SIMULACIÓN DE FLUJO SUBTERRÁNEO EN EL

SIMULACIÓN PARA DETERMINAR EL FLUJO SUBTERRÁNEO EN EL ACUÍFERO
DE MAYAGÜEZ CON APLICACIÓN DE GIS
JOHN JAIRO RAMIREZ AVILA
402025492
Dr. LUIS PEREZ ALEGRIA
UNIVERSIDAD DE PUERTO RICO
RECINTO UNIVERSITARIO DE MAYAGÜEZ
MAYO DE 2003
INTRODUCCIÓN
Se considera un SIG como una extensión de una base de datos tradicional que además
de información alfanumérica contiene información cartográfica. Los SIG son una nueva
tecnología que permite gestionar y analizar información de tipo espacial con rapidez y
flexibilidad. De la misma manera, el SIG permite centralizar una importante cantidad de
información, muchas veces dispersa, descrita y almacenada en distintos formatos.
La capacidad para trabajar con información espacial diferencia los SIG de otros
Sistemas de Información y es lo que les hace realmente útiles a la hora de modelar de
manera fiel, condiciones específicas diferentes. Con frecuencia estos sistemas están
orientados a facilitar información que permita la toma de decisiones y su objetivo final es
la solución de problemas complejos de planificación y de gestión.
Un SIG se aleja de lo que sería una base de datos tradicional por su habilidad para
representar no sólo selecciones lógicas basadas en los atributos de los datos, sino que
también es capaz de llevar a cabo selecciones fundamentadas en la localización
espacial y la proximidad, es decir Análisis Espacial. Esta capacidad es la que permite a
un SIG comportarse como un sistema inteligente y uno de los aspectos que más
claramente los diferencia de otras tecnologías afines (CAD, cartografía automática,
sistemas de gestión de bases de datos o la teledetección).
El poder real de los SIG reside en la integración de la información y el análisis espacial
(el conjunto de técnicas estadísticas que permiten explorar y entender los datos y su
estructura, así como las relaciones espaciales y temporales existentes entre los datos).
Un SIG organiza los datos de tal manera que es posible llevar a cabo su descripción
geométrica y numérica y permite la realización de análisis y la toma de decisiones de
una manera visual, autoexplicativa e intuitiva.
Dentro de este contexto cabe mencionar dos procedimientos muy habituales:
modelamiento cartográfico y el modelamiento digital del terreno. El primero se refiere al
tratamiento y combinación de las distintas capas de información georreferenciadas. Se
trata de la automatización de un proceso de superposición de mapas que
tradicionalmente se ha realizado mediante técnicas manuales, los SIG permiten que se
agilice el proceso y se mejoren los resultados (en precisión y presentación), aparte de
poder guardar la información de manera digital y poder recrearla cuantas veces se
desee. Los modelos digitales del terreno se construyen para conocer o predecir
propiedades del objeto real representado. Su empleo permite representar y estudiar, de
manera sencilla y comprensible, una porción de la realidad empírica. Representan
numéricamente la distribución espacial de una variable cuantitativa y continua, medible
sobre el terreno.
Por último, mencionar la no menos importante capacidad para realzar la visualización
de los resultados. Un SIG cuenta con una serie de funcionalidades gráficas que
permiten componer mapas de una calidad más que aceptable. Incluyen además la
opción de generar innumerables mapas temáticos generados automáticamente a partir
de consultas a la base de datos asociada y modificar las leyendas y la forma de
representación de cada uno de los elementos de manera dinámica. Este último aspecto
adquiere una especial relevancia en lo que a cuestiones de calidad se refiere, al
proporcionar la posibilidad de interpretar visualmente datos de cierta complejidad, y
ofrecer una idea intuitiva acerca de la situación actual en que se encuentra el sistema.
