Modelamiento Matematico Del Acuifero de El Ayro Informe Final

Proyecto Especial TACNA

Modelamiento Matemático del Acuífero de El Ayro

MODELAMIENTO MATEMATICO MATEMATICO DEL ACUIFERO DE EL AYRO 1.0INTRODUCCION 1.1Generalidades El acuífero de El Ayro, es un reservorio subterráneo ubicado en el altipl altiplano ano,, que prov provee ee agua a la ciudad ciudad de Tacna. Tacna. Tal vez poco o mucho estudiado, con dudas que siempre abordan al hidrogeólogo, así como a los entes gestores de la eplotación de sus reservas. En orden, estas dudas conciernen a conocer con buena eactitud la intensidad de precipitación total que ocurre en la zona, de este total cual cual es la inte intens nsid idad ad corre orresp spon ondi dien ente te a la reca recarg rga a neta neta que que reemplaza el volumen eplotado. !a ubicación de las principales zonas de recarga o categorizarlos acorde acorde con sus intensidades, intensidades, la cual importante importante a fin de proponer proponer la operación de pozos o perforación de pozos de eplotación. !as recarg recargas as netas netas alimen alimentan tan al acuíf acuífero ero superf superfici icial" al",, profun profundo do", ", estarán estos acuíferos interconectados entre ellos", es decir eistirá transferencia de masa del acuífero inferior al superior o viceversa. #tra interrogante de importancia es el flu$o de agua subterránea que fluye fuera del sistema y que no es aprovechado, el que podemos eplicar eplicar mediante el análisis análisis morfológico. morfológico. Tambi%n Tambi%n está presente, presente, la incertidumbre de las propiedades del acuífero, las cuales definen la capacidad de almacenamiento y trasmisión de agua. #tro aspecto aun mas comple$o concierne a la hidroestratigrafia, para cuya cuya caract caracteriz erizac ación ión,, se requie requiere re de perfor perforaci acione oness eplor eplorato atorias rias,, hasta el uso de m%todos indirectos y su validación con la información estra estratitigr gráf áfic ica a de las las perf perfor orac acio ione ness de pozo pozoss epl eplor orat ator orio ioss y de

[1]



epl eplot otac ació ión, n, para para ello ello la dens densid idad ad con con que que se disp dispon onga ga,, nos nos aproimara a la realidad. !a calidad del agua tambi%n es importante, hasta donde conocemos esta esta no tien tiene e limi limita taci cion ones es para para ser ser empl emplea eada dass para para cons consum umo o poblacional, riego e industrial. En el pres presen ente te trab traba$ a$o, o, trat tratar arem emos os de enla enlazzar las las vari variab able less y parám aráme etro tros del acu acuífer ífero o a fin fin de obten btener er res respues uestas tas a las las interrogantes formuladas, con el &nico propósito de eplotar en forma racional las reservas del acuífero y conservar la sostenibilidad de los acuí acuífe fero ross eis eiste tent ntes es,, evit evitan ando do que que la etra etracc cció ión n de las las agua aguass subterráneas repercutan en el medio ambiente, sean estos población, bofedales, cuerpos naturales de agua, flu$os naturales entre otros que podrían verse amenazados por las actividades de etracción de las aguas subterráneas.

1.2Objeti!s a' Elaborar Elaborar el modelo modelo matemáti matemático co para la simulac simulación ión de flu$o flu$o de las aguas subterráneas del Acuífero de El Ayro. b' (imul imular ar esce escena nari rios os que que perm permititan an dise dise)a )arr las las estr estrat ateg egia iass de eplotación racional, así como la conservación de los recursos hídricos subterráneos.

2.0CARA 2.0 CARACTERI"TICA" CTERI"TICA" GENERALE" DEL AREA EN E"TUDIO 2.1 Ubi#a#i$n El acuífero El Ayro se halla ubicado en la zona El Ayro, $urisdicción del distrito de *alca, provincia y departamento de Tacna. +eferencialmente el inicio del canal que conduce las aguas hacia la ciudad de Tacna, se halla en la coordenada T- E/0102.23m, 4567373.7m, a 076 msnm de altitud.

[2]



epl eplot otac ació ión, n, para para ello ello la dens densid idad ad con con que que se disp dispon onga ga,, nos nos aproimara a la realidad. !a calidad del agua tambi%n es importante, hasta donde conocemos esta esta no tien tiene e limi limita taci cion ones es para para ser ser empl emplea eada dass para para cons consum umo o poblacional, riego e industrial. En el pres presen ente te trab traba$ a$o, o, trat tratar arem emos os de enla enlazzar las las vari variab able less y parám aráme etro tros del acu acuífer ífero o a fin fin de obten btener er res respues uestas tas a las las interrogantes formuladas, con el &nico propósito de eplotar en forma racional las reservas del acuífero y conservar la sostenibilidad de los acuí acuífe fero ross eis eiste tent ntes es,, evit evitan ando do que que la etra etracc cció ión n de las las agua aguass subterráneas repercutan en el medio ambiente, sean estos población, bofedales, cuerpos naturales de agua, flu$os naturales entre otros que podrían verse amenazados por las actividades de etracción de las aguas subterráneas.

1.2Objeti!s a' Elaborar Elaborar el modelo modelo matemáti matemático co para la simulac simulación ión de flu$o flu$o de las aguas subterráneas del Acuífero de El Ayro. b' (imul imular ar esce escena nari rios os que que perm permititan an dise dise)a )arr las las estr estrat ateg egia iass de eplotación racional, así como la conservación de los recursos hídricos subterráneos.

2.0CARA 2.0 CARACTERI"TICA" CTERI"TICA" GENERALE" DEL AREA EN E"TUDIO 2.1 Ubi#a#i$n El acuífero El Ayro se halla ubicado en la zona El Ayro, $urisdicción del distrito de *alca, provincia y departamento de Tacna. +eferencialmente el inicio del canal que conduce las aguas hacia la ciudad de Tacna, se halla en la coordenada T- E/0102.23m, 4567373.7m, a 076 msnm de altitud.

[2]



2.2 %&as de a##es! !a zona, se halla comunicada con la ciudad de Tacna, mediante la vía afirmada que une Tacna, *alca, *aso !os 8ientos y El Ayro, con 96 :m de recorrido.

2.' Cli(a El clima, de la zona corresponde a las características propias de la zona alto alto andin andina a y altipl altipláni ánica, ca, cuyas cuyas variab variables les meteo meteorol rológi ógicas cas se hallan hallan regu regullada adas por por la cord ordille illera ra de los los ante ntes cuyas uyas alti altitu tude dess está están n comprendidas entre 066msnm a 7066 msnm. !as variables principales han sido descritas en base a la información climática registrada en la estación *aucarani. !a temperatura varían entre ;96 <= y 06 <=, ocurriendo las mínimas entre las  am a ./6 am. !a humedad relativa esta comprendida entre 76> ?@ulio' y 2> en febrero, siendo alto en los periodos de lluvia y mínimas durante el estia$e. !as horas de sol varían entre /.3 ?ebrero' a 1.3 ?Agosto', durante los periodos de lluvia la nubosidad es persistente por lo tanto las horas de sol son mínimas. !a velocidad de viento se halla comprendido entre / :mBd ?ebrero C -arzo' a 17 DmBd ?@unio, @ulio'. !a evapotranspiración potencial estimada para zonas ubicadas a esta altitu altitud d se halla halla compren comprendid didas as entre entre 9.11 9.11 mmBd mmBd ?$unio' ?$unio' y /.0 mmBd ?#ctubre'. !a precipitación anual varia entre /99 mmBa)o a 66 mmBa)o, siendo esta esta intens intensida idad d relati relativa vamen mente te ba$a, ba$a, para para los propós propósitos itos de recarg recarga a sostenida de los acuíferos.

2.) Re#*rs! +&dri#! s*,er-i#ial Acorde con el análisis hidrológico realizado por *ET?0665', la dispo disponib nibilid ilidad ad del recurs recurso o hídric hídrico o superf superfici icial al esta esta const constitu ituido ido por los [3]



aportes del río chusuma, cuyos afluentes son las quebradas ncalluta, +epresa *aucarani, canal ue)uta y aportes de río chusuma, asi como los aportes del =anal *atapu$o, asi como las intensidades de precipitación.

a /re#i,ita#i$n (iendo la intensidad de precipitación una variable meteorológica de importancia para la recarga sostenida de los acuíferos, se ha tomado los resultados de los análisis realizado por el *ET?0665', el que esta basado en los datos registrados en las estaciones *aucarani, El Ayro y =huapalca, periodo ?913 C 0662', tal como se muestra en el =uadro 4o 0.9. !a precipitación media anual en la estación =huapalca es /51./6 mmBa)o, seguido por la estación *aucarani que registra /5.1 mmBa)o y finalmente ///.0 mmBa)o para la estación El Ayro. Fmportantes intensidades de precipitación se concentran durante los meses de Giciembre a -arzo, consecuentemente la recarga de los cuerpos de agua subterránea se producen durante estos meses, siendo el resto de meses mínimo, los cuales prácticamente son nulas con fines prácticos de estimaciones de recarga de los acuíferos.

C*adr! N!.2.1 Intensidades de ,re#i,ita#i$n (edias (ens*ales Esta#i!nes /l*i!(tri#as

"et

O#t

N!

Di#

Ene

Feb

Mar

Abr

Ma1

*n

*l

A3!

T!tal

/a*#arani

,1

2,9

95,

2,1

961,6

13,7

27,0

99,9

0,5

,/

/,6

,3

'4)56

El A1r!

9,/

,6

5,

05,9

965,5

1,9

36,9

91,5

0,6

,0

6,5

9,2

'''52

C+*a,al#a

/,6

3,2

09,9

79,5

99,

12,9

27,6

90,3

0,/

9,9

9,9

/,0

'465'

/RECI/ITACI7N /ROMEDIO MEN"UAL 956 936 (96 8 n906 $ i # 966 a t i 56 , i # 36 e r 6 / 06 6

*aucarani El Ayro =huapalca

(et

#ct

4ov

Gic

Ene

eb

-ar

Tie(,! 8Meses Fuente: PET, 2008.

[]

Abr

-ay

@un

@ul

Ago



b Des#ar3as (edias (ens*ales de la #*en#a U#+*s*(a !as descargas medias mensuales registradas en la Estación de Aforo chusuma, correspondientes al periodo ?913 ;0665', procesadas por el *ET?0665' es mostrada en el cuadro 4o. 0.0. En el podemos observar que la descarga promedio anual es 6.21/ m /Bs, con valores mínimos que varían entre 6.3/2 m /Bs ?(eptiembre' a 6.315 m /Bs ?4oviembre', y valores máimos registrados durante los meses de Enero a Abril. *ara el 27> de probabilidad de ocurrencia las descarga media anual es 6.369 m /Bs, con una mínima de 6.12 m /Bs y máima 6.502 m /Bs.

C*adr! N!.2.2 Des#ar3as (edias (ens*ales del ri! U#+*s*(a /eri!d! 8169):2004

ME"E"

ENE

FE<

MAR

A
MAY

UN

UL

AGO

"ET

OCT

NO%

DIC

/ROM

/ROM

6,559

9,963

9,001

6,520

6,263

6,375

6,26/

6,32/

6,3/2

6,301

6,315

6,291

6,21/

/ersist. =>? 6,379

6,21/

6,502

6,33

6,7/5

6,7/5

6,705

6,72/

6,765

6,12

6,7

6,73

6,369

9,3 9,

*romedio -ensual 27> *ersistencia

. 9,0 s A ' (9,6 8 @

6,5 6,3 6, 6,0 6,6 E4E

EH

-A+

AH+

-AI

@4 @! AJ# Tie(,! 8Meses

(ET

#=T

4#8

GF=

F*ente; /ET 82004

=on propósitos de modelamiento de acuíferos la forma de los hidrogramas es importante a fin de establecer el periodo de simulación para el modelo en r%gimen estacionario donde

∂h ∂t

⇒! ,

periodo en el cual se aproiman los caudales de recarga y descarga, consecuentemente haci%ndose mínimo la diferencia entre ellos, ["]



condición que se aproima a esta condición durante los meses @unio a Enero, con ligero incremento de las descargas en los meses de ebrero a Abril.

# Des#ar3as (edias (ens*ales del #anal /ata,*j! =audales importantes aporta el canal *atapu$o con 6.93 m /Bs de promedio anual, con caudales comprendidos entre 6.970 m /Bs ?#ctubre' y 6.953 m/Bs ?ebrero', tal como se muestra en el =uadro 4o.0./. *ara 27> de probabilidad de ocurrencia el caudal medio anual ha sido estimado en 6.995 m /Bs. C*adr! N!.2.' Des#ar3as (edias (ens*ales del Canal /ata,*j! 8( ' s ME"E"

ENE

FE<

MAR

A
MAY

UN

UL

AGO

"ET

OCT

NO%

DIC

/ROM

/ROM

6,920

6,953

6,97

6,9/9

6,933

6,977

6,923

6,923

6,951

6,970

6,935

6,9/2

0519)

/ersist. =>? 6,9/1

6,9/0

6,903

6,650

6,963

6,612

6,907

6,995

6,97

6,902

6,99

6,960

05114

6,/6 *romedio -ensual 27> *ersistencia

6,07

' 6,06 s & m % 6,97 $

3

6,96 6,67 6,66 E4E

EH

-A+

AH+

-AI

@4 @! AJ# Tie(,! 8Meses

(ET

#=T

4#8

GF=

Fuente: PET (2008)

d


!as p%rdidas de las aguas precipitadas identificadas corresponden a evaporación,

intercepción,

almacenamiento

en

depresiones,

escurrimiento superficial, evapotranspiración de zona hidromórficas, los que suman 9/1./7 Km /Ba)o. !a diferencia entre la intensidad de precipitación y la perdidas identificadas ha sido estimado en 70.36 Km /, de este volumen el 36> correspondería la recarga neta al acuífero estimado en /9.73 Km/Ba)o. n aspecto importante es que las recargas importantes ocurren &nicamente durante los meses de Giciembre a -arzo, siendo nulas el resto de meses. El análisis detallado del balance hídrico es mostrado en el =uadro 4o.0.. En el modelo se empleara el valor de recarga neta estimada como valor inicial, el que será modificada durante el proceso de calibración.

[(]



C*adr! N!.2.)
UNID.

