Cuenca del Arroyo Capiibary, Simulación del - BGR

Proyecto para la Protección Ambiental y Desarrollo Sostenible del Sistema Acuífero Guaraní
Brasil
Bolivia
Región Oriental del Paraguay
P.J. Caballero
SAG
Paraguay
Cuenca Paraná
Argentina
Uruguay
Fm. Alto Paraná
Fm. Misiones
Gr. Independencia
Asunción
Ciudad del Este
Encarnación
SAG - Sistema Acuífero Guaraní
Región Oriental del Paraguay
02/2003 – 02/2009
[email protected] www.sag-py.org
Secretaría del Ambiente - SEAM
Dirección General de Protección y Conservación
de los Recursos Hídricos
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe - BGR
Federal Institute for Geosciences and Natural Resources
Instituto Federal de Geociencias y Recursos Naturales
Av. Madame Lynch 3500
Stilleweg 2
Asunción
www.seam.gov.py
D-30655 Hannover
www.bgr.bund.de
BGR Tgb. - Nr. 11 234 / 09
Bundesministerium für
wirtschaftliche Zusammenarbeit
und Entwicklung
Bundesministerium für Wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung
- BMZ
Federal Ministry for Economic Cooperation and Development
Ministerio Federal de Cooperación Económica y Desarrollo
BMZ-PN 1994.2029.0
-
Región Oriental del Paraguay
Uso Sostenible del Sistema Acuífero Guaraní
en la Región Oriental del Paraguay
VOLUMEN 7 Simulación del flujo subterráneo en la cuenca del Arroyo Capiibary
Gerhard Schmidt
SEAM - BGR
SAG - PY
Proyecto para la Protección Ambiental y Desarrollo Sostenible del Sistema Acuífero Guaraní
Proyecto para la Protección Ambiental y Desarrollo Sostenible del Sistema Acuífero Guaraní
-
Región Oriental del Paraguay
INDICE
página
Resumen
1
Generalidades
2
Fundamentos teóricos del modelo numérico
3
Construcción del modelo
5
Datos básicos y parámetros del modelo
6
Datos de precipitación
Nivel de agua en el Río Paraná
Mediciones de caudal
Conductividades hidráulicas
Resultados de modelo
8
Generalidades
Calibración del modelo
Extracción de agua subterránea
Balance hidráulico
Recarga y descarga natural en la cuenca del Arroyo Capiibary
Observación final
13
Referencias y abreviaciones
14
Apéndices
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Ubicación de la cuenca del Arroyo Capiibary
La cuenca del Arroyo Capiibary con sus subcuencas
Perfil del modelo de la cuenca del Arroyo Capiibary (Sur-Norte)
Precipitaciónes mensuales promedio en la estación Encarnación
Altura media del Río Paraná en Encarnación
Caudal medido en la parte inferior del Arroyo Capiibary
Curvas de nivel calculadas
Calibración del modelo numerico
Previsión del descenso
Descenso del nivel
Balance hidráulico del sistema acuífero
1
2
5
6
7
7
9
10
11
11
12
SEAM - BGR
SAG - PY
Figuras
o
1
Cuenca del A Capiibary
Simulación del flujo subterráneo en la cuenca del Arroyo Capiibary.
Gerhard Schmidt (BGR)
Resumen
La simulación numérica del flujo subterráneo en la cuenca del Arroyo Capiibary se basa en
los resultados de un modelo regional para el sistema acuífero Guaraní realizado por el
proyecto SAG-PY en colaboración con el proyecto PSAG del GEF (Proyecto para la
Protección Ambiental y Desarrollo Sostenible del Sistema Acuífero Guaraní). En su
calibración se incorporan además nuevos conocimientos (mediciones de caudal) obtenidos
por el proyecto PAS-PY.
La solución matemática consiste en un proceso de integración de diferencias finitas que
calcula el flujo subterráneo en función del tiempo y del espacio según la ley de flujo de Darcy
para medios porosos teniendo en cuenta procesos de recarga y descarga, así como
condicionanes de borde geométricas e hidráulicas.
El modelo representa un sistema acuífero constituido principalmente por las areniscas
relativamente permeables de la Formación Misiones (Triásico, Jurásico) que, en la mitad
norte de la cuenca, aparecen cubiertas por los basaltos relativamente impermeables de la
formación del Alto Paraná (Jurásico, Cretácico). Hacia el sur la zona del modelo se extiende
más allá de la cuenca del Arroyo Capiibary llegando hasta el Río Paraná. Esta zona está
conformada por un complejo de areniscas más antiguas (Pérmico).
