FACTORES QUE CONTROLAN EL PRIMER IMPULSO DE RECARGA HACIA LOS ACUÍFEROS

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Elena Quintero Herrero
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María Vicenta Esteller Alberich UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DEL ESTADO DE MÉXICO CENTRO

1 FACTORES QUE CONTROLAN EL PRIMER IMPULSO DE RECARGA HACIA LOS ACUÍFEROS POR: Eduardo Teófilo Salvador, Guillermo Pedro Morales Reyes, René Muciño Castañeda y María Vicenta Esteller Alberich UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DEL ESTADO DE MÉXICO CENTRO INTERAMERICANO DE RECURSOS DEL AGUA Puebla de Zaragoza, Octubre de 2017 Recarga - 05

2 INTRODUCCIÓN Época de estiaje Lluvias escasas Aprovechamiento de las plantas (evapotranspiración) Modelación numérica Métodos empíricos Medidas experimentales Modelación satelital Percolación cero Balance hídrico Extracción (continua) Recarga (eventual) Datos mensuales o valores promedio

3 INTRODUCCIÓN Época de lluvias Precipitaciones frecuentes, intensas, continuas y variables Saturación de la zona radicular (evapotranspiración) Efectos climáticos, sociales y administrativos Percolación y flujo subsuperficial Sobreexplotación de acuíferos Extracción (continua) Recarga (eventual) Objetivo: Determinar los principales factores que controlan la percolación profunda con datos climatológicos, edafológicos y curvas de infiltración, y a partir de esto definir el primer impulso de recarga (infiltración eficaz).

4 METODOLOGÍA Recolección de datos climatológicos O N S E Sitio de aplicación

5 Muestreo de suelo METODOLOGÍA

6 METODOLOGÍA Monitoreo de cultivo Enero - Abril Mayo Junio Septiembre Agosto Julio Octubre Noviembre Diciembre

7 METODOLOGÍA Balance hídrico local fw = 1 Con coeficiente ajustado Ze por estrés hídrico E = Ke ETo Escurrimiento Saturación Capacidad de Campo Umbral Punto de Marchitez Permanente T = Kcb ETo Ascenso Capilar Agotamiento c) AFA Teófilo (2015) Precipitación ADT few DPi (Percolación Profunda, espesor Zr) E = Ke ETo Escurrimiento Zr e K f a cmax Kr c e AET 0.3 h max u HRmin 45, Kcb K K ADT Ks o * Tmin T 0.611exp min AET De,11 AET AFE cb cmax K K cmin FC cmin FC ADT Dr ADT AFA T min 10.5h WP Z e WP Z r Ke = min[kr*(k cmax K cb ), f ew *K cmax ] Kc = Ks*Kcb + Ke ETc aj = (Ks*Kcb + Ke)*ETo Presión de vapor Fracción de suelo cubierta por vegetación Profundidad de suelo sujeto al secado Ze Coeficiente de estrés hídrico f ew fracción de suelo en la que hay más evaporación

8 /08/ /08/2014 METODOLOGÍA /08/ /08/ P < 0.2ETo DPi (percolación IEi ubicada en Balance hídrico local 24/08/2014 Evaporada; profunda 1.227de la 1.22 Tiempo 0.5 Fecha la curva F /08/2014 P > 0.2ETo zona radicular, estimado (min) (ICCR) (mm) /08/2014 considerada mm) Fecha /01/ /09/ /07/20 DP: f(p,etc: f(cv, t)) 08/02/ /09/ /07/ /02/ /09/ /07/ /02/ /09/ /07/20 07/03/ /07/ /09/ /03/ /07/ /09/ /04/ /07/ /04/ /09/ /07/ E 19/04/ /09/ /07/20 i D 20/04/ /08/20 e, i D0.000 e, i1 Pi Tew, i DPe, i 20/09/ f 21/04/ /08/20 ew 21/09/ /04/ /08/ /09/ /04/ /08/ /09/ /04/ /08/ /04/ /09/ /08/ /05/ /09/ /08/20 DP /05/ /09/ /08/20 i kt IEi Fj /05/ /10/ /08/20 09/05/ /08/ /10/ /05/ /08/ /10/ /05/ /08/ /05/ /10/ /08/ /05/ /10/ /08/20 F j DP i < F max IE= /05/ /10/ /08/ F max DP i F max 17/05/ /10/ /09/20 23/05/ /09/ /10/ /05/ /09/ /11/ /05/ /09/ /05/ /12/ /09/ /05/ /12/ /09/ /05/ /09/20