ENE

FE<

MAR

A
MAY

UN

UL

AGO

"ET

OCT

NO%

DIC

TOTAL

*+E=F*FTA=FL4 -EGFA -E4(A!

mm

965,1

17,/

32,2

97,7

0,

,/

9,1

/,9

/,9

7,7

9/,

/5,6

/71,6

E8A*#+A=FL4 T#TA!

mm

967,2

1,0

99,0

903,6

9/5,3

909,6

903,5

99,5

975,

929,3

97,7

970,

9367,9

F4TE+=E*=FL4 *A(T+A(

mm

0,66

0,66

0,66

0,66

0,66

0,66

0,66

0,66

0,66

0,66

0,66

0,66

A!-A=E4A-FE4T# GE*+E(F#4E(

mm

2,66

2,66

2,66

2,66

2,66

2,66

2,66

2,66

2,66

2,66

2,66

2,66

A+EA =E4=A

Dm0

7/,32

7/,32

7/,32

7/,32

7/,32

7/,32

7/,32

7/,32

7/,32

7/,32

7/,32

7/,32

7/,32

A+EA KFG+#-L+F=A

Dm0

95,76

95,76

95,76

95,76

95,76

95,76

95,76

95,76

95,76

95,76

95,76

95,76

95,76

M+EA GE !AJ4A(

Dm0

9,76

9,76

9,76

9,76

9,76

9,76

9,76

9,76

9,76

9,76

9,76

9,76

ENTRADA"

B('

>452'

>056>

'9516

452=

1526

252=

1500

1594

159)

2569

=51=

205'2

161569

*+E=F*FTA=FL4

Km/

75,0/

76,17

/3,91

5,02

9,01

0,02

9,66

9,35

9,3

0,13

2,92

06,/0

919,13

"ALIDA"

B('

10564

1054)

1251)

115>2

115>=

105=)

11510

115>>

1250)

125>'

12514

1251=

1'65'>

E8A*#T+A4(*F+A=FL4 N#4A KFG+#-L+F=A Km/

9,17

9,2

0,99

0,//

0,73

0,0

0,/

0,30

0,1/

/,92

0,53

0,50

01,31

F4TE+=E*=FL4 *#+ *A(T+A(

Km/

9,6/

9,6/

9,6/

9,6/

9,6/

9,6/

9,6/

9,6/

9,6/

9,6/

9,6/

9,6/

90,/1

A!-A=E4A-FE4T# E4 GE*+E(F#4E(

Km/

/,39

/, 39

/,39

/,39

/,39

/,39

/,39

/,39

/,39

/,39

/,39

/,39

/,/3

E(=++F-FE4T# (*E+F=FA!

Km/

2,36

2,68

3,29

2,26

1,89

1,70

1,88

1,80

1,65

1,68

1,81

1,93

E8A*#+A=FL4 GE! E(*E@# GE !A !AJ4A

Km/

9,7/

9,/2

9,33

9,5/

0,69

9,27

9,5

0,63

0,/6

0,1

0,0

0,09

0/,02

E8A*#+A=FL4 GE(GE E! (E!#

Km/

6,1

6,9

6,/

6,3

6,3

6,6

6,/1

6,0

6,70

6,7

6,30

6,72

7,26

ENTRADA" : "ALIDA"

B('

)=52>

)0511

2)50>

:'52>

:10524

:45)9

:10506

:6549

:105)0

:65>4

:>501

451)

>2590

INFILTRACI7N: RECARGA ACUFERO

B('

245'>

2)509

1)5)'

:156>

:951=

:>504

:9509

:>562

:952)

:>5=>

:'501

)546

'15>9

' CAUDAL 8( s

F*ente; /ET82004.

[)]


2.>


Bidr!l!3&a s*bterrnea a)

T!,!3ra-&a s*,er-i#ial

!os modelos de flu$o tridimensionales demandan disponer de la topografía del área a estudiar, el cual constituye el techo de los acuíferos libres por ser estos superficiales y de reciente formación. Ge la información proporcionada por el *ET, las cotas del ámbito de estudio están comprendidas entre 905.1 msnm ?planicie' y 737. msnm ?monta)as que circundan la planicie', con altitud media 3/9.71 msnm. !as pendientes están comprendidas entre 6.69> y 29>, el detalle de lo mencionado es reportado en el cuadro 4o.0.7 y *lano 4o.0.9. C*adr! N!. 2.> Estad&sti#!s de las #!tas t!,!3r-i#as OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO Este8( N!rte8( C!tas8(sn( OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO

-inimumP 07>;tileP -edianP 27>;tileP -aimumP

61172.522 92209.27 0757.62 //05.320 9690 02

56312.029 567/62.370 5671//0.51 5637//.027 56297// 373

905.1 /66.1/ 39.93 521.99 737 

24,94

1500


2.>


Bidr!l!3&a s*bterrnea a)

T!,!3ra-&a s*,er-i#ial

!os modelos de flu$o tridimensionales demandan disponer de la topografía del área a estudiar, el cual constituye el techo de los acuíferos libres por ser estos superficiales y de reciente formación. Ge la información proporcionada por el *ET, las cotas del ámbito de estudio están comprendidas entre 905.1 msnm ?planicie' y 737. msnm ?monta)as que circundan la planicie', con altitud media 3/9.71 msnm. !as pendientes están comprendidas entre 6.69> y 29>, el detalle de lo mencionado es reportado en el cuadro 4o.0.7 y *lano 4o.0.9. C*adr! N!. 2.> Estad&sti#!s de las #!tas t!,!3r-i#as OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO Este8( N!rte8( C!tas8(sn( OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO

-inimumP 07>;tileP -edianP 27>;tileP -aimumP +angeP -eanP =oef. of 8ariationP =oef. of (DeQnessP

61172.522 92209.27 0757.62 //05.320 9690.02

56312.029 567/62.370 5671//0.51 5637//.027 56297//.373

905.1 /66.1/ 39.93 521.99 737. 9793.76 3/9.71 6.62 6./

OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO

b)

B!ri!ntes +idr!estrati3ra-i#!s

!a secuencia hidroestratigráfica ha sido analizada en base la información de los perfiles estratigráficos de los pozos así como de los perfiles geoel%ctricos. =omo se conoce, el primer estrato permeable que predomina corresponde a la formación =apillune, seguida por un estrato semipermeable correspondiente a la formación (encca y finalmente el estrato permeable correspondiente a la formación -aure. [*]





!as cotas de la base del primer horizonte permeable están comprendidas entre /13 msnm y /6 msnm, con 03/./9 msnm de altitud media, con espesores que varían entre 90 m y 015 m, con 9 m en promedio. Estas altitudes son de importancia a fin de relacionar los efectos de la eplotación sobre los cuerpos de agua, pudiendo ser estos ríos, lagunas, drenes, o tambi%n el efecto de las condiciones de borde sobre los acuíferos, tal como ocurren con los ríos. !os estadísticos de las cotas de la base del primer horizonte son reportados en el cuadro 4o.0.3 C*adr! N!. 2.9 Estad&sti#!s de las #!tas de base del ,ri(er +!ri!nte OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO Este8( N!rte8( C!tas8(sn( OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO

-inimumP -edianP -aimumP -idrangeP +angeP -eanP =oef. of 8ariationP =oef. of (DeQnessP

0/70/ /9965.//53 6101.05 /0003.9

5625/6.10 567730 5626279.1 5671019./

/13 037.7 /6 912 33 03/./9 6.692 ;9./


El segundo estrato geológico constituido por la formación (enca, cuya base tiene como cota mínima y máima 921.36 msnm y /6 msnm, respectivamente, con 02/.39 msnm de altitud promedio, tal como se observa en el cuadro 4o. 0.2. =on espesores que varían de 00 m a 56.6m, y con /1.6 m en promedio, por sus características impermeables constituye el techo del acuífero confinado o semiconfinado, así como tambi%n constituye la base del acuífero superficial.

[1!]





C*adr! N!. 2.= Estad&sti#!s de las #!tas de la base del se3*nd! +!ri!nte OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO Este8( N!rte8( C!tas8(sn( OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO


0/70/ /9965.//53 6101.05 /0003.9

5625/6.10 567730 5626279.1 5671019./

921.3 035 /6 /6.5 076. 02/.39 6.690 6.79


El tercer horizonte esta constituido por la formación -aure, el mismo que tiene como techo al impermeable (encca y como base a la formación volcánica Tacaza tambi%n impermeable. !as cotas de la base del estrato permeable, varían de /501 msnm a /6 msnm, con espesores comprendidos entre 15 m y 720 m, con 97 m en promedio. C*adr! N!. 2.4 Estad&sti#!s de las #!tas de la base del ter#er +!ri!nte OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO Este8( N!rte8( C!tas8(sn( OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO


c)

0/70/ /9965.//53 6101.05 /0003.9

5625/6.10 567730 5626279.1 5671019./

/501 067.3 /6 901.7 369 959.20 6.607 ;6./67

/!!s de b!(be!

Acorde con el inventario realizado por el *ET ?0662', se disponen de / perforaciones, de ellos 97 son pozos y 05 son piezómetros. !a profundidad perforada varía de 09 m hasta 076 m, con diámetros que varían de 95R a 0R, los caudales de los pozos varían de 76 lBs a 27 lBs, tal como se muestra en el cuadro 4o.0.1. Acorde con el aforo realizado a los pozo en operación, se conoce que los caudales de los pozos se hallan comprendidos entre 26 lBs y 9/6 lBs, siendo el pozo *A;63 el de mayor caudal, seguido por el pozo *A;90, *A;9/ I *A;9. [11]





Aforo de pozos en operación – Enero de 200! Po+o Caudal %l&s' PA,! (! PA,!# 13! PA,!* )! PA,12 11! PA,13 *( PA,1 *"

C*adr! N!.2.6 IN%ENTARIO DE /OGO" Y /IEGOMETRO" C!di3!

COORDENADA" Este 8( N!rte8(

*A;9

/602

5672930

*A;0 *A;0H

/0276

5673576

*A;/

/06/

567/361

01.53

*A;

//169

567730

077.750

*A;7 *A;3

/9/19 /922

567977 56363/1

05.570 036./22

*A;2

01965

56167

02.5

*A;5

666

563366

*A; 1 *A;96

/9/5.71 //5/5

5671736./ 5675/17

*A;99

01551

567/09

056.97

*A;90

///0

563/361

/0.291

*A;9/

/61

56371

*=A;9 *=A;0

/6/ /0759

5672917 56733/

029 031

/0615.2 /9133

567/316.9 567/370

05.5 3./ 7.59 /.6 /9. (urgente

039.190

079.22 077.97

*=A;/ *=A;/A *=A;/H

8Di#ie(bre : 200= Niel Niel Estati#!8( Dina(i#!8(

C!ta 8(sn(

079.177

*=A;/*=A;

//263

5677339

*=A;7

/9907

5670076

*=A;3

/613

563632

*=A;2 *=A;1

01907

561/90.7

922 976

09 09

906 966 16

91 95 0

966

95

96 076 992

0 09 09

Ca*dal 8ls 72 52

75

36

/3 09 07.7 107

*=A;/=

92./3 07 /6.65 2.2 90.20 05./2 3.53 7.0/

/r!-*ndidad Dia(etr! 8( 8

032

020

9./1 9.5 /9. (urgente 3.3/

25

7 25

*=A;90

/013

563/595

*=A;9/A *=A;9/H

/6 /00

56337/ 563101

/72 /36

=A;9 =A;0

02096

5679650

055

=A;/ =A;

01107 02527

567/527 5677527

/69

=A;=A;=

022/ 022/

56759 56759

/9 /9

=A;3

0/70/

5672933

/55

=A;2

0133/

567327

/96

=A;5

/0200

567/69

03

TG;0 TG;/

0569 /6/70

567927/ 5677/6

019 /69

7.31 9/.09 06.7

*=A;9

*A;9

/0312

567339

035

TG;9

//276

5677176

072.65

06.30 0/.99 0.61 6.20 9.07 9.0 9.32 /.2 00.23 06.

0

Acorde con la información recopilada por el *ET, el volumen promedio de etracción mensual en el periodo 9110;0667 fue de 6.722--=, haciendo un total anual de 3.350 --= lo que equivale 6.090 m /Bs de [12]





caudal de eplotación del agua subterránea ?cuadro 4o.0.96,y ig. 4o.0.9 '. C*adr! N!.2.10 %!l*(enes Medi!s Mens*ales de E,l!ta#i!n de A3*a "*bterranea (Periodo 1992-2005) Mes

1662 166' 166) 166>

1669 166= 1664 1666 2000 2001 2002 200' 200) 200>H

%OL. /ROM. 8MMC

CAUDAL /ROM.

ENE

6.921 6. 6.2/0 6.225 6.219 6.51/ 6.5/7 9.69 6.660 6./33 6.9 6./23 6.262 6.70

0.>=0

8(' s 0.21'

FE<

6.6 6.// 6.991 6.113 6.5/3 6.0// 6.10 6./51 6.905 6.666 6.990 6.051 6.730 6./9/

0.)0'

0.19=

MAR

6.322 6.707 6.309 6.5 9.06/ 6.55 9.9 6.666 6.933 6.666 6.666 6.60 6.299 6.02

0.>1>

0.162

A
6.33/ 6.3/2 6.215 6.792 9.976 6./ 9.929 6.061 6.090 6.666 6.666 6.69 6.12 6.0/5

0.)69

0.161

MAY

6.72/ 6.355 6.03 9.61 6.31/ 6.26 6.203 6.321 6./6 6.666 6.666 6.12 6.003 6.72/

0.>1'

0.162

UN

6.35/ 6.753 6.91 6.1/9 6.590 6./21 9.026 6.371 6.05/ 6.666 6.666 6.011 6.0/ 6.30

0.>29

0.20'

UL

9.697 6.333 6.70 6.163 6.155 6.931 9./0/ 6.2 6./09 6.666 6.666 6./05 6.36 6.303

0.>>0

0.20>

AGO

6.507 6.30 6.306 6.57/ 9.909 6.392 9./0/ 6.570 6.3 6.666 6.666 6.779 6.76 6.766

0.921

0.2'2

"E/

6.502 6.339 6.107 6.579 6.117 6.33 9.92 6.166 6.30 6.666 6.666 6.99 6.3// 6.60

0.9')

0.2)>

OCT

6.333 6.19/ 6.35/ 9.66/ 9.637 6.9/ 9.611 6.79 6./55 6.666 6.666 6.799 6.39/ 6.399

0.>44

0.220

NO%

9.699 6.35 6.357 6.153 6.16 6.506 9.606 6./66 6./6 6.666 6.666 6.2 6.319 6.16

0.920

0.2'6

DIC

9.696 6.62 6.559 9./7 6.179 6.55 9.6/2 6.03/ 6.79 6.666 6.90 6.31/ 6.32 6./93

0.9)9

0.2)1

TOTAL

4.>'' 9.6=2 =.'92 11.11) 11.>)> 9.)'9 1'.016 9.2>) '.>21 0.'99 0.9>0 >.>02 9.=01 >.>='

9.942

0.212

,E4TEP E*( TA=4A (.A.

S!os vol&menes de eplotación es al mes de $unio del 0667.

