Posts filed under TutorialModflow

Cómo crear un Modelo de Aguas Subterráneas totalmente geoespacial con MODFLOW y Flopy - Tutorial

La naturaleza y todos los procesos físicos relacionados con el agua subterránea y el régimen de transporte están espacialmente distribuidos. Los modelos de agua subterránea se basan en una estructura grillada que se discretizan en celdas con arreglos de filas y columnas; el nivel de desconexión espacial de una parte del medio poroso con las filas y columnas de las celdas son algunos desafíos para la gestión sostenible de los recursos de aguas subterráneas.

Afortunadamente, Flopy y las librerías de Python permiten construir y simular modelos de MODFLOW, y tienen herramientas para georreferenciar las grillas del modelo incluso con opciones de rotación; sin embargo, el proceso es algo explícito que significa que el modelador tenga conocimientos de Flopy y Python. Este tutorial muestra todo el procedimiento para crear un modelo de agua subterránea totalmente geoespacial con MODFLOW y Flopy.

Posted on June 13, 2019 and filed under TutorialModflow.
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Modelamiento Geológico Estructural 3D en Python con Gempy - Tutorial

Gempy es una librería de código abierto de Python para generar modelos geológicos estructurales 3D completos. La librería es un desarrollo completo para crear modelos geológicos de interfases, fallas y orientaciones de capas, también relaciona la secuencia de las capas geológicas para representar intrusiones de rocas y órdenes de fallas.

El algoritmo para modelamiento geológico basado en la interpolación universal “cokriging” con el soporte de librerías matemáticas avanzadas de Python como Numpy, PyMC3 y Theano. Gempy crea un modelo grillado que puede ser visualizado en secciones 2D con Matplotlib o como geometrías 3d en VTK que permitirán la representación del modelo geológico en Paraview para divisiones, filtrado, transparencias y estilo.

Este tutorial es un ejemplo básico de una configuración geológica estratificada con 5 capas y una falla. Con finalidad de hacer que el tutorial sea accesible a la mayoría de usuarios, hemos creado un tutorial complementario acerca de Gempy en Windows con una distribución de repositorio de Anaconda.

Posted on April 11, 2019 and filed under TutorialModflow, TutorialPython.
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Malla triangular para modelamiento de aguas subterráneas con MODFLOW6 y Flopy - Tutorial

Una de las novedades más excepcionales de MODFLOW 6 son las diferentes opciones de discretización para la generación de la grilla del modelo. Las opciones van desde grillas regulares (igual que MODFLOW 2005), grillas triangulares y grillas no estructuradas. Flopy que es una librería de Python para la construcción y simulación de MODFLOW 6 y otros modelos tiene herramientas para la generación de grillas triangulares. El flujo de trabajo en modelamiento de aguas subterráneas con MODFLOW 6 y Flopy para modelos con grillas triangulares es muy fluido y observamos mucho potencial para el modelamiento de flujo de agua subterránea en escala local y regional.

Este tutorial muestra el procedimiento completo para crear una grilla triangular con las utilidades de Flopy e incorporarlo al modelo de MODFLOW 6. El modelo es simulado y los resultados son representados como una grilla colorida e isolíneas.

Posted on April 8, 2019 and filed under TutorialModflow, TutorialPython.
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Representación de Isótopos Estables de Muestras de Aguas Subterráneas con Python Pandas - Tutorial

El análiss de isotopos estables es una herramienta muy poderosa para la evaluación del origen y la dinámica del agua subterránea especialmente cuando los puntos de observación y los periodos de muestreo son limitados. La representación de isotopos se puede hacer con cualquier hoja de cálculo de software como Excel, pero el flujo de trabajo es deficiente especialmente cuando se representa los puntos, líneas de tendencia, etiquetas y leyendas.

Este tutorial muestra el procedimiento completo para representar los isotopos estables de muestras de aguas subterráneas de un sitio en remediación en Nuevo México, Estados Unidos. Los códigos son realizados con Python 3 y otros paquetes que vienen instalados por defecto con Anaconda. El código para la representación de la Línea Meteórica Global del Agua esta tambíén incluido asi como las opciones para guardar/descargar las figuras.

Posted on March 21, 2019 and filed under TutorialModflow, TutorialPython.
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Tutorial de Modelamiento Regional de Aguas Subterráneas con MODFLOW y Flopy

El modelamiento regional de aguas subterráneas es una tarea importante en la gestión estratégica del agua que involucra a todos los usuarios, actividades y ecosistemas involucrados y proporciona un uso sostenible para las condiciones actuales y futuras. Existen algunas consideraciones específicas sobre el modelamiento regional con respecto a la línea base y la discretización espacial; un modelo regional no pretende proporcionar la respuesta del acuífero para un área determinada, sino busca la evaluación del flujo regional del agua subterránea y la cuantificación de la recarga, descarga y otros procesos del balance hídrico.