9 Tasa de infiltración, f (cm h -1 ) METODOLOGÍA Infiltración Acumulada, F (cm) Comportamiento del agua en la capa subyacente a la zona radicular 0.25 f enero f febrero f marzo f abril f mayo-junio f julio-agosto f septiembre f octubre f noviembre f diciembre F enero F febrero F marzo F abril F mayo-junio F julio-agosto F septiembre F octubre F noviembre F diciembre Transición Sub-Saturación Saturación Sobre-Saturación Tiempo (min) Teófilo (2015)

10 RESULTADOS Sitio de estudio Estaciones climatológicas a más de 7500 m de distancia (no todas operan). Registros disponibles hasta el 2012, solicitados a dependencia encargada hasta primer semestre Los registros de la estación climatológica del CIRA se complementaron o verificaron con el pluviómetro y la estación Nueva Santa Elena (la más cercana) para un ciclo anual completo. El sitio de estudio fue adecuado para el trabajo de investigación, la distancia fue de 200 m de la estación climatológica del CIRA al cultivo monitoreado. Los trabajos posteriores dependieron de los datos disponibles y recabados.

11 RESULTADOS Mes Muestreo y caracterización del suelo Profundidad de zona radicular (m) Densidad natural (gr/cm 3 ) Humedad gravimétrica (%) Lámina de agua equivalente (m) Porosidad (%) Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre

12 Coeficiente del cultivo (Kc) RESULTADOS Cultivo Único 0.2 Dual Ajustado por estrés /05/ /06/ /07/ /08/ /09/ /10/ /11/2014 Tiempo, (días)

13 RESULTADOS Mes de prueba Profundidad de la zona radicular (m) Balance hídrico local Precipitación (mm) Evapotranspiración del cultivo Ajustado por estrés (mm) Único (mm) Percolación profunda Dual (mm) Ajustado por estrés (mm) Almacenamiento (mm) Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre

14 Lámina (mm) RESULTADOS Infiltración eficaz inicial 50 Precipitación Percolación profunda Infiltración Eficaz Incidencia de precipitaciones /01/ /03/ /04/ /06/ /07/ /09/ /10/ /12/2014 Tiempo (Día) Precipitación (mm) Percolación profunda (mm) Infiltración eficaz inicial (mm) Figura E3. Comportamiento de la precipitación, percolación profunda e infiltración eficaz inicial dependientes del balance hídrico, para datos

15 CONCLUSIONES Una buena estimación del primer impulso de recarga inicia con el tipo y disponibilidad de registros en las estaciones climatológicas. Al incrementarse la densidad de la masa de suelo disminuye la capacidad de infiltración para el libre movimiento del agua en el medio. La estimación de un coeficiente de cultivo ajustado por estrés disminuye cierta incertidumbre, cuando no se cuenta con suficientes datos climatológicos. Al disminuir la profundidad radicular aumenta el valor de la percolación profunda, pero la capa subyacente controla la infiltración eficaz inicial. Si la capa subyacente a la franja de la zona radicular es más impermeable se propicia un flujo subsuperficial eventual. La incidencia de las precipitaciones, la densidad del suelo, la evapotranspiración del cultivo, la profundidad radicular y la capa subyacente controlan el libre tránsito del agua con dirección al acuífero.

16 Gracias

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