Tema 1 Fases de Un Estudio Hidrogeologico

Complementación estudios componente hidrogeológicoTúneles Seminario y Santa Elena

Metodología y Avance de los trabajos

ATENCIÓN A LOS REQUERIMIENTOS RELACIONADOS CON LA COMPLEMENTACIÓN DE LOS ESTUDIOS DEL COMPONENTE

HIDROGEOLOGICO DE LOS TÚNELES SEMINARIO Y SANTA ELENA

METODOLOGÍA Y AVANCE DE LOS TRABAJO

Antonio Dematteis y Giovanni Ricci



Personal Principal



LOCALIZACIÓN PROYECTO



CRONOGRAMA GENERAL

FASE 1

FASE 2

FASE 3



ORGANIZACIÓN DEL TRABAJO - ASPECTOS GENERALES

Trabajo dividido en tres (3) fases Cada fase involucra diferentes actividades:-Trabajo de campo (Medellín)-Trabajo de oficina (Bogotá y Torino – Italia sede central)

Aspectos generales:-Tiempo de trabajo reducido-Presencia constante de un grupo de trabajo en Medellín-Elaboración de datos del terreno en tiempo «real»-Comunicación directa y permanente entre los grupos de trabajo (terreno) y oficina (Bogotá – Italia)

Cada fase concluye con la emisión de un INFORME

Los informes han sido concebidos como estructura lógica – secuencial del trabajo completo.

Los resultados de cada fase sirven de base para orientar la fase sucesiva.



FASE 1

Actividades Principales-Análisis de los datos existentes-Inventario de puntos de agua (ref. Formato unificado), parámetros como caudal, temp., condutividad, pH, entre otros...-Primera lectura de los niveles piezométricos-Toma de muestras de agua para análisis químico (ref. Resolución 2115/2007) sobre puntos considerados estratégicos.

Objetivos-Primer análisis de los datos sobre el terreno (niveles piezométricos, posición de manantiales, tipo de circulación)-Creación de una estructura SIG – Geodatabase-Optimización de las investigaciones sobre el terreno (para la etapa sucesiva)

INFORME 1 – Contenido-Análisis de los datos del proyecto existente (Estudio hidrogelógico 2000 y 2009)-Resultados del inventario de manantiales-Directrices y aspectos críticos a profundizar en las investigaciones sucesivas (FASE 2)



FASE 1Investigaciones previas



DATOS HISTÓRICOS DEL PROYECTO



FASE 1Primer inventario de puntos de agua

Se cubrió la zona de estudio con dos grupos de trabajo independientes constituidos por personal técnico de Geodata y guías residentes en la zona de influencia del proyecto.

Fueron muestreados 356 puntos de agua (Formato FUNIAS):

• 221 manantiales• 13 pozos y aljibes• 18 piezómetros• 104 quebradas

221

62%

13 3%

18 5%

104

30%

Manantiales

Pozos y aljibes

Piezometros

Quebradas

221

62%

13 3%

18 5%

104

30%

Manantiales

Pozos y aljibes

Piezometros

Quebradas



PRIMER INVENTARIO PUNTOS DE AGUA - GEODATA




77%

19%

3%

1% 0% 0%

0-100

100.1-200

200.1-400

400.1-600

600.1-900

>900

Conductividad electrica(μS/cm)

Conductividad hidráulica

0

100

200

300

400

500

600

700

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Conductividad electrica(μS/cm)




Caudales l/s

246

30 11 3 6 20

50

100

150

200

250

300

0-2 2-20 20-50 50-100 100-200 >200

Q (l/s)



FASE 2Actividades principales-Investigación tomográfica eléctrica sobre los túneles Elena y Túnel Seminario-Investigaciones electromagnéticas AMT en las zonas de falla que interceptan el trazado del túnel-Sondeos en el basamento con recuperación de núcleos y ejecución de pruebas de permeabilidad tipo Lugeon.-Perforaciones en la cobertura del basamento y ejecución de pruebas de bombeo a largo plazo

ObjetivosAMTProfundidad de investigación hasta 500 m de profundidadInvestigación de las características de resistividad en profundidad a la cota del túnel (valoración de posible conexión hidraulica con el túnel especialmente en zonas de falla)



FASE 2

Características Técnicas de las investigaciones

Magnetotelúrica - AMTMedida de resistividad del subsueloMedida puntual (sondeo-estación) del valor de resistividad con inter-distancia de 50 - 100 mInterpretación de los resultados para general un perfil contínuo de resistividad a la cota del túnelEl método se integra perfectamente con la tomografía eléctrica



FASE 2


Tomografía eléctrica:

Equipo Syscal Pro de 72 canalesMedida de resistividad del terrenoProfundidad de investigación hasta 100 – 150 mNecesidad de tendidos sobre el terreno de hasta 1000 mInterpretación de los resultados para generar un perfil continuo de resistividad

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000 1050 1100 1150 1200 1250 1300 1350 1400

Progressive [m ]