P.J. Caballero
Departamento Itapúa
Rí o
P
ara
ná
El modelo, calibrado sobre la base de mediciones de nivel piezométrico y de caudales,
permite establecer balances del flujo subterráneo tanto en la totalidad de la zona modelada
como en subcuencas. Es adecuado para simular escenarios de extracción arbitrarios y
permite así establecer pronósticos confiables de gestión de agua en la región de la cuenca
del Arroyo Capiibary.
Tomas Romero Pereira
Asunción
Capitan Meza
Cuenca del
Arroyo Capiibary
Encarnación
San Cosmé y Damian
Yaci Reta
Capitan Miranda
Encarnación
Fig. 1
Ubicación de la cuenca del Arroyo Capiibary en el departamento de Itapúa.
o
2
Cuenca del A Capiibary
Generalidades
La cuenca del Arroyo del Capiibary está ubicada en el centro del Departamento de Itapúa,
ocupa una superficie de aproximadamente 970 km² y desagua superficialmente en el Río
Paraná. Debido a sus condiciones climáticas favorables y a la fertilidad de sus suelos
lateríticos, el departamento se caracteriza por una actividad agrícola a gran escala. En
especial al este del departamento se cultivan en forma alternada trigo, soja y maíz. Con el
fin de aumentar la productividad se aplica ocasionalmente irrigación, a veces usando agua
subterránea. La agricultura intensiva trae aparejado el peligro de contaminación de los
suelos, del aire y de las aguas, por ejemplo con herbicidas o insecticidas.
La parte occidental del departamento está caracterizada por afloramientos de la arenisca de
la Formación Misiones (acuífero Guaraní), mientras que en la parte oriental las arenicas
están recubiertas por basaltos. El espesor de la cobertura basáltica varia localmente,
alcanzando valores superiores a los cien metros.
La provisión municipal de agua en el departamento es responsabilidad de las Juntas de
Saneamiento, creadas por SENASA tan pronto se perfora e instala un pozo en una
comunidad. Las Juntas de Saneamiento operan independientemente y están a cargo de la
provisión de agua y del cobro por el servicio.
05
01
06
10
02
07
002
09
003
001
12
005
11
08
004
03
04
Fig. 2
La cuenca del Arroyo Capiibary con sus subcuencas.
006
007
o
3
Cuenca del A Capiibary
El área de escurrimiento del Arroyo Capiibary se divide en las siguientes subcuencas (Fig 2):
No.
subcuenca
01
02
03
04
05
06
Ao. Caromay
Ao. Capiibary Alta
Ao. S/N
Ao. Paso Terere
Ao. Poromoco Alta
Ao. Palmito
km2
No.
subcuenca
29.739
49.673
8.763
27.143
72.436
59.528
07
08
09
10
11
12
Ao. Santa Maria
Ao. Capiibary Chico
Ao. Capiibary Media
Ao. Poromoco Media
Ao. Capiibary Baja
Ao. Poromoco Baja
km2
104.978
183.581
133.990
122.960
97.719
80.559
Fundamentos teóricos del modelo numérico
El „Modelo de Simulación de Flujo de Aguas Subterráneas“ (GSMO) es un modelo numérico
que calcula el flujo transitorio en un medio poroso en forma iterativa, basándose en la
ecuación general del flujo y teniendo en cuenta un fluido incompresible con densidad
constante:
∂ ⎛ x ∂h ⎞ ∂ ⎛ y ∂h ⎞ ∂ ⎛ z ∂h ⎞
∂h
+Q
⎟⎟ + ⎜ k f
⎜k f
⎟ + ⎜⎜ k f
⎟ = SS
∂x ⎝ ∂x ⎠ ∂x ⎝ ∂y ⎠ ∂z ⎝ ∂z ⎠
∂t
con las variables
k xf , k fy , k zf
permeabilidad hidráulica
h
Ss
Q
nivel piezométrico
coeficiente de almacenamiento específico
extracción e inyección específica
y con las componentes de flujo q (velocidades de Darcy)
q x = − k xf
∂h
∂h
∂h
,
, q y = − k fy , q z = − k zf
∂x
∂y
∂z
que son divididas por la porosidad efectiva ne para el cálculo de transporte de
poluentes.
Se asume que el sistema hidráulico a modelar cumple con las siguientes propiedades :
•
el acuífero se comporta como un medio poroso y
•
la temperatura y la densidad del agua subterránea son constantes en el tiempo.
GSMO modela sistemas acuíferos inhomogéneos considerando en cada elemento
permeabilidades hidráulicas horizontales y verticales distintas (KH/KV).
o
4
Cuenca del A Capiibary
Z
K-1
ΔL
GSMO ha sido desarrollado por el autor de
este informe en el BGR y aplicado en
numerosos proyectos de cooperación.