Un SIG permite automatizar el aalmacenamiento, manejo y producción de datos que
sirvan de entrada a los modelos de simulación distribuida. MODFLOW es una
herramienta excelente para la simulación y predicción de los flujos dentro de complejos
sistemas de aguas subterráneas. Un SIG proporciona una potente y eficaz vía de
preparación de la información, el análisis de de resultados intermedios, así como para la
visualización y posterior difusión de los resultados finales. El presente trabajo es un
ejemplo de integración entre un SIG y MODFLOW, concretamente para la alimentación,
ajuste y calibración del modelo de simulación y la interpretación y presentación de
resultados.
OBJETIVOS
El sistema de acuífero de valle aluvial y de roca volcánica es de gran importancia para
la zona de Mayagüez como recurso natural para el abastecimiento de agua en donde el
acceso a una fuente superficial de agua dulce es escasa y de gran interés económico
por ofrecer la facilidad para el desarrollo de la industria.
El estudio, correspondiente a la simulación de flujo subterráneo en el acuífero de la
costa oeste, área de Mayagüez – Hormigueros para Puerto Rico, es una contribución al
conocimiento del acuífero, con los siguientes objetivos:

Modelar mediante el software Visual Modflow y el uso de SIG, la cantidad de agua
disponible para la extracción del acuífero del área de Mayagüez.

Identificar los patrones de flujo para el área de Mayagüez.

Presentar los resultados obtenidos del modelamiento mediante la interfaz gráfica de
un SIG.
DESCRIPCIÓN GENERAL DEL ÁREA DE ESTUDIO
Gran parte del agua dulce disponible en Puerto Rico proviene del subsuelo; es así como
de los 660 millones de galones por día (MGD) que se utilizan para suplir la demanda
por agua para uso domestico, comercial, industrial y agrícola, el 38 porciento (250
MGD) son obtenidos de los acuíferos.
Los acuíferos de mayor importancia se encuentran a lo largo de los valles de las costas
norte y sur de la isla y en menor grado de importancia en las costas este y oeste, así
como en los valles interiores de Caguas, Cidra y Cayey.
El área de Mayagüez localizada en la costa oeste de Puerto Rico, presentaba una
población aproximada de 100371 habitantes registrada en el año 1990, con un consumo
promedio de 9.2 Mgal/d de agua proveniente de pozos ubicados en su mayoría cerca de
la zona urbana y dentro de los acuíferos de valle aluvial y de roca volcánica e ígnea.
Recientemente se ha encontrado que uno de los principales problemas en el uso del
agua subterránea es el exceso de extracción que se presenta en épocas de sequía
(bajas lluvias), donde la cantidad de agua extraída sobrepasa la recarga que proveen
los ríos y la lluvia, ocasionando así que los niveles freáticos bajen y en la mayoría de los
casos ocasione intrusión salina y con esta contaminación del acuífero. Para el área de
estudio son desconocidos muchos factores relacionados con las condiciones del
acuífero, tanto en su caracterización hidrogeológica como en la descripción de las
condiciones de flujo del mismo.
El área de estudio es localizada en la costa oeste de Puerto Rico tiene una extensión
aproximada de 63.34 Km2, cuenta con una población cercana a 115883 para 19901,
concentrada principalmente en la ciudad de Mayagüez. El uso de agua subterránea
1
U.S. Department of Commerce, 1991. Citado por Veve, T. D. and Taggart B. E. 1996. Atlas of groundwater
resources in Puerto Rico and the U.S. Virgin Island.
para la zona es principalmente con fines domésticos y en menor proporción para
industria y comercio.
Esta región presenta fuentes hídricas superficiales de gran importancia como el Río
Yagüez y un tramo del río Cañas, una topografía moderada que esta dentro del rango
del nivel del mar hasta los 1150 ft, anualmente recibe en promedio 90 pulgadas de
lluvia. La extensión de tierra comprendida en el proyecto esta distribuida en la parte
urbana 11 Km2 y en la parte rural 53.3 Km2.
Tabla 1. Uso de agua subterránea estimado para la población
del área de estudio
Promedio de
consumo de agua
Uso
Población estimada
subterránea
(Mgal/d)
Domestico
27182
6.35
Comercial
96193
2169
0.92
Industrial
86
1.93
Total
96193
29437
9.2
Fuente: Torres – Sierra y Avilés, 1986. Citado por Veve, T. D. and Taggart B. E.
