LA IMPORTANCIA DE LA CARACTERIZACIÓN HIDROGEOQUÍMICA EN LA DETERMINACIÓN DE LA DISPONIBILIDAD DEL AGUA SUBTERRÁNEA

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1 LA IMPORTANCIA DE LA CARACTERIZACIÓN HIDROGEOQUÍMICA EN LA DETERMINACIÓN DE LA DISPONIBILIDAD DEL AGUA SUBTERRÁNEA Antonio Cardona, Sócrates Alonso, Cristian Rivera, Javier Castro Facultad de Ingeniería, UASLP Puebla de Zaragoza, octubre de 2017 FHQ-0 3

2 CONTENIDO DE LA PRESENTACIÓN IDENTIFICACIÓN Y EVALUACIÓN DE DIFERENTES TIPOS DE RECARGA UTILIZANDO INFORMACIÓN HIDROGEOQUÍMICA EN CONJUNTO CON DATOS HIDROGEOLÓGICOS 1 (uno) CONCEPTO SIMPLE

3 HIDROGEOQUIMICA Explica los procesos que controlan la composición química del agua subterránea, por lo que define la CALIDAD DEL AGUA

4 LA CALIDAD DEL AGUA CON RELACIÓN AL USO PARA EL QUE SE DESTINA

5 EN GENERAL, LOS ELEMENTOS MENORES Y TRAZA SON LOS QUE PRODUCEN LOS PROBLEMAS DE CALIDAD DEL AGUA PARA USO Y CONSUMO HUMANO Elementos esenciales Elementos, que pueden ser benéficos y potencialmente tóxicos Elementos POTENCIALMENTE tóxicos (depende de concentración y dosis) 5

6 CONDICIÓN ACTUAL LA COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL AGUA SUBTERRÁNEA NO SE CONSIDERA COMO UNA HERRAMIENTA ADICIONAL PARA LA EVALUACIÓN DE LA DISPONIBLIDAD DEL AGUA SUBTERRÁNEA SERÁ ESTE HECHO EL ORIGEN DE LOS PROBLEMAS DE CALIDAD DEL AGUA QUE SE ABASTECE A LA POBLACIÓN???

7 NOM-011-CONAGUA-2015

8 OBJETIVO DESCRIBIR LA IMPORTANCIA QUE TIENE LA CARACTERIZACIÓN DE LA COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL AGUA SUBTERRÁNEA EN SU GESTIÓN, EN ESTE CASO ESPECÍFICO PARA IDENTIFICAR DIFERENTES TIPOS DE RECARGA CARACTERIZACIÓN GEOQUÍMICA DEL AGUA SUBTERRÁNEA PROCESOS Y CUANTIFICACIÓN DE RECARGA (NATURAL E INDUCIDA) TIEMPOS DE RESIDENCIA ADMINISTRACIÓN, MANEJO Y PROPUESTAS DE USO DEL AGUA PATRONES DE FLUJO SUBTERRÁNEO

ALGUNAS DEFINICIONES La recarga en sentido general es, el flujo descendente de agua que ha alcanzando el nivel freático, formando una adicción al reservorio de agua subterránea.

9 ALGUNAS DEFINICIONES La recarga en sentido general es, el flujo descendente de agua que ha alcanzando el nivel freático, formando una adicción al reservorio de agua subterránea.[1] Se denomina recarga al proceso por el que se incorpora agua a un acuífero, procedente del exterior que lo limita. [2] [1] David N. Lerner; Arie S. Issar; Ian Simmers, Groundwater recharge, International Association of Hydrogeologists, (1990) [2] E. Custodio Gimena, Recarga a los acuíferos: Aspectos generales sobre el proceso, la evaluación y la incertidumbre, Boletín Geológico y Minero, Vol , (1998)

Hydrogeology Journal; 2002 DIFERENTES TIPOS DE RECARGA RECARGA DE AGUA SUBTERRÁNEA Recarga

urbanos Infiltración de cuerpos de almacenamiento y conducción de aguas residuales Retornos de

Recarga Directa Resultado de la infiltración del agua de la precipitación, una vez cumplidos los

10 [3] Jacobus J. de Vries; Ian Simmers; Groundwater recharge: an overview of processes and challenges; Hydrogeology Journal; 2002 DIFERENTES TIPOS DE RECARGA RECARGA DE AGUA SUBTERRÁNEA Recarga Inducida (Artificial) Recarga Natural Recarga entre acuíferos Por fugas de las redes de servicios urbanos Infiltración de cuerpos de almacenamiento y conducción de aguas residuales Retornos de riego. Recarga Directa Resultado de la infiltración del agua de la precipitación, una vez cumplidos los requerimientos de humedad y evapotranspiración Recarga Indirecta Agua que alcanza la zona saturada, moviéndose por zonas preferenciales Por infiltración entre acuíferos por pozos mal construidos Por flujo lateral horizontal Flujo vertical ascendente/descenden te, resultado de la extracción

INDICADORES QUÍMICOS E ISOTÓPICOS DE DIFERENTES TIPOS DE RECARGA RECARGA DE AGUA SUBTERRÁNEA Recarga Inducida (Artificial) Recarga Natural Recarga entre acuíferos Mala calidad de agua Elevadas

