Informe Final Aguassub

CENTRO DE INFORMACION DE RECURSOS NATURALES

DETERMINACIÓN DE ZONAS HOMOGÉNEAS DE EXISTENCIA DE AGUAS SUBTERRÁNEAS EN LOS INTERFLUVIOS DE LOS RÍOS

ELQUI, LIMARÍ Y CHOAPA

INFORME FINAL

ENERO DEL 2004

GOBIERNO DE CHILEGOBIERNO DE CHILEGOBIERNO DE CHILEGOBIERNO DE CHILE FDIFDIFDIFDI----CORFOCORFOCORFOCORFO

MINISTERIO MINISTERIO MINISTERIO MINISTERIO DE AGRICULTURA DE AGRICULTURA DE AGRICULTURA DE AGRICULTURA

MINISTERIO DE MINISTERIO DE MINISTERIO DE MINISTERIO DE BIENES NACIONALESBIENES NACIONALESBIENES NACIONALESBIENES NACIONALES

Centro de Información de Recursos Naturales CIREN Determinación de Existencia de Aguas Subterráneas, en los Interfluvios de los Ríos Elquí, Limarí y Choapa

Área de Imagen Satelital

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CONTENIDO

Pag. 1. INTRODUCCIÓN 3 2. OBJETIVO GENERAL DEL PROYECTO 4 2.1 Objetivos Específicos 4 3. AREA DE ESTUDIO 5 4. SÍNTESIS DE RESULTADOS 7 4.1 Modelo de exploración de aguas subterráneas para

zonas de recarga pluvial. 7

4.2 Cartografía de índices climático, de infiltración superficial, litológico y de lineamientos para cada microcuenca.

8

4.3 Cartografía de los índices de recarga (IPRA) y de almacenamiento (IPEA)

10

4.4 Zonas Probables de Existencia de Aguas Subterráneas (ZPA)

10

4.5 Cartografía de ZPA jerarquizadas de acuerdo a la capacidad de recarga y de almacenamiento del acuífero

13

4.6 Cartografía de Zonas Hidrogeológicas Homogéneas (ZHH) para el área de estudio.

15

4.7 Resultados de validación 17 4.8 Resultados de hidrogeología y la aplicación del

MODFLOW 19

5 SÍNTESIS DE ACTIVIDADES Y MÉTODOS 23 5.1 Etapa 1. Coordinación 23 5.2 Etapa 2. Definición del Método de Exploración 23 5.2.1 Metodología General para la obtención de las ZPA 24 5.3 Etapa 3. Desarrollo del Modelo exploratorio aguas

subterráneas 26

5.4 Etapa 4. Determinación de ZHH y Pozo Modal 27 5.4.1 Metodología General de Zonas Hidrológicas

Homogéneas (ZHH) 27

5.4.2 Metodología de Validación 28 6 CONCLUSIONES 31 ANEXOS ANEXO 1 RESULTADOS



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1. INTRODUCCIÓN El proyecto “Determinación de zonas homogéneas de existencia de aguas subterráneas en los interfluvios de los ríos Elqui, Limarí y Choapa” fue seleccionado en el VII concurso FDI, para iniciar su ejecución con fecha 30 de Noviembre del 2001, según contrato CORFO-CIREN, Resolución Exenta N° 987 del 5 de Noviembre del 2001 y modificado de acuerdo a Ord. Nº 1920 de fecha 1 de abril del 2002. Contó con la participación, como entidades asociadas, del Ministerio de Bienes Nacionales a través de su Secretaría Regional Ministerial de la IV Región, de la Secretaría Regional Ministerial de Agricultura de la IV Región y de la Comisión Nacional de Riego. La finalidad del proyecto estuvo centrada en establecer una metodología con base en la utilización de datos satelitales y auxiliares, considerando como unidad de análisis las microcuencas, que permitiera maximizar la eficiencia de prospección de aguas subterráneas en zonas semiáridas (interfluvios), focalizando y priorizando las zonas con mayor potencial de agua subterránea, y con ello asegurar la disponibilidad del recurso a las comunidades agrícolas. Los principales índices desarrollados corresponden a los llamados índice potencial de recarga (IPRA) y el índice potencial de almacenamiento de agua (IPEA), calculados para cada microcuenca del área de estudio. Los índices anteriores tienen su base en la integración de los factores de infiltración, lineamientos, hidrogeológicos, geomorfológicos, topográficos, vegetacionales y climáticos, los que fueron obtenidos y modelados a partir de datos satelitales , tanto ópticos, termales y de microondas. La investigación realizada en esta línea permitió determinar una metodología para definir zonas probables de existencia de agua subterránea para facilitar la exploración de áreas extensas, reduciendo significativamente los costos de exploración que en la actualidad se realizan con metodologías tradicionales. Esta propuesta beneficiará directamente a las instituciones públicas relacionadas con el tema e indirectamente a las propias Comunidades Agrícolas, que se ubican en la zona semiárida del norte de Chile. El presente documento corresponde al Informe Final e informa la metodología desarrollada y resultados obtenidos en el desarrollo del proyecto. El equipo técnico del proyecto estuvo integrado por: Marion Espinosa T. Ing. Agrónomo, Director

Nombre del proyecto “Determinación de zonas homogéneas de existencia de aguas subterráneas en los interfluvios de los ríos Elqui, Limarí y Choapa”

Director de Proyecto Marion Espinosa T. Código C7XC-03 Fecha 15 de Enero del 2004



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Arnoldo Ortiz R. Geólogo, Director Alterno Ana M. Bustamante Ingeniero Civil Paz M. Vargas H. Cartógrafo Douglas Díaz M. Operador SIG La ejecución del proyecto estuvo asesorada en los aspectos técnicos por los siguientes especialistas: Roberto Castro R. Ing. Forestal, Dr. en Percepción Remota, SIG y Modelamiento Layto Dalannais Geólogo, especialista en Hidrogeología Gullibert Novoa G. Geólogo, especialista en Hidrogeología El Comité Técnico Coordinador estuvo integrado por CIREN y las entidades asociadas al proyecto, a través de los siguientes representantes: Heriberto Pinto R. Gerente Operaciones CIREN Marion Espinosa T. Director de Proyecto CIREN Arnoldo Ortiz R. Director Alterno de Proyecto CIREN Teresa Guerrero T. Coordinadora por SEREMI Bienes Nacionales IV Región Pedro Hernández SEREMI de Agricultura IV Región Juan P. Schuster Coordinador por la Comisión Nacional de Riego 2. OBJETIVO GENERAL DEL PROYECTO Desarrollar un modelo de exploración de áreas de interés de agua subterránea para los sectores de las Comunidades Agrícolas de los interfluvios de los ríos Elqui, Limarí y Choapa, IV Región, que integre componentes geológicas, hidrogeológicas, geomorfológicas, climáticas y vegetacionales, provenientes de datos satelitales y de datos de terreno, con la finalidad de disminuir los costos de prospección y disponer de una fuente de recursos hídricos que tienda a la mejoría de la capacidad productiva de los suelos en los sectores de interfluvios y permitir la expansión de los resultados del modelo a otros sectores con estas características. 2.1 Objetivos Específicos Definir, desarrollar y aplicar un modelo de prospección de zonas probables de existencia de aguas subterráneas (ZPA), en áreas de interfluvio, a través de la integración de datos provenientes de imágenes satelitales y de terreno. Validar las zonas probables de existencia de agua (ZPA) en terreno con información de pozos existentes. Calibrar y ajustar el Modelo definido en el objetivo 1. Determinar Zonas Hidrogeológicas Homogéneas (Z.H.H) y Pozos Tipo del área de estudio. Validar las Z.H.H mediante métodos geofísicos de exploración y perforación de pozos de estudio.



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3. AREA DE ESTUDIO Considerando la ubicación de las comunidades agrícolas y el objetivo general del proyecto, así como la metodología del mismo, se determinó definir los limites y la superficie del área de estudio en base al concepto de cuenca hidrográfica (CONAF, 1996) quedando delimitada como se muestra en la figura 1. En la primera etapa se definieron las cuencas donde se asientan trece comunidades agrícolas del estudio, considerando además, como criterio para definir el área, la existencia de datos bases como pozos, hidrogeología y otros de interés. Del análisis de los antecedentes se definió un total de 12 subcuencas de segundo y tercer orden correspondientes al área de estudio, las cuales fueron subdivididas hasta el quinto orden, para constituir 745 microcuencas que conformaron las unidades básicas de análisis. Estas microcuencas cubren una superficie total de 273.951,1 ha. en la cual se ubican 39 Comunidades Agrícolas. Cabe señalar que las Comunidades Agrícolas insertas en el área de estudio abarcan una superficie total de 192.143,3 ha. (figura 2). La diferencia en superficie está constituida por sectores de comunidades agrícolas que fueron parceladas y pasaron al sector privado y superficie ocupada por los valles de los ríos principales.

Figura 1: Área de Estudio Figura 2. Comunidades Agrícolas del área de estudio

En la Tabla 1 se presenta las comunidades incluidas en el área de estudio, la superficie que ocupa cada una de ellas y el nombre de la subcuenca a la que pertenecen.



