El modelamiento geoquímico es una herramienta poderosa para la caracterización ambiental de la contaminación sobre un sitio y de la predicción sobre sus impactos ambientales debido a que simula los procesos físicos y químicos que afectan la distribución de las especies químicas en las fases líquida, sólida y gaseosa.
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Después de mi último trabajo en un staff de modeladores hidrogeológicos he recibido 6 ofertas de trabajo no solicitadas. De seguro, muchos modeladores con más años de experiencia que yo han recibido mucho más ofertas, pero yo me siento feliz con mi humilde record. El punto de ésta comparación es que los modeladores de agua subterránea con experiencia en hidrogeología minera son realmente escasos. Las mineras y las compañías consultoras están buscando modeladores talentosos, y de alguna forma no hay muchos modeladores saliendo de las universidades.
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Antes de hablar sobre las distintas investigaciones que han tenido como foco principal los recursos hídricos, creo que es necesario explicar primero qué es la geoestadística. [1] La geoestadística es un tipo de estadística usada para analizar e interpretar datos referenciados geográficamente. No es restringida a solo trabajar con datos puntuales, sino que también puede trabajar con capas de sistemas de información geográfica (GIS) para explorar variación espacial, mejorar la generación de modelos digitales de elevación (DEM) y sus respectivas simulaciones, optimizar el muestreo espacial, etc. [1]
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GWM es un proceso para la gestión del agua subterránea que implementa MODFLOW; respalda tres tipos de decisiones: (1) Variables de decisión de la tasa de flujo, las cuales pueden ser las tasas de bombeo o de inyección en pozos; (2) Variables de decisión externas, las que representan fuentes de agua externa al flujo del modelo y que no afectan directamente a las variables de estado del sistema de aguas subterráneas simulado; y (3) Variables binarias, que tienen valores de 0 o 1 y son usadas para definir la tasa de flujo o el estado de las variables de decisión externas.
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MODFLOW es el software para modelamiento de agua subterránea desarrollado por la USGS. El software es capaz de representar condiciones relacionadas con el flujo del agua subterránea como la evapotranspiración, recarga, drenaje, interacción del río, entre otros.
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En muchas partes del mundo los recursos hídricos subterráneos están bajo una amenaza constante debido a las demandas crecientes, el desperdicio en su uso y la contaminación. Para enfrentar este desafío de deben implementar un buen planeamiento y prácticas de manejo integrado.
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Los modelos hidrológicos más importantes y más completos son los modelos hidrológicos distribuidos basados en procesos físicos. Estos modelos consideran la distribución espacial de parámetros y ecuaciones y pueden ser aplicados a cuencas con redes complejas de canales, con variada distribución de uso de suelo, tipo de suelo y cobertura de vegetación, con complejo sistema acuífero debajo del suelo, etc.
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En este infohatari se presenta la segunda parte de los datos de entrada necesarios para hacer funcionar al solucionador PCGN de MODFLOW, el cual resuelve problemas de baja convergencia y problemas no lineales. Así mismo se presentan recomendaciones sobre los datos de entrada iniciales para asegurar una buena convergencia.
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En la sociedad actual los aspectos ambientales son una preocupación importante para el planeamiento de proyectos relacionados con los recursos hídricos. En este contexto, los modelos numéricos son útiles para la representación del ciclo hídrico superficial y subterráneo y para el cálculo de los efectos de la contaminación.
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El paquete PCGN proporciona medios adicionales mediante los cuales puede darse solución a problemas no lineales de flujo de agua subterránea. Este solucionador utiliza iteraciones Picard (las mismas interacciones que utiliza MODFLOW para resolver matrices no lineares), para resolver ecuaciones de flujo no lineales iterativamente por una aproximación lineal.
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El Reino de Arabia Saudita localizado en la parte central de la Península Arábica es una zona cubierta mayormente por grandes desiertos rocosos y arenosos con muy poca precipitación y un clima muy árido. En los últimos 20 años se ha dado un continuo incremento en la extracción de aguas subterráneas debido a las actividades industriales y de agricultura.
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Basins facilita la examinación de la información ambiental, brinda soporte de análisis del sistema medioambiental, provee una estructura para el manejo de las alternativas. El sistema es diseñado para ser flexible. Puede brindar un soporte de análisis en una variedad de escalas usando herramientas que van de lo más simple a lo sofisticado.
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MODPATH es un post procesador que simula tridimensionalmente la trayectoria de partículas de un modelo estacionario o transiente de MODFLOW. Las líneas de flujo son calculadas por el movimiento de una partícula de una celda a la siguiente hasta que llega al límite del modelo, a un sumidero o fuente interna, o satisface otro criterio de término.
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El modelo puede ser visualizado en términos de tres dimensiones para un conjunto de celdas, cada celda contiene un punto llamado nodo en el que se calcula la carga hidráulica. El tamaño de la malla deber ser especificado por el usuario en términos de número de filas (NROW), número de columnas (NCOL), y número de capas(NLAY).
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El programa de Simulación Hidrológica –FORTRAN (HSPF) es un conjunto de códigos que permite simular la hidrología y la calidad de agua en los recursos hídricos, en base a los procesos permeables y no permeables que ocurren en la superficie terrestre.
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Aún cuando los procedimientos son componentes fundamentales del programa, un hidrólogo probablemente pensará en el programa de acuerdo a las capacidades para resolver problemas hidrológicos. Para este propósito el programa es dividido en paquetes.
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Para facilitar la escritura de un programa fácil de entender, el proceso flujo de aguas subterráneas (GWF) es dividido en piezas llamadas "procedimientos". Otros procesos se pueden dividir en procedimientos y se combinan con el GWF en el diagrama de flujo de una manera similar.
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MODFLOW emplea métodos iterativos para obtener la solución del sistema de ecuaciones en diferencias finitas para cada intervalo de tiempo. El proceso de iteración se inicia asignado la carga con un valor arbitrario en cada nodo.
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MODFLOW es el primer código de modelamiento de agua subterránea en tres dimensiones basado en diferencias finitas publicado por la USGS en 1984. Aunque originalmente fue concebido solamente para simular el flujo del agua subterránea, la estructura modular de MODFLOW ha provisto un fuerte marco integrador de capacidades de simulación.
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BASINS, es un sistema de análisis ambiental para la realización de las cuencas hidrográficas, permite evaluar la calidad del agua en los sitios de flujo seleccionado o a lo largo de una cuenca. Mediante este sistema se puede evaluar grandes cantidades de una fuente puntual y no puntual.
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