Posts filed under TutorialModflow

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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Tutorial de Especiación de Componentes Químicos del Agua con Phreeqc

PHREEQC es un software libre que permite simular las reacciones químicas y procesos de transporte en el agua natural o contaminado.  El programa se basa en la química de equilibrio de soluciones acuosas que interactúan con minerales, gases, soluciones sólidas, intercambiadores y las superficies de adsorción.

En esta oportunidad se presenta el tutorial de especiación en agua de mar, donde aprenderemos a calcular la distribución de la especies en equilibrio del agua de mar y su estado se saturación con un conjunto de minerales.

Posted on March 28, 2017 and filed under TutorialModflow.
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Tutorial para la Simulación de Bioacumulación de Metales en Humedales (Bofedales) con MODFLOW-MT3DMS

La ubicación y extensión de bofedales está ligado la distribución y oscilación del sistema de aguas subterránea. El agua que consumen las plantas se descarga como vapor por las estomas de las hojas en un proceso llamado transpiración, el agua de la humedad del suelo se evapora en un proceso llamado evaporación. Ambos procesos se pueden juntar en un componente llamado evapotranspiración que descarga agua subterránea al medio ambiente.

Esta agua que descarga al medio ambiente es conceptualizada como pura, por lo que los solutos se quedan en la zona de suelo convirtiendo a los bofedales en una zona de "secuestración" de componentes disueltos como iones principales, menores y metales. 

Posted on March 20, 2017 and filed under Hidrogeología, TutorialModflow.
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Tutorial de Evaluación de Procesos de Recarga en Acuíferos Profundos con MODFLOW UZF

Los procesos de recarga se generan en la zona no saturada y dependen de factores como precipitación efectiva, evapotranspiración, zona radicular, tipo de suelo entre otros. Los volúmenes que se infiltran se distribuyen en varias partes que interactúan entre ellos en el tiempo por lo que es necesario utilizar una herramienta de simulación que considere todos estos aspectos. MODFLOW UZF es el paquete de MODFLOW para la simulación de la zona no saturada de manera transiente. 

Este tutorial trata de la simulación de procesos de recarga en acuíferos profundos con MODFLOW UZF considerando irrigación y evapotranspiración por un periodo de 10000 días (27 años). El modelo considera un periodo de irrigación de 1500 días y su respuesta en los 8500 días siguientes. La napa freática se encuentra a 98 metros de la superficie, la simulación calcula el tiempo de arribo del frente húmedo de la infiltración a la napa freática.

Posted on March 14, 2017 and filed under TutorialModflow.
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Tutorial de Modelamiento de Filtraciones de un Botadero Minero con MODFLOW y MT3DMS

La evaluación del cierre de botaderos mineros comprende una serie de consideraciones espaciales, temporales y económicas para tener un esfuerzo efectivo en el control de los impactos ambientales. Las filtraciones de los botaderos presentan desafíos por su interacción con el agua subterráneas, características de su fuente, y largos periodos de transporte. Este tutorial muestra el proceso completo de la construcción de un modelo de flujo y transporte en el área de influencia de dos botaderos mineros en una cuenca andina. El modelo incluye procesos de flujo regional, recarga, drenaje, evapotranspiración, y flujo másico por un periodo de 50 años.

Posted on February 1, 2017 and filed under TutorialModflow.
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Tutorial de Modelamiento de Ingresos de Agua en Labores Mineras con MODFLOW

MODFLOW es un software completo para el modelamiento en escala regional y local de flujo de agua subterránea. MODFLOW es desarrollado por el Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS) y es de código libre. Este tutorial muestra el proceso completo para la construcción de un modelo en régimen transiente para la simulación de flujos de ingreso de agua por un proyecto minero de labores subterráneas. El tutorial incluye la importación de datos vectoriales y elevaciones, definición espacial y temporal, asignación de parámetros hidráulicos, simulación y análisis de resultados.

Posted on January 24, 2017 and filed under Minería, Tutorial, TutorialModflow.
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Tutorial de Determinación de Máximo Caudal de Bombeo con MODFLOW

La productividad de los pozos de bombeo dependen tanto del material del acuífero como los detalles de construcción y operación. Determinar el caudal máximo de explotación es clave para el dimensionamiento de bombas, la solicitud de permisos, y la compra de materiales de conducción y almacenamiento de agua. Este tutorial muestra el procedimiento para determinar el caudal máximo de un acuífero cuaternario con un pozo en una simulación dinámica en MODFLOW. También se discute acerca del tiempo cuando el pozo llega a un flujo uniforme.

Posted on January 16, 2017 and filed under Tutorial, TutorialModflow.
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