumo: 9.3 Mgd

  4. Descripción general • El sistema de acuífero de valle aluvial es de gran importancia para la zona como recurso natural de abastecimiento hídrico, el acceso a una fuente superficial de agua dulce es limitada y de gran interés económico por ofrecer la facilidad para el desarrollo de la industria. • No existe una información detallada de las características hidrofísicas (groundwater) del área, ni información actualizada de las condiciones de manejo y explotación de este recurso.

  5. OBJETIVOS • El estudio, correspondiente a la simulación de flujo subterráneo en la costa oeste en el área de Mayagüez, es una contribución al conocimiento del acuífero delineado por los siguientes objetivos: • Determinar la cantidad de agua disponible para la extracción del acuífero del área de Mayagüez. • Identificar los patrones de flujo para el área de Mayagüez. • Bajo las condiciones de explotación previstas en la calibración, determinar el caudal minimo a ser implementado, para extraer agua subterranea sin causar efectos de intrusion salina.

  6. Como participaría un GIS en el desarrollo de este proyecto? • Se quiere recopilar la mayor cantidad de información, para generar la alimentación del Modelo Visual Modflow • Parámetros de entrada: Suelos Hidrología Clima Características de pozos de observación y bombeo Geología Topografía Fuentes: USGS UPRM – (TMAG, GEOL) NWIS CENSO-TIGER 2000 STATGO

  7. Metodología Transformaciones NAD 27 PR (Albers) NAD 27 PR () Proyeccion Hiperconica (Clark 1886)

  8. Información obtenida • Elevación digitalizada • Características hidrológicas de ríos • Características físicas de suelos • Geología detallada • Condiciones de recarga • Información de pozos Montaje GIS Exportacion BMP, txt (coordenadas)

  9. Montaje Visual Modflow • Geo-referencia (UTM NAD 27) • Elevacion media de grilla (grid 22 * 19) • Profundidad estrato • Recarga • Propiedades hidraulicas • Informacion de pozos • Informacion de rios y/o lagos

  10. Calibracion y analisis de sensibilidad • Buen ajuste inicial • Autoajuste K (PEST) • Analisis Mapa K (ajuste por rangos) • Ajuste caracteristicas hidrologicas rios • Analisis Mapas precipitacion y limitacion de recarga • Analisis mapas areas inundables

  11. Soil Series

  12. Texture Soils

  13. Permeability Soils

  14. Analisis de resultados • Buen Ajuste final (0.9) • Evaluacion Balance hidrico • Evaluacion lineas equipotenciales de nivel freatico • Evaluacion lineas de flujo

  15. Analisis de resultados • Alta conexion hidraulica Acuifero-rios (aporte rios a aquifero) • Alto impacto canalizacion Rio Yaguez • Buena relacion baja recarga – Areas inundables • Isotropia en el acuifero (Kx,Ky,Kz) • Q de 30ft/d por cada ft de espesor del acuifero a distancia menor de 200ft desde la costa produce intrusion salina

  16. Exportacion datos de salida

  17. Area con Intrusion salina

  18. Conclusiones • El modelo resulta ser especialmente sensible al cambio de las conductividades y en menor medida a la recarga por precipitación. En cuanto a la relación río-acuífero, esta se presenta en casi todos los cauces pero especialmente para el río Yagüez la cual se manifiesta en el balance hídrico. • El modelo de flujo subterráneo realizado permite estimar de forma inicial el comportamiento del acuífero en el área de Mayaguez. La inconsistencia presentada en el area de confluencia de los cauces tributarios al río Yagüez, puede estarse presentando por la ausencia de información de condiciones de explotación de nuevos pozos o de un cambio en las características de los ya existentes, así como los pozos utilizados para sistemas de producción agrícola. Asi mismo, se debe tener en consideracion que esta es una zona es categorizada con cierto riesgo de inundacion

  19. Conclusiones • La calibración se realizo en una situación que representa las condiciones de flujo en estado estable. Los resultados alcanzados son ampliamente susceptibles a ser mejorados, teniendo en cuenta que se pueden precisar con más detalle las características geológicas, hidráulicas y las condiciones de interacción río-acuífero. • El uso de GIS fue acertado, ya que permitio desarrollar aplicaciones basadas y diseñadas en función de los requerimientos del proyecto, haciendo uso de diversas bases de datos

  20. Conclusiones • Una vez que se ha parametrizado y determinado cuál es el funcionamiento del sistema hídrico es posible llevar a cabo la simulación de escenarios: el planteamiento de situaciones hipotéticas con el fin de determinar sus posibles repercusiones y poderse anticipar. Estas simulaciones permiten identificar y establecer las estrategias de gestión más adecuadas para asegurar la viabilidad del sistema. • Para la elaboración de estudios de vulnerabilidad intrínseca de un acuífero el uso de un SIG resulta especialmente interesante

  21. Recomendaciones • A partir de la simulación de los flujos subterráneos y del modelamiento del funcionamiento de un acuífero, es posible evaluar la evolución de la contaminación de las aguas subterráneas. Una adecuada generacion de un GIS permite disponer de forma intuitiva de nociones acerca del sistema bajo estudio, lo que facilita sobremanera las tareas de gestión y planificación de los recursos.

  22. Bibliografia • Molina W. L. 1997. Groundwater use from the principal aquifer in Puerto Rico during calendar year 1990. U.S. Geological Survey. • Scientific Software Group. Demonstration Instructions for Visual Modflow. Available from • Torres G. S. 1991. Compilation of groundwater level measurements obtained by the United States Geological Survey in Puerto Rico, 1958 – 1985. U.S. Geological Survey. • United States Department of Agriculture - Soil Conservation Service. 1975. Soil Survey of Mayagüez Area of Western Puerto Rico. • Baweiec W. 2001. Geology Geochemistry, Geophisyc, Mineral ocurrence in the commonwealt of PR. (CD) • STATGO – Soil Database • TIGER – CENSO 2000 - DATABASE

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