Dr. Rogelio Vázquez González Departamento de Geofísica Aplicada CICESE México

1. Presentación • CICESE Estrategias Para el Manejo, Monitoreo y Gestión de Acuíferos Dr. Rogelio Vázquez González Departamento de GeofísicaAplicada CICESE México Curso-Taller de capacitación y asistencia técnica Liberia, Costa Rica, 21-25 de abril 2014

2. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada CICESE • Es un Centro de Investigación, financiado por el Gobierno Federal. • Forma parte del Sistema de Centros CONACYT • Su misión: • Investigación básica y aplicada • Formación de recursos humanos • Desarrollo tecnológico • Transferencia del conocimiento

3. Ubicación Estados Unidos * México * www.cicese.mx CENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y DE EDUCACIÓN SUPERIOR DE ENSENADA *

4. Áreas de investigación • Física Aplicada • Ciencias de la Computación • Electrónica y Telecomunicaciones • Óptica • Ciencias de la Tierra • GeocienciasAmbientales • Geofísica Aplicada • Geología • Sismología • Oceanología • Acuicultura • Ecología Marina • OceanografíaBiológica • OceanografíaFísica • Biología Experimental y Aplicada • Biología de la Conservación • Biotecnología Marina • Microbiología

5. FormaciónAcadémica Licenciatura en Física , UANLMaestríaenCiencias, Geofísica, CICESEDoctoradoenCiencias de laTierra, CICESE Dr. Rogelio VázquezGonzález Course on Modeling Fresh- Saline Ground Water Flow, Holanda 1987 Groundwater Pollution and Hydrology, San Francisco, CA,1990. Programa Nacional para la Formación de ConsultoresSEDESOL, Tijuana, B.C., 1993 Aspectos Geológicos de Protección Ambiental, UNESCO Campinas, Brasil2000. Cursos de Especialización:

6. ExperienciaProfesionalInvestigador enel Departamento de Geofísica Aplicada CICESE, 1980 Maestro del Programa de Postgrado en Ciencias de la Tierra, CICESE, 1982 a la fecha. Profesor visitante en el Depto. de Ciencias de la Tierra, Universidad de los Estudios de Milán, Italia. 86-87, 94-95 Líneas de investigación : • Exploración Geofísica • Geohidrología • Impacto Ambiental

7. TEMAS DE IMPORTANCIA PARA EL DESARROLLO PRESENTE Y FUTURO • Agua. • Medio Ambiente. • Generación de Energía.

8. TEMAS DE IMPORTANCIA PARA EL DESARROLLO PRESENTE Y FUTURO • Agua. • Medio Ambiente. • Generación de Energía. • CambioClimático

9. EL TEMA DEL AGUA • Localización de los Recursos Hídricos. • Evaluación de Calidad y Cantidad. • Administración y Conservación del Recurso. • Procesos de Tratamiento. • Para el Reuso • Para Desalar

10. EL MEDIO AMBIENTE • Aire. • Suelo. • Agua. • Procesos de Remediación. • Tratamiento, Confinamiento y Monitoreo. Toxicología y Salud Pública

11. GENERACIÓN DE ENERGÍA • Hidrocarburos. • Hidroeléctricas. • Fuentes Alternas. • Geotérmia. • Eólica. • Solar.

12. GENERACIÓN DE ENERGÍA • Hidrocarburos. • Hidroeléctricas. • Fuentes Alternas. • Geotérmia. • Eólica. • Solar. • Biocombustibles

13. CAMBIO CLIMÁTICO • Gases de Efecto Invernadero. • Calentamiento Global. • Modelos de Predicción.

14. PRINCIPALES ASPECTOS SOBRE EL TEMA DEL AGUA • Normatividad y Marco Jurídico. • Aspectos Técnicos del Agua. • ImpactosAmbientales

15. ASPECTOS DE IMPORTANCIA PARA LA ADMINISTRACIÓN DE LOS RECURSOS • Normatividad y Marco Jurídico. • Aspectos Técnicos. • Participación de los Usuarios en el Proceso de Gestión.

