delimitacion de zonas de aprovechamiento de aguas

XXVII Congresso Interamericano de Engenharia Sanitária e Ambiental
V-093 - DELIMITACION DE ZONAS DE APROVECHAMIENTO DE AGUAS
SUBTERRANEAS UTILIZANDO METODOS GEOHIDROLOGICOS EN
COMUNIDADES RURALES
Susana M. Navarro Mendoza(1)
Ingeniera Industrial Química del Instituto Tecnológico de Oaxaca, México. Diplomada en
Ingenieria Ambiental del Instituto Politécnico Nacional. Coordinadora de Programa de
Investigación en el CIIDIR-Oaxaca.
Aarón Bautista Belmonte
Ingeniero Geofísico de la Escuela Superior de Ingeniería y arquitectura del Instituto
Politécnico Nacional. Estudiante en la Maestría de Administración en el Instituto de
Estudios Universitarios A.C. e-mail: [email protected]
Salvador I. Belmonte Jiménez
Ingeniero Geofísico de la Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura del Instituto Politécnico Nacional,
Maestro en Ciencias en Geofísica de Exploración del Centro de Investigación Científica y Educación
Superior de Ensenada. Doctorante en el Instituto de Geofísica de la Universidad Nacional Autónoma de
México. Investigador en geohidrología en el Programa de protección ambiental CIIDIR-OAXACA.
Manuel D. Aragón Sulik
Ingeniero Civil egresado del Instituto Tecnológico de Oaxaca. Maestro en Ciencias por la Universidad
Nacional Autónoma de México.
Dirección(1): Andador Nochixtlán Casa 11 manzana 41 - 2ª Etapa fraccionamiento - El Rosario - Oaxaca C.P: 68150 - México - Tel. (9) 51 11233 - e-mail: [email protected]
RESUMEN
El presente trabajo se realizó con el objetivo de localizar los posibles sitios que pudieran cumplir con las
características geohidrológicas favorables para el almacenamiento y aprovechamiento de agua subterránea, la
que será utilizada en el riego de las áreas destinadas a los cultivos básicos de maíz, frijol, y forrajes como
alfalfa principalmente.
Se realizaron seis Sondeos Eléctricos Verticales (SEV´s) utilizando el método de resistividad y se
monitorearon 14 pozos noria con una sonda Hidrolab Surveyor 4.
Con la información obtenida se delimitaron tres zonas con niveles de diferente concentración salina en
términos de conductividad eléctrica, sólidos totales disueltos y resistividad de terreno explorado, con ello se
determinaron las profundidades para proponer la perforación, los cuales presentaron las mejores condiciones
hidrogeológicas de almacenamiento de agua subterránea. Estos resultados permitirán contar con elementos
aplicables para hacer un mejor manejo y aprovechamiento del recurso hídrico.
PALABRAS CLAVE: Calidad de Agua, Salinidad, Aguas Subterráneas.
INTRODUCCION
La importancia que representa el recurso tanto en cantidad como en calidad ha incrementado el interés para
abundar en su conocimiento, más aún cuando de ella dependen los seres vivos ya sea por consumo o por uso.
La abundancia del recurso por un lado y el desconocimiento de la existencia de los métodos geofísicos para
la exploración de agua por otro, permitía anteriormente a las comunidades que la selección de sitios para
perforación (pozos Profundos) y/o excavación (norias), fuera de manera arbitraria, con lo cual frecuentemente
se encontraba agua suficiente pero de mala calidad o viceversa; en el peor de los casos haber invertido
recursos humanos y materiales, no encontrar el vital liquido ansiosamente buscado.
La situación en cuanto al recurso hídrico se ha agravado, lo cual ha exigido la necesidad de buscar un
aprovechamiento y manejo de manera seria y documentada, con lo cual los métodos Geofísicos e
Hidroquímicos están siendo imprescindibles, de tal manera que los sectores público, privado y social se estén
ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental
1
XXVII Congresso Interamericano de Engenharia Sanitária e Ambiental
auxiliando de ellos, tal es el caso de San Sebastián Teitipac, municipio de Tlacolula de Matamoros, Oaxaca,
el cual forma parte de la provincia fisiográfica Sierra Madre del Sur y Subprovincia “Tierras Altas de Oaxaca
“, comunidad en donde se cultivan granos básicos y forrajes. Para regarlos cuentan con 21 pozos tipo noria,
con profundidades de 4 a 20 m., no siendo suficientes para mantener la humedad requerida, y en ciertos casos
no se utilizan algunos por el contenido de sales en los mismos, por ello se buscó la alternativa para contar
con fundamentos geohidrológicos con los cuales puedan realizar un aprovechamiento del recurso hídrico.