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Tabla 1: Comunidades Agrícolas y Subcuencas área de estudio

Nombre Comunidad

Superficie (Ha) Subcuenca a la que pertenece

Atunhuaico 4.643,5 Río Cogotí entre Río Guatulame y Embalse Cogotí Blas y Bulrreme 6.687,8 Río Hurtado entre Qda. El Pangue y Río Limarí Caldera y Damas 17.019,8 Quebrada Higuerilla Canelilla 2.185,5 Río Hurtado entre Qda. El Pangue y Río Limarí Carrizo Mendoza y Romero 3.102,4 Río Hurtado entre Río Chape y Quebrada El Pangue Castillo y Mal paso 5.451,6 Río Cogotí entre Río Guatulame y Embalse Cogotí Cerro Blanco 1.257,8 Estero Punitaqui entre Quebrada Espinal y Río Limarí Chacarillas 1.759,0 Río Cogotí entre Río Guatulame y Embalse cogotí Chirrilla 345,7 Río Grande entre Río Ponio y Río Guatulame Cuarto Cajón 736,6 Estero Punitaqui entre Quebrada Espinal y Río Limarí El Altar 6.425,0 E. Punitaqui entre Qda. Los Mantos y E. Las Majadas El Divisadero 2.217,9 E. Punitaqui entre Qda. Los Mantos y E. Las Majadas El Olivo 1.338,1 Río Hurtado entre Qda. El Pangue y Río Limarí El Tome 2.752,6 Río Guatulame Fernando Álvarez 822,8 Estero Punitaqui entre Quebrada Espinal y Río Limarí Guanillas 6.610,6 Río Guatulame Higueritas Unidas 4.383,1 Quebrada El Ingenio Huampullas 4.518,0 Río Hurtado entre Qda. El Pangue y Río Limarí Huana 2.353,6 Río Grande entre Río Ponio y Río Guatulame Jara o Laja 5.298,8 Río Guatulame Jarrilla y Azogue 5.855,1 Quebrada Higuerilla La Coipa 4.263,0 Río Hurtado entre Qda. El Pangue y Río Limarí La Verdiona 3.095,7 Río Cogotí entre Río Guatulame y Embalse Cogotí Lagunilla 1.064,7 Río Cogotí entre Río Guatulame y Embalse Cogotí Las Cardas 3.417,4 Río Cogotí entre Río Guatulame y Embalse Cogotí Las Damas 1.640,7 Estero Punitaqui entre Quebrada Espinal y Río Limarí Lorenzo Araya 860,1 Estero Punitaqui entre Quebrada Espinal y Río Limarí Los Morales 2.528,3 Río Cogotí entre Río Guatulame y Embalse Cogotí Los Pozos 1.034,0 Estero Punitaqui entre Quebrada Espinal y Río Limarí Los Trigos 1.942,2 Estero Punitaqui entre Quebrada Espinal y Río Limarí Manquehua 24.194,3 Río Cogotí entre Río Guatulame y Embalse Cogotí Minillas 3.397,2 Río Hurtado entre Río Chape y Qda. El Pangue Monte Patria 10.113,1 Río Grande entre Río Ponio y Río Guatulame Potrerillo Alto 5.055,1 E. Punitaqui entre Qda. Los Mantos y E. Las Majadas Punitaqui 23.431,6 E. Punitaqui entre Qda. Los Mantos y E. Las Majadas Quitallaco 4.347,6 Estero El Culebrón y Qda. El Romeral Rinconada de Punitaqui 5.533,8 Estero Punitaqui entre E. Las Majadas y Qda. Espinal Romeralcillo 2.703,7 Quebradas Higuerilla y del Ingenio Tambillo 7.756,0 Estero El Culebrón y Qda. El Romeral Superficie Total 192.143,3



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4. SÍNTESIS DE RESULTADOS De acuerdo al objetivo general planteado, el proyecto logró desarrollar, aplicar y validar una metodología de exploración de aguas subterráneas, cuya base se encuentra por una parte, en el análisis e integración de datos satelitales, tanto ópticos, como termales y de microondas y, por otra, considera, como unidad de estudio, el concepto de microcuenca para determinar las zonas con mayor probabilidad de existencia de agua subterránea (ZPA). La metodología desarrollada es aplicable a zonas de características similares, donde el régimen de recarga es pluvial. De esta forma, los principales resultados se pueden resumir de la siguiente forma:

4.1 Modelo de exploración de aguas subterráneas par a zonas de recarga

pluvial. El modelo se basa en 4 subíndices: climático (ICLI), Infiltración superficial (IIS), lineamientos (ILIN) y Litológico (ILIT) espacializados de una manera continua (en base a celdas de 625 metros cuadrados) y calculados para cada microcuenca de la siguiente forma:

Índice Climático (ICLI). Este subíndice indica la disponibilidad de agua existente en las distintas zonas del área de estudio.

ICLI = PP - ETp

donde : PP corresponde a la precipitación y ETp a la evapotranspiración.

Índice de Infiltración Superficial (IIS). Este índice recoge la capacidad de infiltración probable y relativa que tienen los procesos de superficie de un determinado lugar y que influyen en la recarga de acuíferos. Incluye las variables de forma de la microcuenca (compacidad), densidad de drenaje natural, cobertura vegetacional (Cobveg) y altitud y pendiente de la microcuenca.

IIS = (Compacidad * Densidad de drenaje * Cobveg) / Coeficiente Orográfico

Índice de lineamientos (ILIN). Da cuenta de la densidad de fallas y estructuras lineales del paisaje que permiten explicar la probabilidad de existencia de acuíferos, toda vez que estas estructuras se relacionan con la composición de las rocas, la formación y conexiones de los estratos en un determinado espacio.

ILIN = Longitud* Nº intersecciones * Nº cruces * Orientación



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Índice Litológico (ILIT). Indica la mayor o menor capacidad de almacenamiento o permeabilidad al agua de los componentes del suelo de acuerdo a su naturaleza y composición mineralógica. Se determinaron 8 clases desde la perspectiva del almacenamiento y fue ponderado por el valor de la pendiente.

A partir de los cuatros subíndices mencionados, se obtiene la recarga y

almacenamiento de la microcuencas calculados a través de los siguientes índices: i) Índice Potencial de Recarga (IPRA) que se calcula a través de las

siguiente expresión:

IPRA = IIS / ICLI

ii) Índice Potencial de Almacenamiento de Acuífero (IP EA) que se calcula como sigue:

IPEA = ILIT * ILIN

Ambos índices se jerarquizan en 4 rangos de probabilidad: 1.Baja; 2. Media; 3. Alta y; 4. Muy Alta. La amplitud de los rangos se determina a partir de los puntos modales del histograma. Finalmente, el modelo de Zonas Probables de Existencia de Agua Subterránea corresponde a una relación matricial entre los índices de recarga y de almacenamiento, de acuerdo a la tabla 2.

Tabla 2. Modelo matricial que define las clases de ZPA.

IPRA IPEA 1 2 3 4

1 1 1 2 2

2 2 2 3 3

3 2 3 3 3

4 2 3 4 4

4.2 Cartografía de índices climático, de infiltraci ón superficial, litológico y de

lineamientos para cada microcuenca. De acuerdo al modelo detallado anteriormente, se obtuvo como resultado cartografía de los 4 subíndices para cada microcuenca ( Figuras 3, 4, 5 y 6).



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Figura 3. Índice de Infiltración Superficial (IISUP).

Figura 4. Índice Climático (ICLI)

Figura 3. Índice de Lineamientos (ILIN) Figura 4. Índice Litológico (ILIT)



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4.3 Cartografía de los índices de recarga (IPRA) y de almacenamiento (IPEA) En las figuras 7 y 8 se presenta la espacialización de los índices de recarga y almacenamiento para cada microcuenca.

Figura 7. Índice de Recarga (IPRA) Figura 8. Índice de Almacenamiento

(IPRA) 4.4 Zonas Probables de Existencia de Aguas Subterr áneas (ZPA) Finalmente, como resultado principal de la aplicación del modelo descrito se obtuvo la cartografía de ZPA para el área de estudio, clasificadas en cuatro clases de probabilidad (baja, media, alta y muy alta). En la figura 9 se presenta las ZPA del área de estudio y los límites de las Comunidades Agrícolas insertas en el área. El número y superficie de cada clase de probabilidad para el área de estudio se presenta en la tabla 3.



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Figura 9. Zonas Probables de Agua Subterránea (ZPA) clasificadas.



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Tabla 3. Número y superficie de ZPA por Clase.

Clase N°

Superficie ha

1 379 124.839,1

2 196 95.363,2

3 139 41.241,9

4 31 12.506,9

Total 745 273.951,1 Del total de 745 ZPA del área de estudio, alrededor del 50% de ellas se clasifican como área con escasa a baja probabilidad de existencia de agua subterránea correspondiendo también a casi el 50 % del área de estudio y sólo alrededor del 5% de la superficie se clasifica en clase 4 correspondiente a las zonas de Muy alta probabilidad (Tabla 4).

Tabla 4. Porcentaje de ZPA y superficie de por Clase

Clase Porcentaje

ZPA Porcentaje Superficie

1 50,9 45,6 2 26,3 34,8 3 18,7 15,1 4 4,2 4,6

Total 100,0 100,0

Cabe recordar, que del total de la superficie del área de estudio (273.951 ha.) las Comunidades Agrícolas insertas ocupan 192.143,3 ha.. La diferencia corresponde a propiedad privada correspondiente a 81.807.2 ha. Del total de 39 Comunidades Agrícolas en el área, en sólo 8 existen ZPA con muy alta probabilidad correspondiente a alrededor de 7 mil ha. y el sector privado en esta misma clase tiene 5 mil ha. (Tabla 5).



