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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Modelamiento de agua subterránea
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.
Modelamiento hidrológico
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.
Solucionador PCGN: parámetros y recomendaciones
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.
Importancia del modelamiento numérico
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.
Solucionador PCGN de MODFLOW
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.
Modelamiento de agua subterránea del Oasis Al-Haza
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.
Simulación hidrológica y de calidad de agua con Basins
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.
MODPATH versión 6
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.
Malla del modelo y fronteras del acuífero
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).
Programa de simulación hidrológica FORTRAN
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.
Conociendo los paquetes de MODFLOW
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.
Diseño del proceso de flujo del agua subterránea
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.
Iteraciones en MODFLOW
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.
Estado de las versiones de MODFLOW y programas relacionados
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.
Conociendo al programa Basins
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.
Desarrollo de modelos numéricos de agua subterránea
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 se deben implementar un buen planeamiento y prácticas de manejo integrado del agua subterránea.
Ecuación de diferencias finitas de MODFLOW
El movimiento en tres dimensiones del agua subterránea de densidad constante, a través del medio poroso en el suelo, puede ser descrito por la ecuación diferencial parcial
Modelamiento numérico con MODFLOW
MODFLOW-2005 es un programa que efectúa el moldeamiento de agua subterránea por el método de diferencias finitas. Esta versión, MODFLOW-2005 es fácil de entender y puede ser modificada con respecto a versiones anteriores, es fácil de usar y fácil de darle mantenimiento, puede ser instalada en diversos equipos con mínimos requerimientos y es eficaz en el uso de la memoria en el tiempo de ejecución.
Cálculo de asentamiento por efecto de bombeo con MODFLOW SUB-WT
El código MODFLOW SUB-WT ha sido desarrollado para la simulación de la compactación vertical en modelos de flujo regional de agua subterránea debido al bombeo. MODFLOW SUB-WT tiene la capacidad de simular los cambios en el almacenamiento de agua subterránea y la compactación en capas discontinuas o extensas unidades confinantes.
FloPy es la librerìa de Python que construye y ejecuta modelos MODFLOW; esta librería se ha mejorado para proporcionar un soporte completo de MODFLOW 6 y la mayor parte de su desarrollo está relacionado con la funcionalidad de MODFLOW 6, herramientas para usar datos espaciales vectoriales, rasters y funcionalidades comunes de ploteo y exportación.
Python es un lenguaje de programación sencillo y potente; su simplicidad es notable en comparación con otros lenguajes de programación y su potencia se basa en la cantidad de herramientas disponibles para las diferentes áreas de estudio.
Hemos desarrollado un programa completo en modelamiento de aguas subterráneas con MODFLOW y FloPy que abarca desde los temas esenciales en Python hasta casos aplicados de modelamiento regional e intrusión marina. El programa está diseñado para brindarle al estudiante un enfoque metodológico para aprender FloPy basado en una serie de ejemplos aplicados junto con las opiniones/experiencias del profesor y la revisión del software.