Fi". #o. 2.$ %ariación te&pora de os %o'&enes de Etracción de A"uas ubterr*neas (Periodo $!!2+200) 1.600 1.400 1.200 1.000 0.800 0.600 0.400

Vol.1992-2005

M ( n e m u l o V ) C

0.200 0.000 2 9 3 9 4 9 5 9 6 9 7 9 8 9 9 0 -

-

-

-

-

-

J n a J n a J n a J n a J n a J n a J n a J n a J n a n a n a n a n a n a

Tiempo

[13]




i


%aria#i$n te(,!ral de las des#ar3as de l!s ,!!s

Gebido a la importancia de conocer la capacidad de eplotación de los pozos en el tiempo, se ha analizado información de aforos de los pozos realizados por el *ET en distintos periodos de tiempo. En general el caudal de los pozos disminuyen con el tiempo, en el pozo *A;/ disminuye de 35 lBs a 36 lBs en 90 a)os, con una tasa de 6.32 lBsBa)o, en otros casos como el pozo *A;9, disminuye de 20 lBs a 7 lBs, con una tasa de decremento de 0.07 lBsBa)o, información que se muestra en la ig. 4o.0.0. En la ig.4o.0./, se muestra la variación del caudal de eplotación del *ozo *A;3, con mayor longitud de registro, en el podemos observar la disminución del caudal de 9/6 lBs a 90 lBs en el periodo 911/ C 0667.

[1]




ii


%aria#i$n te(,!ral de l!s !lJ(enes de e,l!ta#i$n de l!s ,!!s !os volumenes de eplotacion, tambien han sufrido disminucion, en cada uno de los pozos. !os pozos mas representativos como el *A;3 desde su puesta en marcha en 9110, el volumen de eplotacion se incremento

hasta

alcanzar

el

volumen

maimo

de

/.1--=

aproimadamente, disminuyendo hasta 6.07 --= en 0669, luego incrementandose hasta 0.26--= en el 066 y finalmente la eplotacion en el 0662 es minima. !os patrones de disminucion de los volumenes eplotados de los pozos *A;9, *A;0 y *A;/ son muy similares, con minima eplotacion en el 0662. #tro grupo de pozos conformado por el *A;1, *A;96, *A;90, *A;9/, tiene similar patrón de volumen de eplotación, la tendencia es a la disminución, con ecepción del pozo *A;1, que registra un incremento [1"]





en el volumen de eplotación de 6.96 --= a 0.6 --= en el 0662, tal como muestra las ig. 4o.0. y 0.7.

[1#]




d)


/!!s de !bsera#i$n

El acuífero dispone de 05 piezómetros y 5 pozos en los cuales se efect&an mediciones de la profundidad de los niveles de agua subterránea. (e disponen registros que datan desde enero de 911 hasta diciembre del 0662, siendo estos no continuos. Esta información ha permitido analizar el comportamiento de los niveles de agua subterránea en el tiempo y el espacio, acorde con su entorno hidrológico.

i Intensidades de ,re#i,ita#i!n (edia (ens*al  l!s nieles estati#!s !bserad!s (e ha tomado como referencia 61 pozos en las cuales el *ET tiene registrado los niveles estaticos durante el periodo 911 C 0662, siendo ellos aproimadamente continuos, asi como las intensidades de precipitacion registradas en la estacion El Ayro. El proposito del analisis es, conocer la variacion de los niveles de agua subterranea frente la intensidad de lluvia que obviamente genera recarga del acuifero. En las iguras 4o.0.3, 0.2 y 0.5, del analisis visual podemos mencionar que los niveles de agua subterranea se mantienen constantes, las variaciones de los niveles son peque)as con recuperacion

y

conservacion del nivel original. !a variacion minima de los niveles, estando aun los pozos en eplotacion, significan que la recarga del acuifero es sostenido, y tratandose de un acuifero confinado, pues la respuesta del acuifero a cualquier eplotacion es muy buena. !igera tendencia a la disminucion de los niveles de agua subterranea se observa en el pozos *A;9 y *=A;9, con descensos de aproimadamente 0.76 m en 9/ a)os y con 6.91 m de abatimiento por a)o, por lo que esta zona debe ser tomada en cuenta durante la planificacion de la eplotacion de agua subterranea. En el pozo =A;0 ?*ampa del Ayro', [1(]





tambien se observa un ligero descenso del nivel de agua variando desde 91 m a 06.76 m, en el periodo 911;0662, con 6.99 m por a)o de velocidad de descenso. En el resto de pozos los niveles fluctuan y con recuperacion de sus niveles y con tendencias a la normalidad.

[1)]



-i./ No/2/# 0ntensidades de precipitacin mensual y los nieles estáticos oserados



-i./ No/2/# 0ntensidades de precipitacin mensual y los nieles estáticos oserados

0

12

24

36

48

60

72

Tiempo 1994-2007 84

96

108

120

132

144

156

0.0

0.0

Precipi tació n 1994-2007 PA-1 PA-2

20.0

PA-2

5.0

40.0 10.0 60.0

15.0 80.0

20.0

100.0

120.0 25.0

140.0 30.0 160.0

35.0 180.0

40.0

200.0

-i./ No/2/( 0ntensidades de precipitacin mensual y los nieles estáticos oserados

[1*]


0 0.0

12


24

36

48

60

72

Tiempo 1994-2007

84

96

108

120

132

144

156 0.0

Precipitación 1994-2007 P!A-1 P!A-2

20.0 5.0

40.0 10.0 60.0

15.0 80.0

20.0

100.0

120.0 25.0

140.0 30.0 160.0

35.0 180.0

40.0

200.0

P!A-3


0

12


24

36

48

60

72

Tiempo 1994-2007

84

96

108

120

132

144

156

0.0

0.0

Precipitación 1994-2007 P!A-1 P!A-2 P!A-3

20.0 5.0

40.0 10.0 60.0

15.0 80.0

20.0

100.0

120.0 25.0

140.0 30.0 160.0

35.0 180.0

40.0

200.0

-i./ No/2/) 0ntensidades de precipitacin mensual y los nieles estáticos oserados

[2!]


0 0.0

12


24

36

48

60

72

Tiempo 1994-2007

84

96

108

120

132

144

156 0.0

Precipitación 1994-2007 !A-2 !A-3

5.0

20.0

40.0 10.0

60.0 15.0

80.0 20.0 100.0 25.0 120.0

30.0 140.0

35.0 160.0

40.0

45.0

180.0

200.0

!A-4


0

12


24

36

48

60

72

Tiempo 1994-2007

84

96

108

120

132

144

0.0

156 0.0

Precipitación 1994-2007 !A-2 !A-3

20.0

5.0

40.0 10.0

60.0 15.0

80.0 20.0 100.0 25.0 120.0

30.0 140.0

35.0 160.0

40.0

180.0

45.0

200.0

[21]


e)


/r!-*ndidad del niel -reti#!

En el acuífero el Ayro, se registra la profundidad de los niveles del acuífero libre ?dominada por la formación =apillune y depósitos cuaternarios' y semiconfinado ?formación -aure'. Acorde con el análisis espacial de la profundidad del nivel freático registrada en Giciembre del 0662, varia desde un mínimo de 9/.09 m hasta un máimo de 0.61 m, con 07.9 m en promedio y una alta variabilidad, por las anisotropía que muestran las capas, en las cuales se encuentran las perforaciones, tal como se muestra en el cuadro U 0.99 y plano U.0.0.

C*adr! U 2.11. Estad&sti#!s de la ,r!-*ndidad de l!s nieles -reti#!s OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO Este 8( N!rte8( /r!-. Na,a8( OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO -inimumP 0/70/ 5679650 9/.09 07>;tileP 02527 567/527 06 

!A-4


e)


/r!-*ndidad del niel -reti#!

En el acuífero el Ayro, se registra la profundidad de los niveles del acuífero libre ?dominada por la formación =apillune y depósitos cuaternarios' y semiconfinado ?formación -aure'. Acorde con el análisis espacial de la profundidad del nivel freático registrada en Giciembre del 0662, varia desde un mínimo de 9/.09 m hasta un máimo de 0.61 m, con 07.9 m en promedio y una alta variabilidad, por las anisotropía que muestran las capas, en las cuales se encuentran las perforaciones, tal como se muestra en el cuadro U 0.99 y plano U.0.0.

C*adr! U 2.11. Estad&sti#!s de la ,r!-*ndidad de l!s nieles -reti#!s OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO Este 8( N!rte8( /r!-. Na,a8( OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO -inimumP 0/70/ 5679650 9/.09 07>;tileP 02527 567/527 06. -edianP 01551 5677339 0/.99 27>;tileP //263 5672933 /9. -aimumP /6 56337/ 0.61 +angeP 05.55 -eanP 07.9 8arianceP 57.26 =oef. of 8ariationP 6./3 =oef. of (DeQnessP 6.1

Ge manera similar la profundidad de los niveles piezom%tricos de los pozos y piezómetros que se hallan perforados hasta la formación -aure, se hallan comprendidos entre /.6 m y /9. m, los estadísticos del análisis espacial se muestra en el cuadro 4o. 0.90 y *lano 4o.0.0.

C*adr! N!.2.12. Estad&sti#!s de la ,r!-*ndidad de l!s nieles ,ie!(tri#!s OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO Este 8( N!rte8( /r!-. N./8( OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO -inimumP /06/ 567/361 /.6 -edianP /602 5675/17 2.2 -aimumP /00 563101 /9. +angeP 05. -eanP 90.19 (tandard GeviationP 1.3 8arianceP 51.71 =oef. of 8ariationP 6.2/ =oef. of (DeQnessP 6.23 [22]



!os niveles de agua se agua en el acuífero libre se hallan mas profundo que los de aquellos pozos que alcanzaron la formación -aure y se hallan en el estrato semiconfinado. f)

M!r-!l!3&a de las a3*as s*bterrneas

!as cargas hidráulicas en los pozos de observación, h?,y,z,t', son imprescindibles a fin de conocer la morfología del agua subterránea, los gradientes hidráulicos, fluctuaciones de los niveles freáticos. En los modelos de flu$o del agua subterránea son imprescindibles durante el proceso de calibración y validación, por cuanto permiten comparar las cargas observadas y calculadas por el modelo tanto en r%gimen de flu$o estacionario y no estacionario. =on la información de los niveles de agua observados en Giciembre del 0662 y las cotas del terreno en los respectivos pozos se han estimado las respectivas cargas hidráulicas, tanto del acuífero libre como del semiconfinado,

cuyos estadísticos se muestran en el

cuadro 4o. 0.9/ y 0.9. !os resultados del análisis espacial han sido plasmados en el *lano 4o.0./, en que se observa que el sentido de flu$o en el acuífero libre es de 4or#este a (urEste ?pampa el Ayro', y de 4orte a (urEste en la zona Kospicio y *ampa (amalaque. En el acuífero semiconfinado el sentido de flu$o es similar al del acuífero libre, consecuentemente las recargas de estos estratos provienen de la zona 4or#este y 4orte principalmente. !as cargas hidráulicas de las aguas en los pozos ubicados en el acuífero libre se halla comprendidas entre un mínimo de 0/7.73 msnm y /2/.56 msnm con 05.26 msnm en promedio. -ientras que las cargas hidráulicas en el acuífero semiconfinado se hallan comprendidas entre 00.90 msnm y /2.03 msnm, debido a la diferencia de las cargas hidráulicas eiste la probabilidad de la eistencia de transferencia de masa de agua entre ambos acuíferos y en la dirección vertical. [23]



-uadro #o. 2.$ Estad/sticos de as car"as idr*uicas +Acu/fero 1ibre (icie&bre – 2003) OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO Este ?m' 4orte?m' =arga ?m' OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO -inimumP 0/70/ 5679650 0/7.73 -edianP 01551 5677339 056.73 -aimumP /6 56337/ /2/.5 +angeP 9/5.0 -eanP 05.26 Trim -ean ?96>'P 056.26 (tandard GeviationP /5.7/ 8arianceP 95.16 =oef. of 8ariationP 6.665 =oef. of (DeQnessP 6.15 OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO -uadro #o. 2.$4 Estad/sticos de as car"as idr*uicas +Acu/fero e&iconfinado (icie&bre – 2003) OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO Este ?m' 4orte?m' =arga ?m' OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO -inimumP /06/ 567/361 00.90 -edianP /602 5675/17 039.2 -aimumP /00 563101 /2.03 +angeP 90/.995 -eanP 020.36 8arianceP 9532.1 =oef. of 8ariationP 6.696 =oef. of (DeQnessP 6.299 OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO ")

Fl*#t*a#i$n de la na,a -reti#a

Gel análisis realizado, en base a los hidrogramas de 61 pozos mostrados en las ig. U. 0.3, 0.2 y 0.5, se puede mencionar que los niveles de agua subterránea se hallan estables, no se visualizan abatimientos, la eplicación básica es que la recarga es sostenida y la intensidad de eplotación del agua subterránea ha disminuido, tal como observamos en las ig. U 0. y 0.7, por ende no se observan anomalías que podría ameritar mayor análisis. )

/r!,iedades del a#*&-er!

!as leyes que gobiernan el flu$o del agua subterránea, están en función de las propiedades de los acuíferos, entre los mas importantesP la conductividad hidráulica, rendimiento especifico ?para acuíferos libres', coeficiente de almacenamiento para acuíferos [2]



?confinados y semiconfinados', la transmisividad como propiedad muy importante para modelos de simulación de acuíferos confinados y semiconfinados desde que sus valores son constantes, sin embargo en los modelos de acuíferos libre no se estila emplear debido a que T?,y,z' varia en el tiempo y espacio. !os valores de las propiedades del acuífero reportadas en el cuadro U 0.97, corresponden a los resultados de la interpretación de las pruebas de bombeo efectuados por el *ET en distintos periodos desde el inicio del proyecto.

C*adr! U 2.1> /r!,iedades +idr*li#as del a#*&-er! POO

E!TE(m)

PA-1

434027

PA-2

NO"TE(m)

#(m$%)

T(m2$%)

!

