7/25/2019 Aplicaciones Del Modflow y Feflow

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UniversidadNacionalAgrariaLaMolina

EscueladePostGrado

EspecialidaddeIngenieradeRecursosHdricos

Curso:FlujoenMediosPorosos

Ing.M.Sc.G.Aguilar

APLICACIONES DE MODFLOW Y FEFLOW PARA SIMULACION DE FLUJO DEL

AGUA SUBTERRANEA

En el valle de la costa norte del Per se dispone de un acufero flanqueado por el Norte y

Sur por reas con napa muy alta, por el Este y Oeste con rocas granticas impermeables.

Las dimensiones del acufero son aproximadamente 1.25 Km. x 1.0 Km. El acufero es

libre homogneo e isotrpico con 0.90 m/d de conductividad hidrulica y recibe 1.80

mm/da de recarga neta. El pantano de la zona norte tiene 100 m.s.n.m. y el de la zonasur 95 m.s.n.m. de carga hidrulica, respectivamente. Para el proceso de simulacin del

acufero en rgimen permanente debe asumir que no existe variacin de la tabla de agua.

La cota del basamento es 75 msnm y del techo 120 msnm, aproximadamente.

El trabajo consiste en investigar los efectos del proyecto de desarrollo urbano sobre el

acufero. En la primera fase se planea edificar 100 viviendas. A fin de abastecer de agua

se perforara un pozo tubular en la zona norte del acufero y para el tratamiento de las

aguas servidas se instalar un campo de infiltracin en las cercanas del pantano ubicado

al sur del acufero. Se requiere investigar si las aguas servidas contaminaran al acufero

en la cual se hallara el pozo. La segunda fase involucra edificar 100 viviendas adicionales,

consecuentemente se requerir mas agua para consumo domstico y mayor rea para eltratamiento de las aguas servidas.

Los objetivos del modelamiento son:

1.0 Analizar la sensibilidad del acufero frente a los parmetros ingresados

2.0 Evaluar la factibilidad de explotar el acufero acorde con los planes propuestos

3.0 Analizar los efectos sobre acufero del tratamiento de aguas en la zona sur,

especialmente en trminos de calidad del agua.

4.0 Simular la ruta de contaminantes y estimar el tiempo de viaje desde la cancha de

infiltracin hacia el pozo, en caso existiera dicho riesgo. Proponer medidas de

remediacin.5.0 Simular el transporte de masa de contaminante en el acufero, teniendo como fuente

la cancha de infiltracin. Analizar la evolucin de la pluma contaminante en forma

espacial y temporal.

1.0 Procedimiento

1.0 Hacer uso del programa Modflow o Feflow

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2.0 Crear el mallado: 20 columnas x 25 filas e ingresar un estrato y los dems

requerimientos del programa, o 5000 mallas en Feflow.

3.0 Establecer las condiciones de frontera y las mallas inactivas, as como las condiciones

de flujo.

4.0 Asignar las propiedades del acufero, considere Kx=Ky=Kz=0.90 m/d para todo el

dominio. Proveer tambin Ss=10-5

m-1

, Sy=0.20, ne=0.25.5.0 Asignar la condicin de frontera tipo I para la zona norte y sur con cargas 100 m y 95

respectivamente. Seleccione la opcin recarga 630.72 mm/ao, con 100 das de

periodo de simulacin.

6.0 Calcular el balance de agua en el acufero a fin de estimar la descarga bajo las

condiciones estacionarias y responder:

i) Cual es el volumen de recarga del acufero

ii) Cual es el volumen de descarga del acufero

iii) Ser factible desarrollar los planes mencionados

2.0 Anlis is de sensib ilidad de los parmetros del acufero

Analizar la sensibilidad del modelo frente a la conductividad hidrulica, la cantidad de

recarga y espesor del acufero. Comentar sus resultados.

a) Conductividad Hidrulica

Modificar el valor de K = 8.64 m/d a 0.0864 m/d y analizar de cmo podra esta

variacin de K afectar la confiabilidad de sus resultados. Cual podra ser el valor lgico

ms alto de la tabla de agua.

b) RecargaCorrer el modelo sin recarga. Luego correr el modelo con 693.8 mm/ao de recarga y

otro esquema con 6307.2 mm/ao.

i) Que similitudes encuentra entre los resultados entre las variaciones de K y

recarga.

ii) Qu pasar si se incrementa K y la recarga

c) Espesor del Acufero

Correr el modelo considerando 50 m.s.n.m. como cota del basamento rocoso.

i) Bajo qu circunstancias podramos razonablemente simular este sistema como

un acufero confinado.

ii) Cul ser el efecto de las asunciones de Dupuit sobre la posicin de la tabla de

agua.