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Tabla 5. Clase 3 y 4 de ZPA y Comunidades Agrícolas a la que pertenecen

ZPA 3 ZPA 4 TOTAL 3 Y 4 Comunidades Agrícolas Sup_ha Nº Sup_ha Nº Sup_ha Nº

Tambillo 2.284,1 6 1.550,0 4 3.834,1 10 Quitallaco 1.451,1 6 1.174,2 3 2.625,3 9 Manquehua 3.782,7 16 1.150,7 8 4.933,4 24 Romeralcillo 791,1 2 894,6 4 1.685,7 6 Rinconada Punitaqui 3.961,4 5 826,8 1 4.788,2 6 Atunhuaico 1.627,5 7 281,8 1 1.909,3 8 Punitaqui 2.199,0 9 260,7 1 2.459,7 10 Caldera y Damas 1.394,0 5 94,6 1 1.488,6 6 Blas y Bulrreme 5.158,1 1 5.158,1 1 El Divisadero 2.584,2 2 2.584,2 2 El Altar 1.087,2 5 1.087,2 5 Las Damas 819,1 2 819,1 2 Huana 755,4 9 755,4 9 Higueritas Unidas 706,6 4 706,6 4 Los Trigos 699,5 2 699,5 2 Jara o Laja 648,8 4 648,8 4 Chacarillas 564,2 2 564,2 2 Los Morales 435,2 1 435,2 1 La Coipa 393,7 5 393,7 5 El Olivo 345,3 2 345,3 2 Guanillas 274,7 4 274,7 4 El Tome 184,6 2 184,6 2 Los Pozos 124,6 1 124,6 1 Monte Patria 107,2 1 107,2 1 Castillo Mal Paso 95,5 1 95,5 1 Privados 8.767,0 35 5.034,2 8 13.801,2 41 Total 41.241,8 139 12.522,4 31 52.509,4 168

4.5 Cartografía de ZPA jerarquizadas de acuerdo a la capacidad de recarga y de almacenamiento del acuífero.

Para priorizar las microcuencas al interior de cada clase de ZPA, éstas se jerarquizaron de acuerdo a la suma de los índices de recarga y de almacenamiento. (Figuras 10, 11, 12y 13).



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Figura 10. ZPA de la clase 4, jerarquizadas






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4.6 Cartografía de Zonas Hidrogeológicas Homogénea s (ZHH) para el área de estudio.

Se determinó para cada microcuenca del área de estudio, un índice, correspondiente al promedio ponderado por superficie, de la calidad de la microcuenca desde el punto de vista hidrogeológico para lo cual se aplicó la metodología tradicional de Zonas Hidrogeológicas Homogéneas (ZHH) determinándose 5 Zonas Hidrogeológicas Homogéneas en el área de estudio (figura 14.).

Figura 14. Zonas Hidrogeológicas Homogéneas (ZHH).



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Las clases de ZHH fueron las siguientes:

- ZHH I. Las ZPA que se localizan íntegramente al interior de esta clase tienen poca probabilidad de contener acuíferos, lo cual coincidió con el rango de ZPA asignado a estas microcuencas, todas las cuales caen dentro del rango 1. Esta zona presenta condiciones hidrogeológicas homogéneas al ser impermeables, debido a esto el agua producto de las precipitaciones se evapora o escurre libremente hacia las otras zonas hidrogeológicas homogéneas sirviendo de recarga para estas. Por otro lado, esta unidad se proyecta por debajo de las otras ZHH, por lo que constituye el basamento impermeable de los acuíferos existentes al interior del área en estudio.

- ZHH II. Esta zona hidrogeológica esta conformada por roca meteorizada e intensamente fracturada, cuyos afloramientos se presentan en varios sectores del área de estudio. Los cambios producidos en estas rocas, tanto por la meteorización como por la tectónica, le confieren a esta zona un potencial variable para conducir y almacenar agua subterránea, llegando a constituir acuíferos de mediana productividad en los sectores de alta permeabilidad y potencias considerables. De acuerdo a estos antecedentes, al construir un pozo en la zona hidrogeológica II con una profundidad entre 10 y 30 m, se debiera extraer un caudal entre 1 y 10 l/s.

- ZHH III. Esta zona hidrogeológica esta conformada por depósitos coluviales y abanicos aluviales situados, principalmente, en los alrededores de las localidades de Tambillo y Punitaqui, y en menor escala por el río Guatulame y en la quebrada del Ingenio. Estos materiales presentan permeabilidades variables, sin embargo la ocurrencia de agua subterránea en esta zona es mediana a baja, debido a disponerse en las secciones altas y medias de los valles, lo que hace que la recarga y el flujo subterráneo producido por las precipitaciones pasen por estos depósitos hacia los sectores más bajos (Zona Hidrogeológicas Homogéneas IV). Así se tiene que un pozo construido en esta zona, con una profundidad entre 40 y 60 m, debiera entregar un caudal entre 0.5 y 10 l/s.

- ZHH IV. Esta unidad esta compuesta por depósitos fluvioaluviales que se

disponen en terrazas a lo largo del valle que conforma la Quebrada de Punitaqui, teniendo su mayor extensión y potencia al lado este de la quebrada. Con los antecedentes disponibles, es posible estimar que un pozo construido en esta zona hidrogeológica, con una profundidad entre 40 y 60 m tendría un caudal de producción entre 5 y 20 l/s.

- ZHH V . Esta zona, al igual que la ZHH III, esta constituida por depósitos

aluviales y coluviales, ubicados en la localidad de El Palqui, en la ribera este del tranque La Paloma, conformando una unidad propia, debido a las características hidrogeológicas particulares de esta zona, la que se encuentra influenciada por este cuerpo de agua. Los pozos en este sector tienen productividades sobre 1l/s/m, por tanto, es posible estimar que un pozo construido en esta zona hidrogeológica, con una profundidad entre 40 y 60 m tendría un caudal de producción entre 20 y 60 l/s.



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La delimitación de ZHH es muy importante dado que la metodología desarrollada permite priorizar microcuencas (ZPA) de interés de aguas subterráneas. Sin embargo, la perforación o sondaje se debe realizar al interior de estas ZPA en aquellos lugares donde el estudio de ZHH lo indica. El procedimiento consiste en elegir las microcuencas de mayor jerarquización en las clases de ZPA 3 y 4 (alta y muy alta probabilidad), luego elegir las ZHH de mayor calidad al interior de estas, para finalmente, en base a la experiencia de un hidrogeólogo más apoyo de técnicas basadas en perfiles de exploración geofísica, determinar el punto de perforación. 4.7 Resultados de validación. Los resultados de validación de la metodología fueron los siguientes:

a) Análisis entre ZPA y ZHH . Al realizar una regresión entre las clases de ZPA y el promedio de ZHH se obtuvo un coeficiente de correlación de 0,94 que indica una fuerte tendencia entre ambas variables. Cuando se establece la relación entre el índice jerárquico de ZPA de cada microcuenca con el promedio de ZHH, el coeficiente de correlación disminuye a 0,71 lo que mantiene la tendencia general. Esto valida la metodología de ZPA.

b) Relación de las ZPA con Pozos y Norias existentes . Esta relación

indicó que los pozos se distribuyen en su mayoría en las clases 3 y 4 mientras que, las norias se concentran en la clase 2 (tabla 6). Esto se encuentra en relación con el resultado de ZHH obtenido y con las propias clases de ZPA.

Tabla 6. Distribución de pozos y norias por clases de ZPA.

c) Análisis de focos de vegetación . Este análisis, como indicador de presencia de agua a nivel subsuperficial, indicó que los focos de vegetación se encuentran relacionados con las microcuencas de mejor calidad de la clase 2 de ZPA, lo que corrobora la propia jerarquización de esta clase.

ZPA POZOS NORIAS TOTAL 1 - 8 8 2 - 36 36 3 13 18 31 4 3 11 14

TOTAL 16 73 89



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d) Pozos de Estudios . Como resultado del proyecto quedaron tres sondajes habilitados en tubería de PVC de 4” y engravillado (figura 15).

Figura 15. Pozo de estudio en Rinconada de Punitaqui En la Tabla 7 se presenta la localización y altitud de los pozos realizados y la Comunidad Agrícola donde se insertan. Tabla 7. Localización de pozos de estudio

POZO UTM Norte (m)

UTM Este (m)

Altitud (m)

Pozo1. Romeralcillo 6.627.959 292.773 325 Pozo 2. Rinconada de Punitaqui 6.589.982 277.276 204 Pozo 3. Manquehua 6.579.961 290.444 722

En la Tabla 8 se entregan los datos de caudal, nivel estático y nivel dinámico cuando corresponde de cada pozo además de la clase de ZPA y ZHH donde se ubica. Tabla 8. Características de pozos de estudio

POZO Clase de ZPA

Clase de ZHH

Profundidad (m)

Caudal L/s

Nivel Estático

(m)

Nivel Dinámico

(m) Romeralcillo 4 3 72 2,0 7,28 18,5 Rinconada de Punitaqui 3 3 36 3,5 7,42 10,0 Manquehua 4 2 90 No se encontró agua

Estos resultados validan la metodología y se reitera que la metodología zonifica áreas con mayor o menor probabilidad de encontrar agua subterránea, sin embargo la localización de los pozos al interior de ellas debe ser en aquellos sectores donde el estudio de ZHH lo indique. El área de Manquehua corresponde a rocas fracturadas por lo cual requiere un estudio hidrogeológico más detallado para realización de los sondajes (ver anexo 2 referente a ZHH).