8057162

3.44

275

5.09"-03

432750

8056850

0.261

20.9

6.91"-05

PA-5

431391

8051545

1.78

142

1.04"-02

PA-6

434177

8060639

12.7

1010

2.86"-03

PA-10

433838

8058395

1.81

144

6.09"-02

PA-11

429889

8053421

0.396

31.7

4.05"-03

PA-12

434332

8063609

4.03

323

2.10"-03

P!A-1

434034

8057195

6.99

559

8.20"-03

P!A-2

432581

8056463

2.61

209

3.91"-03

#(m$%)& con%uctivi%'% i%'ulic'* T(m2$%)& t'nsmisivi%'%* !&coe+iciente %e 'lm'cen'miento

i C!nd*#tiidad +idr*li#a !a conductividad hidráulica es una de las propiedades de los acuíferos muy empleados en el desarrollo de los modelos de simulación de flu$o en acuíferos. Gel análisis espacial de la conductividad hidráulica se conoce que el valor mínimo es 6.03 mBd y el máimo 90.26 mBd, con /.32 mBd en promedio. !os valores antes descritos califican a un acuífero con reacciones lentas a eventos de precipitación o recarga en general. !os estadísticos, antes descritos se muestra en el cuadro U 0.97, así como su representación grafica espacial en el plano 4o. 0., en el cual podemos ver, que en la zona centro, 4or#este no se dispone de información, por lo que podremos [2"]



iniciar en el modelo con el promedio armónico o geom%trico de los valores estimados. C*adr! U 2.19 Estad&sti#!s de las C!nd*#tiidades Bidr*li#as

-inimumP -edianP -aimumP -idrangeP +angeP -eanP 8arianceP =oef. of 8ariationP =oef. of (DeQnessP

iii'

Este ?m'

4orte ?m'

: ?mBd'

01551 //5/5 ///0 /0996.7

567977 5672930 563/361 5672722

6.039 0.39 90.2 3.5 90./ /.22 9/.35 6.12 9.90

C!e-i#iente de al(a#ena(ient! !os valores estimados en la reinterpretación de las pruebas de bombeo, se hallan comprendidos entre 3.19E;7 y 3E;0, valores peque)os se observan en el *ozo *A;96, incrementándose en forma radial. En el plano U 0.7, podemos observar la falta de información en la zona centro y 4or#este, el rango de valores son característico de una mitura de acuíferos semiconfinados y libres. C*adr! U 2.1= Estad&sti#!s del C!e-i#iente de Al(a#ena(ient!

444444444444444444444444444444444444444444 Este%m' Norte%m' 5y%6' 444444444444444444444444444444444444444444

-inimumP -edianP -aimumP -idrangeP +angeP -eanP (tandard GeviationP 8arianceP =oef. of 8ariationP =oef. of (DeQnessP

01551 //5/5 ///0 /0996.7

567977 5672930 563/361 5672722

3.19E;667 6.66 6.636 6.6/6 6.636 6.696 6.692 6.666/ 9.37 0./7

444444444444444444444444444444444444444444

[2#]



'.0 MODELAMIENTO MATEMATICO DEL "I"TEMA ACUIFERO '.1 M!del! #!n#e,t*al del siste(a a#*&-er! El desarrollo del modelo conceptual es uno los pasos de importancia en el desarrollo de los modelos de simulación de acuíferos. *or definición, el modelo conceptual es la representación simplificada de las características hidrogeológicas del sistema acuífero, así como los detalles

del

comportamiento

hidrológico

del

acuífero

y

sus

eternalidades. Gebido a la comple$idad geológica de la zona realizaremos asunciones y simplificaciones a fin de representar m<iples proceso físicos comple$os. !as asunciones son eplicadas debido a la imposibilidad de reconstruir completamente el sistema acuífero a ser modelado. =onsecuentemente en la formulación del modelo conceptual emplearemos el principio de simplicidad, de modo que sea lo más simple posible, manteniendo la suficiente comple$idad para la representación adecuada de los elementos físicos del sistema acuífero y reproducir su comportamiento hidráulico y la respuesta frente a esquemas de bombeos, sequías, y cambios hidrológicos naturales y antrópicos, el que se muestra en el *lano 4o. /.9 y /.0. El modelo conceptual del acuífero ha sido elaborado acorde con ayuda de la información geológica, hidrológica y los factores antropog%nicos preponderantes, los cuales serán detallados a continuación.

a Mar#! 3e!l$3i#! Acorde con los resultados del estudio hidrogeológico *ET?0665', basado en el análisis complementario a los estudios anteriores y estudios geofísicos, se conoce la eistencia de dos acuíferos el primero constituido por material cuaternario fluvio glaciar cuya formación geología es denominado =apillune, seguido y a mayor profundidad con espesor variable y ba$a conductividad hidráulica se localiza la formación (encca, el que confina las aguas subterráneas almacenadas en un estrato potente y profundo localizado a mayor profundidad y constituido [2(]



por la formación -aure cuyas características son muy buenas para almacenar y trasmitir agua. A mayor profundidad se ubica la formación correspondiente al volcánico Tacaza, impermeable y considerado como la base impermeable de la formación -aure.

b L&(ites i(,er(eables El límite impermeable esta constituido por la formación del volcánico Tacaza el mismo que representa la base del acuífero. !ateralmente, la formación Tacaza no emerge, sin embargo la formación (encca considerada como semipermeable limita el acuífero profundo y el superficial. !a formación (encca emerge a la superficie al Este de la zona Kospicio y quebrada =hontacollo, constituy%ndose en una barrera que orienta las aguas subterráneas del acuífero superficial hacia la orientación 4orEste C(ur#este.

# Mar#! +idr!l$3i#! El marco hidrológico, está descrita por el r%gimen hidrológico de río chusuma cuya superficie estimada es 70.20 :m 0 y la -icrocuenca *icanani y zonas aleda)as suman 59.17 :m 0, de superficie, haciendo un total de 7/.32 :m0. El volumen de agua precipitada sobre la superficie mencionada es 919.13 Km/Ba)o, siendo los meses de Giciembre a -arzo con mayores intensidades. Gel balance hidrológico se conoce que la diferencia entre la intensidad de precipitación y las perdidas identificadas fueron estimados en 70.36 Km/, y como primera aproimación se ha estimado que el 36> correspondería a la recarga neta del acuífero estimado en /9.73 Km/Ba)o, considerando uniforme la intensidad de precipitación

[2)]



representa una lamina de 71 mmBa)o, el que de ser necesario será modificado durante el proceso de calibración del modelo. Ge las observaciones en campo, conocemos que la intensidad de precipitación se incrementa con la altitud, tanto al sur como al norte de la planicie, las intensidades de precipitación son mayores y probablemente el periodo de lluvia neto sea mayor que en la propia planicie. !as aguas infiltradas en las zonas altas fluyen a trav%s de la fisuras y lograr recargar los diferentes estratos del acuífero, tal como se muestra en el *lano 4o./.0, los aportes o vol&menes de recarga serán estimados mediante aproimaciones sucesivas durante el proceso de calibración del modelo.

d Fa#t!res antr!,!3ni#!s !os factores antropog%nicos, están eplicados por la acciones realizadas por el hombre sobre el acuífero, entre las que podemos destacar, la eistencia de pozos en eplotación, los cuales operan acorde con los requerimientos de agua del proyecto. !as condiciones de operatividad de los pozos acorde con el inventario de Enero de 0661,es mostrado en el cuadro U /.9.

C*adr! U '.1 Rela#i$n de ,!!s de e,l!ta#i$n /!!s en O,era#i$n K Ener! del 2006 /!! Ca*dal 8ls *A;6 26 *A;63 9/6 *A;61 56 *A;90 996 *A;9/ 12 *A;9 17 *A;96 (in motor *A;9 *aralizado *A;99 (in equipo *A;/ (in equipo *A;7 (in equipo *A;2 (in equipo *A;0 Gesactivado

[2*]



(eis pozos se encuentran en operación y los 62 restantes no se encuentran operativos básicamente por falta de equipo yBo calidad del agua. !os vol&menes de eplotación han sido analizados en el ítem c' *ozos de bombeo, en cual se epresa la magnitud de la evolución del volumen de bombeo, siendo el *A;63 el más intensamente utilizado.

'.2 "ele##i$n del #$di3! de (!dela(ient! El código de modelamiento, es el programa de cómputo que contiene los

algoritmos, para resolver num%ricamente las ecuaciones que

gobiernan el flu$o del agua en medios porosos saturados. -uchos de ellos en la actualidad poseen interfaces gráficas para el pre y post procesamiento de datos. En general el modelo matemático está constituido por las ecuaciones que gobiernan del flu$o del agua en medio poroso saturado, siendo este una ecuación diferencial parcial tridimensional en el tiempo y el espacio. El modelo conceptual y el esquema hidrogeológico ayudaran a definir las condiciones de frontera para la solución del modelo matemático para el acuífero de El Ayro. =on este propósito, se ha optado por hacer uso del softQare 8isual -odloQ *remium .0, principalmente por su versatilidad en el mane$o de la información, tanto para el ingreso de datos como para la edición de resultados, ba$o distintos formatos. Gispone de interfases gráficas para el ingreso de datos, parámetros del acuífero, así como las condiciones de frontera, con verificadores de precisión de ingreso de datos. El proceso de calibración y el progreso de la misma son realizados con la opción grafica que muestra las cargas observadas y calculadas, controlado con estadísticas empleadas para la calibración de modelos de acuíferos. Fnformación num%rica del balance de masas de agua y m<iples opciones que permiten estructurar el modelo apropiado. inalmente, la opción de eportar los resultados del proceso de simulación del acuífero y los resultados de los escenarios formulados.

[3!]



El programa hace uso del m%todo num%rico en diferencias finitas para la solución de la ecuación diferencial parcial ?ecuación de flu$o del agua subterránea', y los m%todos de solución de las ecuaciones son m<iples. =uenta con opciones para modelar acuíferos libres y confinados, con m<iples capas, en r%gimen de flu$o permanente y transitorio.

'.' Dise! del (!del! de a#*&-er! a Dis#retia#i$n del siste(a a#*&-er! !a discretización del sistema acuífero superficial ?=apillune' en diferencias finitas, se ha realizado empleando mallas cuadradas V  066 m y Vy  066 m, habi%ndose inicializado la discretización del sistema con 907 filas y 976 columnas, haciendo un total de 95276 mallas, de este total 725 mallas corresponden al área de acuífero modelado cuya superficie estimada es 0/9./7 :m 0, tal como se detalla en el *lano 4o././. !a discretizacion del acuífero profundo ?-aure' tiene similar configuración, mallas de 066 m  066 m, la superficie neta de acuífero es /1.3 :m0, cubiertas con 1533 mallas. En las zonas con pozos en operación las mallas tendrán menores dimensiones a fin de conocer la eistencia o no de interferencia entre ellos. (imilar criterio se aplicara al curso de rio chusuma a fin de simular el efecto del rio sobre el acuífero o viceversa, en casos de ser necesario. El sistema ha sido georeferenciado seg&n la información mostrada en el =uadro 4o./.0, referida a sus coordenadas, basado en un archivo previamente elaborado denominado borde.df P

[31]



b Unidades !as unidades empleadas para las variables del modelo sonP

%ariable !ongitud =onductividad hidráulica +ecarga o ETo Gescarga

Unidad m mBd mmBa)o m/Bd

C*adr! N!.'.2 Ge!re-eren#ia#i$n del (!del! Gescripción

=oordenadas TEste?m' 4orte?m' Gisplay Area ?8entana de W9 9966 I9 562666 traba$o' W0 966 I0 5620666 -odel #rigin ?origen del W 9966 I  562666 modelo ' Angle ?ángulo

del

X  6.6

mallado' -odel =orners ?v%rtices W9 9966 W0 966 del modelo'

I9 562666 I0 5620666

# NJ(er! de #a,as  ti,! de a#*&-er! !as capas son empleadas en los modelos para representar las unidades hidroestratigráficas, las cuales son unidades geológicas con similares o diferentes propiedades. Acorde con las secciones geológicas elaborados por el *ET ?0665', la unidades estratigráficas de importancia son tresP el primer horizonte corresponde a la formación =apillune , que de acuerdo a la estratigrafía regional sobre yace al volcánico (encca, el que está constituido por depósitos remanentes de erosión

diferencial

de conglomerados muy

compactos, cubiertos por capas aluviales *leistocenicos, asi como por materiales fluvioglaciares, en la zona 4orte el =apillune esta cubierta por la formación Harroso, el cual se encuentra fisurada lo que facilita el flu$o de las aguas de precipitación y recarga al estrato de la formación =apillune. El primer estrato esta definida como acuífero libre a semiconfinado, pues los niveles estáticos en los piezómetros ubicados en este estrato así lo eplican.

[32]



El segundo estrato, esta constituido por la formación (encca, caracterizada

por

tener

ba$a

conductividad

hidráulica,

geológicamente son tobas volcánicos de color blanco compuestos de elementos vítreos, cristalinos y líticos de color blanco a blanco grisáceo y ubicado en la base del =apillune y techo de la formación -aure, generando confinamiento a esta ultima formación. Esta formación no almacena agua como para ser aprovechada, consecuentemente en el modelo se considera como un estrato semipermeable con capacidad mínima de trasmisión y ba$o almacenamiento. El tercer estrato esta constituido por la formación -aure con presencia de tobas a%reas e ignimbritas y sedimentos lacustres donde predomina tobas retraba$adas, limolitas, fangolitas, areniscas con algunos conglomerados, lutitas negras y calizas, los cuales se han depositado en un ambiente lacustrino, palustrino someros y turbulentos en el techo por sedimentos conglomeradicos volcánicos con fragmentos de lapilli de 0 a  cm. de diámetro en una matriz tobacea de color gris oscura. En general esta formación tiene características permeables favorables, con buena capacidad de almacenamiento y retención de agua subterránea, en la zona central del acuífero se comporta como estrato confinado, pues tiene como techo a la formación (encca y como base la formación Tacaza y hacia el 4orte subyace el volcánico Harroso comportándose como acuífero semiconfinado.

d C!ndi#i!nes de -r!ntera !as condiciones de frontera son restricciones impuestas sobre las mallas del modelo, a fin de representar la interface entre el modelo del acuífero y sus eternalidades. (e han identificado dos tipos de tipos de condiciones de frontera com&nmente empleados en modelos de acuíferos.

[33]



!a condición de frontera tipo 0 ?Tipo 4euman', denominado tambi%n frontera con flu$o especificado, corresponde básicamente a la intensidad de recarga producto de la precipitación. *ara ello se establecieron cuatro zonas, cuya información referencial se muestra en el cuadro 4o././. !a zona 9 corresponde al área de recarga proveniente del sector #este del Acuífero, mientras que la zona 0 corresponde a la zona 4orte cuyas aguas fluyen hacia el cauce del rio chusuma, la zona / corresponde a la zona 4orte cuyas aguas de recarga fluyen hacia el sector 4orEste del acuífero y finalmente la zona  corresponde al área principal del acuífero sobre el cual ocurre precipitación y se produce una recarga neta.