Este tutorial es la versión de Flopy de un ejemplo numérico de la cuenca de Angascancha realizada con MODFLOW y Model Muse. El ejemplo está en régimen uniforme y se resuelve con el solucionador NWT. Las representaciones de salida del modelo se han realizado con las herramientas Flopy / Matplotlib, así como también con algunos códigos Python para crear archivos VTU y representarlas en Paraview.

Posted on February 28, 2019 and filed under TutorialModflow.
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Generacion de Vectores de Flujo Subterráneo de Modelos en MODFLOW con Python y Flopy - Tutorial

La representación de la dirección del flujo de agua subterránea es útil para comprender las condiciones actuales y previstas del régimen de flujo de agua subterránea. La dirección y la magnitud de las flechas (vectores) proporcionan una perspectiva rápida de las direcciones principales del flujo de agua subterránea y la interconexión entre las fuentes y los puntos de descarga. Los vectores de dirección de flujo no eran una característica muy común en el modelo de de aguas subterráneas con software de código abierto hasta el desarrollo en Python de la librería Flopy que tiene una herramienta especial para la representación de gráficos Quiver.

Este tutorial muestra el flujo de trabajo completo para determinar las direcciones de flujo de un modelo en MODFLOW realizado con Model Muse. Las secuencias de comandos insertan una imagen de fondo, georreferencian el modelo de los parámetros exportados como comentarios y exportan la figura resultante como un archivo PNG. El tutorial se realiza en Python 3 en un entorno de Jupyter Notebook.

Posted on February 13, 2019 and filed under TutorialModflow.
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Qué debo hacer para aprender Modelamiento Numérico de Aguas Subterráneas?

El modelamiento numérico de aguas subterráneas es la representación en la computadora del régimen de aguas subterráneas y los principales procesos que controlan su flujo. El modelamiento no debe ser visto como un requisito de una evaluación ambiental o permiso de agua, sino como una herramienta para la gestión del agua subterránea; una herramienta que nos permita conservar los ecosistemas asociados al régimen hidrogeológico y preserve el suministro de agua a las personas y actividades antrópicas ante escenarios de cambio climático. El siguiente video muestra los recursos disponibles para fortalecer las capacidades profesionales en modelamiento numérico.

Posted on February 15, 2018 and filed under TutorialModflow.
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Tutorial de Modelamiento en Régimen Transiente con MODFLOW 6 y visualización con Paraview

Basado en el nuevo formato de archivos y palabras clave de MODFLOW 6 es más simple entender un modelo mientras se revisa los archivos de entrada. Este tutorial muestra un ejemplo de modelamiento en régimen estático y transiente en MODFLOW 6 para un periodo de 30 días en 4 periodos de requerimiento. El tutorial tiene una introducción a la geometría del modelo, los archivos de ingreso y condiciones de borde, una simulación del modelo en condiciones transientes y la visualización de los resultados como archivos VTU en Paraview. El tutorial también incluye una discusión en el balance hídrico del sistema de aguas subterráneas al final de la simulación.

Posted on February 8, 2018 and filed under TutorialModflow.
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Ejemplo Básico de Modelamiento con MODFLOW 6 y Visualización con Paraview y Flopy

Tutorial básico para aprender el procedimiento de construcción, simulación y representación de un modelo hidrogeológico en MODFLOW 6. El tutorial muestra una introducción al sistema de ficheros de un modelo en condiciones de régimen uniforme. El modelo de este tutorial tiene implementado las siguientes condiciones de borde: Drenes, Recarga, y Carga Constante.  La grilla del modelo es regular con un ancho de 50 metros y tiene 30 filas con 24 columnas; el modelo consta de 4 capas y un espesor total de 130 metros.

El modelo es llamado "hatari01" y esta inspirado en el modelo "twri" de la documentación de MODFLOW 2005 adaptado a MODFLOW 6.  Dentro de la conceptualización hidrogeológica se especifica la conductividad hidráulica en el plano horizontal y vertical. Luego de la simulación se ejecuta un script de Python dentro de un Jupyter Notebook para crear archivos VTK de grilla no estructurada para las cargas hidráulicas, napa freática y condiciones de borde como objetos 3D en Paraview.