1996. Atlas of groundwater resources in Puerto Rico and the U.S. Virgin Island.
Población
estimada con
servicio
1.1.
Localización y Fisiografía de la Región
El área de estudio para el proyecto limita en el oeste con el Océano Atlántico y Canal de
la Mona, al sur con parte del valle del Río Guanajibo, al norte con parte del Valle bajo
del Río Añasco y al este con los municipios de las Marías, Maricao y San German.
En la región se encuentran tres principales divisiones fisiográficas originadas en los
tiempos terciario y cuaternario, a saber: Tierras de montaña extendidas en la mayor
parte de la zona; Llanos costaneros paralelos al litoral de la costa que abarcan el sector
norte del área de interés; Llanos inundables a lo largo de los ríos. 2
2
United States Department of Agriculture - Soil Conservation Service. 1975. Soil Survey of Mayagüez
Area of Western Puerto Rico. 285 pp.
Figura 1. Localización Del área de estudio
1.2. Clima.
Precipitación. La parte oeste de la Isla es considerada como una de las tres áreas de
mayor lluvia, encontrando que la precipitación promedio anual en la zona de montaña
es alta (100 pg), comparado con las áreas de la costa (50 a 55 pg). En general estos
períodos de mayor precipitación aparecen en mayo y en el periodo de agosto a octubre;
los períodos de menor precipitación están comprendidos en el periodo de enero a
marzo. Gran parte de la lluvia es de origen orográfico y se produce por el levantamiento
de vientos alisios húmedos sobre las cordilleras del interior. La lluvia cae como
aguaceros cortos que son frecuentemente de moderados a pesados.
Temperatura. Las variaciones de temperatura son relativamente pequeñas entre el mes
mas frío y el mas caliente del año, encontrándose la siguiente relación: 74.3F promedio
anual, 73.9F para el mes de enero y 79.7F para julio.
Figura 2. Distribución De La Precipitación Para Puerto Rico
1.3.
Geología
En general el área presenta rocas principalmente de origen volcánico e ígneo intrusivo,
pero adicionalmente contiene esquistos, serpentinita, al igual que tufas volcánicas, flujos
de lava y breccias de tufa. La zona de montaña se caracteriza por laderas inclinadas,
cumbres en forma de “V” invertida y hondonadas en forma de “v” que han sido
profundamente bisectadas por las corrientes de agua. Los llanos costaneros se
encuentran paralelos al litoral de la costa norte; en esta zona, sedimentos aluviales y
terrazas se han depositado en una superficie casi llana (Bawiec 2001).
El relieve es escabroso, causado por la solución subterránea de la roca caliza, que con
el transcurso del tiempo han producido sumideros, cuevas y muchos acantilados
escarpados.
Las formaciones geológicas del área presentan rocas sedimentarias y volcánicas que
hacen parte del complejo Bermeja, formado por las rocas mas viejas de Puerto Rico de
la época Jurásica, (Mattson, 1960).
Geológicamente las edades cretáceas, terciarias y cuaternarias son de gran importancia
para el análisis del área de estudio. La edad cretácea resulta muy importante para el
área de Mayagüez, debido a que sus formaciones son definidas por conglomerados de
la piedra arenisca, caliza gris, breccias volcánicas, mudstone y claystone. Para la edad
terciaria la importancia radica en la formación del saprolite, encontrándose una serie de
basaltos y rocas volcánicas; estas últimas representan las altas temperaturas que
demuestran metamorfismo, plegamiento y fracturas.
En la edad cuaternaria se
produce depósitos de sedimentos de tipo aluvial y eólico formados por el transporte de
los ríos y corrientes de vientos y en algunos casos por la gravedad (escombros). El
cuarzo, la arena de cuarzo, la grava, la arcilla y la materia orgánica componen los
depósitos cuaternarios en el área de Mayagüez.
