¿Cómo hacer un reporte de modelamiento numérico de aguas subterráneas?

Reportar un modelo numérico puede ser tan importante como hacer un modelo. Ya que las personas involucradas al modelo no van poder verlo en la computadora, los reportes tienen que ser lo suficientemente gráficos y explicativos de manera que se llegue a un entendimiento del trabajo realizado.

Antes nuestro reportes tenían las figuras seguidas del texto, pero por temas de uniformización de estilos y diseño del documento, ahora ponemos figuras en una pagina completa luego del texto. Esto no se puede hacer solamente con MS Word, sino que se tienen que utilizar un editor de PDF, o un software más avanzado como Latex (http://www.xm1math.net/texmaker/).

Modelamiento de filtraciones de una relavera con MODFLOW

Modelamiento de filtraciones de una relavera con MODFLOW

A continuación se presenta una propuesta de contenido de un reporte de un modelo numérico de aguas subterráneas.

Contenido de un reporte de Modelamiento Numérico

1. Introducción

Esta sección incluye los siguiente items:

  • Generalidades del proyecto (Fecha de inicio, Ubicación, Propietario).
  • Estudios hidrogeológicos anteriores realizados a la fecha.
  • Detalles del trabajo de modelamiento numérico (Fecha inicio - fin).
  • Detalle de la relevancia del estudio (Gestión del Agua, Reglamentación, Arbitraje). 

Esta sección tiene las siguientes figuras:

  • Figura de la ubicación del proyecto.

 

2. Objetivos y Alcances

  • Definición del Area de Interés (Instalaciones, Red Hidrográfica, Cuerpos de Agua).
  • Objetivos del estudio: Relacionado a lo que el proyecto quiere resolver. Generalmente son de 3 a 6 puntos.
  • Alcances del estudio: Esta parte trata de los métodos utilizados para llegar a los objetivos. Es básicamente una descripción del trabajo realizado. Incluye una reseña del trabajo de campo, de la compilación de datos en gabinete y de la construcción, calibración y simulación del modelo.

Esta sección tiene las siguientes figuras:

  • Figura del área de interés con la red hidrográfica y las principales instalaciones / características del proyecto.

 

3. Ciclo hídrico y climático

Esta sección incluye los siguiente items:

  • Descripción del ciclo hidrológico superficial y subterráneo (Cursos de agua, Cuerpos de Aguas, Tipos de Acuíferos).
  • Descripción del ciclo climático (Precipitación, Evapotranspiración Potencial) y su relación con la elevación.
  • Reseña del cálculo del balance hídrico y de la parte del excedente hídrico utilizado como recarga.

Esta sección tiene las siguientes tablas:

  • Tabla de estaciones meteorológicas: Con los encabezados: Nombre, Este, Norte o (Lat/Long), Elevación, Precipitación y/o Evapotranspiración Potencial.
  • Tabla de balance hídrico a nivel mensual: Con los encabezados: Mes, Precipitación, Evapotranspiración Potencial, Recarga Referencial. En caso se analicen condiciones de fondo de valle / tope de montaña se harán dos cálculos.

Esta sección tiene las siguientes figuras:

  • Figura de la red hídrica con principales cuerpos de agua.
  • Figura con las estaciones meteorológicas disponibles.
  • Figura de las estaciones de precipitación, evapotranspiración potencial, excedente hídrico y recarga referencial con elevación.

 

4. Geología del sitio

Esta sección incluye los siguiente items:

  • Descripción de la geología regional (Principales formaciones, estado de la rocas, presencia de alteraciones - karst).
  • Descripción de las fallas regionales y sistemas de discontinuidades que afectan el régimen de flujo de aguas subterráneas.

Esta sección tiene las siguientes figuras:

  • Figura de la geología regional incluyendo las principales fallas.

 

5. Datos hidrogeológicos

Esta sección incluye los siguiente items:

  • Recopilación de las secciones de reportes con detalles de instalación de piezómetros, y niveles piezométricos.
  • Recopilación de las secciones de reportes que registren caudales, en especial en la época seca.
  • En caso se simulen transporte de contaminantes, recopilar las secciones que tengas datos de concentraciones.
  • Resumen de los valores de niveles piezómetricos, caudales y concentraciones para las estaciones de monitoreo.

Esta sección tiene las siguientes tablas:

  • Tabla de detalles de instalación de piezómetros: Con los encabezados: Nombre, Este, Norte, Elevación Superficie, Profundidad, Elevación de Rejilla.
  • Tabla de niveles piezométricos: Con los encabezados: Fecha, Nivel Piezómetrico (msnm) para cada piezómetros.
  • Tabla de caudal base: Con los encabezados: Fecha, Caudal (l/s o m3/s) para cada estación de monitoreo.
  • Tabla de concentraciones: En caso de modelar transporte de contaminantes, con los encabezados: Fecha, Concentración de la Especie (mg/l).

Esta sección tiene las siguientes figuras:

  • Mapa de ubicación de la red de monitoreo: Con las ubicaciones de los piezómetros y estaciones de aforo.
  • Histograma de Niveles Piezométricos. Puede ser por punto, set de puntos, o todos los puntos.
  • Histograma de Caudales. Mostrando la curva de recesión del caudal en la época seca por estación de monitoreo.
  • Histograma de Concentraciones. En caso se simulen transporte de contaminantes, mostrar el desarrollo de las concentraciones con tiempo.

