modelación numérica unidimensional de la infiltración en la zona

MODELACIÓN NUMÉRICA UNIDIMENSIONAL DE LA INFILTRACIÓN EN LA ZONA
VADOSA FRACTURADA EN SANTIAGO TIANGUISTENCO, MÉXICO
Javier SALAS GARCÍA; Jaime M. GÁRFIAS SOLÍZ; Marcela MAGALLÓN ANDALÓN. P.
GÓMEZ FARÍAS
101-4. Col. Francisco Murguía. CP. 50130, fax: (722) 296-55-50/51, [email protected].
Facultad de Ingeniería (Centro Interamericano de Recursos del Agua):
Palabras clave: zona vadosa, infiltración.
Introducción. La explotación y contaminación
del agua subterránea pone en riesgo uno de los
abastecimientos disponibles de agua dulce más
importantes del planeta. Para proteger dichos
abastecimientos se requiere del conocimiento de
los procesos que lo rigen. Dada la complejidad
de la zona vadosa, y más aun en medios
fracturados, se requieren estudios de campo
particulares, que a la vez estén sustentados con
modelos matemáticos. Este proyecto estudia los
mecanismos de infiltración en la zona vadosa.
Se sustenta con el desarrollo y uso de modelos
y dispositivos electrónicos para caracterizar la
infiltración. En la zona de estudio se descargan
las aguas residuales de alrededor de 13,757
habitantes en una zona de fracturas.
El objetivo del trabajo es cuantificar el proceso
de infiltración en la zona vadosa de un medio
combinado de matriz porosa y fracturas en la
región de Santiago Tianguistenco, México.
Metodología. Para cuantificar los volúmenes de
infiltración se realizó un balance hídrico (1) y
obtuvieron parámetros geológicos de la zona
vadosa. Gran parte de los datos se obtuvieron
de forma automatizada, incluyendo meses de
lluvia y estiaje. También se monitoreó el nivel
piezométrico de un pozo de observación
instalado en la zona de estudio a intervalos de 6
horas. Los caudales de entrada y salida de la
zona vadosa se compararon y relacionaron con
mediciones de contenido de humedad en el
suelo para generar un modelo conceptual de la
dinámica de infiltración(2,3).
Resultados y discusión. Gran parte del trabajo
requirió el diseño, construcción e instalación de
equipo de monitoreo. La calibración de éstos
produjo resultados satisfactorios en las pruebas
de laboratorio y un buen desempeño en su
instalación en el campo. Se logró hacer
favorablemente el balance hídrico y se
observaron dos tipos de comportamiento del
medio poroso fracturado: en condiciones de no
saturación
y
en
saturación.
Ambos
comportamientos tienen un impacto en la calidad
del agua subterránea, dado que en condiciones
de
no
saturación
el
flujo
ocurre
preferencialmente por el medio poroso, mientras
que en condiciones de saturación ocurre a
través de las fracturas.
Conclusiones. Una zona vadosa fracturada
puede actuar como un medio filtrante cuando el
flujo ocurre preferencialmente por la matriz
porosa. En condiciones de saturación, el
acuífero se vuelve más vulnerable al ingreso de
contaminantes dado que el flujo tiene lugar
principalmente por las fracturas. Por lo tanto,
una medida para proteger el acuífero
subyacente a la zona de estudio es no
sobrepasar el caudal en el que el sistema pasa
de condiciones de no saturación a saturación.
Agradecimientos. Universidad Autónoma del
Estado de México (UAEM), Instituto Nacional de
la Investigación Científica de la Universidad de
Québec,
Canadá
(INRS-Eau,
Terre
et
Environment), Comisión Geológica del Canadá y
Municipio de Santiago Tianguistenco, México.
Bibliografía
1. Sanders, L. (1998). Soil Water and Ground
Water.A manual of field Hydrogeology. Prentice Hall.
New Yersey. E.U.A. 91-127.
2. National Research Council (2001). Conceptual
models of flow and transport in the fractured vadose
zone. National Academy Press, Washington. 87-114.
3. Eliassi, M. and Glass, R.J., (2002). On the porouscontinuum modeling of gravity-driven fingers in
unsaturated materials. Water Resources Research, 38
(11), 161-1611.