Formaciones geológicas. En el área de Mayagüez están presentes las siguientes
formaciones, descritas en la tabla 2.:
KJa
KJb
KJs
Kpob
Ks
Qa
Qb
Qs
TKahp
TKat
TKdi
TKm
TKy
Amphibolite (Cretaceous - Precretaceous)
Spilite Basalt (Lower Cretaceous)
Serpentinite (Cretaceous - Pre Cretaceous)
Two Pyroxene Olivine Basalt (Early Tertiary to Maestrichtian)
Sabana Grande Formation (Lower Maestrichtian)
Alluvium (Holocene)
Beach deposits (Holocene)
Swamp deposits (Holocene)
Augite- Hornblende Porphyry (Tertiary- Upper Cretaceous)
Augite Trachybasalt (Tertiary - Upper Cretaceous)
Diorite (Tertiary - Upper Cretaceous)
Maricao Formation (Tertiary - Maestrichtian)
Yauco Formation (Tertiary - Lower Maestrichtian)
Mapa 1. Geología detallada presente en el área del acuífero de Mayagüez
Tabla 2 Profundidad de Formaciones Geológicas
1.4.
Formación
Altitud
(ft)
Profundidad
msl (ft)
KJa
KJb
442.913
445
492.126
656.168
KJs
672.572
492.126
Kpob
Ks
Qa
Qb
Qs
TKahp
TKat
TKdi
TKm
TKy
328.084
295.276
196.85
16.4042
820.21
393.701
16.4042
656.168
984.252
820.21
196.85
1148.29
1148.29
492.126
820.21
820.21
492.126
656.168
Hidrología
1.4.1. Hidrología Superficial
La principal fuente hídrica superficial que presenta el área de estudio son los Ríos
Yagüez y Cañas y algunos tributarios como las Quebradas, Caricosa, Cojollas, Gandel,
Casanovas y del oro.
Río Yagüez. Tiene su nacimiento el Río Yagüez en las montañas Urayoán al suroeste
de Las Marías y noroeste de Maricao como a 1,200 pies (366 metros) sobre el nivel del
mar. Tiene el Río Yagüez una longitud aproximada de 13 millas (20.8 kilómetros) desde
su nacimiento hasta que desemboca en el Pasaje de Mona al oeste de Puerto Rico.
Corre generalmente de este a oeste. El río de Yagüez tiene un área del drenaje de 6,7
mi2 con una descarga media de 86 ft3/s.
Río Cañas. Nace este río al este del Barrio Guayabal del municipio de Juana Díaz a
una elevación de 1,246 pies (380 metros) sobre el nivel del mar. Cruza solamente por la
municipalidad de Juana Díaz. Tiene una longitud aproximada de 7.4 millas (11.8
kilómetros) desde su nacimiento hasta que desemboca en el Mar Caribe al sur de
Puerto Rico. Este río corre generalmente de norte a sur.
1.4.2. Hidrología Subterránea.
El acuífero de valle aluvial esta compuesto por sedimentos aluviales y roca dura en el
fondo. El acuífero es no confinado y esta conectado hidráulicamente con las corrientes
hidráulicas de la zona, permitiendo así el flujo del agua y manteniendo niveles bajos en
las mismas. La profundidad del nivel de agua en el aluvial se extiende a partir de los 50
a 60 pies en la zona del interior y a menos de 5 pies en la zona costera.
El agua entra al acuífero en múltiples fuentes, una de ellas es la precipitación que cae
en zonas casi impermeables, donde el agua llega a la roca fondo e infiltra al acuífero
proporcionando recarga. Otra forma de recarga se produce por la afluencia de las
corrientes superficiales, que para el área de estudio se encuentran principalmente el Río
Yagüez y Cañas. Las principales descargas del acuífero se generan por filtraciones a
las corrientes, por extracciones de pozos y filtraciones al océano.
El acuífero de roca volcaniclastico – ígneo y sedimentaria esta en gran parte de la Isla.