NO
ΔZO
K
NN
ΔZU
La discretización se logra a través de una
red triangular en la cuál cada nodo N está
conectado como máximo con seis nodos
vecinos NN.
K+1
ΔZ
NU
A través de un afinamiento sistemático de la
de la red es posible obtener una buena
representación de los bordes del acuífero
como también de zonas especiales
(p.ejemlo campos de pozos).
ΔB
Y
X
j-1
N
j
NN
Como en la aplicación presentada sólo se
permiten conexiones con cuatro nodos
vecinos, la red resultante es aparentemente
rectangular.
j+1
La ecuación parcial diferencial del flujo se resuelve en forma iterativa ya sea a través de un
método integrativo de diferencias finitas o a través del método de gradiente conjugado.
En estado no estacionario o casi-estacionario, las alturas piezométricas H dependen de los
volúmenes Q entrantes y salientes del sistema y de las condiciones de borde adoptadas.
Los volúmenes Q para cada elemento de la red son:
QABS (-/+)
RECH
Extracción e inyección de agua subterránea
Recarga al sistema a través de la superficie
SEEP
FLUX (-/+)
Pérdidas de agua a la superficie del sistema
Entrada y salida de agua subterránea a través de los límites del modelo
(condiciones de borde de flujo constante: Neumann)
STOR
variación temporal de la capacidad de almacenamiento con
STOR = S × superficie del elemento × ΔH / Δt
Δt
= incremento del tiempo t2 – t1
ΔH
= Variación de la altura piezométrica H (t2) – H (t1)
S
= Coeficiente de almacenamiento
El coeficiente de almacenamiento específico Ss es función de la compresibilidad de la
formación y tiene valores entre 10-6 y 10-5 m-1. La capacidad de almacenamiento de un
sistema acuífero o de un acuífero confinado depende del espesor ΔZ del mismo y se calcula
como S = Ss x ΔZ. Bajo condiciones de no confinamiento, la variación del almacenamiento
o
5
Cuenca del A Capiibary
se refleja en la superficie freática (acuífero libre) y el coeficiente de almacenamiento puede
considerarse como equivalente a la porosidad de la formación, que es la que define el
proceso de desagüe bajo la influencia de la gravedad.
Como condiciones de borde del sistema pueden adoptarse tanto bordes impermeables como
bordes con flujo a través de H = HFIX = const (condiciones de Dirichlet). Los volúmenes
QFIX que se obtienen de HFIX se incluyen en el cálculo del balance hidráulico.
Observación:
Como los niveles piezométricos H calculados con cada modelo numérico son expresión del
comportamiento hidráulico integral de los elementos del modelo en cuestión, cada modelo
debe ser evaluado teniendo en cuenta la escala que representa.
Construcción del modelo
La zona modelada (delimitada por la línea roja en la Fig. 2) abarca toda la cuenca del Arroyo
Capiibary y una zona adicional al sudoeste hasta el Río Paraná para incluir el flujo regional
del agua subterránea aguas abajo de la cuenca.
La zona de estudio se discretiza en forma horizontal subdividiéndola en una cuadrícula de
108 841 celdas. Con excepción de las celdas perimetrales, todas las celdas tienen forma
cuadrada con aristas de 100 m de longitud.
El modelo abarca una superficie total de 1078.8 km2.
56.9
50.0
40.0
30.0
20.0
10.0
0.0
La discretización vertical del modelo (Fig. 3) en diez capas entre la superficie piezométrica y
el borde inferior de la Formación de Misiones (areniscas Guaraní) permite la simulación del
flujo en 1 088 410 celdas, representando así la situación hidráulica local.
400
350
300
250
200
150
100
50
0
-50
-100
-150
-200
-250
-300
B
A
A
B
Basalto (Jurásico / Cretácico)
Fig. 3
Arenisca (Triásico / Jurásico)
Arenisca (Pérmico)
Perfil del modelo de la cuenca del Arroyo Capiibary (Sur-Norte).
o
Cuenca del A Capiibary
6
Datos básicos y parámetros del modelo
El modelo de simulación de la cuenca del Arroyo Capiibary utiliza tanto la base de datos
regional y su modelo correspondiente efectuado en el proyecto SAG-PY como datos
específicos de la cuenca (Apéndice 01). Informaciones básicas, como la extensión de las
unidades hidrogeológicas basalto y areniscas, la superficie del terreno y el sistema de
drenaje, se obtuvieron del mapa base del proyecto. Debe remarcarse que el número de
mediciones disponibles para la calibración del modelo es reducido. Especialmente las
mediciones de nivel estático y de precipitación deberían efectuarse a través de una red de
estaciones mucho más densa y en intervalos de tiempo más reducidos para poder
diferenciar adecuadamente el comportamiento dinámico del sistema acuífero y permitir una
modelación más correcta del mismo.