En conclusin podemos decir que conoce apropiadamente la sensibilidad del sistema

acufero frente a los parmetros asumidos.

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3.0 Anlisi s de la primera fase del proyecto

Usando su escenario base, perfore un pozo de bombeo para abastecer de agua a la

poblacin. Utilice la opcin ; considere que el pozo ser de penetracin total.

Considere un esquema de bombeo de 100 das con -259.2 m3/da. El signo menos

significa bombeo, (+) se trata de pozos de inyeccin o de recarga. Verificar que elabatimiento no supere el espesor saturado, con la siguiente ecuacin:

= 2

Considere como radio de pozo igual a 0.457 m y re es la distancia desde el pozo hasta

un punto en el cual es medida la carga.

Luego mediante la Opcin ==Recharge, asignar 2500 m2de superficie con fines de

infiltracin de las aguas servidas ubicada al sur del acufero. La recarga en aquellas

mallas deber ser 19552.32 mm/ao (630.7 mm/ao de precipitacin ms 18921.6mm/ao de las aguas servidas). Se asume que la descarga de las aguas servidas es

aproximadamente la mitad del agua suplida.

Correr el modelo. Comentar referente a los cambios en el gradiente hidrulico y las

descargas comparadas con el esquema inicial. Graficar sus resultados. Verificar el nivel de

agua en el pozo de bombeo el que podr ser considerado como pozo de observacin.

i) Habr excesivo empantanamiento (sobre la superficie del terreno) de las aguas servidas

en el campo de infiltracin?

ii) Cul ser el nivel del agua en el pozo en rgimen estacionario

iii) Cul ser el nivel del agua en la malla en la cual se halla ubicado el pozo

iv) Estimar la magnitud de alteracin de los flujos hacia el Norte y Sur del acuferov) Ser factible la primera fase del proyecto?

4.0 Anlisis de desarrollo de la segunda fase del proyecto

Durante la segunda fase se duplicar el nmero de edificaciones consecuentemente se duplicar

la demanda de agua y se generar el doble de agua servida. De este modo el bombeo ser

518.4m3/d. y el caudal de las aguas servidas ascender a 259.2 m

3/d.

a) Anlisis de un escenario previo

Incrementar la descarga del primer pozo a - 432 m3/d. Incrementar la tasa de infiltracin sobre los

campos destinados para este fin a 32166.7 mm/ao. Verificar los problemas de inundacin en lazona de infiltracin de las aguas servidas y que el pozo no se quede seco. Elaborar un plano con

curvas de contorno para este escenario y responder:

i) Ser factible este escenario

ii) Puede este pozo bombear- 518.4 m3/d.

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b) Adicionar un pozo para la segunda fase del proyecto.

Retorne la informacin a las condiciones iniciales del modelo (es decir el caudal del pozo debe ser

el inicial, as como la recarga), luego continuar con la implementacin de la segunda fase del

proyecto.

Adicionar otro pozo cuya descarga debe ser -259.2 m

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/d. Incrementar la cantidad de recarga porinfiltracin a 38473.9 mm/ao (al rea de tratamiento de aguas servidas). Analizar la respuesta del

acufero frente a estos cambios (gradiente hidrulico, cambios en el flujo). Ser factible esta

segunda fase?. Estimar la descarga hacia el norte y sur del acufero.

c) Reubicar el pozo

Considere reubicar el pozo de bombeo a la coordinada 525 m, 1025m (x,y). Variar el

comportamiento del acufero (gradiente hidrulico y canales de descarga)?.

Considera factible este escenario. Estimar las descargas hacia el norte y sur del acufero.

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W-1

W-2

Fase-1

Fase-2

Zonaimpermeable

Zonaimpermeable

Pantano Norte

Pantano Sur

H=100 m

H=95 m

Area detratamiento

de agua