2200

2220

2240

2260

2280

2300

2320

2340

2360

2380

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2420

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2200

2220

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2380

2400

2420



FASE 2


Sondeos, pruebas de permeabilidad tipo Lugeon y pruebas de bombeo:



FASE 3 – ESTUDIO HIDROGEOLÓGICO

Actividades Principales-Modelo hidrogeológico conceptual y modelo numérico-Análisis de la vulnerabilidad de los acuíferos y análisis de los riesgos asociados:

- Riesgo de contaminación en correspondencia con los portales y de las zonas de baja cobertura y

- Riesgo de afectación (secado) de los puntos de agua (como consecuencia del potencial drenaje del agua subterránea dentro del túnel)

- Diseño de la red de monitoreo para el control y seguimiento de los riesgos identificados

Objetivos-Responder a los requerimientos de la resolución del ANLA No. 0456 del 12 de Junio del 2012-En particular, definir un modelo hidrogeológico conceptual y numérico enfocado a predecir el comportamiento hidrogeológico del macizo y su respuesta a la construcción del túnel




INFORME 3 – Contenido

1. Modelo hidrogeológico conceptual (túnel Seminario y Santa Elena):

- Síntesis de los datos del proyecto del túnel (tomado de la Fase 1)- Interpretación de los datos pluviométricos, análisis de la recarga y balance hídrico

inverso medio.- Mapas y perfiles hidrogeológicos, definición de los acuíferos presentes y de los

principales sistemas de flujo profundo en el macizo, si están presentes- Previsión de la carga hidráulica en los acuíferos y diseño del mapa piezométrico- Hidroquímica y calidad del agua subterránea y superficial, con definición de las clases

geoquímicas presentes en el área, dividida por complejos hidrogeológicos (iones mayores y metales principales)

- Caracterización hidrodinámica de los acuíferos, con base en las pruebas de bombeo y atributos de la permeabilidad de los acuíferos profundos.




INFORME 3 – Contenido


- Interpretación de los datos pluviométricos, análisis de la recarga y balance hídrico inverso medio

- Mapas y perfiles hidrogeológicos, definición de los acuíferos presentes y de los principales sistemas de flujo profundo en el macizo, si están presentes

- Previsión de la carga hidráulica en los acuíferos y diseño del mapa piezométrico

Definición de la direcciones de flujo, conexiones hidráulicas entre las diferentes unidades acuíferas y con las fuentes superficiales, definición de zonas con potencial de aprovechamiento, cálculo de reservas de agua subterránea




INFORME 3 – Contenido:

1. Modelo hidrogeológico conceptual (túnel Seminario y Santa Elena)- Hidroquímica y calidad del agua subterránea y superficial, con definición de las clases

geoquímicas presentes en el área, dividida por complejos hidrogeológicos (iones mayores y metales principales)

Los muestreos seguirán los protocolos establecidos, vigilando las cadenas de custodia, métodos para preservación y tiempos máximos establecidos para conservación de muestras para cada análisis a realizar.






- Caracterización hidrodinámica de los acuíferos, con base en las pruebas de bombeo y atributos de la permeabilidad de los acuíferos.

Parámetros hidráulicos: Capacidad especifica Transmisividad,Conductividad hidráulica, Coeficiente de almacenamiento





2.Modelo hidrogeológico numérico-El modelo representa medios fracturados, anisótropos y heterogéneos. -Para este objetivo se adoptará una malla de elementos finitos, que permita considerar estructuras geológicas complejas (p.e. zonas de falla que puedan conectar los acuíferos superficiales con el macizo profundo a la cota del túnel)-Se analizarán en detalle las zonas identificadas como más críticas con base en el modelo hidrogeológico conceptual

3.Previsión de la vulnerabilidad de los acuíferos y riesgo de contaminación y afectación (secado)

-Método GOD (Foster 1987, 2002) para la determinación de la vulnerabilidad intrínseca en los portales y sectores superficiales donde el túnel intercepta directamente los acuíferos. -Método DHI (Dematteis et al. 2001, 2011) para la determinación de la probabilidad de afectación (secado) de los puntos de agua y cursos de agua superficiales.

4.Diseño e implementación de redes de monitoreo





3.Previsión de la vulnerabilidad de los acuíferos y riesgo de contaminación y afectación (secado)

-Método DHI (Dematteis et al. 2001, 2011) para la determinación de la probabilidad de afectación (secado) de los puntos de agua y cursos de agua superficiales.

Tal metodología se basa en un enfoque multifactorial, verificando punto por punto las siguientes variables: •Frecuencia de la fracturación•Permeabilidad del macizo•Espesor de la cobertura•Amplitud de la zona plástica alrededor del túnel•Distancia del túnel•Intersección con zonas de falla o cárstica•Tipo de manantial (circuito de agua)•Efecto topográfico.

El valor del índice DHI calculado para cada punto de agua indica la probabilidad de interferencia con la excavación de los Túneles.



GRACIAS POR SU ATENCIÓN

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