Datos de precipitación
El ejemplo de la estación Encarnación (Fig. 4) con valores mensuales promedio a largo
plazo entre 100 y 200 mm muestra que la variación menusual de la precipitación no es muy
grande. Pero los valores individuales muestran grandes variaciones tanto en exceso como
en detrimento a lo largo de los años (Apéndice 02 a-c). Esto significa que para poder
modelar un cierto período de tiempo habría que contar con mediciones reales de la
precipitación y su distribución regional.
Como los datos disponibles no permiten una diferenciación correcta, los cálculos del modelo
incluyen una distribución a largo plazo de la precipitación sin tener en cuenta la variación
temporal. La precipitación media adoptada para la cuenca es de 1800 mm/a, partiendo de
un valor máximo de unos 1850 mm/a en el sur y disminuyendo hacia el norte hasta unos
1750 mm/a (Apéndice 02 d).
Precipitación media mensual en mm
Encarnación
Fig. 4
Precipitaciónes mensuales promedio en la estación Encarnación.
Nivel de agua en el Río Paraná
El Río Paraná tiene un efecto hidráulico dominante sobre el sistema acuífero. Por lo tanto,
su nivel medio puede considerarse como una altura constante que maneja el drenaje en la
o
7
Cuenca del A Capiibary
parte inferior de la cuenca del Arroyo Capiibary. La altura media del Río Paraná en la
confluencia del Arroyo Capiibary adoptada en el modelo es 75 m snm.
Nivel del río medio mensual en cm
Río Paraná - Encarnación
Fig. 5
Altura media del Río Paraná en Encarnación en cm sobre la cota de referencia
(cota regla 72.5 m snm)
(ver también Apéndice 03)
Mediciones de caudal
Las mediciones de caudal efectuadas por el proyecto PAS-PY son un criterio adicional a ser
utilizado en la calibración del modelo. Estas mediciones (Fig. 6) fueron efectuadas en un
período relativamente seco (pero comparativamente atípico) y proporcionan una curva
probablemente próxima a la curva de estiaje que permanece constante, salvo el
escurrimiento relativamente rápido de un evento de fuerte lluvia en enero de 2009.
El caudal de estiaje medido en abril de 2009 es de 2.75 m³/s.
1.0
0,8
002
Q–max : 0.87 m³/s
0.6
0.4
0.2
0.0
1.0
0.8
Arroyo Cerro
004
Q–max : 32.32 m³/s
Q / Q-max
0.6
0.4
0.2
0.0
1.0
0.8
Arroyo Capiibary chico
007
Q–max : 59.30 m³/s
0.6
0.4
0.2
0.0
Arroyo Capiibary
Fig. 6
2008
2009
2010
Caudal medido en la parte inferior del Arroyo Capiibary de Noviembre 2008 a
Mayo 2009 en las estaciones 002, 004 y 007 (ver Fig. 2).
o
8
Cuenca del A Capiibary
Conductividades hidráulicas
Los valores de conductividades hidráulicas de la tabla A son valores constantes para cada
una de las unidades hidrogeológicas. Debido al reducido número de mediciones de nivel
estático disponible para la calibración, se renunció a la modificación de los valores de
conductividad hidráulica en la calibración del modelo.
Tabla A :
Conductividades hidráulicas en m/d
Unidades hidrogeológicas
Conductividades hidráulicas
horizontal
Basaltos
Jurásico,Cretácico
Fm. Alto Paraná
Areniscas
Jurásico -Triásico
Fm. Misiones
Areniscas
Pérmico
vertical
0.50
0.001
cercano a la superficie :
profundo :
3.00
1.00
0.30
0.10
Gr. Independencia
0.20
0.002
La calibración del modelo regional muestra que, en el Guaraní (Formación Misiones), es
necesario distinguir entre las areniscas próximas a la superficie y las profundas. La
conductividad hidráulica de las areniscas del Guaraní tiene valores de 3 o 1 m/d. El cociente
entre conductividad hidráulica horizontal y vertical (anisotropía) es de 10 y corresponde a
valores normales de compactación.
La porosidad de las areniscas del Guaraní fue estimada en 19% a través de ensayos de
laboratorio (Fuente: PAS-PY).
Los basaltos y las areniscas pérmicas tienen conductividades hidráulicas menores y
muestran valores de anisotropía de 500 o 1000 (y de esta manera una conductividad
hidráulica muy reducida).
