Estimación del volumen de escurrimiento y su potencial de infiltración a través de una discontinuidad geológica en el Valle de Aguascalientes

Abstract

Frente a las problemáticas del desabasto de agua y del fracturamiento en el valle de Aguascalientes, en el presente estudio se analiza el comportamiento hidráulico de una porción de la Falla oriente ante la infiltración de agua proveniente de los escurrimientos superficiales, y con ello detectar si es factible aprovechar estas discontinuidades geológicas como ductos para la recarga artificial del sistema acuífero. La metodología empleada consistió primero en seleccionar una porción de la Falla oriente que cumpliera con ciertos criterios, de tal modo que tuviera condiciones para el vertido intencional de agua potable; en seguida, se elaboró un análisis de cuenca para estimar el volumen de escurrimiento superficial medio, mismo que se aporta a la porción seleccionada de la falla; se realizaron pruebas de campo de vertido de agua para determinar la capacidad de captación de la porción de falla; finalmente, se implementaron los métodos geofísicos de sondeo eléctrico continuo (CVES), que se utilizó para inferir el comportamiento del agua que se infiltra a la discontinuidad; y el de refracción sísmica, cuyos resultados se compararon de manera general con los sondeos eléctricos continuos. Esto con el fin de detectar alguna relación estratigráfica a partir de las velocidades de ondas P y las resistividades aparentes. A partir del análisis de cuenca se estimó un volumen de escurrimiento medio de 816,973.89 m3 anuales. Dicho valor se comparó con la capacidad de captación de agua de la porción de falla y se estimó que se requiere una longitud aproximada de falla de 234.62 m para recargar dicho volumen, puesto que al verter directamente agua potable en la falla se encontró que demanda un gasto de 0.1325 m3/s, el cual se distribuye 20 m a lo largo de la falla. Por otro lado, los sondeos eléctricos mostraron pequeñas variaciones en las resistividades; lo que permitió inferir que el agua infiltrada se desplaza de manera longitudinal a la falla. Así mismo, una comparación sobresaliente entre los métodos geofísicos, es donde se encuentra la discontinuidad geológica y en la cual las resistividades en el CVES son muy altas (2,300 Ω-m), y las velocidades de las ondas sísmicas obtenidas en el sondeo de refracción sísmica son muy bajas (200 m/s), por lo que se cree que es un suelo poco consolidado y afectado por la falla. Se supone que la Falla oriente se puede estar comportando como un conducto directo, puesto que demanda un gasto de 132.5 l/s. Por otro lado, si se considerará aportar el volumen de escurrimientos calculados, el déficit ante la disponibilidad del acuífero para aportar Estimación del volumen de escurrimiento y su potencial de infiltración a través de una discontinuidad geológica en el valle de Aguascalientes 11 agua disminuiría un 0.66% (-123.473 hm3). Esto nos indica que la aportación de los escurrimientos superficiales de las distintas cuencas hidrológicas donde sus cauces principales se vean afectados por el cruce de una discontinuidad geológica con potencial de recarga del acuífero, podrían atenuar la problemática del déficit presente en el valle de Aguascalientes.

To face the problem of the shortage of water and fracturing in Aguascalientes’s Valley, in the present study the hydraulic response of a portion of the Falla Oriente to infiltration of water from surface runoffs, and to detect if it is feasible to take advantage of these geological discontinuities as a duct for artificial recharge of the aquifer system is analyzed. The used methodology consisted first in select a portion of the Falla Oriente that meets some criteria, so that had conditions for intentional discharge of potable water; after this, a basin analysis was elaborated to estimate the medium volume of surface runoff, which is going to be provided to the select portion of the Fault; field tests of pouring water were conducted to determine the capacity to capture of the portion of fault; finally, geophysical methods of continuous electrical sounding were implemented (CVES), used to infer the behavior of water as it infiltrates into the discontinuity; and seismic refraction, whose results were generally compared with continuous electrical soundings. This in order to detect any stratigraphic relation from P waves velocities and apparent resistivities. From the basin analysis, an average volume of 816,973.89 m3 annual runoff was obtained. This value was compared with the capacity of water uptake of the fault portion, and it was estimated that an approximate length of 234.62 m of fault is required to recharge the volume, since by pouring potable water directly on the fault it was found that it demands a volume rate of 0.1325 m3/ s, which is distributed 20 m along the fault. On the other hand, the electrical soundings showed small variations in resistivity; allowing infer that the infiltrated water moves longitudinally to the failure. Likewise, an outstanding comparison of geophysical methods, is where the geological discontinuity is placed, in which resistivities in the CVES are very high (2.300 Ω-m), and the wave speeds obtained from seismic refraction survey are very low (200 m / s), so is believed that this is a soil affected by the fault is poorly consolidated. It is suggested that Falla Oriente may be behaving as a direct conduit, since it demands a volume rate of 132.5 l / s. On the other hand, if the runoff volume is considered in the computations, the deficit to the availability of the aquifer to provide water decrease down to 0.66% (-123,473 hm3). This indicates that the contribution of surface runoff from different basins where its main channels are affected by a geological discontinuity with potential aquifer recharge, the problem of the water deficit in the valley of Aguascalientes could be attenuated.