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4.8 Resultados de hidrogeología y la aplicación del MODFLOW Se realizó un estudio hidrogeológico (anexo 2) para determinar las características de los acuíferos donde se localizaron los pozos de estudio correspondientes a los sectores de Romeralcillo y Rinconada de Punitaqui. Dado que en el tercer pozo no se encontró agua, se seleccionó un tercer sector correspondiente a Tambillo por presentar información suficiente para su caracterización. En este mismo sector se realizó el modelamiento del acuífero el que se detalla a continuación. El modelo aplicado para la simulación del acuífero de un sector del área de estudio correspondió al denominado MODFLOW, desarrollado por el U.S. Geological Survey, el cual ha sido ampliamente aplicado y probado mundialmente. Es el modelo de aguas subterráneas que más se utiliza en la actualidad a nivel internacional. El Modflow se aplicó en el área de Tambillo debido a que cuenta con la mayor información referente a pozos y perfiles geofísicos. El área modelada, en celdas de 200 m, cubre una superficie de 42 km2. En el se insertan ZPA de las clases 3 y 4, todas ubicadas en una Zona Hidrogeológica III (figura 16).

Figura 16. Área de aplicación del MODFLOW Las curvas correspondientes a los niveles freáticos del área fluctúan entre 17 a 20 metros (figura 17).



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Figura 17. Niveles freáticos. Modelamiento con ModFlow



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5. SÍNTESIS DE ACTIVIDADES Y MÉTODOS Dado que este informe corresponde al Final del proyecto, se presenta una revisión de lo que constituyó el proyecto a través de un resumen de sus etapas. 5.1. Etapa 1. Coordinación . Fue ejecutada durante todo el desarrollo del proyecto

En esta etapa se logró la coordinación de todas las actividades de control, coordinación y gestión del proyecto, tanto en su vinculación interna como con las entidades asociadas al proyecto. Es así, que en esta etapa se realizó las actividades de inicio del proyecto, convenios con los asociados en el proyecto, reuniones con los coordinadores en el proyecto de las entidades asociadas, reuniones internas del equipo técnico del proyecto, términos de referencia de los contratos, reuniones con las Comunidades Agrícolas y coordinación de las actividades de cierre del proyecto.

5.2. Etapa 2. Definición del Método de Exploración. Se ejecutó desde el inicio del

proyecto hasta Mayo del 2002 y estuvo orientada a definir la metodología a desarrollar por el proyecto. Esta etapa incluyó la recopilación y evaluación de información tanto cartográfica del área de estudio como también información de estudios realizados tanto en el país como en el extranjero. Producto de ello, se realizó una visita a la Universidad Autónoma de Ciudad Juárez en México, quienes han desarrollado algunos estudios en zonas áridas integrando datos satelitales y SIG. Por otra parte, en esta etapa se realizó la capacitación del equipo técnico en manejo de datos satelitales, SIG y modelamiento; en softwares específicos como el MOD Flow junto con la adquisición de equipos computacionales de alta capacidad y velocidad de procesamiento que permitieran el manejo de datos satelitales. En esta etapa, a pesar de estar programado para la etapa siguiente, se realizó la selección y adquisición de la data satelital. De acuerdo a ello, se adquirió una imagen óptica Landsat del sensor multiespectral (7 bandas) de Diciembre del 2001. Se logró a través de un acuerdo entre CIREN y el Centro Canadiense de Percepción Remota, la donación de dos imágenes de radar (RADARSAT) para una fecha cercana a la de la imagen óptica (Diciembre 2001). Como resultado de esta etapa se logró definir la metodología y algoritmos que se utilizó en el desarrollo del modelo de exploración de aguas subterráneas. Posteriormente se realizaron ajustes a este modelo, una vez que se analizaron los resultados preliminares. A continuación se presenta la metodología para la obtención de zonas probables de existencia de aguas subterráneas (ZPA) definida en esta etapa.



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5.2.1 Metodología General para la obtención de la s ZPA

Las consideraciones generales que permitieron la definición metodológica fueron las siguientes:

i) Los indicadores de ocurrencia de aguas subterráneas están relacionados con el ciclo hidrológico y este con la distribución de la lluvia, uso y tipo de suelo, litología, estructuras geológicas, altitud, pendiente y red de drenajes del área.

ii) Los datos de satélite proveen información para el estudio de elementos y características de la superficie como lineamientos, uso del suelo, red hídrica, vegetación, geomorfología, litología, etc.

iii) La evaluación integrada de mapas temáticos utilizando un modelo basado en SIG es el método más apropiado para predicción de zonas potenciales de aguas subterráneas (Chevrel y Coetzee, 2000).

Las microcuencas del área de estudio constituyeron la base de análisis para la determinación de las Zonas Probables de Existencia de Agua Subterránea (ZPA). El esquema metodológico utilizado para el desarrollo del proyecto comprendió básicamente dos fases, que se combinaron con actividades de terreno, como se muestra en la figura 19. La primera fase corresponde a la obtención de las ZPA, mientras que la segunda corresponde al desarrollo de la metodología tradicional que se utiliza para determinar las zonas hidrogeológicas homogéneas, basada en datos geológicos de escala media, en perfiles geofísicos y en la determinación y caracterización de pozos modales. El desarrollo de esta segunda fase tiene como finalidad validar el modelo de exploración. De acuerdo al diagrama de la figura 19, la primera fase se define a partir del procesamiento de datos satelitales ópticos (Landsat TM+) y de radar (Radarsat) en conjunto con datos auxiliares de topografía (curvas de nivel cada 25 metros), clima y red de drenaje, de donde se obtienen los datos para la construcción de los Índices litológicos, de Lineamientos, de Infiltración Superficial y el Índice Climático.



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Figura 19. Metodología general Las zonas probables de existencia de aguas subterráneas (ZPA) identificadas, delimitadas y caracterizadas espacial y descriptivamente en el ámbito geográfico de los interfluvios de los valles de los ríos Elqui, Limarí y Choapa, a través del estudio de las variables antes indicadas, se consolidan, a su vez, en subíndices denominados de lineamientos estructurales, de infiltración superficial, climático e hidrogeológico, obteniéndose como resultado los índices de síntesis llamados índice potencial de recarga (IPRA) e índice potencial de acuífero (IPEA), para cada microcuenca. El primero se deriva del análisis e integración de los factores de precipitación, evapotranspiración, vegetación, red hidrológica, topografía y formas de microcuencas. El segundo índice se obtiene de los factores: lineamientos geológicos, morfología, litología y pendiente. La mayor parte de estos factores se derivan de los datos satelitales los que fueron integrados en un SIG. Finalmente, los índices IPRA e IPEA se analizan mediante un modelo de tabulación cruzada, de donde se obtiene la priorización de las microcuencas, según su potencial de probabilidad de existencia de acuífero (ZPA), en 4 clases: 1 Baja; 2 Media; 3 Alta y 4 Muy Alta.



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La consideración de la suma de ambos índices permite la jerarquización de las ZPA al interior de cada clase. Finalmente, se seleccionaron tres ZPA y se determinaron los puntos de perforación, con la finalidad de verificar la existencia de agua en terreno. Posteriormente se trabajó con la metodología tradicional de determinación de Zonas Hidrogeológicas Homogéneas (ZHH), en base a las cuales se validó la jerarquización de las ZPA.

5.3. Etapa 3. Desarrollo del Modelo exploratorio ag uas subterráneas. Se ejecutó

desde Abril del 2002 hasta Abril del 2003. Los primeros meses de esta etapa estuvo orientada a la compilación de la información del área de estudio.

Se utilizó como base el estudio de Comunidades Agrícolas de la IV región realizado por IREN en 1978 a escala 1:250.000, además de información que disponía CIREN de otros estudios a esta misma escala. Toda la información recopilada fue ingresada al SIG y se llevó a escala 1:50.000 utilizando distintas composiciones de bandas espectrales, análisis de componentes principales y otros procesos para la obtención de las distintas cartas temáticas y también con mediciones radiométricas y chequeos de terreno. A partir de los datos topográficos (curvas de nivel cada 25 m) se construyó el Modelo Digital de Elevación (DEM) y a partir de este se extrajo la red natural de drenaje, la exposición y pendiente del área de estudio. Con estos datos se delimitan las unidades de análisis, obteniéndose un total de 745 microcuencas para el área de estudio. Los lineamientos estructurales del área de estudio fueron extraídos directamente a partir del procesamiento de datos satelitales de radar y ópticos. Por su parte, los datos climáticos fueron modelados para su espacialización a toda el área de estudio. Esto se realizó a partir de una grilla de puntos de precipitación y evapotranspiración cada 10 km aproximadamente. Los datos de temperatura fueron obtenidos de las bandas termales del Landsat. De acuerdo al modelo definido en la etapa anterior, una vez obtenidos los datos bases se construyeron los índices climáticos, de lineamientos, de infiltración superficial y el litológico para cada microcuenca, a partir de los cuales se derivó los índices de recarga (IPRA) y almacenamiento (IPEA) para cada unidad de análisis. Estos dos últimos índices fueron clasificados en 4 clases (1. Baja; 2. Media; 3. Alta y;4. Muy Alta) los que a través de una relación matricial originaron las Zonas Probables de Existencia de Agua (ZPA) clasificadas en las mismas cuatro clases anteriores. Cabe señalar, que en el modelo preliminar que se aplicó, las ZPA eran obtenidas a través de la suma de la recarga y el almacenamiento. Sin embargo, luego de la



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verificación en terreno se concluyó que era necesario ajustar los datos litológicos y geológicos a una escala de mayor detalle e incorporar la variable de pendiente al índice litológico. Por otra parte, se concluyó que la relación entre recarga y almacenamiento era una relación matricial de la forma presentada en la Tabla 2 del punto 5.2.1.