Resultados de modelo
Generalidades
El modelo numérico entrega como resultado los niveles piezométricos que representan la
situación hidráulica integral de una celda del modelo. Lo ideal es que estos resultados sean
semejantes a los valores reales. Los niveles calculados pueden modificarse, en un cierto
modo, variando la conductividad hidráulica durante la calibración del modelo. Este proceso
depende en gran medida de la cantidad y distribución de los piezómetros disponibles. Con
una cantidad escasa de mediciones de niveles piezométricos es imposible asegurar
suficientemente la validez del modelo y un proceso de calibración intensivo sólo se justifica,
si hay un marcado aumento de informaciones disponibles.
o
9
Cuenca del A Capiibary
Calibración del modelo
El modelo actual parte en principio, de una base de datos adecuada. Los resultados
obtenidos en general son plausibles con los conocimientos regionales y corroborados
puntualmente a través de mediciones.
268
27
26 0
0
25
7040000
24
22
21 0
0
230
640000
292
7045000
7040000
0
23
0
220
7035000
7035000
7035000
0
22
200
635000
630000
625000
7045000
280
240
7040000
620000
615000
640000
0
26
0
25
0
0
28 70
0
2
26 0
25
7045000
240
230
635000
630000
625000
620000
615000
640000
635000
630000
625000
620000
615000
A partir de las alturas piezométricas calculadas por el modelo pueden construirse curvas de
igual nivel piezométrico que brindan una imagen convincente y plausible de los flujos a
diferentes profundidades del sistema acuífero de la cuenca del Arroyo Capiibary. La
superficie piezométrica (Fig. 7a) está claramente influenciada por la morfología del terreno,
el sistema de drenaje y por el contraste entre las conductividades hidráulicas del basalto y
de las arenisca. Las curvas de nivel en los estratos medios (Fig. 7b) y en la base del sistema
acuífero (Fig. 7c) indican un flujo generalmente regular en las areniscas del Guaraní que,
condicionado por las condiciones de borde FLUX de afluencia y fluencia, concuerda con el
comportamiento del flujo regional. En la parte sur de la región modelada se evidencian
claramente impactos de drenaje en todos los estratos del modelo, ocasionados por una
topografía relativamente plana, los arroyos y el Río Paraná.
210
19 0
7030000
7030000
7030000
21
0
0
19
18 0
0
20
20
0
7025000
7025000
17
0
0
18
19
17 0
160
7015000
1 40
14
0
11
0
7010000
7005000
7005000
0
12
0
11
0
10
10
0
0
12
7005000
0
11
0
7000000
7000000
90
90
7000000
90
7010000
13
0
13
0
12
7015000
140
7010000
0
7020000
15
0
7015000
13
16
0
7020000
150
10
0
7020000
1 60
0
15
7025000
0
18 0
17
0
80
80
75
(a )
Fig. 7
80
6995000
6990000
6995000
6995000
77
77
6990000
(b)
6990000
(c)
Curvas de nivel calculadas en metros snm en la superficie (a), a profundidad media
(b) y en la base del sistema acuífero (ver Apéndice 04 a-c). La superficie en azul
muestra el afloramiento de las areniscas del Guaraní (proyectadas en b y c).
Las comparaciones puntuales entre los niveles piezométricos medidos y calculados
muestran una concordancia moderada (amarillo) hasta considerablemente buena (verde)
(Fig.8).
Diferencias notorias entre las niveles calculados y observados en la zona de Obligado
(Pozos IT-P0036, IT-P0037 y IT-P0326), como también en el centro de la cuenca (ITP0071), necesitan de clarificación o de un análisis de los datos. Las escasas profundidades
de los niveles estáticos en estas posiciones (especialmente en IT-P0036 y IT-P0326 y en IT-
o
10
Cuenca del A Capiibary
P0071 en Obligado, km 17) se deben posiblemente a la presencia, en el basalto, de un
acuífero suspendido cercano a la superficie y por ende no son aptos para considerarlos en
la calibración.
Y
250
medido
200
km 17
km 17
calculado
150
100
50
50
Obligado
Obligado
100
150
200
250
X
Fig. 8: Calibración del modelo numerico - Nivel del agua subterránea
X : mediciones en metros snm
Y : resultados con el modelo en metros snm
Extracción de agua subterránea
Asumiendo una recarga constante en el tiempo, se utilizó el modelo relativamente bien
calibrado para simular el efecto de bombeo con un volumen total 4.2 MCM (millones de m³)
por año. Se consideró que la extracción en cada uno de los pozos conocidos es de 500 m³
diarios. Bajo la premisa de provisión de agua potable para la población en el Paraguay de
unos 150 litros diarios por persona, esta extracción sería suficiente para abastecer en el
futuro a más de 75 000 personas por año.
