Estudio mediante el uso de simulaciones numéricas para determinar las características de velocidad y volumen de recarga natural al acuífero del valle de Aguascalientes a través de discontinuidades superficiales

Abstract

RESUMEN En el presente estudio se presenta la caracterización hidráulica de la falla Oriente en dos de sus puntos ubicados en el valle de Aguascalientes para determinar la velocidad del flujo de agua que pasa a través de ellos. La hidroestratigrafía del valle contiene una espesa zona vadosa constituida por depósitos fluvio-aluviales y rocas sedimentarias con grado de litificación variable, en donde tienen lugar varios procesos hidromecánicos, como la aparición de discontinuidades superficiales, las cuales se cree que pueden funcionar como zonas de recarga ya que podrían favorecer la infiltración de agua de la superficie hacia el acuífero regional. En general, la metodología consistió en obtener en campo perfiles 2D de resistividad eléctrica, en ciertas zonas de la falla Oriente dentro de la mancha urbana de la ciudad de Aguascalientes, realizar pruebas en laboratorio con muestras de material adyacente a la discontinuidad superficial, y diseñar modelos numéricos para entender la dinámica del flujo utilizando el software Comsol Multiphysics, mediante el cual se aplicó una física basada en el modelo matemático de la ecuación de Richards. Con los datos obtenidos se pudo conocer la estratigrafía de la zona de estudio y determinar la presencia de humedad y su relación con la discontinuidad superficial, la cual podría funcionar como un canal que favorezca la infiltración de aguas pluviales y permitir la recarga del acuífero. Mediante los modelos numéricos que se aplicaron se obtuvieron resultados que permitieron conocer posibles tiempos de tránsito de agua subterránea a través de una discontinuidad. Se estimó una velocidad mínima de 1.35E-05 m/s y una máxima de 8.44E-08 m/s para la zona analizada. Palabras clave: Falla Oriente, infiltración, simulación numérica, geofísica.

ABSTRACT In the present study, the hydraulic characterization of two points on the Oriente fault located in the Aguascalientes valley is presented to determine the speed of water flow to pass through it. The hydroestratigraphy of the valley contains a thick vadose zone constituted by fluvio-alluvial deposits and sedimentary rocks with a variable degree of lithification, where several hydromechanical processes take place, such as the appearance of surface discontinuities, which are believed to work as recharge zones since they could favor the infiltration of water from the surface towards the regional aquifer. In general, the methodology consisted in obtaining in the field 2D profiles of electrical resistivity, in certain areas of the Oriente fault within the urban area of the city of Aguascalientes, performing laboratory tests with samples of material adjacent to the surface discontinuity, and designing numerical models to understand the dynamics of the flow using the software Comsol Multiphysics, by means of which, a physics was applied based on the mathematical model of the Richards equation. With the obtained data, it was possible to know the stratigraphy of the study area and determine the presence of humidity and its relationship with the surface discontinuity, which could function as a flow channel that favors the infiltration of rainwater and allow the recharge of the aquifer. Through the numerical applied models, results were obtained that allowed to know possible transit times of groundwater through a discontinuity. It was estimated a minimum speed of 1.35E-05m/s and a maximum of 8.44E-08 m/s for the analyzed area Key words: Oriente fault, infiltration, numerical simulation, geophysics.