C*adr! N!.'.' Esti(a#i$n de re#ar3a del a#*&-er! ,!r !nas on's a) #ecar$a %ot al

,ni%'%es

Area de in&l 'encia #ecar$a eta

2 * a+o

#ecar$a %otal

 * a+o

3

.) /e' %e .'n%' 'sin'%' en el mo%elo ,ar$o de la anda anco de la anda

 

Area



2

1

2

151589808 0.05915



59902710 0.05915

4

106452474 0.05915

209232195 0.05915

8966537.14 3543245.30 6296663.84 12376084.33

60358 100

19888 100

19514 100

6035800

1988800

1951400

209232195

c) ntensi%'% %e "ec'' #ecar$a total

3

 *d

Area de la anda #ecar$a total* area de anda



2

* a+o

8966537.14 3543245.30 6296663.84 12376084.33 6035800

1988800

1951400

209232195

1486

1782

3227

59

El otro tipo frontera definido como flu$o dependiente de la carga hidráulica, esta constituida por las mallas que representan el comportamiento del rio chusuma y las cargas generales tanto en el acuífero superficial y profundo, tal como se muestra en el plano 4o. /.. =omo información inicial para el modelo ?=uadro 4o./.', se ha estimado la conductancia del lecho de rio en 56 m 0Bd, el mismo que podrá ser modificado durante el proceso de calibración. [3]



C*adr! N!.'.) C!nd*#tan#ia del ri! U#+*s*(a !ond'cti /idad idra'lica de leco de rio Anco de celda lar$o de celda epeor de leco de rio

0.01 * dia 200  200  5 2

!34!%A!A 3", #

80.00  * d

C!nd*#tan#ia  le#+! de ri!Hrea de Ri! en la #eldaEs,es!r de Le#+!

!a carga general ?JKH' tiene las siguientes característicasP En el acuífero superficial la carga hidráulica es 006 msnm y la conductancia calculada =AS:B!, donde A área de la malla ?m 0', : conductividad hidráulica ?mBd', y !  distancia del rio a la frontera ?m', =066mS066mSmBdB07/6m3/ m 0Bd. (imilar valor ha sido asignado al acuífero profundo como valor inicial, el mismo que de ser necesario deberá ser modificado durante el proceso de calibración.

e /ar(etr!s de entrada del (!del! En acuíferos como la presente, se requiere información referente a sus propiedades, principalmente conductividad hidráulica ?:' y coeficiente de almacenamiento ?(', cuyos valores están relacionados con las pruebas de bombeo realizados en distintos pozos y fechas. Acorde con la información analizada, se han establecido 62 rangos de valores de conductividades hidráulicas, los cuales se muestran en el *lano 4o. /.7. !os rangos podrán variar durante el proceso de calibración, así como sus valores.

%al!res Ini#iales de #!nd*#tiidad +idr*li#a

[3"]



*ara el modelo en r%gimen no estacionario o transitorio se ha ingresado información de coeficientes de almacenamiento, cuya distribución espacial ha sido plasmado en el plano 4o. /.3, en el se observa 62 rangos, con$untamente con valores de rendimiento especifico y porosidad total estimado. %al!res ini#iales de #!e-i#iente de al(a#ena(ient!  ,!r!sidad

'.)/!!s a /!!s de b!(be! !a eplotación del agua subterránea del acuífero El Ayro, se realiza mediante pozos tubulares, el total de pozos inventariados han sido ingresados al modelo, incluyendo aquellos que registran caudales de eplotación cero ?6 lBs' y tambi%n los proyectados. *ara el ingreso de los pozos al modelo se ha elaborado un formato especial requerido por el softQare, el cual se reporta en el cuadro 4o./.7.

C*adr! N!.'.> In-!r(a#i$n de ,!!s in3resad!s al (!del! [3#]



Poo

"te

orte

rc

%opcr

ottcr

top%ie

(3* d)

*A;9

/602

5672930

9

036

076

/6

6

*A;0

/0276

5673576

9

03/.5

066

/6

6

*A;/

/06/

567/361

9

03.50

066

/6

6

*A;

//169

567730

9

00.90

066

/6

;365

*A;7

/9/19

567977

9

05.570

006

/6

6

*A;3

/922

56363/1

9

07/.22

91

/6

;3190

*A;2

01965

56167

9

02.5

006

/6

6

*A;1

/9/5.71

5671736./

9

0/.9

990

/6

6

*A;96

//5/5

5675/17

9

0/6./5

066

/6

6

*A;99

01551

567/09

9

076.62

93/

/6

6

*A;90

///0

563/361

9

//.121

91/

/6

6

*A;9/

/61

56371

9

/2./5

076

/6

6

*A;9

/0312

567339

9

935

/6

6

*A;97

05/91

56537

9

926

/6

6

*A;93

02277

561753

9

916

/6

6

*A;92

0295

5679635

9

006

/6

6

*A;95

0363/

567/990

9

0

/6

6

*A;91

072

567631

9

032

/6

6

*A;06

/6/1

567297

9

061

/6

6

*A;09

/0/67

5637292

9

0/

/6

6

*A;00

//0//

5632955

9

/31

/6

6

*A;0/

//039

5635559

9

/71

/6

6

*A;0

/9570

56311/0

9

79

/6

6

*A;07

/9019

562969

9

4253 4255.4 4275.1 4274.2 4328.9 4351.6 4293.6 4507.6 4454.2 4444.1 4535.8 4516.9

/0

/6

6

GondeP *ozo  nombre del pozo, Este?m', 4orte?m' son las coordenadas T-, (crFd identificación del tramo de re$illa, cuando el pozo tiene varios tramos con tubería ranurada, tomara varios nombre, Top(cr la cota superior de la tubería ranurada?msnm', Hott(cr cota inferior de la tubería ranurada?msnm', (top Time periodo de simulación ?d' y ?m /Bd'  el caudal de eplotación si le antecede el signo negativo de bombeo en su defecto será un pozo de recarga. !os caudales de eplotación variaran durante el proceso de simulación de los escenarios.

b /!!s de !bsera#i$n !os pozos de observación son ingresados al modelo, a fin de conocer la diferencia entre las cargas observadas en estos pozos y los calculados por el modelo. (e ha ingresado al modelo 06 pozos de observación yBo piezómetros, siendo la carga inicial observada correspondiente a (eptiembre del 0665, tal como se detalla en el cuadro 4o./.3.

C*adr! N!.'.9 Rela#i$n de ,!!s de !bsera#i$n [3(]


ell P!A-1 P!A-2 P!A-3A P!A-4 P!A-5 P!A-6 P!A-12 P!A-13A P!A-13 !A-2 !A-3 !A-4 !A-4: !A-4! !A-6 !A-7 !A-8 %-2 %-3 %-5


"%" 434034 432581 432098.47 433706 431125 434096 434296 434440 434422 427210 429925 427875 427743 427743 423523 429663 432722 428014 430352 425915

#%" cr 8057195 8056463 8053690.1 8055661 8052250 8060674 8063818 8064653 8064929 8051082 8053875 8055875 8054841 8054841 8057166 8056745 8054301 8051753 8055340 8053415

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

cr"l %ie !ar$a 4242.63 30.00 4242.63 4262.14 30.00 4262.14 4246.73 30.00 4246.73 4235.56 30.00 4235.56 4267.00 30.00 4267.00 4265.37 30.00 4265.37 4337.31 30.00 4337.31 4337.69 30.00 4337.69 4340.69 30.00 4340.69 4267.38 30.00 4267.38 4277.89 30.00 4277.89 4280.91 30.00 4280.91 4300.28 30.00 4300.28 4299.75 30.00 4299.75 4373.80 30.00 4373.80 4295.33 30.00 4295.33 4260.30 30.00 4260.30 4268.24 30.00 4268.24 4280.56 30.00 4280.56 4283.76 30.00 4283.76

GondeP YellP es el nombre del pozo de observación Este, 4orteP las coordenadas T- del pozo de observación ?m' FGP identificación del la tubería ranurada (crElP cota media de la tubería ranurada ?msnm' TimeP periodo de simulación ?días' =argaP carga hidráulica observada ?msnm'.

'.>Calibra#i$n del (!del! El proceso de calibración del modelo ha consistido enP i' (elección de los parámetros de entrada, ii' (imulación de flu$o de las aguas subterráneas mediante el softQare 8isual -odfloQ *remium, iii' =omparación entre las cargas observadas y calculadas, iv' (elección de nuevos valores de los parámetros de entrada orientados a minimizar la diferencia entre los valores de las cargas observadas en los pozos de observación y las calculadas.

'.9Res*ltad!s de la #alibra#i$n El modelo ha sido calibrado para (etiembre del 0665, mes correspondiente a las mediciones realizadas de los niveles de agua en los pozos de observación, consecuentemente las cargas iniciales solicitadas por el modelo corresponden a las cargas hidráulicas registradas en el mes antes mencionado. En la ig.4o./.9, se [3)]



muestra el modelo calibrado, siendo la raíz media cuadrática normalizada de las cargas observadas y calculadas igual a 7.959>. En la figura podemos observar que el coeficiente de correlación entre las cargas calculadas y observadas es 6.153, valor alto, considerando la comple$idad de funcionamiento del sistema acuífero El Ayro.

Fi3. N!.'.1 Car3as !bseradas  #al#*ladas K M!del! en r3i(en esta#i!nari! El proceso de calibración se ha logrado incrementado el n&mero de zonas con distintos valores de conductividades hidráulicas, de las inicialmente planteadas, siendo esta 99. !os valores altos de conductividad hidráulica se registran en las zonas  y 1 y 99, los que a su vez mostraron poca sensibilidad a los cambios en sus valores originales. [3*]



!as intensidades de recarga tambi%n fueron modificados, habi%ndose incrementado el n&mero de zonas de recarga a 5, y las intensidades de recarga estimados fueronP

!na 1 +ecarga?mmBa)o' 6

'.=

2 66

' 96

) 922

6

6

0

> 27

9 26

= 16

4 27

6

C*adr! N!.'.= '>)4.22 2.6' ;6.99 6.66

0377.76 5/.2 021.61 5.56 01/.75 10.77 ?lBs' 8ol?--=' 976.66 /.51 /32.// 99.75 1.75 9.73 0/32.35 2.32 10.77 26').>6 6.66

!a recarga producto de la precipitación reportado por el modelo luego de haber sido calibrado es 5/.2 Km /, mientras que la recarga [!]



proveniente del rio chusuma es 5.56 Km / haciendo un total de 10.77 Km/. =omo se menciono en el ítem d' de la sección recurso hídrico superficial, que sobre 7/.32:m 0 precipita 919.13 Km /, el cual ha sido calculado con registros promedios de la zona, el valor del balance hídrico subterráneo igual a 10.77 Km /, representa el 5.09> de 919.13 Km /, el mismo que eplica que las cuenca subterránea es mayor a la superficial,

y de otro lado las recargas de mayor

importancia se producen en las zonas más altas del área de estudio en las cuales las intensidades de precipitación son mayores a las registradas en las estaciones meteorológicas. Adicionalmente, las fallas que atraviesan la cuenca estarían favoreciendo la recarga del acuífero, conduciendo aguas desde zonas ale$adas del área de proyecto y de allí la presencia de acuíferos semiconfinados los cuales son altamente productivos y con recargas sostenidas. !as descargas están eplicadas por el caudal de eplotación mediante pozos /.51 Km / y el flu$o de agua desde el acuífero al rio igual a 99.75 Km /, evapotranspiración igual a 9.73 Km/ y el flu$o subterráneo natural en la orientación 4or#este C (urEste ha sido estimado en 2.32 Km /, haciendo un total de 10.77 Km/, con una mínima diferencia entre la recarga y descarga.

'.4Anlisis de sensibilidad El análisis de sensibilidad es realizado a fin de conocer la respuesta del modelo calibrado frente al cambio del valor de un parámetro de entrada, manteni%ndose invariable los demás parámetros. El parámetro de entrada probado fue básicamente la conductividad hidráulica. El análisis de sensibilidad fue realizado, haciendo uso del softQare *E(T, incluido en el 8isual -odfloQ *remium. En el cuadro 4o. /.5 se muestra los valores actuales y los valores correspondientes a los pesos o ponderados, con los cuales los [1]



resultados no variaran. *or e$emplo la conductividad hidráulica :;0 ?zona 0', cuyo valor actual podrá se ponderada en el rango Z6.120, es decir el valor de la conductividad hidráulica podrá en esta zona variar entre 2.775 mBd a 1.760 mBd, así sucesivamente para el resto de los parámetros y los resultados del modelo no se verán alterados. En general todas la conductividades hidráulicas tienen un rango muy reducido de sensibilidad, salvo el :;9, :;3 y :;1, que muestran un rango amplio de variación de su valor actual. -uadro #o. .8 An*isis de sensibiidad de conducti5idad idr*uica Parámetro kx_10 k(_10 k*_10 kx_11 k(_11 k*_11 kx__1 k(__1 k*__1 kx__ k(__ k*__ kx__! k(__! k*__! kx__% k(__% k*__% kx__5 k(__5 k*__5 kx__) k(__) k*__) kx__" k(__" k*__" kx__& k(__& k*__& kx__' k(__' k*__'

Grupo cndct cndct cndct cndct cndct cndct cndct cndct cndct cndct cndct cndct cndct cndct cndct cndct cndct cndct cndct cndct cndct cndct cndct cndct cndct cndct cndct cndct cndct cndct cndct cndct cndct

Valor Actual 5.!"15!#$0! 0.005'! !.50&"%#$0! !)."! %0.0000 .1)50 1.'5&) 0.500000 1.&&'!1 &.5!)1! .00000 0.)!%!" !.0)!%5"#$0 .00000 0.)1%0%5 1%.)"%& ).00000 1.)))1 .&!!!" 1.00000 .'&&5'#$0% ).5"!& 1.00000 0.5110'0 0.500! 0.500000 .%5%0#$0 1&.&!"' ).00000 0.%%!"0 1&.5')0 5.00000 0."11&)

Sensibilidad %."&%550#$0 1.%!05!%#$15 0.!%% '.0)%1%)#$0 0.00000 %.1"&!'1#$0 1).&&)5 0.00000 '.)05%&&#$0 1.0%!&5 0.00000 1.'50%#$0 0.%!)&%) 0.00000 5.!&%)"&#$0! .%0!)) 0.00000 ).&1""%#$0 !.!"0!) 0.00000 1.'1'5'#$0 5.1%10 0.00000 ".'")0#$0 0.&5'0"' 0.00000 %.%!!"&5#$0 1.)0&'% 0.00000 0.10"'" ).10%0! 0.00000 &."&%501#$0

Sensib. Relativa 0.10'1!1 '.'&0)1!#$1) 0.&5)%% 0."&!5 0.00000 1.%01&%#$0 %.'&)' 0.00000 .)5%0!#$0 0.'"101 0.00000 .5""!"#$0! 0.))1' 0.00000 1.1%0%"!#$0! .&0%0% 0.00000 ".000)#$0! 1.5%%! 0.00000 ).")5%)!#$0 %.0&0&0 0.00000 .1""#$0 0.51)'15 0.00000 ".1)15#$0 .051%5 0.00000 %.01'!0#$0 "."%&5& 0.00000 1.%)'&5#$0

+onde, Por e-emplo,x$ / conductividad idráulica de la *ona  en la direccin x2m3d4 x ( ( * son las principales direcciones de 6lu-o de a7ua subterránea. 7rupo8 Cndct 8 termino simplificado de conductiidad 9idráulica para ser reconocido por el pro.rama/ :alor Actual8 el es alor de la conductiidad 9idráulica en el modelo calirado%m&d'; 5ensiilidad< ran.os de alores má=imos >ue podrían ser afectados a los alores actuales y los resultados del modelo no ariaran/

'.6 "i(*la#i$n del a#*&-er! en r3i(en n! esta#i!nari!