Debido a la recarga relativamente elevada en el área de la cuenca del Arroyo Capiibary de
aproximadamente 30 a 160 mm/a, se obtiene un descenso moderado del nivel freático a
largo plazo de hasta 3 m en la región (Fig. 9) .
o
11
Cuenca del A Capiibary
(a)
Fig. 9
(b)
(c)
Previsión del descenso en la superficie (a), a profundidad media (b) y en la
base del sistema acuífero para una extracción máxima de 4.2 MCM/a.
Una hipotética extracción diaria de agua de 500 m3, por ejemplo del pozo IT-P0291, conlleva
a un descenso del nivel en el entorno del pozo de cuatro metros. Debido al coeficiente de
almacenamiento específico relativamente bajo, el impacto local de la extracción a largo
plazo se estabiliza en forma rápida. La situación hidráulica cuasi-estacionaria se obtiene
luego de unos siete años (Fig. 10).
1
2
3
4
253.7
232.8
208.8
181.2
5
149.3
6
112.7
7
70.6
8
22.0
9
-33.8
10
-98.1
Fig. 10
IT-P0291
209.50
IT-P0291
204.50
0
Tiempo en dias
5000.0
Descenso del nivel por extracción en una celda del modelo, por ejemplo en el
pozo IT-P0291.
o
12
Cuenca del A Capiibary
Balance hidráulico
El balance hidráulico se deriva indirectamente del cálculo del nivel (Fig. 11 a, Tabla B-a)
como la suma de las cantidades de agua salientes y entrantes al modelo con un total de
245.6 millones de m³ (MCM) por año, como se ve a continuación:
Tab. B:
Balance de agua subterránea en MCM en la zona del modelo
(a)
(b)
Recarga
Afluencia lateral (Este)
RECH
FLUX
:
:
91.1
31.7
122.8
RECH
FLUX
:
:
91.1
31.7
122.8
Extracción por bombeo
Fluencia
en la superficie (drenaje natural)
Flujo hacia el Río Paraná
Fluencia lateral (Oeste)
QABS
:
0.0
QABS
:
-4.2
SEEP
QFIX
FLUX
:
:
:
-102.6
-12.3
-7.9
-122.8
SEEP
QFIX
FLUX
:
:
:
-98.7
-12.0
-7.9
-122.8
3.9
0.3
Suponiendo una producción continua QABS de aproximadamente 4.2 MCM por año de
todos los pozos disponibles (Apéndice 06) dividido en iguales proporciones de 500 m³
diarios en cada pozo, la distribución del balance (Fig. 11, Tabla B-b) varía ínfimamente en
detrimento de drenaje natural SEEP y del afluente QFIX al Río Paraná.
RECH 37.1 %
Recarga
Recarga
RECH 37.1 %
FLUX 12.9 %
FLUX 12.9 %
FLUX 3.2 %
Total : 0.670 million m³/d
Fig. 11
Descarga
Descarga
QABS 1.7 %
QFIX 5.0 %
SEEP 41.8 %
(a)
QFIX 4.9 %
FLUX 3.2 %
Total : 0.670 million m³/d
SEEP 40.2 %
(b)
Balance hidráulico del sistema acuífero en estado natural (a) y
considerando extracción de agua (b).
Recarga y descarga natural en la cuenca del Arroyo Capiibary
En el modelo, la recarga en cada subcuenca se considera bajo el supuesto de una
distribución promedio a largo plazo constante de la precipitación. Con una precipitación
anual de aproximadamente 1740 millones de m³ en la cuenca del Arroyo Capiibary se
obtiene una recarga del acuífero de aproximadamente unos 78 millones de m³, o sea 4.5%
de las precipitación. Los valores individuales de la recarga varían considerablemente entre
30 y 150 mm por año (Tabla C).
o
13
Cuenca del A Capiibary
Tab. C:
Sub Cuenca
Precipitación, recarga y drenaje en el modelo.