Posted on February 1, 2018 and filed under TutorialModflow, TutorialPython.
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Representación Mejorada de Resultados de Modelos en MODFlOW con Python, VTK y Paraview - Tutorial

La representación de resultados de modelos de aguas subterráneas es importante / crucial para entender el régimen de aguas subterráneas, estudiar su interacción con las aguas superficiales y ecosistemas dependientes y para evaluar el impacto de requerimientos antropogénicos y del cambio climático. Hasta ahora había pocas opciones de código libre capaces de generar representaciones 3D y estos softwares tenía limitadas opciones para escalas de color, secciones de corte y otras herramientas gráficas. En la búsqueda de mayores opciones encontramos Paraview, un software libre de representación de datos diseñado para analizar set de datos extremadamente grandes usando recursos computacionales de memoria distribuida.

La representación de resultados en MODFLOW a Paraview  requiere utilizar una variante del formato VTK llamado VTU donde el "U" viene de "unstructured" o grilla no estructurada. Este tutorial muestra el procedimiento completo para procesar los resultados de un modelo en MODFLOW en un archivo VTU y su representación en Paraview.

Posted on January 24, 2018 and filed under TutorialModflow, TutorialPython.
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Tutorial para Representar Resultados de MODFLOW en ParaView con Python

MODFLOW es un software que calcula las cargas hidráulicas del flujo de agua subterránea en un medio fracturado / poroso en base de una serie de condiciones de borde como recarga, evapotranspiración, drenaje, pozos, entre otros. Existen una serie de software comerciales y libres para la construcción de modelos en MODFLOW y para la representación de resultados de MODFLOW. A pesar de las capacidades de estos softwares, existe una brecha en el procesamiento de datos y la representación especialmente si hablamos de vistas isómetricas, animaciones y secciones de corte particulares que todavía siguen siendo difíciles de conseguir en modelos multicapa en condiciones transientes de múltiples periodos de requerimiento.

Existe un software libre que es de nuestro particular interés, este software se llama Paraview (paraview.org). Esta aplicación visual fue diseñada para analizar set de datos extremadamente largos usando recursos computacionales de memoria distribuida, es más, el término para del nombre Paraview viene de la paralelización de los núcleos de la computadora.
 

Posted on January 11, 2018 and filed under TutorialModflow, TutorialPython.
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Tutorial para Representar la Napa Freática de MODFLOW en QGIS con Python

Las capacidades actuales de modelamiento de acuíferos con MODFLOW y Model Muse nos permiten grandes refinamientos y mayor número de capas para la representación de las cargas hidráulicas y la napa freática así como mayores capacidades para la representación de los procesos físicos relacionados al flujo de aguas subterráneas. En una escala regional podemos estar tratando con modelos de mas de 50000 elementos en régimen uniforme o transitorio, de los cuales muchas veces necesitamos representar sus datos en plataformas de Sistemas de Información Geográfica (SIG) como QGIS para un mayor análisis o la generación de gráficos para usuarios finales y actores de decisión. El uso de programación en Python nos permite acelerar el proceso de la representación de datos de salida de MODFLOW en QGIS. 

Los scripts en Python pueden ser un poco largos y declarativos, pero el tiempo de procesamiento es mucho menor comparado con el uso de la interface visual. Se pretende que los modeladores guarden estos scripts y los usen cada vez quieran representar los datos de la napa freática.

Posted on January 5, 2018 and filed under TutorialModflow, TutorialQGIS, TutorialPython.
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Tutorial Básico de Modelamiento en MODFLOW con Python usando Flopy

Flopy es la librería creada por el Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS) para la creación, configuración y representación de resultados de modelos en MODFLOW. Flopy es una herramienta avanzada que tiene soporte incluso para la creación de grillas no estructuradas en MODFLOW 6. Con el uso conjunto de Python y MODFLOW mediante Flopy se extienden las posibilidades de modelamiento y de gestión de aguas subterráneas al permitir la configuración de nuevos esquemas de optimización y la aplicación de algoritmos de inteligencia artificial.

Este tutorial muestra el proceso completo de construcción de un modelo numérico en condiciones transientes con Flopy. El modelo tiene un pozo con caudal variable y un flujo regional determinado por la gradiente en las cargas hidráulicas. El código en Python ha sido realizado de manera interactiva en Jupyter Notebook.

Posted on December 26, 2017 and filed under TutorialModflow, TutorialPython.
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Tutorial de Implementación Múltiple de Pozos con Horario de Bombeo en MODFLOW con Model Muse

La construcción de modelos de agua subterránea en escala regional requiere una línea base de múltiples pozos que pueden superar los cientos de pozos con distintas características de instalación, caudales y horarios de bombeo. MODFLOW con Model Muse tiene varias herramientas para la construcción y simulación de modelos de flujo de agua subterránea;  estas herramientas permiten de manera fácil y sencilla la implementación de múltiples pozos con sus características de instalación y horario de bombeo individuales sobre un modelo regional. Este tutorial muestra el proceso de construcción de geometría del modelo, la discretización horizontal / vertical y la implementación de 182 pozos en una área de 617 kilómetros cuadrados.

