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.

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.

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.
 

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.