5.4. Etapa 4. Determinación de ZHH y Pozo Modal. Esta etapa estuvo orientada a validar la metodología de ZPA a través del método tradicional de exploración. Se inició con la recopilación de la información de pozos y norias del área de estudio. En aquellas áreas con información de pozos y/o norias insuficiente se realizó exploración geofísica mediante la aplicación de los métodos de Transiente Electromagnética TEM, en 18 líneas, y Ohm-mapper, con 6 perfiles (ver anexo 2).

A continuación en los puntos 5.4.1 y 5.4.2 se desarrolla la metodología de obtención de las ZHH y de validación del modelo.

5.4.1 Metodología General de Zonas Hidrológicas Hom ogéneas (ZHH)

Una Zona Hidrogeológica Homogénea (ZHH) es un conjunto de áreas cuyas características hidrogeológicas son muy similares. Las ZHH de la totalidad del área de estudio fueron delimitadas de acuerdo al siguiente esquema metodológico (Figura 20).

Figura 20. Metodología de ZHH De acuerdo al diagrama metodológico de la figura 20, para la determinación de las zonas (ZHH) se tomaron en cuenta los siguientes parámetros: i). Litología, geología y pendiente. Estos constituyen los factores de mayor importancia para reconocer la existencia y características de los acuíferos en la zona de los interfluvios, debido a que a estos parámetros se asocian a la granulometría, la permeabilidad, la porosidad,



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coeficientes de almacenamiento y transmisividad, que son características esenciales para la definición de acuíferos. ii) Distribución Considerando la distribución espacial, se tiene que las zonas hidrogeológicas homogéneas agrupan una serie de depósitos que se distribuyen a lo largo del sector de los interfluvios. Estos depósitos contienen características litológicas similares debido a que fueron formados en un mismo ambiente y han sufrido procesos geológicos similares. iii) Geometría (Interpretación geofísica) Cuando se habla de geometría, se refiere a determinar los distintos espesores de las capas que conforman la unidad, la profundidad del basamento o capas impermeables, espesor y profundidad del estrato saturado. Al saber la geometría se tiene una idea acerca de la potencialidad del recurso en esa área. Esta información se obtuvo mediante la recopilación y análisis de la estratigrafía de los pozos existentes en las distintas áreas o mediante perfiles geofísicos que se realizaron para el estudio. iv) Productividad de los pozos Para caracterizar las distintas zonas hidrogeológicas homogéneas fue necesario conocer la capacidad de explotación de agua subterránea de los distintos acuíferos. Para esto se contó con información sobre los caudales y de niveles estático y dinámico de pozos distribuidos a lo largo de todo el sector de los interfluvios. Con la información de los pozos se calculó el caudal específico, el cual resulta ser el mejor parámetro de comparación ya que indica la cantidad de litros por segundo que entrega un pozo por metro de agua que se deprime a causa del bombeo. Este parámetro es independiente de la profundidad que tiene el pozo, por lo que se pueden comparar pozos situados en diferentes lugares. En cada unidad hidrogeológica se analizaron los pozos que contienen la información necesaria para el cálculo de este parámetro como son el caudal y los niveles estático y dinámico. 5.4.2 Metodología de Validación Determinadas las ZHH para la totalidad del área de estudio, el siguiente paso fue validar las ZPA. Para ello se determinó el siguiente procedimiento:

1. Analizar la tendencia general de la relación entre las ZPA y las ZHH.



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2. Análisis de la relación entre la jerarquización de las ZPA y el valor promedio de ZHH por microcuenca.

3. Análisis de la distribución de pozos en relación a las ZPA. 4. Análisis de la distribución de focos de vegetación en relación con las ZPA de

menor probabilidad: baja (1) y media (2). 5. Análisis de los puntos de perforación en terreno.

Los puntos 1 y 2 se desarrollaron determinando la relación existente entre las cuatro clases de ZPA con el valor promedio de ZHH correspondiente. De igual forma se estableció la relación entre la jerarquización de las ZPA y el valor promedio de ZHH ponderado por superficie. El siguiente punto consideró un análisis cuantitativo de la distribución de pozos obtenido por superposición de los datos en el SIG el cual permitió verificar la concordancia tanto de las ZHH como de las ZPA. Por otro lado, la determinación de focos de vegetación, los que normalmente se encuentran, según comprobaciones de terreno, asociados a fuentes de agua, tanto de pequeñas vertientes como de norias, fueron relacionados con la jerarquización de ZPA de las clases de probabilidad media y baja. Para ello se procedió a determinar el número de focos por microcuencas y relacionarlos con el valor de jerarquización. Finalmente, se realizó la verificación de existencia de agua en terreno, mediante perforaciones de estudio, determinando tres puntos (cantidad determinada por los recursos económicos presupuestados en el proyecto para dicha actividad) en forma aleatoria entre las ZPA de mejores probabilidades (Alta y Muy Alta). La localización en terreno de la perforación se hizo en base a la ZHH de mejor calidad en la ZPA y la experiencia de los profesionales hidrogeólogos del proyecto. De acuerdo al esquema metodológico, se aplicó el software de modelamiento de acuífero MODFLOW a un sector del área de estudio, específicamente el sector de Tambillo dado que de acuerdo a los resultados corresponde a un sector donde se concentra ZPA de las clases 3 y 4, además que se contaba con información de pozos, norias y perfiles geofísicos. Se realizó además un estudio de las características hidrogeológicas, en base a los antecedentes de las perforaciones y pruebas de bombeo realizadas (Anexo 2).



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6. CONCLUSIONES La metodología definida por el estudio resultó ser valida, de acuerdo a las ZHH, a la distribución de pozos y norias existentes y a los perfiles geofísicos realizados en terreno. Sin embargo, en zonas con predominancia de rocas fracturadas requieren de un análisis de ZHH y de la construcción de perfiles con técnicas tradicionales, de mayor detalle para la localización de pozos. Con todo, se concluye que:

a) La determinación de ZPA y la respectiva jerarquización, de acuerdo a la metodología definida, cuya base se encuentra en el análisis e integración de datos satelitales y en la consideración de microcuencas como unidad de análisis, resulta ser adecuada para determinar las zonas con mayor probabilidad de existencia de agua subterránea en regiones donde el régimen de recarga es pluvial.

b) Los datos satelitales del sensor TM del LANDSAT, incluyendo las bandas

termales y, los datos de radar, entregan datos imprescindibles para determinar las ZPA, de igual forma contar con datos sistemáticos de precipitación resultan ser relevantes para determinar el potencial de recarga de cada microcuenca, la data termal y la generación de Modelos Numéricos de Terreno (MNT) son la base para lograr la espacialización, tanto de la variable temperatura como la propia precipitación.

c) De igual forma, la data de microndas (radar) permite determinar con claridad

las estructuras lineales del territorio y por consiguiente los lineamientos geológicos, contribuyendo y permitiendo construir un indicador apropiado de almacenamiento.

d) La interpretación de las composiciones multiespectrales con fines de

diferenciación geológica (RGB,741) y la propia fusión entre radar y LANDSAT constituyeron la base para el levantamiento de la geología, la litología y la geomorfología del área de estudio, variable relevante en el índice de almacenamiento.

e) Las zonas con predominancia de rocas fracturadas requieren de un análisis

de ZHH y de la construcción de perfiles con técnicas tradicionales, de mayor detalle.

f) La metodología definida por el estudio resultó ser valida, de acuerdo a las

ZHH, a la distribución de pozos y norias existentes y a los perfiles geofísicos realizados en terreno.

En resumen, se concluye que la metodología desarrollada, permite apoyar la prospección de agua subterránea en cuencas de recarga pluvial y aplicando las



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debidas adaptaciones, puede ser extrapolada a zonas con características similares al área de estudio. Sobre la información generada en el área de estudio, se debe considerar ésta de carácter estratégico, por el desarrollo o impacto que pueda tener sobre las comunidades agrícolas, por cuanto puede llegar a tener los siguientes efectos:

a) Valorización de las propiedades. b) Determinar formas de manejo territorial, a través de las decisiones que

puedan tomar las asambleas de las propias comunidades. c) Presión de las comunidades y/o por agentes externos por prospectar agua en

las zonas de mayor probabilidad (ZPA 3 y 4). d) Posibles cambios de uso del suelo. e) Posible manejo inapropiado de inmobiliarias. f) Crear rivalidades e incompresiones entre los comuneros y entre

comunidades, toda vez que el estudio no cubrió la totalidad de la superficie de las comunidades.

g) Permitir a los organismos públicos focalizar los recursos y orientar la planificación del territorio.



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ANEXOS



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ANEXO 1. RESULTADOS



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ANEXO 1. RESULTADOS En este anexo se presenta los principales resultados obtenidos durante la ejecución del proyecto. Se ordena la presentación de acuerdo a las etapas y actividades el estudio, presentando un resumen de las acciones y detallando los resultados relevantes para cumplir los objetivos del estudio. Esto significa que se omite algunos resultados intermedios. 1. Etapa 1. Coordinación Los principales resultados obtenidos en esta etapa se detallan a continuación:

a) Firma de convenios entre CIREN y las entidades asociadas al proyecto: Secretarias Regional Ministeriales de Agricultura y Bienes Nacionales de la IV Región, a través del cual se comprometen a entregar los aportes pecuniarios y no pecuniarios comprometidos para el desarrollo del proyecto. Cabe señalar, que el convenio con la Comisión Nacional de Riego se firmó al final del proyecto y se acordó que entregarían los aportes comprometidos en el primer trimestre del año en curso. Los aportes comprometidos por esta entidad fueron asumidos por CIREN

b) Formación del Comité Técnico Coordinador. Estuvo integrado por

representantes de CIREN y de las entidades asociadas. c) Contratación de la asesoría técnica del proyecto. Estuvo a cargo de los señores

Roberto Castro y Layto Dalannais. El primero asesoró en todas las materias concernientes al desarrollo de la metodología de ZPA tanto en los aspectos de modelización como en el manejo de datos satelitales y sistema de información geográfica (SIG). El Sr. Dalannais asesoró al equipo técnico del proyecto en todas las materias concernientes a hidrogeología con énfasis en lo concerniente al desarrollo de la metodología de ZHH, modelización de acuífero, supervisión de las perforaciones de pozos de estudio y análisis geofísico

d) Lanzamiento del Proyecto. Estuvo coordinada con las entidades asociadas y se

realizó en la Intendencia de la región de Coquimbo en la ciudad de La Serena. Participaron en este evento autoridades provinciales y regionales, representantes de organismos relacionados con agricultura y aguas, representantes de las Comunidades Agrícolas entre otros.

e) Reuniones de trabajo entre los profesionales y técnicos del proyecto con los

asesores técnicos.