precipitación
recarga
m3/d
descarga
superficie
km2
143867.28
241381.78
43644.68
136442.75
348186.00
286107.12
508572.56
906553.94
662902.25
602897.81
488852.59
396914.50
2345.78
6231.87
3887.69
11030.87
5143.61
4965.15
16403.61
58048.76
28568.02
12403.19
38770.45
26741.34
-4464.74
-723.47
-1080.67
-6390.72
-14857.65
-3903.62
-2550.27
-55090.40
-35307.72
-29946.92
-80831.42
-19081.72
29.71
49.55
8.72
27.22
71.86
59.20
104.46
182.89
133.55
122.98
97.61
80.46
4766323.26
214540.34
-254229.32
968.21
( modelo )
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
recarga
descarga
mm / a
28.82
45.90
162.73
147.92
26.13
30.61
57.31
115.85
78.08
36.81
144.98
121.31
-54.85
-5.33
-45.23
-85.7
-75.47
-24.07
-8.91
-109.95
-96.49
-88.88
-302.26
-86.56
La descarga natural del sistema acuífero a través de depresiones topográficas y del sistema
de drenaje dentro de la cuenca es, con aproximadamente 93 millones de m³, semejante a
los valores de la recarga y compensa además la afluencia lateral del sistema regional. Las
mediciones de caudal en diferentes estaciones de la cuenca muestran valores muy
semejantes a los calculados con el modelo.
Si se asume que la secuencia de flujos medidos en la parte inferior del Arroyo Capiibary
representa adecuadamente el comportamiento hidráulico del sistema, entonces el valor
mínimo medido en abril 2009 refleja aproximadamente el valor de estiaje. Para el caso, los
valores calculados y medidos concuerdan suficientemente (Tabla D).
Tab. D:
Sub Cuenca
Caudal medido y drenaje natural calculado con el modelo.
medición - caudal
modelo
estación
fecha
( modelo )
m3/s
m3/d
02
08
0.06
0.53
5200
46000
-723
-55090
002
004
04 / 2009
04 / 2009
01 - 12
2.75
240000
-254229
007
04 / 2009
Observación final
Una optimización del modelo, por ejemplo tomando en consideración las variaciones en las
precipitaciones estacionales o variaciones de recarga sólo tiene sentido si al mismo tiempo
se cuenta con una mejora considerable de la base de datos, por ejemplo en relación a los
niveles piezométricos y a la distribución de las precipitaciones.
o
Cuenca del A Capiibary
14
Referencias y abreviaciones
Preparación de las figuras: Ulrich Gersdorf (BGR)
PSAG
Proyecto para la Protección Ambiental y Desarrollo Sostenible del Sistema Acuífero
Guaraní - Programa Estratégico de Acción, Montevideo, 2009, ISBN 978-85-9827607-6.
En marco de la cooperación tecnica paraguaya alemana:
BGR
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
Instituto Federal de Geociencias y Recursos Naturales
BMZ
Bundesministerium für Wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung
Ministerio Federal de Cooperación Económica y Desarrollo
DGPCRH
SEAM - Dirección General de Protección y Conservación de los Recursos Hídricos,
Asunción, Paraguay.
GEF
Global Environment Facility
PAS-PY
Proyecto: Manejo Sostenible y Protección de Aguas Subterráneas en Paraguay,
SEAM Asuncion, BGR Hannover, (2007-2010).
SAG-PY
Proyecto: Uso Sostenible del Sistema Acuífero Guaraní en la Región Oriental del
Paraguay, SEAM Asuncion, BGR Hannover, (2003-2009).
www.sag-py.org
SEAM
Secretaría del Ambiente
SENASA
Servicio Nacional de Agua y Saneamiento
snm
sobre nivel del mar
o
15
Cuenca del A Capiibary
Lista de apéndices
Ap. 01
Unidades hidrogeológicas y curvas de nivel / Acuifero Guaraní
Proyecto SAG-PY :
Uso Sostenible del Sistema Acuífero Guaraní en la Región Oriental del Paraguay (2003 – 2009)
Ap. 02
Precipitación
Encarnación
- Precipitación mensual
Encarnación
- Precipitación mensual
Encarnación
- Precipitación anual
Región Oriental - Precipitación anual (1975 – 2006)
Ap. 03
www.sag-py.org
a
b
c
d
Datos de niveles de agua – Río Paraná
Nivel de agua mensual : Encarnación y Guairá
Ap. 04
Resultados del modelo – niveles piezométricos
Superficie freática
Niveles piezométricos a profundidad media
Niveles piezométricos en la base del sistema acuífero
Niveles medidos y calculados
Diferencias entre niveles medidos y calculados
a
b
c
d
e
o
Ap. 01
Acuífero Guaraní :
www.sag-py.org
Cuenca A Capiibary
SAG-PY : Uso Sostenible del Sistema Acuífero Guaraní en la Región Oriental del Paraguay
2003 - 2009
En marco de la cooperación tecnica paraguaya alemana:
Secretaría del Ambiente (SEAM), Dirección General de Protección y Conservación de los Recursos Hídricos
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR), (Instituto Federal de Geociencias y Recursos Naturales)
Bundesministerium für Wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung (BMZ)
Ministerio Federal de Cooperación Económica y Desarrollo, Alemania.