MATERIALES Y MÉTODOS
San Sebastián Teitipac Fig.1 se encuentra ubicado a una altitud promedio de 1616 m.s.n.m., cuenta con no
más de 3000 habitantes, característico de los 570 municipios que conforman el Estado de Oaxaca. Cabe
mencionar que la zona de trabajo se localiza aproximadamente a 17 Km. En donde se han perforado pozos
con problemas de salinidad y en la que en 1978 al efectuar la perforación se localizó un depositó de aguas
salobres atrapadas en estratos impermeables liberando agua a presión suficiente para alcanzar
aproximadamente 70 metros de altura. Los terrenos anegados por esta agua quedaron inutilizados para
cultivos básicos debido al ensalitramiento. Estos antecedentes motivaron a que como punto de partida se
realizara un recorrido de campo para identificar los rasgos de geología superficial.
Para la exploración de aguas subterráneas se utilizó el método eléctrico con arreglo Schlumberger; al
interpretarlo con técnicas de modelado directo e indirecto proporciona información del tipo de material, así
como de la posible saturación o no de las formaciones geológicas, teniendo naturalmente limitaciones por ser
estudios indirectos, pero valiosos por proporcionar información para tomar decisiones en la ubicación de
sitios con mayores posibilidades para realizar pozos exploratorios o bien, no recomendarlos.
La posicion de los pozos se realizó con un posicionador GARMIN configurado para coordenadas UTM; para
el monitoreo de los pozos se empleo una Minisonda Hidrolab y el Surveyor 4; Software Winsurf 32. El
perfil del sitio explorado tiene una extensión aproximada de 30 Has. Fig.1
RESULTADOS DEL RECONOCIMIENTO DE CAMPO
La geología superficial presenta afloramientos de rocas, cuyo rango varia desde el precámbrico hasta el
reciente con una diversificación de tipos que incluyen rocas metamórficas, sedimentarias e ígneas. La unidad
aflorante más antigua está representada por gneiss y esquisto, los cuales en conjunto forman el complejo
metamórfico basal a estas rocas se les asigna una edad correspondiente al precámbrico. Las rocas de origen
marino consisten en un paquete de areniscas y lutitas de edad cretácica, así como calizas de la misma edad,
denominándose grupo Puebla y formación Teposcolula respectivamente. El aluvión que se localiza en la parte
central del valle, está constituida por sedimentos originados a partir de la acción de los agentes erosivos que
afectan sobre los diversos materiales que rodean al mismo.
ZonaExplorada
San Sebastián
Teitipac
Fig. 1 Ubicación, geología y ubicación de zona explorada.
Dicho material está constituido por una mezcla heterogénea de gravas, arenas, limos y arcillas de
compactación ligera. Por su posición topográfica y sus características granulométricas a esta unidad se le
ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental
2
XXVII Congresso Interamericano de Engenharia Sanitária e Ambiental
considera como favorable para almacenamiento de agua subterránea, clasificándose como de buena
permeabilidad. Subyaciendo al aluvión se ubica caliza fracturada de edad cretácica en la parte más
superficial y sana a mayor profundidad.
La geología dio elementos para la configuración de los Sondeos Eléctricos Verticales, las resisitividades del
material delimito los 14 pozos a monitorear parámetros físicos (conductividad eléctrica y sólidos disueltos
totales), con el fin de estimar el contenido total de sales. a los mismos se les midieron nivel estático y la
profundidad total.
INTERPRETACION DE RESULTADOS
Con los Sondeos Eléctricos Verticales realizados, se construyeron las Secciones Geoeléctricas en la que se
incorpora la información geológica y geofísica obtenida. En el estudio se alcanzó una profundidad teórica de
exploración de 250 a m con lo cual se pretende conocer las características del subsuelo y evaluar las
posibilidades acuíferas del lugar.
Sección 1 (Figura 2).
Se observa una capa delgada de material de relleno conformado por arenas y arcillas con valores de
resistividad de 60 – 90 ohm. Subyaciendo se interpreta un estrato constítuido por roca ígnea fracturada en el
sev 6, la que es discordante con la capa constituida por gravas delgadas y arcilla en los SEV´S. 5 y 4, su
espesor aproximado de estas formaciones es de 100 m., los valores de resistividad son de 28 – 34 ohm-m en
el sev 6, y de 5 a 17 ohms – m en el sev 5 y 4 respectivamente.
Posteriormente se ubica la capa formada por roca ígnea fracturada con escasa arcilla.
N
SEV6
Profundidad
0
SEV5
SEV4
Arcilla húmeda Sev 6 y Sev 7, el Sev 4 Arcilla seca Resistividad 60 - 90 Ohms - m
1
1
3.7
10
4.7
20
Pozo propuesto prioridad no. 3, a 60m.
30
Pozo propuesto prioridad no. 2, a 70 m.
40
Gravas delgadas y arcilla
con agua salada Sev 5. En el Sev 4
arenas y arcilla con agua dulce Resistividad 5 - 17 Ohms -
50
60
Roca ígnea fracturada Resistividad 28 - 34 Ohms - m
70
80
90
100
100
106
110
120
130
131.3
140
150
160
170
180
Roca ígnea fracturada con arcilla 14 - 40 Ohms-m
190
200
210
220
230
240
250
Nota:
La profundidad está considerada a partir de la superficie del
terreno.