Posted on October 3, 2017 and filed under TutorialModflow.
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Tutorial para Insertar Fallas Geológicas en un Modelo Hidrogeológico con MODFLOW y Model Muse

Model Muse es el programa de distribución libre para el pre y post procesamiento de modelos hidrogeológicos en MODFLOW desarrollado por el Servicio Geológico de Estados Unidos (USGS). La estructura de construcción por objetos de Model Muse permite la configuración rápida de las condiciones de borde y da mucha flexibilidad para la grillado progresivo, pero también permite insertar características complejas de acuíferos como fracturas. 

Este tutorial muestra el procedimiento para la inserción de 3 fracturas a partir de datos base como un punto en la fractura, el azimuth y la elevación. El tutorial muestra el sustento teórico de la fórmula del plano de la fractura y su implementación dentro de Model Muse como DataSet con sus correspondientes características hidrogeológicas.

Posted on September 20, 2017 and filed under TutorialModflow.
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Tutorial de Simulación de Rendimiento de Galerías Filtrantes con MODFLOW y Model Muse

El suministro de agua para poblaciones puede depender de fuentes de agua superficial y subterránea. Los criterios de diseño de un sistema de abastecimiento tienen que asegurar un caudal definido que pueda cumplir con la demanda de usuarios, por lo que el uso de herramientas avanzadas de análisis junto con un adecuado conocimiento del medio físico son fundamentales para cumplir con los objetivos del abastecimiento. En esta oportunidad vamos a simular una galería filtrante de 300 metros de longitud localizado sobre un acuífero aluvial en un clima árido. El modelamiento numérico se realiza en condiciones estáticas y con el acuífero aluvial discretizado en 6 partes y conceptualizado como convertibles (confinado/libre).

Posted on August 20, 2017 and filed under TutorialModflow.
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Tutorial para insertar un Contacto Geológico en MODFLOW con Model Muse

El conjunto de softwares libres de MODFLOW con Model Muse permiten modelar el flujo de aguas subterráneas a escala local y regional considerando los principales procesos físicos que gobiernan el flujo. Con este paquete de programas se puede modelar de manera eficiente el régimen hidrogeológico por el uso de objetos y la interacción con archivos SIG vectoriales y grillados. 

La utilización de estos softwares también permiten acceder a un diverso grupo de herramientas para importar y procesar información geológica como contactos y fracturas. Este tutorial muestra el procedimiento para construir la geometría de un modelo, importando su superficie e insertando un contacto geológico como la interfase entre dos capas.

Posted on July 16, 2017 and filed under TutorialModflow.
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Cálculo de Recarga por Eventos Diarios de Precipitación con MODFLOW UZF y Python

Los procesos del ciclo hidrológico superficial y subterráneo están relacionados a la precipitacion (forma e intensidad) y la dinámica de la humedad en la zona de suelo. Esta dinámica de humedad de suelo está determinada por el tipo de suelo y la zona radicular en una escala temporal diaria o incluso hasta horaria. Estos fenómenos no han sido considerados o estudiados en los libros de texto de la hidrogeología convencional quizá por uso intensivo de herramientas de modelamiento y complejas conceptualizacion y validaciones. 

Posted on June 23, 2017 and filed under TutorialModflow, TutorialPython.
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Tutorial: Cómo convertir archivos de MODFLOW-2005 a MODFLOW 6

El United States Geological Survey (USGS) acaba de lanzar una nueva versión de MODFLOW: MODFLOW-6. Ésta viene con nuevas funcionalidades que permiten hacer más sencilla la creación de archivos de entrada y la simulación del modelo. Al descargar los archivos de MODFLOW-6 podemos encontrar un ejecutable para poder realizar la conversión de los archivos en formato MODFLOW-2005 que ya tenemos a la nueva version MODFLOW-6. En este tutorial mostraremos cómo realizar esta migración.

Posted on May 29, 2017 and filed under TutorialModflow.
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Tutorial de Modelamiento de Drenes Radiales para Drenaje de Relaves con MODFLOW

El software de modelamiento numérico de aguas subterráneas MODFLOW es muy versátil y aplicado a diversas problemáticas del flujo de agua subterránea. Su repertorio de paquetes y solucionadores permiten simular una gran cantidad de requerimientos, procesos y planteamientos respecto a la gestión del agua subterránea. En este tutorial se utilizará MODFLOW para la evaluación del drenaje de un depósito de relaves mediante la instalación de dos baterias de drenes horizontales de 60m de longitud en un periodo de simulación de 1000 días.

Posted on March 29, 2017 and filed under TutorialModflow.
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