Ap. 01
Unidades hidrogeológicas y curvas de nivel / Acuifero Guaraní
o
Cuenca A Capiibary
Ap. 02
Encarnación
Precipitación mensual en mm
SAG-PY : Uso Sostenible del Sistema Acuifero Guaraní
Ap. 02
Precipitación mensual
Encarnación
a
o
Cuenca A Capiibary
Ap. 02
Precipitación mensual
Encarnación
Ap. 02
b
o
Cuenca A Capiibary
Ap. 02
Precipitación anual
Encarnación
Ap. 02
c
Ap. 02
o
700000
600000
500000
400000
Cuenca A Capiibary
P.J. Caballero
7500000
Ponta Porã
7400000
1 80 0
1 30 0
130
7300000
0
140 0
00
18
0
0
15
Asunción
7200000
17
00
Ciudad del Este
7100000
00
19
0
18
0
16 00
7000000
Encarnación
Ap. 02
Precipitación anual
Región Oriental (1975 – 2006)
d
o
Cuenca A Capiibary
Río Paraná - Encarnación
Nivel mensual en cm - Cero Regla : 72.50 m snm
SAG-PY : Uso Sostenible del Sistema Acuifero Guaraní
Río Paraná - Guaira
Nivel mensual en cm - Cero Regla : 218.44 m snm
SAG-PY : Uso Sostenible del Sistema Acuifero Guaraní
Ap. 03
Datos de niveles de agua - Río Paraná
Nivel de agua mensual : Encarnación y Guairá
Ap. 03
o
Cuenca A Capiibary
Ap. 04
Resultados del modelo – niveles piezométricos
Superficie freática
Ap. 04
a
o
Cuenca A Capiibary
Ap. 04
Resultados del modelo – niveles piezométricos
Niveles piezométricos a profundidad media
Ap. 04
b
o
Cuenca A Capiibary
Ap. 04
Resultados del modelo – niveles piezométricos
Niveles piezométricos en la base del sistema acuífero
Ap. 04
c
Ap. 04
o
Cuenca A Capiibary
Pozo
codico
nivel del agua subterránea
[ m ] snm
medido
nodo
I
K
terreno
[ m ] snm
calculado
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
K
L
M
N
O
P
Q
IT-P0026
IT-P0034
IT-P0336
IT-P0376
SAGPY046IT
SAGPY048IT
SAGPY049IT
SAGPY050IT
IT-P0127
SAGPY070IT
SAGPY071IT
SAGPY105IT
SE 1
SE 2
IT-P0291
IT-P0141
IT-P0058
109.5
102.0
115.0
118.1
125.7
110.2
103.7
142.0
237.0
121.0
119.0
243.8
118.8
133.3
200.0
128.5
107.0
100.2
97.0
98.4
97.0
104.7
101.0
105.1
128.0
238.5
104.1
96.8
232.6
102.3
127.9
205.6
102.8
95.2
77634
90658
79294
80761
74470
77100
74461
69899
2333
72961
91980
7602
76340
68043
36341
105154
82134
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
141.4
135.3
146.1
190.2
198.4
166.2
175
208.8
298.8
140.8
137.6
295.3
151
197
261.3
202.4
119.8
R
S
T
U
V
IT-P0036
IT-P0037
IT-P0325
IT-P0326
IT-P0071
165.2
161.0
134.0
177.0
210.0
107.2
110.7
109.0
109.7
146.3
72529
70226
71695
70863
51890
6
6
6
6
6
168.8
201.8
183.9
183.6
217.3
Ap. 04
Resultados del modelo – niveles piezométricos
Niveles medidos y calculados
d
Ap. 04
o
640000
635000
630000
625000
620000
615000
Cuenca A Capiibary
IT–P0127
7045000
SAGPY 105IT
7040000
7035000
7030000
7025000
IT - P0291
7020000
IT - P0071
7015000
Oligado
a
7010000
IT–P0037
IT–P0326
IT–P0325
SE 2
SAGPY 050IT
a
7005000
IT–P0036
SAGPY 070IT
b
IT–P0336
IT–P0058
IT–P0376
7000000
IT–P0034
Hohenau
b
SAGPY 046IT
SAGPY 071IT
SAGPY 049IT
6995000
SE 1
SAGPY 048IT
IT–P0026
Ap. 04
IT–P0141
Resultados del modelo – niveles piezométricos
Diferencias entre niveles medidos y calculados
6990000
e