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f) Reuniones de coordinación interna

g) Realización de los Informes de Avance Técnico (IAT) al FDI, rendiciones de gastos mensuales, informes de avance a las entidades asociadas.

2. ETAPA 2. DEFINICIÓN DEL MÉTODO DE EXPLORACIÓN. Esta etapa fue terminada en Mayo del año 2002 y se informó en el IAT 1. Las actividades que consideró fueron las siguientes:

Actividad 2.1.- Recopilación y evaluación de información Actividad 2.2.- Adquisición Hardware y software. Capacitación Actividad 2.3.- Programa de visita a experiencias extranjeras Actividad 2.4.- Formulación del modelo preliminar

El resultado más relevante fue la formulación del modelo preliminar de exploración de aguas subterráneas. Este modelo se desarrolló a partir de la etapa siguiente, fué chequeado con observaciones de terreno y con información de pozos existentes. Como resultado de ello se hicieron algunas modificaciones al modelo preliminar. Por tanto, en este informe se presenta como resultado el modelo final desarrollado y ajustado. 2.1 Metodología General El esquema metodológico propuesto se basa en el desarrollo de dos fases, que se combinan con actividades de terreno, como se muestra en la figura 1. De acuerdo al diagrama de la figura 1, una primera fase se define a partir del procesamiento de datos satelitales ópticos (Landsat TM+) y de radar (Radarsat) en conjunto con datos auxiliares de topografía (curvas de nivel cada 25 metros), clima y red de drenaje, de donde se obtienen los datos para la construcción de los índices litológicos, de lineamientos, de infiltración superficial y el índice climático. A partir de los dos primeros índices (litológico y lineamientos) se obtiene un Índice Potencial de Almacenamiento (IPEA) y con los dos últimos (Infiltración superficial y climático) se obtiene el Índice Potencial de Recarga (IPRA). Los indicadores resultantes se jerarquizan en 4 rangos y posteriormente se combinan mediante un modelo matricial, de cuyo resultado, debidamente clasificado en 4 rangos: 1.Baja; 2. Media; 3. Alta y; 4. Muy Alta., se obtiene las Zonas Potenciales de Existencia de Acuíferos (ZPA).



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Figura 1. Metodología general La segunda fase corresponde a la validación de las ZPA, mediante la determinación y descripción de Zonas Hidrológicas Homogéneas (ZHH). El resultado determinará la fiabilidad del modelo. La ZPA que resulte con mayor jerarquización será objeto del modelamiento con Modflow. 2.2 Metodologías Específicas Como punto de partida se definió a la microcuenca como la unidad mínima de análisis para la obtención final de las ZPA. La delimitación de las microcuencas se realiza con el Modelo de Elevación Digital del Terreno (DEM), las curvas de nivel, la red de drenaje natural y el apoyo de la data satelital. 2.2.1 Índice de infiltración (IIS) Este índice recoge la capacidad de infiltración probable y relativa que tienen los procesos de superficie de un determinado lugar y que influyen en la recarga de acuíferos.



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El IIS se calcula de acuerdo a la siguiente expresión:

IIS = (Densidad de drenaje * Compacidad *Cobveg) / Coeficiente Orográfico

La determinación del IIS se realiza a través de la obtención de las siguientes variables parciales:

a) Densidad de drenaje (Ddren). Esta variable es sugerida por distintos autores

(Standberg, 1975; Castro, 2001) para explicar la capacidad relativa de infiltración o disponibilidad de agua de una cuenca respecto de otra (MOP, 1991), asumiendo que las cuencas que tienen mayor densidad de drenaje tienen una mayor capacidad de infiltración, suponiendo las demás variables constantes. Se calculó como sigue:

DDREN= L / A siendo L = longitud total de drenajes por microcuenca

A = superficie de la microcuenca.

b) Compacidad (C ). La compacidad corresponde a la relación que se establece entre el perímetro de la cuenca y el perímetro de un círculo de igual superficie, de tal forma que el valor de compacidad se determina entre 0 y 1, siendo 1 el valor de una cuenca que tiene forma de círculo y por lo tanto, los procesos de escurrimiento en cuanto a velocidad y tiempos de concentración son menores comparativamente con otra cuenca de similar perímetro. Se calcula de acuerdo a la siguiente expresión:

donde P = Perímetro de la microcuenca, A = Área de la microcuenca

c) Coeficiente Orográfico (CO) combina la pendiente media de la microcuenca (tg α) con la inclinación característica de las laderas de las microcuencas (altura media, Hm) (energía cinética del flujo de la escorrentía superficial), el que se calcula de acuerdo a la expresión:

CO = Hm * tg α

A

P

A

P Co

282 , 0 2

≈ ⋅

= π



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De tal forma que a mayor CO menor es la capacidad de infiltración de la cuenca (López y Blanco, 1976).

d) Aporte de la vegetación (Cobveg). La cobertura vegetacional y uso actual del

suelo se priorizan según la mayor o menor facilidad que otorgan a los procesos de infiltración de agua considerando especie, estructura, tipo y densidad de la cobertura Vegetacional.

2.2.2 Índice Climático (ICLI) El objetivo de este índice es determinar la disponibilidad de agua existente en las distintas zonas del área de estudio, de una manera continua (en base a celdas de 625 metros cuadrados). La secuencia metodológica para desarrollar lo anterior se presenta en el diagrama de la figura 2.

Figura 2. Diagrama metodológico Indice de Clima (ICLI). 2.2.3 Índice de lineamientos (ILin) La creación de un índice de lineamiento que de cuenta de la densidad de fallas y estructuras lineales del paisaje, reviste importancia para explicar la probabilidad de existencia de acuíferos, toda vez que estas estructuras se relacionan con la composición de las rocas, la formación y conexiones de los estratos en un determinado espacio. (Kasenow, 2001).



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La obtención del índice de lineamientos se realizó de acuerdo a la siguiente

expresión:

ILIN = Longitud* Nº intersecciones * Nº cruces * Or ientación El procedimiento para la obtención de este índice se presenta en la figura 3. Los lineamientos estructurales se obtienen a través del procesamiento de datos satelitales. Los lineamientos que se obtienen se clasifican por longitud, orientación y número de interconexiones de cada lineamento. Este procedimiento, indica por una parte, las tendencias de lineamentos y por otra, la longitud, lo que al mismo tiempo sirve de indicador de la orientación de las fallas o fracturas.

Figura 3. Índice de lineamientos De acuerdo a la literatura, los lineamientos más productivos son aquellos con orientación Este – Oeste, por este motivo, la orientación Norte-Sur (N – S) se codificó como "1" y la Este-Oeste (E-O) con código "2".



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Aplicando los conceptos anteriores, se determinó un valor para cada lineamiento de acuerdo al Indice de Lineamiento (ILIN). Los lineamientos debidamente ponderados, se normalizan en una escala de 0 a 100 y se separan en cuatro rangos. Para espacializar el ILIN a la totalidad del área de estudio, se calcula, en forma separada, la distancia relativa de cualquier punto del espacio a cada rango de lineamiento, de tal forma que las zonas más cercanas constituyen las zonas de mayor valor de ILIN. Posteriormente, se obtuvo el mapa de lineamiento final, aplicando la siguiente relación:

ILINF = dp1 + dp2*2 + dp3*3 + dp4*4

Donde: dp(n) corresponde a la distancia de cualquier punto del terreno a los lineamientos con ponderación "n", donde n corresponde a los cuatro rangos en que fueron separados los lineamientos. El resultado anterior fue normalizado según la siguiente expresión:

ILINR = (ILIN/ ILIN Max) * 100 Finalmente, para cada microcuenca fue obtenido el valor promedio de ILINR. 2.2.4 Índice Litológico (ILIT) La litología, definida como el estudio de la naturaleza y composición de los componentes mineralógicos, permite definir grupos de mayor o menor capacidad de almacenamiento o permeabilidad al agua. Para la obtención de este índice se definen las unidades litológicas presentes en el área de estudio y se clasifican desde la perspectiva del almacenamiento. El índice litológico que se obtiene por cada microcuenca se normaliza de la misma forma que se hizo para el índice de lineamientos. Luego, se pondera por el valor de la pendiente, correspondiendo los valores más altos a aquellas unidades que presentan pendientes menores a 20%. 2.2.5 Índice Potencial de Recarga (IPRA) Una vez obtenidos y normalizados los índices de Infiltración superficial (IIS) y el climático (ICLI), se calcula la recarga de la microcuenca a través del Índice Potencial de Recarga (IPRA).