16. Aspectos ambientales Las decisiones que involucran aspectos ambientales invariablemente contemplan y producen conflictos. Gobierno – Empresa Sector Social – EmpresaSector Social – Gobierno Sector Social – Sector Social

17. La Importancia del Agua Los recursos hidráulicos son de gran importancia en la actualidad, por dos factores: • El incremento en la demanda de agua potable, por los sectores de la sociedad. • El reconocimiento de la influencia que tienen en la conservación de los ecosistemas.

18. En conjunto, estos dos factores son determinantes: • Para el desarrollo de los centros de población, en condiciones de vida adecuadas, y • Para el equilibrio ecológico y la protección ambiental.

19. Aspectos Técnicos del Agua • El Ciclo Hidrológico • Condiciones Meteorológicas • Aguas superficiales • Acuíferos • Sobreexplotación • Intrusión Salina • Fuentes Puntuales de Contaminación • Modelos de Gestión de Acuíferos

20. El movimiento continuo del agua en la naturaleza da origen al Ciclo Hidrológico

21. Ciclo Hidrológico

22. Ciclo Hidrológico

23. Agua Superficial

24. El Agua Subterránea El agua que se infiltra al terreno es parcialmente absorbida por las plantas, otra parte, continúa su movimiento a través del terreno, hasta alcanzar los acuíferos. El agua continúa moviéndose a través del medio poroso, hasta salir como un manantial, filtrarse a un cuerpo de agua superficial, o aprovechada en un pozo de bombeo.

25. Importancia del Agua Subterránea El agua subterránea es el agua que llena las grietas y los espacios entre las rocas y los sedimentos bajo la superficie de la Tierra. Más del 90% del suministro de agua potable del mundo procede del subsuelo.

26. Flujo de Agua Subterránea

27. Cuencas Geohidrológicas

28. Unidades GeohidrológicasAcuíferos

29. USA México Mexicali Sierra Cucapá Río Colorado

30. Fuentes de Contaminación de Acuíferos Dispersión de Contaminantes

31. Causas de Contaminación Intrusión Salina

32. El agua es un recurso natural renovable, pero no todos los años llueve igual !

33. Herramientas de Investigación Leyes de la Física Ecuaciones Matemáticas Mediciones de Campo Análisis de Laboratorio Imágenes de Satélite/ Percepción Remota Simuladores en Computadora

35. Relación de pozos de monitoreo

37. Modelos de Acuíferos por Computadora: Efecto de Pozos de Bombeo

38. Bases de datos Wetlands Flood Zones Land Ownership Landcover Transportation Surface Waters Boundaries Water Lines Elevation Sewer Lines Geodetic Control Soils Aerial Imagery Descriptivos Tematicos

39. Bibliografía

40. Del experimento de Darcy tenemos que: El signo negativo indica que el flujo del agua es en el sentido de la pérdida de carga hidráulica. Es el gradiente hidráulico La conductividad hidráulica se expresa como: Tiene unidades L/t (velocidad) Es funcion de las propiedades del medio poroso y del fluído: directamente proporcional al peso específico e inversamente proporcional a la viscosidad dinámica

41. Si el experimento se realiza con esferas de vidrio de diámetro uniforme, se obtiene que la descarga es proporcional al diámetro de las esferas La relación de proporcionalidad se puede expresar como: La Ley de Darcy en estos términos es: A la constante C se le llama factor de forma. C y d2 caracterizan las propiedades del medio. Definiendo la permeabilidad Kicomo La conductividad hidráulica es:

42. Valores de permeabilidad y conductividad hidráulica, ?

43. El medio puede ser inhomogéneo y anisotrópico !

44. Estimación de la conductividadhidráulica: • Metodos de laboratorio (en muestras) • Métodos de campo en pozos (pruebas de bombeo) • Métodosnuméricos. (Solución del problemainverso)

45. Ecuaciones de continuidad para el caso estacionario • Para construir el modelo matemático del flujo de agua subterránea además de la ley de comportamiento, Ley de Darcy, requerimos un principio fundamental, el de conservación. • Para el caso estacionario el principio de conservación implica que la cantidad de agua que entra a un volumen elemental sea igual a la cantidad que sale. • Hay otras dos suposiciones que simplifican el análisis: • El agua es incompresible • No hay términos fuente en el volumen elemental

46. La suma de los flujos netos debe ser igual a cero

47. Dividiendo entre el volumen: Combinando la Ley de Darcy con el principio de conservación se obtiene: Si K es constante