 

6. Pruebas Hidráulicas

Esta sección incluye los siguiente items:

  • Recopilación de las secciones de reportes con pruebas hidráulicas.
  • Interpretación de pruebas hidráulicas que determinen conductividad hidráulica, almacenamiento efectivo, rendimiento efectivo y porosidad en caso se simulen transporte de contaminantes.

Esta sección tiene las siguientes figuras:

  • Histogramas de la interpretación de las pruebas hidráulicas realizadas.

 

7. Modelo Conceptual

Esta sección incluye los siguiente items:

  • Descripción de los patrones generales de flujo de agua subterránea dentro del área de influencia del proyecto.
  • Evaluación de los tipos de acuíferos, la morfología y otros factores relevantes al régimen de aguas subterráneas.
  • Caracterización de las zonas de recarga por elevación y tipo de roca.
  • Descripción de los mecanismo de descarga de agua subterránea a bofedales y cursos de agua.

Esta sección tiene las siguientes figuras:

  • Distribución de la napa freática en la zona de influencia del proyecto incluyendo líneas de flujo.
  • Sección de corte hidrogeológico en las instalaciones del proyecto incluyendo líneas de flujo.

 

8. Construcción del Modelo Numérico

Esta sección incluye los siguiente items:

  • Descripción del código de modelamiento utilizado y otros software de procesamiento espacial.
  • Determinación del tipo de solucionador del modelo numérico.
  • Definición de la extensión horizontal y vertical del modelo.
  • Definición de la discretización de la grilla y refinamientos locales
  • Definición del número capas, subcapas y tipo de confinamiento.
  • Discretización temporal del modelo numérico en el tiempo de vida del proyecto. 
  • Descripción de las condiciones de borde aplicadas.

Esta sección tiene las siguientes figuras:

  • Proyección isométrica del modelo numérico.
  • Grilla y refinamientos del modelo numérico.
  • Corte del modelo con la distribución vertical de capas.
  • Distribución de las condiciones de borde. 

 

9. Calibración del Modelo Numérico

Esta sección incluye los siguiente items para la calibración del modelo de flujo:

  • Esquema de calibración seguido.
  • Set de datos de calibración (niveles, flujo base y concentraciones).
  • Comparación entre valores observados y calculados
  • Balance hídrico del modelo calibrado
  • Parámetros hidráulicos calibrados de conductividad hidráulica (K), almacenamiento específico (Ss), y rendimiento específico (Sy).

Esta sección tiene las siguientes tablas:

  • Tabla de niveles piezométricos: Con encabezados: Nombre, Valor Observado, Valor Simulado, Residual
  • Tabla de flujos base: Con encabezados: Nombre, Valor Observado, Valor Simulado, Residual
  • Tabla de parámetros hidráulicos calibrados: conductividad hidráulica (K), almacenamiento específico (Ss), y rendimiento específico (Sy) por unidad hidrogeológica. También se puede reportar otros valores utilizados en la calibración como conductancia y recarga.

Esta sección tiene las siguientes figuras:

  • Comparación entre valores calculados y simulados.
  • Vista y corte de la distribución de parámetros hidráulicos estáticos y dinámicos.
  • Distribución de la recarga calibrada.

 

10. Simulaciones Predictivas

Esta sección incluye los siguiente items:

  • Simulación de los distintos requerimientos al sistema de aguas subterránea durante la vida del proyecto.
  • Descripción de los procedimientos de simulación.
  • Simulación de transporte de contaminantes según sea el caso.
  • Reporte de las principales tablas, figuras y demás resultados del modelo.
  • Análisis de resultados y evaluación del impacto. 

 

11. Análisis de Sensibilidad

Esta sección incluye los siguiente items:

  • Selección de valores extremos de parámetros hidráulicos estáticos y/o dinámicos.
  • Recalibración del modelo ante escenarios de valores extremos.
  • Comparación de la napa freática calibrada con los resultados del análisis de sensibilidad.
  • Comparación de los resultados de ingresos de agua, depresión de la napa freática, extensión de la pluma de contaminantes, etc.

Esta sección tiene las siguientes tablas:

  • Tabla de valores extremos de parámetros hidráulicos estáticos y dinámicos.
  • Tabla de comparación entre los niveles calculados y simulados para los casos de sensibilidad.

Esta sección tiene las siguientes figuras:

  • Gráfico de comparación entre los niveles calculados y simulados para los casos de sensibilidad.
  • Distribución de las napa freática calibrada con la napa de las simulaciones de sensibilidad.
  • Gráficos de comparación de ingresos de agua, depresión de la napa freática, extensión de la pluma de contaminantes, etc.

 

12. Conclusiones

Esta sección incluye los siguiente items:

  • Conclusiones respecto del sistema de flujo de aguas subterráneas.
  • Conclusiones acerca de la interacción del proyecto con las aguas subterráneas.
  • Conclusiones respecto del desarrollo del sistema de aguas subterráneas.
  • Conclusiones del estado final del acuífero y la extensión de la pluma de contaminantes.
  • Conclusiones respecto de la incertidumbre de los parámetros hidráulicos.

 

13. Recomendaciones

Esta sección incluye los siguiente items:

  • Recomendaciones respecto del monitoreo de calidad de agua.
  • Recomendaciones respecto del monitoreo de nivel y flujo base.
  • Recomendaciones respecto del manejo de datos de monitoreo.

 

14. Referencias

Listado de publicaciones utilizadas para el modelo. Las referencias deben tener estos datos: Autor, Año, Nombre de publicación, Revista / Institución, Ciudad y País.

 

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Posted on February 23, 2015 and filed under Minería, Hidrogeología.