[2]



El modelo en r%gimen transitorio, tiene importancia a fin de simular distintos escenario de eplotación en el espacio y el tiempo, y efectuar balances de agua en el tiempo, consecuentemente,

es

necesario plantear escenarios muy bien estructurados con buena base de datos o fundamentos a fin de conocer la reacción del acuífero frente a aquellas interrogantes que requieren conocer los usuarios de las fuentes de agua superficial y subterránea del acuífero en estudio. En virtud a ello el *ET?0665' ha formulado el programa de bombeo de la zona El Ayro, cuyo resumen se muestra en el cuadro 4o./.1. (e ha tomado como referencia que el inicio de la implementación de los escenarios de bombeo se inicie en enero del 0696 y se proyecten hasta el 060.

C*adr! N!.'.6 Es#enari!s de e,l!ta#i$n de a3*a s*bterrnea A)o =audal *romedio Anual

A)o

?m/Bs' a ser atendido 9 0 /  7 3 2 5 1 96 99 90 9/ 9 97

6.3/2 6./00 6.711 6.21/ 6.221 6.596 6.275 6.570 6.215 6.57/ 6.571 6.537 6.169 6.192 6.12/

0696 0699 0690 069/ 069 0697 0693 0692 0695 0691 0606 0609 0600 060/ 060

Gía ?modelo' 013 0539 /003 /719 /173 /09 353 7679 793 7259 393 3799 3523 209 2363

a Es#ala de tie(,! !a implementación de los escenarios es función del tiempo, en virtud a ello se ha elaborado el cuadro 4o. /.96, denominado escala de tiempo. Tiene como inicio en Abril del 066/ ?día cero  primero de Abril', periodo desde el cual se dispone de información mensual de [3]



niveles de agua en los piezómetros y se ha proyectado hasta enero del a)o 060 ?siendo este el día 2363'.

Cu'%)o No10 Esc'l' tempo)'l p')' el mo%elo en )eimen t)'nsito)io A; 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024

31 enero 306 671 1036 1401 1766 2131 2496 2861 3226 3591 3956 4321 4686 5051 5416 5781 6146 6511 6876 7241 7606

28 &e 334 699 1064 1429 1794 2159 2524 2889 3254 3619 3984 4349 4714 5079 5444 5809 6174 6539 6904 7269 7634

31 (ar

30 ar 30 395 760 1125 1490 1855 2220 2585 2950 3315 3680 4045 4410 4775 5140 5505 5870 6235 6600 6965 7330 7695

365 730 1095 1460 1825 2190 2555 2920 3285 3650 4015 4380 4745 5110 5475 5840 6205 6570 6935 7300 7665

31 (a< 61 426 791 1156 1521 1886 2251 2616 2981 3346 3711 4076 4441 4806 5171 5536 5901 6266 6631 6996 7361 7726

30 ='n 91 456 821 1186 1551 1916 2281 2646 3011 3376 3741 4106 4471 4836 5201 5566 5931 6296 6661 7026 7391 7756

31 ='l 122 487 852 1217 1582 1947 2312 2677 3042 3407 3772 4137 4502 4867 5232 5597 5962 6327 6692 7057 7422 7787

31 a$o 153 518 883 1248 1613 1978 2343 2708 3073 3438 3803 4168 4533 4898 5263 5628 5993 6358 6723 7088 7453 7818

30 ep 183 548 913 1278 1643 2008 2373 2738 3103 3468 3833 4198 4563 4928 5293 5658 6023 6388 6753 7118 7483 7848

31 oct 214 579 944 1309 1674 2039 2404 2769 3134 3499 3864 4229 4594 4959 5324 5689 6054 6419 6784 7149 7514 7879

30 no/

31 dic

244 609 974 1339 1704 2069 2434 2799 3164 3529 3894 4259 4624 4989 5354 5719 6084 6449 6814 7179 7544 7909

275 640 1005 1370 1735 2100 2465 2830 3195 3560 3925 4290 4655 5020 5385 5750 6115 6480 6845 7210 7575 7940

b C!e-i#iente de al(a#ena(ient! En los modelos en r%gimen no estacionario una de las propiedades de mayor importancia es el coeficiente de almacenamiento, sin de$ar de ser importante durante el proceso de calibración del modelo de acuífero en r%gimen no estacionario las conductividades hidráulicas. !os

valores

de

coeficiente

de

almacenamiento

se

hallan

comprendidos entre 3.19E;7 y 3E;0, correspondiente el primer valor a la formación -aure y el segundo a la formación =apillune, cuya distribución espacial fue mostrada en el plano 4o./.3.

# Car3as ini#iales  de -r!ntera del (!del! !os resultados de las cargas del modelo calibrado en r%gimen estacionario para (eptiembre del 0665, han sido considerados como carga inicial para el proceso de simulación del modelo en r%gimen transitorio. Estas cargas constituyen el escenario base o la línea base del proyecto, sobre el cual actuarán los escenarios de bombeo a ser simulados.

[]



=on el fin de proporcionar estabilidad en la convergencia de la solución num%rica de las ecuaciones de flu$o, en las mallas que simulan el comportamiento del rio, las cargas se han mantenido constantes durante el proceso de simulación, así como las intensidades promedio de recarga.

d' E,l!ta#i$n del a#*&-er! =on el ob$etivo de conocer la reacción del acuífero frente al incremento de los caudales de bombeo, se han considerado que en el 0696 deben operar los *ozos *A;,3,1,90,9/,9 y 96, en el 069/ se implementaran los pozos *A;9 y 99, en el 0697 el pozo *A;97, el 0692 el pozo *A;93, en el 0606 se incorpora el pozo *A;92, el *ozo *A;95 en el 0600 y finalmente el 060 el pozo *A;91 y *A;06. !a información de los caudales de eplotación en ?m/Bd', son mostrados en el cuadro 4o./.99.

Poo o. PA-04 PA-06 PA-09 PA-12 PA-13 PA-14 PA-10 PA-1 PA-11 PA-15 PA-16 PA-17 PA-18 PA-19 < PA-20 %otal (3* )

2010 2496 6048 11232 6912 9504 8380.8 8208 4752

0.637

Cu'%o No11 C'u%'les %e E3plot'cion %e los poos (peio%o 2010 - 2024) Peio%o %e simul'cion$%i's 2013 2015 2017 2020 2021 2022 3591 4321 5051 6146 6511 6876 6048 6048 6048 6048 6048 6048 11232 11232 11232 11232 11232 11232 6912 6912 6912 6912 6912 6912 9504 9504 9504 9504 9504 9504 8380.8 8380.8 8380.8 8380.8 8380.8 8380.8 8208 8208 8208 8208 8208 8208 4752 4752 4752 4752 4752 4752 6739.2 6739.2 6739.2 6739.2 6739.2 6739.2 6739.2 6739.2 6739.2 6739.2 6739.2 6739.2 2592 2592 2592 2592 2592 3024 3024 3024 3024 2592 2592 2592 2592 0.793

0.823

0.855

["]

0.888

0.888

0.918

2023 7241 6048 11232 6912 9504 8380.8 8208 4752 6739.2 6739.2 2592 3024 2592 2592 0.918

2024 7606 6048 11232 6912 9504 8380.8 8208 4752 6739.2 6739.2 2592 3024 2592 2592 2592 0.978



e Calibra#i$n del (!del! en r3i(en transit!ri!  ,redi##i$n *ara la calibración del modelo en r%gimen transitorio se ha hecho uso de los hidrogramas de los piezómetros con longitudes mas largas de registros de niveles de agua, los cuales se hallan ubicados en las distintas zonas del acuífero.

Fi3.N!.'.2 Bidr!3ra(as de l!s ,ie$(etr!s K (!del! en r3i(en transit!ri! En la ig. 4o./.0, se muestra el escenario inicial simulado, que consistió en mantener constante todas las variables y parámetros del acuífero en el tiempo, en este caso la interrogante fue conocer la tendencia de los niveles de las aguas subterráneas, el resultado es que sistema ba$o el esquema actual de eplotación, se mantendrá casi constante y con ligero incremento de los niveles de agua subterránea, básicamente eplicado por la mínima eplotación del agua subterránea.

[#]



En este conteto, el modelo calibrado en r%gimen transitorio, se halla en condiciones de predecir el comportamiento del nivel de agua en el tiempo.

'.10

"IMULACION DE E"CENARIO"

Tal como se menciono anteriormente, el ob$etivo de los escenarios es conocer la reacción del acuífero frente al incremento de los caudales de bombeo, específicamente cuantificar los abatimientos en el espacio y el tiempo. !os escenarios a simular son : i) el a)o 0696 deben operar los *ozos *A;,3,1,90,9/,9 y 96, ii) en el a)o 069/ se bombearan adicionalmente los pozos *A;9 y 99, iii) en el a)o 0697 se bombeara adicionalmente a las anteriores el pozo *A;97, iv) en el a)o 0692 se incorpora el pozo *A;93, v) en el 0606 se incorpora el pozo *A;92, vi) el *ozo *A;95 se incorpora en el a)o 0600 y vii) finalmente el a)o 060 se incorpora el pozo *A;91 y *A;06, y dos escenarios adicionales conducentes a una eplotación racional y uniforme del acuífero fueron planeados.

a /ri(er es#enari! i). Explotación de agua subterránea

!a eplotación del agua subterráneo para el escenario ha sido estimado en 776/3.56 m/Bd, equivalente a 3/2

l/s,

para ellos será necesario

implementar 62 pozos de bombeo, con caudales similares a las planteadas en el cuadro U /.90. (e ha establecido que los pozos inciarán su operación el 69 de enero del 0696 hasta enero del 060. !os pozos operaran las 0 horas del día y /37 días al a)o.

C*adr! P '.12 /!!s de e,l!ta#i$n 8,ri(er Es#enari!

[(]



Poo PA-04 PA-06 PA-09 PA-12 PA-13 PA-14 PA-10 %otal

ii)

3

( * d) 6048 11232 6912 9504 8380.8 8208 4752 55036.8

(l* ) 70 130 80 110 97 95 55 637

Hidrograma de pozos de observación

!os pozos de observación de mayor importancia por encontrarse muy cercanos a los campos de pozos a ser eplotados constituyen el *=A;9/A y *=A;0. En el primer caso la carga hidráulica varia de //9.72 msnm ?0696' m /0/.73 msnm ?060', con 5.69 m de abatimiento, mientras que para el otro pozo de observación la carga hidráulica varia de 07.37 msnm a 07/.16 msnm, con 6.27 m de abatimiento.

Fi3. P.'.' %aria#i$n de #ar3as +idr*li#as en ,!!s de !bsera#i$n 8/ri(er Es#enari! iii)

Abatimientos [)]



!a distribución espacial de los abatimientos para el periodo 0696;060, ha sido analizada para el acuífero superficial y profundo. !as zonas más sensibles y con mayor abatimiento se registran en las cercanías del pozo *A;90 y 9/ de hasta 93 m, seguido de la zona cercana al *A;3 en el que se observan abatimientos de hasta .6 m y en las cercanías del pozos *A;  los abatimientos aproimados son de 9.6 m, tal como se observa en el *lano P /.2. En el plano se observan isolíneas con valores igual a cero, ellos representan a zonas en las cuales no registran abatimientos debido a la implementación de los pozos de bombeo considerados en el primer escenario.

iv)

Balance hídrico

El ingreso de agua al acuífero esta epresada por la recarga neta debido a la precipitación y aportes laterales, así como el aporte del rio hacia el acuífero y variación en el almacenamiento que hace un total de 996.6/ Km/, y las salidas eplicadas por la variación en las reservas, aportes del acuífero al rio, perdidas de agua por evapotranspiración, el flu$o subterráneo natural y eplotación de agua mediante pozos que suman 996.63 Km/, el detalle de la información es reportada en el cuadro U/.9/.

Cu'%o No1 8//NCE 6E/5,/ !,8TE""/NE/-P"ME" E!CEN/"O ( !M,/CON 6E :,;O 6E/5,/ !,8TE""/NE/ -:,;O NO E!T/CON/"O) "EC/"5/! Alacenaiento #ecar$a #ecar$a dede #io #ecar$a total

( * d) 47889.04 229434.84 24120.78 301444.66

3

( * ) 0.55 2.66 0.28 3.489

3

(l* ) Vol(::!) 554.27 17.48 2655.50 83.74 279.18 8.80 3488.94 110.03

6E!C/"5/! Alacenaiento ">pl ot aci on del Ac'i &ero con poo ?l'=o de Ac'i&ero al #io "/apotranpiracion ?l'=o 'terraneo nat'ral 6esc'' Tot'l 6i+eenci'

( * d) 5701.14 55036.05 31556.05 4507.06 204737.03 017 -92.67

3

( * ) 0.07 0.64 0.37 0.05 2.37 42 0.00

3

(l* ) Vol(::!) 65.99 1.71 636.99 16.51 365.23 11.52 52.17 1.65 2369.64 74.73 4240 110.06 -1.07

[*]



b "e3*nd! es#enari!

i)

Explotación de agua subterránea

=onsidera la implementación de dos pozos adicionales a las consideradas en el primer escenario, siendo estos los pozos *A;9 y *A; 99, sumando el caudal de eplotación total 21/ lBs, con 973 lBs de incremento con respecto al primer escenario, tal como se reporta en el cuadro U/.9.

C*adr! P'.1) Rela#i$n de ,!!s 8"e3*nd! Es#enari! Poo PA-04 PA-06 PA-09 PA-12 PA-13 PA-14 PA-10 PA-1 PA-11 Tot'l

ii)



<(m $ %)

6048 11232 6912 9504 8380.8 8208 4752 6739.2 6739.2 =>12

<(l$ s) 70 130 80 110 97 95 55 78 78 79

Hidrograma de pozos de bservación

!a variación de cargas hidráulicas es mínimo con respecto al escenario anterior, en el *=A;9/[ la carga hidráulica varia de //9.72 msnm a /0/.73 con 5.69 m de diferencia, y en el *=A;0, la carga hidráulica varia de 07.37 msnm a 07/.3/ msnm con 9.60 de diferencia, con indicios de ser más sensible la zona cercana al pozo *A;0.