Fig. 2. Sección Geoeléctrica 1, propuestas para la perforación de pozos.
ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental
3
XXVII Congresso Interamericano de Engenharia Sanitária e Ambiental
Hidroquímica
Se tiene contemplado que cuando la conductividad eléctrica no rebasa los 2250 micromhos/cm a 25 oC, el
agua es buena para riego próximo a los 4000 micromhos/cm a la misma temperatura se considera al agua
salina y no propia para riego. Para cultivos como la hidropónia es necesario caracterizar las sales. De
acuerdo a ello la calidad de las fuentes monitoreadas, se ilustra en las figs. 4 y 5, se considera en su mayoría
aceptable para el riego de los cultivos actuales (alfalfa y maíz), salvo el pozo (13) ubicado en el paraje
denominado Corral grande que presentó una conductividad eléctrica de 2758 micromhos/cm lo cual se
corrobora con el contenido de sólidos solubles totales. El agua paladeable como salada se encontraron hacia
los límites con Sta. Ma. Guelace y Sta. Cruz Papalutla ( Parajes: Sauces, Yubinduchi, Surcos Largos y el
Mogote.
3
SE V -4
S EV -3
1878000
1878000.00
S E V -2
2
S E V -5
7
1877500
1877500.00
5
1
8
4
1877000
1877000.00
6
S EV -6
9
1876500.00
1876500
S E V -1
10
14
1876000.00
1876000
13
15
11
1875500.00
1875500
1875000.00
1875000
12
754000. 00
754000
754500
754500. 00
755000. 00
755000
Figura No. 5 C OMP ORT AMI ENTO DE LA C ONDUCTI VID AD
EL ECTRIC A EN L OS P OZOS M ONITOR E AD OS
Figura No. 6 C OMP ORTAMI ENTO DE LO S SOLIDO S DI SUELTO S
TOT ALE S EN L OS P OZOS MONITOR EADO S
(Mi cromho s/cm.) Y UBI C ACION DE S ONDEOS
Fig. 3. Conductividad
Eléctrica en el agua
subterránea de la zona
explorada.
Fig. 4. Concentración de
Sólidos Disueltos Totales, presentados
en los pozos monitoreados.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Analizando los resultados obtenidos por los Sondeos Eléctricos Verticales e Hidroquímicos se puede concluir
que la zona presenta posibilidades acuíferas consideradas como regulares, sin embargo existe la posibilidad
de encontrar agua salobre, por lo que se sugiere perforar de la siguiente manera:
Como primera prioridad, en el punto donde se efectúo el SEV -2 a una profundidad de 50 m, o antes si se
localiza la roca sana. Esta prioridad se determinó con el objetivo de obtener mayor volúmen de agua ya que
el espesor de la capa con posibilidades de almacenar agua es mayor.
Como segunda prioridad se propone la perforación en el SEV-5 a una profundidad de 70 m o antes si se
encuentra la roca impermeable, este pozo se propone como segunda alternativa, pero se debe considerar que
en esta área no existen pozos con profundidades mayores de 60 m, razón por lo que se reitera prioridad en el
SEV-1 sin descartar la posibilidad en el SEV-2 dónde el espesor de la roca metamórfica fracturada es de 68
m y presenta regulares posibilidades para acumulación de agua.
Como tercera prioridad se propone perforar en el punto donde se efectuó el SEV-4 a una profundidad de 60m
o antes si se encuentra roca sana. Cabe señalar que hacia esta zona se detectó agua con valor alto de
conductividad mayores de 2000 micromohos/cm.
Finalmente se podría perforar en la zona donde se hizo el SEV-3 a una profundidad de 70 m. O antes si se
encuentra roca sana. En este punto también el pozo monitoreado dio valores altos de conductividad (mayor
de 1400 micromhos/cm).
ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental
4
XXVII Congresso Interamericano de Engenharia Sanitária e Ambiental
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
AMDOUR ET AL. Toxicología. 1991. E.U.A.
APHA- AWWA-WPCF, 1992.,Métodos Normalizados de Análisis de Agua Potables y Residuales.
Washington D.C. E.E.U.U.
CASTANY. G., 1975., Prospección y Explotación de las aguas subterráneas. Barcelona España.
HEBERT DEL VALLE F., 1992.,El Agua en la naturaleza.Universidad de Chapingo.México
I.N.E.G.I.1987., Cartografía de Aguas superficiales y subterraneas, geología y topografía, Carta
Hidrológica de aguas superficiales.
LEVINSON A.A., 1980.,Introducción a la Exploración Geoquímica.Canadá
SNOEYINK V., JENKINS.,1987.,Química del agua. México.
TEBBUTT.T.H.Y. 1993.,Fundamentos de Control de la Calidad del agua. México.
W.S FYFE, 1987.Introducciòn a la Geoquímica.España
ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental
5