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El IPRA se calcula de acuerdo a la siguiente expresión:

IIS IPRA = ------- ICLI

Este índice, debidamente espacializado por cada microcuenca, se jerarquiza en 4 rangos de probabilidad: 1.Baja; 2. Media; 3. Alta y; 4. Muy Alta. La amplitud de los rangos se establece a partir del histograma obteniendo los puntos modales. 2.2.6 Índice Potencial de Almacenamiento de Acuífero (IPEA) A partir del índice litológico (ILIT) y de lineamientos (ILIN) descritos anteriormente, se obtiene el índice potencial de existencia de acuífero (IPEA) a través de la siguiente expresión:

IPEA = ILIT * ILIN Al igual que lo realizado con el índice de recarga, este índice se espacializa por cada microcuenca, en función de una unidad de terreno de 625 m2 y se normaliza por el valor máximo. Luego, se jerarquiza en 4 rangos de probabilidad: 1.Baja; 2. Media; 3. Alta y; 4. Muy Alta y la amplitud de los rangos se determina a partir de los puntos modales del histograma. 2.2.7 Zonas Probables de Existencia de Agua (ZPA) Finalmente, el modelo de Zonas Probables de Existencia de Agua Subterránea corresponde a una relación matricial entre los índices de recarga (IPRA) y de almacenamiento (IPEA), de acuerdo a la tabla 2, quedando estratificadas en los 4 rangos de probabilidad: 1.Baja; 2. Media; 3. Alta y; 4. Muy Alta.

Tabla 1. Modelo matricial que define las clases de ZPA.

IPRA IPEA 1 2 3 4

1 1 1 2 2

2 2 2 3 3

3 2 3 3 3

4 2 3 4 4



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3. ETAPA 3. DESARROLLO DEL MODELO EXPLORATORIO DE A GUAS SUBTERRÁNEAS Las actividades realizadas en esta etapa fueron las siguientes: Actividad 3.1.- Preparación de materiales Actividad 3.2.- Desarrollo e implementación del modelo Actividad 3.3.- Verificación de resultados Los principales resultados obtenidos se detallan a continuación. 3.1 Índice de Infiltración Superficial (IISUP) Este índice se obtuvo de acuerdo a la metodología descrita partiendo primero con la construcción del Modelo de Elevación digital, del cual se obtuvo los mapas de altitud y pendiente del área. Luego se realizó la extracción del drenaje natural y se delimitaron las microcuencas del área de estudio. A partir de estos datos se calculó área, perímetro y densidad de drenajes de cada microcuenca. Como aporte de la vegetación a los procesos de infiltración se construyó el índice de vegetación a partir de la actualización y verificación en terreno de las unidades de vegetación y su cobertura. Las microcuencas ( figura 4). fueron delimitadas partiendo de la base de Cuencas y Subcuencas de la Dirección General de Aguas (DGA), utilizando además los datos satelitales, curvas de nivel y la red de drenaje natural. Se delimitaron hasta los cauces de quinto orden generándose de 745 microcuencas en el área de estudio. A partir del DEM y con los límites de las microcuencas se obtuvo un mapa de pendiente (figura 5) y de altitud (figura 6) para toda el área de estudio. El Coeficiente Orográfico (Co) se calculó como la resultante de la multiplicación entre la altura promedio y pendiente media de cada microcuenca.



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Figura 4. Microcuencas del área de estudio



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Figura 5. Pendiente Media



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Figura 6. Altura Media Para el cálculo del aporte de la vegetación, se utilizó como base la información proveniente del Catastro de Vegetación Nativa, realizado por CONAF-CONAMA, actualizado el año 2002 a escala 1:50.000. Se utilizó los datos de uso, especie, estructura y cobertura del suelo. Las clases de Cobertura Vegetacional y Uso Actual utilizadas y los pesos asignados a cada una de ellas, desde la perspectiva de la capacidad de infiltración, se indican en la Tabla 2 (en escala de 1 a 10), considerando que la mayor capacidad de infiltración está dada por bosques adultos y terrenos de uso agrícola.



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Tabla 2. Cobertura vegetacional e infiltración

CLASE PESO CLASE PESO Áreas Urbanas e Industriales 1 Matorral con Suculentas Terrenos de uso agrícola 10 Abierto 4

Rotación cultivo / pradera 2 Semidenso 7

Praderas anuales 3 Denso 8

perennes 6 Formación de Suculentas 5

Matorral Pradera Abierto 3 Plantación de Arbustos 4 Semidenso 4 Plantación Adulta 10

Denso 5 Jóven o Reciente 3

Matorral Humedales 3 Muy Abierto 3 Afloramiento Rocoso 1 Abierto 4 Construcción 1 Semidenso 6 Cajas de ríos 1 Denso 8 Cuerpos de Agua 1 Matorral Arborescente Muy Abierto 4 Abierto 5 Semidenso 9 Denso 10

A partir de este mapa se obtuvo el índice de vegetación como aporte a la infiltración para cada cuenca. Este valor fue normalizado por el valor máximo, de acuerdo a la metodología. Finalmente, el índice de infiltración para cada microcuenca se obtuvo de acuerdo a la expresión descrita en el punto 2.2.1 de este anexo y que se presenta en la figura 7. De acuerdo a la figura 7, los colores más oscuros representan las áreas o microcuencas que presentan mayores índices de infiltración, lo que tiene relación directa con la recarga de los acuíferos que existan.



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Figura 7. Índice de Infiltración superficial



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3.2 Índice Climático (ICLI) De acuerdo a la metodología descrita, este índice representa la mayor o menor disponibilidad de agua del área y se calcula mediante la diferencia entre precipitación y evapotranspiración. Obtenido el mapa de déficit hídrico se obtuvo el valor para cada una de las microcuencas, el que luego fue relativizado por el valor máximo obtenido, todo ello multiplicado por 100. El resultado final del índice climático se presenta en la figura 8, que representa el déficit hídrico y su distribución en el área de estudio, por cada microcuenca. Los tonos oscuros indican las zonas con menor déficit y las zonas claras las de mayor déficit de agua. 3.3 Índice de lineamientos (ILIN)

La extracción de lineamentos se realizó de acuerdo a la metodología descrita, a través del procesamiento digital de datos satelitales del satélite Landsat TM7+ y Radarsat. El índice final (ILINR) espacializado para cada microcuenca se presenta en la figura 9. Al igual que los índices anteriores, los colores oscuros representan las áreas de mayor índice correspondiendo a sectores donde existe la mayor longitud de lineamientos, de cruces, de interconexiones y dirección Este –Oeste. Las áreas en tonos claros corresponden a las microcuencas donde ocurre lo inverso.



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Figura 8. Índice Climático



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Figura 9. índice de lineamientos



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3.4 Índice Litológico (ILIT) Para la obtención de este índice primero se construyó la cartografía de unidades litológicas presentes en el área de estudio, utilizando como base la información de geología y morfología que disponía CIREN del Estudio de Comunidades Agrícolas del año 1978, escala 1:250.000. Con el apoyo de datos satelitales y utilizando la composición de bandas 7,4,1 RGB se redefinieron las unidades litológicas quedando finalmente a escala 1:50.000. Las unidades litológicas, presentes en el área de estudio, fueron codificadas en las clases de almacenamiento definidas en la metodología, de acuerdo a la siguiente tabla (tabla 3). Tabla 3. Clases de Almacenamiento de las Unidades Litológicas del área de estudio

Unidad Tipo Clase Almacenamiento Rocas volcánicas y sedimentarias, interestratificadas, marinas y continental; plutones intrusivos con cierto grado de meteorización; rocas afectadas por alteración hidrotermal con características tobiferas.

1 Nulo

Formación de origen continental; chimeneas volcánicas; relictos de erosion; terrazas relictuales a distintos niveles; afloramientos rocosos y coluvios en pendientes abruptas; cuerpos intrusivos muy poco alterados.

2 Escaso

Depósito lagunal de reducida extensión. 4 Regular Depósitos gravitacionales en disposición caótica; cuencas tectónicas de depósitos regolíticos.

5 Medio

Suelos regolíticos de uso agrícola. 7 Alto Depósitos de terrazas en valles aluviales; depósitos aluviales actuales.

8 Muy Alto

El índice litológico obtenido para cada microcuenca fue normalizado de la misma forma que se hizo para los índices anteriores. Posteriormente se incorporó la variable “pendiente”. Para ello se calculó la pendiente media para cada unidad litológica, luego se calculó el inverso y se multiplicó el resultado con el peso (clase) de la propia litología, normalizándose los resultados en una escala de 1 a 100. Finalmente se obtuvo este índice para cada microcuenca (Figura 10). En tonos oscuros se presentan los mayores índices que corresponden a áreas con mayor



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capacidad de almacenamiento desde las perspectiva de la litología y pendientes menores a 20%.

Figura 10. Índice Litológico



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3.5 Determinación de las ZPA La metodología de ZPA determinó dos índices finales, uno de recarga (IPRA) y otro de almacenamiento (IPEA), los que se presentan en las figuras 11 y 12

Figura 11. Índice Potencial de Recarga (IPRA)



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Figura 12. Índice Potencial de Almacenamiento (IPEA)



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Ambos índices fueron normalizados en una escala de 1 a 100 y luego fueron reclasificados en cuatro clases de potencialidad: 1 Baja o nula; 2 Media; 3 Alta y; 4 Muy Alta, según la distribución normal de la población expresada en un histograma de distribución. Las figuras 11 y 12 indican, por consiguiente, la distribución espacial de ambos índices en las clases respectivas. En tonos oscuros se observan los valores más altos (3 y 4) y en tonos claros las de menor potencialidad. A partir de las clases anteriores, se determinó el modelo matricial para combinar ambos índices y obtener las clases de ZPA en las mismas cuatro clases. El modelo aplicado, resultado de un “panel de expertos” y determinado utilizando las herramientas de SIG (CROSSTAB), se presenta en la tabla 4 y se espacializó cartográficamente, según se puede ver en la figura 13. La cartografía de ZPA presenta la reclasificación de las microcuencas, según el modelo y por consiguiente, determina unidades nuevas que son el resultado de la unión de microcuencas. Tabla 4. Modelo matricial que define las clases de ZPA.