["!]



Fi3. P.'.) %aria#i$n de #ar3as +idr*li#as en ,!!s de !bsera#i$n 8"e3*nd! Es#enari! iii) Abatimientos

!os abatimientos en las cercanías del pozo *A;90, se mantiene igual al del primer escenario, sin embargo el radio de influencia de la eplotación se aproima a la zona =hilluyo, con desplazamiento la isolínea con abatimiento cero hasta el pozos *A;7, tal como se observa en el *lano U /.5. iv)

Balance Hídrico

Cu'%o No1 8//NCE6E/5,/ !,8TE""/NE/-!E5,N6O E!CEN/"O ( !M ,/CON 6E:,;O 6E/5,/ !,8TE""/NE/ -:,;O NO E!T/CON/"O) "EC/"5/! Alacenaiento #ecar$a #ecar$a dede #io #ecar$a total

( * d) 54031.56 229434.84 24150.68 307617.08

3

( * ) 0.63 2.66 0.28 3.560

3

(l* ) Vol (::!) 625.37 19.72 2655.50 83.74 279.52 8.81 3560.38 112.28


( * d) 5032.54 61775.25 31375.22 4589.19 204788.33 07=0 56.55

3

( * ) 0.06 0.71 0.36 0.05 2.37 0 0.00

3

(l* ) Vol (::!) 58.25 1.51 714.99 18.53 363.14 11.45 53.12 1.68 2370.24 74.75 014> 112.26 0.65

["1]



Al incrementarse el volumen o caudal de eplotación a 95.7/Km /, hay mayor dinámica en las reservas, disminuye la recarga del acuífero desde el rio a 5.59 Km/, así como el flu$o desde el acuífero al rio a 99.7 Km /, manteni%ndose aproimadamente similar el resto de variables con respecto al primer escenario.

# Ter#er es#enari! i)


=on respecto a los dos primeros escenarios, se incorpora el pozo *A;97, con /6 l!s de caudal para suplir la demanda del a)o 0697 estimado en 50/ l!s ?=uadro U /.93', el mismo que se halla en el etremo sur del área de estudio, su ubicación obedece a desconcentrar los pozos de eplotación y prevenir agotamiento de reservas de agua subterránea, así como la interferencia entre pozos.

C*adr! P'.19 Rela#i$n de ,!!s 8Ter#er Es#enari! Poo PA-04 PA-06 PA-09 PA-12 PA-13 PA-14 PA-10 PA-1 PA-11 PA-15 Tot'l

ii)



<(m $ %) 6048 11232 6912 9504 8380.8 8208 4752 6739.2 6739.2 2592 =>12

<(l$ s) 70 130 80 110 97 95 55 78 78 30 >2


En la ig. U./.7, las cargas hidráulicas en el *=A;9/A, se mantiene invariable, en el pozo de observación =A;0 varia de 031.37 msnm a 031.39 msnm, con una mínima variación de 6.6 m y en el *=A;0, la carga hidráulica varia de 07.37 msnm a 07/.3/ msnm, con 9.60 m de variación, comparado al segundo escenario, no se observa cambio alguno debido al ["2]



reducido incremento de caudal de eplotación y a lo ale$ado del pozo de los pozos de observación antes mencionado.

Fi3. P.'.> %aria#i$n de #ar3as +idr*li#as en ,!!s de !bsera#i$n 8Ter#er Es#enari! iii)

Abatimientos

Acorde con el análisis espacial de los abatimientos detallado en el plano U /.1, en la zona 4orEste, y en las cercanías del pozo *A;0, se mantienen los abatimientos muy similares a los estimados en los escenarios anteriores, sin embargo en la zona sur la isolínea con valor cero, se desplaza en la orientación (urEste, debido a la eplotación del pozo *A;97, iv)

Balance Hídrico

Gebido al incremento en /6 lBs comparado con el escenario anterior, pues no se observan cambios significativos en el balance hídrico, destaca la reducción de flu$o de agua desde el acuífero al rio a 99.6 Km / e incremento de la recarga desde el rio al acuífero, siendo este 5.50 Km /.

["3]



Cu'%o No17 8//NCE6E/5,/ !,8TE""/NE/-TE"CE" E!CEN/"O ( !M,/CON 6E:,;O 6E/5,/ !,8TE""/NE/ -:,;O NO E!T/CON/"O "EC/"5/! Alacenaiento #ecar$a #ecar$a dede #io #ecar$a total

( 3* d) 60155.59 229434.84 24174.38 313764.81

(3* ) 0.70 2.66 0.28 3.632

(l* ) Vol (::!) 696.25 21.96 2655.50 83.74 279.80 8.82 3631.54 114.52


( 3* d) 1594.42 71106.43 31228.71 4622.36 204769.34 1212= 443.55

(3* ) 0.02 0.82 0.36 0.05 2.37 =1 0.01

(l* ) Vol (::!) 18.45 0.48 822.99 21.33 361.44 11.40 53.50 1.69 2370.02 74.74 =079 114.36 5.13

d C*art! es#enari! i)


Acorde con la demanda de agua por el proyecto, se incorpora el pozo *A;93, localizado en las cercanías del pozo *A;97 ?etremo (ur', el caudal de bombeo estimado para este pozo es /7 l!s" haciendo un total de 575 l!s y corresponde a un incremento de 009 l!s con respecto al primer escenario. !a relación de pozos considerados en el presente escenario es mostrado en el cuadro P'.14.

C*adr! P'.14 Rela#i$n de ,!!s 8C*art! Es#enari! Poo PA-04 PA-06 PA-09 PA-12 PA-13 PA-14 PA-10 PA-1 PA-11 PA-15 PA-16 Tot'l

ii)



<(m $ %) 6048 11232 6912 9504 8380.8 8208 4752 6739.2 6739.2 2592 3024 =>12

<(l$ s) 70 130 80 110 97 95 55 78 78 30 35 >>


["]



!as cargas hidráulicas en los pozos de observación *=A;9/A y *=A;0, se mantienen constantes con respecto a los escenarios anteriores, con ligera variación de la carga hidráulica en el TG;0 de 031.07 msnm a 031.9, con 6.99 m de diferencia, básicamente por la cercanía del pozo *A;93 al TG;0.

Fi3. P.'.9 %aria#i$n de #ar3as +idr*li#as en ,!!s de !bsera#i$n 8C*art! Es#enari! iii)

Abatimientos

Acorde con el resultado del análisis espacial, de la distribución de los abatimientos, se observa un ligero desplazamiento de la isolínea con abatimiento cero hacia el

(urEste,

manteni%ndose

invariable

los

abatimientos en el resto de zonas de eplotación de agua subterránea, tal como se muestra en el plano U /.96. iv)

Balance hídrico

Gebido al incremento del caudal a 00.0 Km /, la recarga desde el rio al acuífero se incrementa a 5.5/ Km /, y disminuye el flu$o de agua desde el acuífero al rio a 99./ Km /, así mismo disminuye ligeramente el flu$o natural subterráneo a 2.27 Km /,

[""]



Cu'%o No19 8//NCE6E/5,/ !,8TE""/NE/-C,/"TO E!CEN/"O ( !M,/CON 6E :,;O 6E/5,/ !,8TE""/NE/ -:,;O NO E!T/CON/"O) "EC/"5/! Alacenaiento #ecar$a #ecar$a dede #io #ecar$a total

(3* d) 62372.53 229434.84 24198.23 316005.6


( * d) 979.95 74130.41 31076.31 4635.83 204742.95 1=4 440.15

3

(3* ) 0.72 2.66 0.28 3.657

(l * ) Vol(::!) 721.90 22.77 2655.50 83.74 280.07 8.83 3657.47 115.34

3

(l * ) Vol(::!) 11.34 0.29 857.99 22.24 359.68 11.34 53.66 1.69 2369.71 74.73 =4104 115.18 5.09

( * ) 0.01 0.86 0.36 0.05 2.37 =4 0.01

e @*int! es#enari! i)


!a demanda de agua por el proyecto para el presente escenario es 555 l!s, la que será abastecida mediante 9 pozos incluyendo el *A; 92 con /6 l!s de aporte que se implementaría el a)o 0606, el que se halla localizado al 4oroeste del pozo *A;93, etremo (ur del área en estudio. El valor de la descarga tiene por ob$eto evitar abatimientos ecesivos en zonas muy localizadas y con pozos con descargas superiores a 76 lBs. !a relación de pozos a ser operados simultáneamente el 0606, se muestra en el cuadro U /.06.

C*adr! P'.20 Rela#i$n de ,!!s 8@*int! Es#enari! Poo PA-04 PA-06 PA-09 PA-12 PA-13 PA-14 PA-10 PA-1 PA-11 PA-15 PA-16 PA-17 Tot'l



<(m $ %) 6048 11232 6912 9504 8380.8 8208 4752 6739.2 6739.2 2592 3024 2592 =>12

["#]

<(l$ s) 70 130 80 110 97 95 55 78 78 30 35 30 >>>


ii)



!a variación importante en la carga hidráulica ocurre en el pozo de observación =A;0, de 031.37 msnm a 035./3 msnm, con 9.01 m contra 6.99 m estimado en el cuarto escenario. =omo es evidente el pozo de observación =A;0, se halla dentro del radio de influencia del pozo *A;92.

Fi3. P.'.= %aria#i$n de #ar3as +idr*li#as en ,!!s de !bsera#i$n 8@*int! Es#enari! iii)

Abatimientos

El comportamiento espacial de los abatimientos son muy similares, eplicado por la descarga mínima de eplotación estimada para el pozo *A;92, el mismo que no produce efectos de importancia en la morfología de las aguas subterráneas, tal como se observa en el plano U /.99. iv)

Balance hídrico

!os efectos del incremento en el bombeo de agua subterránea, con respecto a los escenarios anteriores, son básicamente, el incremento del aporte del rio al acuífero en 5.5 Km / debido al ligero incremento de la diferencia entre la carga hidráulica del rio y del acuífero. Gisminución del flu$o del agua del

["(]



acuífero al rio habi%ndose estimado 99.03 Km / y la ligera disminución en el flu$o subterráneo natural. Cu'%o Cu'%o No No21  21 8//NCE6E/5,/ /5,/ !,8TE""/NE/-<, /NE/-<,NTO E!CEN/"O N/"O ( !M ,/CON 6E:,;O 6E/5,/ /5,/ !,8TE""/NE /NE/ -: -:,;O NO E!T/CON/"O) ON/"O) 3

3

"EC/"5/! Al acenai ent o #ecar$a r$a #ecar$a dede #i o #ecar$a t ot al

( * d) d) 63931.23 229434.84 24232.55 317598.62

( * ) ) 0.74 2.66 .66 0.28 3.676

(l * ) ) Vol (::!) 739.94 23.33 2655.50 83.74 280.47 8.84 3675.91 115.92

6E!C/"5/! Al acenai ent o ">pl ot ot ac aci on on del Ac'i &e &ero con poo ?l '= o de Ac'i & ero al #i o "/apot ranpi raci on ?l '= o 't erraneo nat 'ral 6esc'' Tot'l 6i+eenci'

(3* d) d) 647.42 76722.4 30847.68 4626.99 204693.45 17794 60.68

(3* ) ) 0.01 0.89 0.36 0.05 2.37 =7 0.00

(l * ) ) Vol (::!) 7.49 0.19 887.99 23.02 357.03 11.26 53 53.55 1.69 2369.14 74.71 ==771 115.90 0.70

- "e "et! es es#e #en nari! ari! i)


Acorde con la demanda de agua por el proyecto, en el a)o 0600 corresponde incrementar el caudal en /6 l!s mediante la implementación del pozo *A;95, siendo 195 lBs el caudal total de eplotación mediante 9/ pozos. El pozo *A;95, se localiza en la zona #este del acuífero El Ayro, el criterio de su ubicación y caudal es principalmente evitar minimizar los abatimientos en el ámbito del acuífero y desconcentrar la ubicación de pozos. !a relación de los pozos pozos a ser implementado implementadoss el escenario escenario se muestra en el cuadro cuadro U /.00.

C*adr! P'.22 Rela#i$n de ,!!s 8"et! Es#enari!

[")]



Poo PA-04 PA-06 PA-09 PA-12 PA-13 PA-14 PA-10 PA-1 PA-11 PA-15 PA-16 PA-17 PA-18 Tot'l

ii) ii)



<(m $ %) 6048 11232 6912 9504 8380.8 8208 4752 6739.2 6739.2 2592 3024 2592 2592 =>12

<(l$ s) 70 130 80 110 97 95 55 78 78 30 35 30 30 91>

Hid Hidrogr rogram ama a de poz pozos de observ servac ació ión n

=on =on resp respec ecto to al prim primer er esce escena nari rio, o, la carg carga a hidr hidráu áulilica ca del del pozo pozo de observación =A;0, disminuye de 031.37 msnm a 035./7 msnm, con 9./6 m de diferencia, manteni%ndose la morfología en la zona Este del acuífero ?ig.U/.5'.

Fi3. P.'.4 %aria#i$n de #ar3as +idr*li#as en ,!!s de !bsera#i$n 8"et! Es#enari! iii)

Abatimientos

["*]



En el plano U /.90, se observa la distribución de los abatimientos para el final del periodo de simulación, siendo este similar al del anterior escenario, debido principalmente al distribución y caudales apropiados de los pozos de eplotación proyectados. iv )

Balance hí hídrico

!a tendencia en el balance hídrico es la disminución del flu$o de agua del acuífero al rio debido a la disminución de las cargas hidráulicas en la zona #este del acuífero, y debido al incremento del gradiente hidráulico inducirá que la recarga del acuífero sea mayor y como es obvio a mayor eplotación de agua disminución en el flu$o subterráneo natural, tal como se detalla en el cuadro U /.0/. Cu'%o Cu'%o No No 2 2 8//NCE /NCE6E/5,/ /5,/ !,8TE" !,8TE""/NE/-! "/NE/-!E?TO E!CEN/"O ( !M ,/CON 6E :,;O 6E/5,/ !,8TE""/NE/ -"E -"E5M 5M EN NO N O E!T/CON/"O) ON/"O) "EC/"5/! Al acenai ent o #ecar$a #ecar$a dede #i o #ecar$a t ot al

( 3* d) d) 66513.05 229434.84 24254.5 320202.39

(3* ) ) 0.77 2.66 0.28 3.706

(l * ) ) Vol (::!) 769.83 24.28 2655.50 83.74 280.72 8.85 3706.05 116.87

6E!C/"5/! Al acenai ent o ">pl ot ot ac aci on on del Ac'i &e &ero con poo ?l '= o de Ac'i & ero al #i o "/apot ranpi raci on ?l '= o 't erraneo nat 'ral 6esc'' Tot'l 6i+eenci'

( 3* d) d) 576.77 79314.44 30698.6 4607.25 204654.48 19>14 350.85

(3* ) ) 0.01 0.92 0.36 0.05 2.37 70 0.00

(l * ) ) Vol (::!) 6.68 0.17 917.99 23.79 355.31 11.20 53.32 1.68 2368.69 74.70 =91 116.75 4.06

3 ",t ",ti( i(! ! es#en es#enar ari! i! i)


Acorde con las estimaciones de la demanda de agua por el proyecto estimada en 125 lBs, se ha previsto implementar los pozos *A;91 y *A;06 con /6 lBs cada uno, las que deberán iniciar su operación en Enero del 060. En el cuadro U /.0, se lista los pozos a ser operados en el presente escenario.