11 INDICADORES QUÍMICOS E ISOTÓPICOS DE DIFERENTES TIPOS DE RECARGA RECARGA DE AGUA SUBTERRÁNEA Recarga Inducida (Artificial) Recarga Natural Recarga entre acuíferos Mala calidad de agua Elevadas concentraciones de NO 3 y Cl, SO 4, Presencia de coliformes Ascenso del nivel freático Recarga Directa Buena calidad, Cl depende de la cantidad de recarga, 18 O y 2 H compatibles con la precipitación actual 3 H entre 1 y 5 UT 14 C del orden de 100% pcm Recarga Indirecta Buena calidad, 18 O y 2 H compatible con la precipitación actual o posiblemente muestren efecto de evaporación 3 H entre 1 y 5 UT, 14 C del orden de 100% pcm Baja Salinidad Elevadas concentraciones de NO 3, 18 O y 2 H posiblemente no compatible con la precipitación actual 3 H no detectable y 14 C mucho menor a 100% pcm Elevadas concentraciones de elementos traza

12 RECARGA ARTIFICIAL (INDUCIDA) NO PLANEADA Fuentes de recarga Por fugas de las redes de servicios urbanos Infiltración de cuerpos de almacenamiento y fugas de sistemas de aguas residuales Riego con aguas residuales Coliformes fecales (NMP/100 ml)

13 RECARGA ARTIFICIAL (INDUCIDA) NO PLANEADA Fuentes de recarga Por fugas de las redes de servicios urbanos Infiltración de cuerpos de almacenamiento y fugas de sistemas de aguas residuales Riego con aguas residuales

14 ACUIFERO PROFUNDO RECARGA ARTIFICIAL (INDUCIDA) NO PLANEADA Fuentes de recarga Comunicación vertical entre acuíferos Ión N-NO 3 (mg/l)

SHALLOW AQUIFER Contaminated groundwater Cl= 85.4 mg/l Intermediate flow Cl= 5.7 mg/l 3.0 % Cl= 2.92 5.12 mg/l DEEP AQUIFER Cl= 3.65 0.34 mg/l 64.0 % Mixed water from production wells Cl= 11.4 0.

15 SHALLOW AQUIFER Contaminated groundwater Cl= 85.4 mg/l Intermediate flow Cl= 5.7 mg/l 3.0 % Cl= mg/l DEEP AQUIFER Cl= mg/l 64.0 % Mixed water from production wells Cl= mg/l Regional flow Cl= 13.0 mg/l 33.0% Cl= mg/l INVERSE MODELING MIXED WATER REGIONAL (%) INTERMEDIATE (%) LOCAL (%) MAIN REACTIONS UNCERTAINTY BOREHOLE % (BOREHOLE 11) 74% (AVERAGE) 3 % (BOREHOLE 57) BOREHOLE 40 9 % (BOREHOLE 3) 85 % (AVERAGE) 6 % (BOREHOLE 58) BOREHOLE % (AVERAGE) 83 % (AVERAGE) 2 % (BOREHOLE 52) Dissolution of calcite, sanidine, illite. Precipitation of Mg-montmorillonite plus cation exchange Dissolution of calcite, sanidine, illite. Precipitation of kaolinite Dissolution of calcite, sanidine and Camontmorillonite. Precipitation of Mgmontmorillonite

17 RECARGA NATURAL DIRECTA E INDIRECTA Fuentes de recarga NATURAL PRECIPITACIÓN Concentración de Cl en agua de lluvia 0.61 mg/l Concentración de Cl en agua subterránea =5-10 mg/l Por lo tanto 0.61/7.5 = 0.08, indicando que UN MÁXIMO del 8 % de la precipitación se convirtió en recarga (Cl mg/)

Distribución Espacial de 18 O en la precipitación Ecuación Región Occidental: d18o = -2.0747(LAT) 2 + 96.736(LAT) - 0.

18 Distribución Espacial de 18 O en la precipitación Ecuación Región Occidental: d18o = (LAT) (LAT) (ALT) Ecuación Vertiente del Golfo de México: d18o = (LONG) (LONG) (ALT) (LAT) 13726

20 RECARGA NATURAL DE AGUA A PARTIR DE INDICADORES ISOTÓPICOS (concentraciones de tritio) 1.2 Concentraciones de 3 H (UT)

23 CONCEPTO SIMPLE LA COMPOSICIÓN QUÍMICA E ISOTÓPICA DEL AGUA SUBTERRÁNEA PUEDE (Y DEBE) SER UTILIZADA COMO UNA HERRAMIENTA ADICIONAL PARA LA EVALUACIÓN DE LA DISPONIBLIDAD DEL AGUA SUBTERRÁNEA

25 EN LAS ZONAS ÁRIDAS SE PRESENTAN MUCHOS TIPOS DE RECARGA LA APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS GEOQUÍMICAS PERMITE IDENTIFICARLAS Y EVALUARLAS LA DETERMINACIÓN DE LA DISPONIBILIDAD DEL AGUA, DEBE DE CONSIDERAR LA EXISTENCIA DE AGUA SUBTERRÁNEA FÓSIL

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