Por la condición de fracturamiento de la roca volcánica es un acuífero que almacena y
trasmite agua en condicione pequeñas. El acuífero también presenta áreas de piedra
caliza.
Mapa 2. Localización de los acuíferos en el área oeste de Puerto Rico
Mapa 3. Distribución espacial de los tipos de acuífero en el área de Mayagüez
Mapa 4. Hidrología superficial para el área del acuífero de Mayagüez
2. DESCRIPCIÓN DEL PROGRAMA DE SIMULACIÓN VISUAL MODFLOW
Visual MODFLOW permite realizar el modelamiento del flujo de agua subterránea,
basado en la solución de la ecuación que rige el movimiento de agua subterránea a
través de una aproximación en diferencias finitas.
Las principales características del modelo son:

Presenta ventajas en la representación gráfica de los sistemas a modelar, facilitando
la entrada de datos para definir el escenario de simulación. Asimismo presenta
ventajas en la representación de los resultados entregados.

Es capaz de representar el fenómeno de manera tridimensional.

El esquema de resolución numérico empleado por el modelo corresponde a un
esquema de diferencias finitas, el cual entrega soluciones aceptables a los
problemas modelados, a través de una metodología numéricamente sencilla.
La simulación numérica del flujo subterráneo plantea, sin embargo, los siguientes
inconvenientes:

No siempre se dispone de datos suficientes como para obtener calibraciones de la
calidad necesaria o predicciones fiables sobre el comportamiento futuro del acuífero,
siendo importante destacar, además, la necesidad de calibrar el modelo en estado
transitorio para obtener valores de coeficiente de almacenamiento representativos.

Requiere un mayor tiempo de estudio, teniendo en cuenta que la realización del
mismo no exime la necesidad de utilizar otros métodos complementarios. No
obstante, a pesar de dichos inconvenientes, se considera el método más completo
para poder estimar las reservas hídricas subterráneas de una forma coherente y
fiable.
2. CONCEPTUALIZACIÓN Y CONSTRUCCIÓN DEL MODELO
El modelo conceptual de un sistema hidrogeológico es la caracterización de sus rasgos,
componentes y funcionamiento y su definición debe ser el resultado de un exhaustivo
estudio de síntesis, en el que se analice y depure la Información existente.
Según la categorización realizada por el United States Geological Survey (USGS) la
región oeste del área estudiada forma parte del acuífero aluvial (alluvial aquifer) con una
extensión de 4.65 mi2 (11.9 km2), desde el área costera hasta el inicio de la zona de
montaña, aproximadamente a 3.5 millas hacia el este de la isla sobre el cauce del Río
Yagüez. Dentro del acuífero de roca volcánica (volcanoclastic, igneous and sedimentary
rock aquifer) el área de estudio abarca cerca de 24.74 mi2 (63.34 km2), presentando
elevaciones desde los 30 ft hasta cerca de los 1150 ft de altura.
La información correspondiente a la localización, explotación por bombeo, nivel del
agua, entre otros parámetros, ha sido obtenida del USGS y de las bases de datos
presentes en los cuadrángulos de información geográfica generados por el National
Water Information System (NWIS) (1997), los cuales relacionan un total de 130 pozos
para las áreas de Mayagüez, Hormigueros y Rosario.
Con ayuda de la aplicación del software Arc Map, se dibujan las líneas equipotenciales
de nivel del agua en el suelo y se definen las condiciones de barrera para delimitar el
área de estudio, las cuales son el norte, el sur y el oeste la secuencia de líneas de no
flujo, en el este se considera una condición de cabeza constante cuando la línea
altimétrica (elevación) alcanza la altura media sobre el nivel del mar (mean sea level).
Mapa 5. Generación de líneas equipotenciales de nivel de agua subterránea (ft sobre el nivel del mar) y delimitación de
cuenca subterránea
El limite del acuífero a estudiar se encuentra entre los 18º 10’ 21.5” y 18º 15’ 20.9” de
latitud N y 67º 10’ 28.5” y 67º 4’ 6.8” de longitud W. Se ubican en el área 24 pozos de
los cuales 12 presentan bombeo y están distribuidos cerca del área urbana del
municipio de Mayagüez y 12 pozos de observación distribuidos en toda la extensión del
acuífero.