C*adr! P'.2) Rela#i$n de ,!!s 8",ti(! Es#enari! [#!]



Po4o

<(l$ s)

PA-04

6048

PA-06

11232

PA-09

6912

80

PA-12

9504

110

PA-13

8380.8

97

PA-14

8208

95

PA-10

4752

55

PA-1

6739.2

78

PA-11

6739.2

78

PA-15

2592

30

PA-16

3024

35

PA-17

2592

30

PA-18

2592

30

PA-19

2592

30

PA-20

2592

30

>19072

97>

Tot'l

ii)

-

<(m $ %)

70 130


!as carga hidráulica del pozo de observación TG;/, por encontrase cerca al *A;06, muestra un ligero descenso variando de 025.1 msnm a 025.95 msnm, con 6./9 m de abatimiento.

Fi3. P.'.6 %aria#i$n de #ar3as +idr*li#as en ,!!s de !bsera#i$n 8",ti(! Es#enari! iii)

Abatimientos

[#1]



Gebido a la distancia apropiada de pozos y las descargas estimadas, no se observan diferencias sustanciales en los abatimientos en el ámbito del acuífero El Ayro. iv)

Balance hídrico

El balance hídrico comparado con los resultados del primer escenario, la recarga del acuífero proveniente del rio se incrementa conforme se incrementa el caudal de eplotación habiendo variado de 5.56 Km / a 5.53 Km/, inversamente han una disminución de flu$o del acuífero al rio, variando de 99.70 Km / a 99.97 Km /, finalmente el flu$o subterráneo natural disminuye de 2.2/ Km/ a 2.35 Km/. !os resultados $ustifican la condición de la eistencia de un acuífero semi;confinado con buena recarga y sostenida, así como la renovación de sus reservas y deterioro nulo de la calidad del agua subterránea. !os resultados del balance del s%ptimo escenario epresado en distintas unidades han sido detallados en el cuadro U /.07. Cu'%o No2 8//NCE6E/5,/ !,8TE""/NE/-E!CEN/"O !EPTMO ( !M,/CON 6E :,;O 6E/5,/ !,8TE""/NE/ -"E5M EN NO E!T/CON/"O) "EC/"5/! Alacenaiento #ecar$a #ecar$a dede #io #ecar$a total

( * d) 71269 229434.84 24275.7 324979.54

3

( * ) 0.82 2.66 0.28 3.761

3

(l * ) Vol (::!) 824.87 26.01 2655.50 83.74 280.97 8.86 3761.34 118.62

6E!C/"5/! Alacenaiento ">pl ot aci on del Ac'i & er o con poo ?l'=o de Ac'i&ero al #io "/apotranpiracion ?l'=o 'terraneo nat'ral 6esc'' Tot'l 6i+eenci'

( * d) 431.07 84498.48 30552.43 4578.16 204612.83 24=7297 306.57

3

( * ) 0.005 0.978 0.35 0.05 2.37 7 0.00

3

(l * ) Vol (::!) 4.99 0.13 977.99 25.35 353.62 11.15 52.99 1.67 2368.20 74.68 72>0 118.51 3.55

+ O#ta! es#enari! i)


En vista de la sensibilidad de la zona Este del acuífero, en el cual se concentran los pozos con mayor rendimiento, en el presente escenario se plantea uniformizar los caudales de eplotación de modo que los abatimientos sean mínimos y permitir me$or sostenibilidad de la eplotación del acuífero, los pozos y sus respectivos caudales que suman 156 l!s, equivalente a la demanda de agua por el proyecto para el a)o 060, son [#2]



listados en el cuadro U /.03. !a ubicación de los pozos ha sido propuesto por el cuerpo de ingenieros del *ET ?0665'. C*adr! N!.'.29 Rela#i$n de /!!s OCTA%O E"CENARIO *ozo ?lBs' *ozo ?lBs' *A;9 76 *A;9 76 *A;97 6 *A;0 76 *A;93 6 *A;/ 76 *A;92 6 *A; 76 *A;95 6 *A;7 /7 *A;91 /7 *A;3 76 *A;06 /7 *A;2 /7 *A;09 /7 *A;1 76 *A;00 /7 *A;96 76 *A;0/ /7 *A;99 /7 *A;0 /7 *A;90 /7 *A;07 /7 *A;9/ /7 T#TA! 156

ii)


!a variación de las cargas hidráulicas han sido evaluados en los pozos de observación *=A;9/A, TG;/, =A;0 y *=A;0. En el pozo de observación *=A;9/A, la carga hidráulica disminuye de /0.9/ msnm a //7.3 msnm con 3.32 m de diferencia, lo cual favorece a esta zona, por cuanto los abatimientos se reducen al reducir los caudales de eplotación de los pozos.

Fi3. P.'.10 %aria#i$n de #ar3as +idr*li#as en ,!!s de !bsera#i$n 8O#ta! Es#enari! [#3]



En el TG;/, la carga hidráulica varia de 025.75 m a 025.6 m, con 6.75 m de abatimiento, mientras que en los pozos de observación =A;0 y *=A;0 las cargas hidráulicas varían de 032.1 m a 032./2 m y de 077.70 m a 07.23 m, con 6.72 m y 6.23 m de abatimiento, respectivamente. Esta distribución de abatimientos es mucho más uniforme sin afectar ciertas zonas más sensibles a la etracción de agua subterránea. iii)

Abatimientos

!a propuesta de eplotar agua subterránea mediante 0 pozos, genera abatimientos de hasta 2 m en la zona este del acuífero ?zona más sensible' y entre 6.7 m y 9 m en la zona central y oeste, tal como se muestra en el plano U /.9. iv)

Balance hídrico

En el balance destaca el me$or aprovechamiento de las aguas que fluyen de forma natural, disminuyendo de 2.2/ Km / a 2.// Km /, la recarga del rio al acuífero ha sido estimado en 5.5 Km / y el drena$e del rio se mantiene en condiciones medias siendo 99.03 Km /, disminuye la perdida de agua por evapotranspiración a 9./0 Km/ y el volumen de eplotación abastece satisfactoriamente la demanda del proyecto. Cu'%o No27 8//NCE6E/5,/ !,8TE""/NE/-E!CEN/"O OCT/VO ( !M,/CON 6E :,;O 6E/5,/ !,8TE""/NE/ -:,;O NO E!T/CON/"O) "EC/"5/! Alacenaiento #ecar$a #ecar$a dede #io #ecar$a total

( * d) 69685 229434.84 24232.4 323352.24

3

( * ) 0.81 2.66 0.28 3.743

3

(l* ) Vol (::!) 806.54 25.44 2655.50 83.74 280.47 8.84 3742.50 118.02

6E!C/"5/! Alacenaiento ">pl ot aci on del Ac'i & ero con poo ?l'=o de Ac'i&ero al #io "/apotranpiracion ?l'=o 'terraneo nat'ral 6esc'' Tot'l 6i+eenci'

( * d) 160.55 84672.77 30836.67 3616.47 203638.69 22921 427.09

3

( * ) 0.00 0.98 0.36 0.04 2.36 74 0.00

3

(l* ) Vol (::!) 1.86 0.05 980.01 25.40 356.91 11.26 41.86 1.32 2356.93 74.33 770 117.87 4.94

i N!en! es#enari! i)


[#]



=on respecto al escenario anterior se ha incrementado el caudal de eplotación de 156 lBs a 9966 lBs, los cuales han sido asignados con el criterio de uniformidad de caudales de eplotación, el que se detalla en el cuadro U /.05. C*adr! N!.'.24 /OO" EN O/ERACION NO%ENO E"CENARIO *ozo ?lBs' *ozo ?lBs' *A;9 76 *A;9 76 *A;97 6 *A;0 76 *A;93 6 *A;/ 76 *A;92 6 *A; 76 *A;95 6 *A;7 7 *A;91 7 *A;3 76 *A;06 7 *A;2 6 *A;09 7 *A;1 76 *A;00 76 *A;96 76 *A;0/ 76 *A;99 6 *A;0 76 *A;90 6 *A;07 76 *A;9/ 6 T#TA! 9966

ii)


!a carga hidráulica en el pozo de observación *=A;9/A, varia de /7.9/ m a //.79 m con 96.30 m de abatimiento, en el TG;/ la carga hidráulica varia de 025.75m a 022.17 m con 6.3/ m de abatimiento y en el *=A;0 varia de 072./2 m a 07.23 m con 0.39 m de abatimiento, tal como se observa en la ig.U/.99.

Fi3. P.'.10 %aria#i$n de #ar3as +idr*li#as en ,!!s de !bsera#i$n 8O#ta! Es#enari! [#"]


iii)


Abatimientos

!a distribución espacial de los abatimientos mostrados en el plano U /.97, muestran un ligero incremento con respecto a los observados en el octavo escenario, siendo las zonas más sensibles al incremento de las descargas las zonas aleda)as al pozo *A;06, *A;09, *A;90 y *A;/. iv)

Balance hídrico

Gebido al incremento en la eplotación disminuye el volumen de evapotranspiración, así como el flu$o subterráneo natural fuera del area de estudio, eiste una buena dinámica de las reservas las cuales se renuevan, satisfaciendo la demanda, tanto el drena$e como la recarga desde el rio se mantienen en promedio similares a los escenarios simulados. Cu'%o No29 8//NCE6E/5,/ !,8TE""/NE/-NOVENO E!CEN/"O ( !M,/CON 6E :,;O 6E/5,/ !,8TE""/NE/ -:,;O NO E!T/CON/"O) "EC/"5/! Alacenaiento #ecar$a #ecar$a dede #io #ecar$a total

(3* d) 79830.33 229434.84 24232.76 333497.93

(3* ) 0.92 2.66 0.28 3.860

(l* ) Vol (::!) 923.96 29.14 2655.50 83.74 280.47 8.84 3859.93 121.73


(3* d) 164.36 95040.83 30834.83 3507.75 203532.41 0>01> 417.75

(3* ) 0.00 1.10 0.36 0.04 2.36 > 0.00

(l* ) Vol (::!) 1.90 0.05 1100.01 28.51 356.88 11.25 40.60 1.28 2355.70 74.29 >19 121.57 4.84

[##]



).0 CONCLU"IONE" a' El modelo matemático del acuífero El Ayro, consta de tres capas, la primera corresponde a la formación =apillune, que cubre 0/9./7 :m 0 con 725 mallas cuadradas de 066m  066 m y la formación -aure con /1.3 :m0 de superficie, discretizada con 1533 mallas con iguales dimensiones a la anterior capa. Kidráulicamente el estrato superior se comporta como semiconfinado a libre y el inferior como confinado. b' !as condiciones de frontera del modelo son el rio chusuma con 56m 0Bd de conductancia hidráulica, las cargas generales con 3/ m 0Bd de conductancia hidráulica y las intensidades de recarga del acuífero, que varian por zonas, siendo 953 mmBa)o, 9205 mmBa)o, /002 mmBa)o y 71 mmBa)o, para las zonas 9,0,/ y  respectivamente. c' El modelo de simulación de flu$o de agua subterránea ha sido calibrado para septiembre de 0665, habi%ndose logrado el valor de la raíz media cuadrática normalizada entre las cargas observadas y calculadas igual a 7.95>, mediante la variación de las conductividades hidráulicas originales, encontrándose estas en el rango 6.69 mBd ?zona /' a //.27 mBd ?zona '. Así mismo, las intensidades de recarga se ampliaron a 5 zonas, variando sus intensidades entre 27 mmBa)o a 266 mmBa)o. d' Acorde con el balance hídrico, estimado por el modelo de flu$o en r%gimen estacionario, el volumen de recarga producto de la precipitación es 5/.2 Km /, y la recarga proveniente del rio chusuma es 5.56 Km / haciendo un total de 10.77 Km/. Ge otro lado las salidas están eplicadas por el caudal de eplotación mediante pozos es /.51 Km /, el flu$o de agua desde el acuífero al rio igual a 99.75 Km /, perdida por evapotranspiración 9.73 Km/ y el flu$o subterráneo natural en la orientación 4or#este C (urEste estimado en 2.32 Km /, haciendo un total de 10.77 Km/, con una mínima diferencia entre la recarga y descarga, lo que garantiza la bondad del modelo.

[#(]



e' El modelo en r%gimen transitorio ha sido calibrado y validado haciendo uso de la serie de cargas hidráulicas registradas por el *ET, en el periodo 066/;0665, habi%ndose estimado el rango de los valores de coeficiente de almacenamiento entre 3.19E;7 y 3E;0, correspondiendo los valore altos a la formación =apillune y los ba$os para la formación -aure. f' (e formularon 1 escenarios de simulación de flu$o de agua subterránea en r%gimen no estacionario, a fin de conocer la reacción del acuífero frente al incremento de los caudales de bombeo y proponer la estrategia de eplotación sostenida del acuífero. !os caudales de eplotación ha sido propuesto por el *ET el que se halla acorde con los requerimientos de agua, estimado es 125 l!s para el a)o 060. g' Ge los escenarios simulados, se conoce que la zona más sensible del acuífero se ubica en el ámbito en la cual se hallan los pozos *A;90 y *A;9/, con abatimientos de hasta 93 m para los distintos periodos de simulación. En el resto de zonas los abatimientos no superan los / a  m, debido al distanciamiento apropiado entre pozos y a los caudales de eplotación estimados. h' En vista de la conclusión anterior, se recomienda implementar los escenarios 5 y 1, el octavo escenario considera una disminución del caudal de eplotación de los pozos *A;90 y *A;9/, y operar 0/ pozos con caudales comprendidos entre /7 l!s a 76 l!s, disminuir los abatimientos hasta 3 m en la zona más sensible y entre 6.7 m a 0 m en las zonas restantes. Gebido a las condiciones de acuífero confinado el acuífero podrá ser eplotado hasta en 9966 l!s, con abatimientos de hasta 96 m en la zona sensible y de de 6.36 a 0 m en las zonas menos sensibles.

[#)]

Modelamiento Matematico Del Acuifero de El Ayro Informe Final

Recommend Documents