Se identifican condiciones hidrogeológicas del área, hidrología superficial, geología,
conductividad hidráulica para las diferentes asociaciones de suelo presentes en el área,
condiciones climáticas e hipsométricas. Para el pozo establecido en la Estación
Experimental de la Universidad de Puerto Rico (Finca Alzamora), se evalúa la prueba
de bombeo (pumping test), la cual permite obtener una estimación de la magnitud de los
parámetros hidráulicos del acuífero que suple la extracción de agua de este pozo, para
tener una mejor cuantificación se utiliza el modelo Aquifer test, para el cual se
introducen los registros asumiendo entre otras condiciones que la extracción de agua se
realiza de un acuífero no confinado y la profundidad total del pozo corresponde al
espesor total del acuífero. Se obtienen valores de transmisividad, almacenamiento y
conductividad hidráulica representativos de las condiciones físicas del suelo descrito en
el perfil de excavación del pozo, este último valor es utilizado para representar uno de
los 4 grupos representativos de esta propiedad para las series de suelos presentes en
el área.
Las presunciones iniciales describen el acuífero como un medio no confinado con un
solo estrato cuya profundidad máxima alcanza 1800 ft (valor obtenido a partir de la
información geológica, la conductividad hidráulica del estrato es la representativa de la
serie de suelos presente en la superficie; las elevaciones de los pozos de observación y
de los pozos de bombeo para determinar las líneas ecopotenciales de flujo, son
definidas cuando no se presenta extracción de agua en ninguno de ellos o la incidencia
de los pozos de bombeo no es muy drástica sobre el nivel freático en una amplia
extensión.
Mapa 6. Series de suelos presentes en el área del acuífero de Mayagüez
Mapa 7. Texturas representativas de los suelos en el área del acuífero de Mayagüez
Mapa 8. Distribución de la conductividad hidráulica de los suelos en el área del acuífero de Mayagüez
Se particiona el área inicialmente en 418 celdas (22 filas – 19 columnas) y tras
identificar la ubicación de los pozos y las zonas de cabeza constante, se fragmenta en
un total de 2400 celdas (50 filas – 48 columnas) el área a modelar, con el objetivo de
obtener mayor precisión en la el modelamiento. La recarga en el área se presenta en
mayor proporción por la alta pluviosidad y podría deberse también aunque en menor
cuantía al aporte del flujo base de quebradas y ríos, especialmente el Yagüez.
Sotomayor et al. (2003) encontraron una tasa de escorrentía cercana al 45% de la
precipitación en el área de la Estación Experimental de la UPR; este criterio, el mapa de
distribución de edificaciones y la distribución de la precipitación acumulada en el área,
permiten definir cuatro sectores de recarga neta que representan cerca del 60% de la
precipitación total en cada sector.
Recarga neta general = 45 in/año
Recarga neta en zona de montaña = 80 in/año
Recarga neta en zona costera = 35 in/año Recarga neta en zona urbana = 10 in/año
La tasa de evapotranspiracion es de 70 pg/ano.
La información que requiere el modelo para realizar el procedimiento de simulación es
exportada desde los archivos del SIG y aquella que no puede ser transferida de esta
forma, se sistematiza directamente desde el entorno grafico del modelo.
Figura 3. Distribución de la conductividad hidráulica a través del entorno grafico
del modelo Visual Mod flow
Mapa 9. Área de recarga mínima en el área del acuífero de Mayagüez
Mapa 10. Categorización del riesgo de inundación en el área del acuífero de Mayagüez
4. CALIBRACIÓN Y PREDICCIÓN DEL MODELO
Algunos de los parámetros hidrogeológicos del modelo son ajustados dentro de rangos
permisibles, para establecer una optima correlación entre los valores de los niveles de
agua en lo pozos de observación reportados y los generados por la simulación del
modelo. Con ayuda de la información presente en el SIG, se analiza la información
generada por el modelo de simulación y se evalúan criterios y condiciones de
calibración óptimas.
El procedimiento inicial de simulación arroja resultados satisfactorios en lo referente a la
correlación que existe entre el nivel de agua presente en los pozos de observación,
siendo aun mejor esta situación cuando se evalúa bajo condiciones de bombeo, esto
debido a un exceso de agua sobre la superficie justo en el punto en que desciende el
nivel del terreno montañoso hacia la parte plana sobre el curso del rió Yagüez. La
información registrada en el SIG permite notar que en este sector se presenta la
confluencia de tres cursos de agua que disponen su caudal a un cuarto curso al que se
le designaron condiciones de baja conductancia debido a que se presenta canalizado
desde este punto. Otra condición que es de fácil percepción, es que esta es un área
descrita con un riesgo de inundación medio a alto y presenta suelos con
conductividades hidráulicas bajas a medias.
Los parámetros sometidos a calibración han sido las conductividades, la recarga y la
relación acuífero – río Yagüez. Aunque no se alcanza a drenar el 100% del exceso de
agua sobre la superficie, se obtienen disminuciones en el nivel de agua acumulada con
conductividades de 12ft/d y 8 ft/d (Kx= Ky y Kz respectivamente) en áreas de ladera que
bordean la costa, entre ellos se encuentra el sector de Alzamora. La conductividad con
mayor magnitud se presenta en el área sur de la zona de estudio con valores de 24 ft/d
y 12 ft/d. El área costera alcanza magnitudes de 12ft/d y 8ft/d para flujo horizontal y
vertical respectivamente.
Figura 4. Representación grafica de la simulación en el área del acuífero de Mayagüez
La nueva conceptualización resultante no es menos homogénea y simple que la inicial
en cuanto al comportamiento del nivel freático y el balance de flujo. La descarga hacia
la zona costera es alta y en general los ríos aportan al sistema en forma casi equitativa
que la recarga por precipitación.
La conexión hidráulica río-acuífero se evaluó solamente para el río Yagüez, siendo
modificada la conductividad, para buscar un mayor flujo a través de este sistema, sin
embargo no se noto cambio alguno sobre las condiciones de inundación, pero si en el
balance hídrico.
La simulación permite estimar un recurso hídrico medio
diario del sistema de
aproximadamente 1 Mft3. Se presenta un desfase insignificante en el balance hídrico, el
cual se puede presentar por la existencia de salidas no representadas en el modelo
como la desviación de la descarga hacia los cauces ubicados el norte y por la infiltración
o el contenido de agua presente en la zona no saturada del estrato.
El modelo es acertado en su predicción si se tiene como referencia el nivel del agua en
los pozos de observación, la ausencia de información acerca de las características
hidráulicas del sistema en el área y la presencia de un perfil geológico muy heterogéneo
tanto en la dirección de flujo del sistema como en la dirección transversal al mismo, no
permiten comparar los resultados obtenidos, sin embargo, los valores de las
conductividades están acordes con las magnitudes representativas de los suelos y de
algunos de estos grupos geológicos.
La interpretación de los archivos de salida que genera el modelo no es fácil. Tampoco
se observa una descripción de los parámetros de entrada que permita fácilmente el
desarrollo de un informe ejecutivo.
El entorno visual de salida del modelo es en cierta forma limitado para la presentación
de los resultados, mediante el uso del SIG se presenta la información obtenida del
modelamiento antes descrito.
Mapa 11. Simulación de la altura del nivel freático bajo condiciones de bombeo en el acuífero de Mayagüez
Mapa 12. Simulación de la Intrusión salina presente en la costa de Mayagüez
6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
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 Mayagüez. La inconsistencia presentada en
el área 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.
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 permitió desarrollar aplicaciones basadas y
diseñadas en función de los requerimientos del proyecto, haciendo uso de diversas
bases de datos
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
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 generación 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.
BIBLIOGRAFÍA
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