IPRA IPEA 1 2 3 4

1 1 1 2 2

2 2 2 3 3

3 2 3 3 3

4 2 3 4 4



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Figura 13. Zonas Probables de Existencia de Acuíferos (ZPA).



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En la figura 13 se presenta en tonos rojos y rojos oscuros las microcuencas con mejores probabilidades de existencia de agua (clases 3 y 4) y, en tonos rosados las que presentan posibilidades medias y bajas (clases 1 y 2). En el área de estudio, de un total de 745 microcuencas, solo 170 se clasifican en alta (3) y muy alta (4) probabilidad de existencia de agua, correspondiendo a un 22,8%. La cantidad de ZPA y la superficie de cada clase se presenta en la tabla 5. Tabla 5. Número y superficie de ZPA por Clase.

Clase N°

Superficie

ha

1 379 124.839,1

2 196 95.363,2

3 139 41.241,9

4 31 12.506,9

Total 745 273.951,1 Desde la perspectiva de las Comunidades Agrícolas, en la tabla 4 se presenta las ZPA por Comunidad Agrícola clasificadas de acuerdo al rango y la superficie que representa. En la figura 9 se presenta la espacialización de las ZPA para cada Comunidad Agrícola. Cabe señalar que de las 745 microcuencas, correspondientes a 2.739,5 km2 que abarca el área de estudio, 591 microcuencas pertenecen a terrenos de las Comunidades Agrícolas correspondientes a un total de 1.723,8 km2 La diferencia está constituida por terrenos privados, embalses y las cuencas propias de los ríos (1.015,6 km2). De acuerdo a la Tabla 6, de las 591 microcuencas incluidas en las Comunidades, un 23,5% (139) se clasifican en los rangos 3 y 4 de probabilidad, correspondiente a 537,6 km2 (19,6%) de la superficie total.



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Tabla 6. ZPA por Comunidades. ZPA 1 ZPA 2 ZPA 3 ZPA 4

Sup_ha Nº Sup_ha Nº Sup_ha Nº Sup_ha Nº SUP ZPA Atunhuaico 531,0 4 1.480,9 6 1.627,5 7 281,8 1 3.921,3 18 Blas y Bulrreme 6.419,8 18 5.158,1 1 11.577,9 19 Caldera y Damas 11.267,5 36 1.670,9 10 1.394,0 5 94,6 1 14.427,1 52 Canelilla 2.033,1 4 2.033,1 4 Carrizo y Mendoza 2.599,2 10 2.599,2 10 Castillo Mal Paso 4.684,9 17 209,3 2 95,5 1 4.989,7 20 Cerro Blanco 305,5 3 608,0 2 913,4 5 Cuarto Cajon 498,8 2 498,8 2 Chacarillas 409,5 1 1.618,2 2 564,2 2 2.591,9 5 Chirrilla 95,7 1 107,7 2 203,4 3 El Altar 692,5 5 2.994,3 7 1.087,2 5 4.774,1 17 El Divisadero 646,7 2 2.584,2 2 3.230,9 4 El Olivo 345,3 2,0 345,3 2 El Tome 1.320,3 4 104,4 1 184,6 2 1.609,3 7 Fernando Alvarez 528,9 2 528,9 2 Guanillas 6.420,1 18 293,4 3 274,7 4 6.988,1 25 Higueritas Unidas 763,5 3 1.727,4 8 706,6 4 3.197,6 15 Huampullas 4.148,1 8 138,8 1 4.286,9 9 Huana 105,0 2 804,2 5 755,4 9 1.664,6 16 Jara o Laja 4.431,5 3 135,2 1 648,8 4 5.215,5 8 Jarilla y Azogue 3.390,1 20 2.405,2 3 5.795,3 23 La Coipa 3.127,4 8 469,3 2 393,7 5 3.990,3 15 La Verdiona 2.777,7 5 433,4 1 3.211,1 6 Lagunilla 624,8 1 624,8 1 Las Cardas 1.066,7 2 1.234,0 4 2.300,7 6 Las Damas 271,3 1 819,1 2 1.090,4 3 Lorenzo Araya 403,1 2 403,1 2 Los Morales 1.213,3 2 435,2 1 1.648,5 3 Los Pozos 466,7 2 124,6 1 591,3 3 Los Trigos 233,5 1 182,5 2 699,5 2 1.115,5 5 Manquehua 7.936,8 19 9.893,5 18 3.782,7 16 1.150,7 8 22.763,7 61 Minillas 1.891,8 6 1.891,8 6 Monte Patria 8.127,7 26 313,7 4 107,2 1 8.548,7 31 Potrerillo Alto 4.441,9 10 762,8 1 5.204,7 11 Punitaqui 8.977,8 26 8.635,1 22 2.199,0 9 260,7 1 20.072,6 58 Quitallaco 552,6 2 1.451,1 6 1.174,2 3 3.177,9 11 Rinconada Punitaqui 599,9 2 3.961,4 5 826,8 1 5.388,1 8 Romeralcillo 771,7 2 791,1 2 894,6 4 2.457,4 8 Tambillo 1.769,2 8 906,3 5 2.284,1 6 1.550,0 4 6.509,6 23 Sin comunidad 29.187 102 38.819 67 8.767 35 6.289 8 83.062,6 212

Cuenca propia 2.795 2 15.711 4 18.506,1 6

Total Suma 124.839,1 379 95.347,2 196 41.241,9 139 12.522,9 31 273.951,1 745



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Figura 14. Zonas de ZPA Altas y Muy Altas (4 y 3) por Comunidades Agrícolas.



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De acuerdo a lo expresado en la metodología, la validación de las ZPA se realizó a través de relacionar la jerarquización de cada clase de ZPA con el promedio del valor de ZHH. Cabe recordar que esta jerarquización corresponde a la suma del IPRA y del IPEA para cada microcuenca en cada clase. En las figuras 15, 16, 17 y 18 se presenta la jerarquización de cada una de las clases por separado, en orden de importancia, correspondiendo los valores mas altos (en tonos oscuros) a las mejores ZPA.. Figura 15. ZPA de la clase 4, jerarquizadas.



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Figura 16. ZPA de la clase 3, jerarquizadas.



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1. ETAPA 4. DETERMINACIÓN DE ZHH Y POZO MODAL Actividad 4.1 Determinación de ZHH en ZPA con información de pozos Actividad 4.2 Determinación de ZHH en ZPA sin información de pozos Actividad 4.3 Aplicación del modelo en áreas sin caracterización de acuíferos Actividad 4.4. Calibración del modelo De acuerdo a la metodología descrita, se delimitaron Zonas Hidrogeológicas Homogéneas de acuerdo a la metodología tradicional de prospección de agua subterránea. Dado que esta actividad no fue informada en informes anteriores, además de presentar los resultados obtenidos se hará una descripción de la metodología utilizada. 1.1 Metodología de Zonas Hidrogeológicas Homogéneas (ZHH) Las ZHH de la totalidad del área de estudio fueron delimitadas de acuerdo al siguiente esquema metodológico (Figura 19).

Figura 19. Metodología de ZHH Una Zona Hidrogeológica Homogénea (ZHH) es un conjunto de áreas que están caracterizadas por tener condiciones hidrogeológicas muy parecidas. Es decir, son sectores donde se encuentran depósitos que fueron formados por procesos geológicos similares y tienen una serie de parámetros en común lo que hace, finalmente, que tengan las mismas características hidrogeológicas.



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Para la determinación de estas zonas (ZHH) se tomaron en cuenta una serie de parámetros que se describen a continuación, según se presentan en el diagrama metodológico. i). Litología, geología y pendiente. Estos constituyen los factores de mayor importancia para reconocer la existencia y características de los acuíferos en la zona de los interfluvios, debido a que a estos parámetros se asocian la granulometría, la permeabilidad, la porosidad, coeficientes de almacenamiento y transmisividad, que son características esenciales para la definición de acuíferos. En el área de estudio existe una gran variedad de depósitos (figura 20), o mejor dicho formaciones geológicas, con características litológicas propias y distintos rangos de pendiente, a causa de los distintos ambientes geológicos de formación. Estos depósitos corresponden a rocas volcánicas, intrusivos, coluvios, aluvios, fluvioaluviales y rocas meteorizadas y fracturadas. Para la clasificación de las distintas ZHH y analizar su importancia relativa, se consideró que no todas las formaciones geológicas poseen la misma facilidad para transmitir y proporcionar agua, por lo que la recarga del acuífero y permeabilidad de los materiales que constituyen las distintas formaciones son importantes para esta clasificación. Así se tiene que las formaciones compuestas por materiales gruesos, como arenas y conglomerados tienen mejor permeabilidad que formaciones que contienen gran cantidad de arcillas o que están compuestas por roca no meteorizada ni fracturada. Las arcillas, se consideran impermeables debido a que su capacidad de drenaje del agua es muy reducida. Por su parte, los sistemas fracturados poseen una permeabilidad muy variable a lo largo de la formación, debido a que la concentración de fracturas no es homogénea y en algunos lugares estas se encuentran rellenas con material arcilloso. En cada zona hidrogeológica homogénea determinada bajo las condiciones descritas se describen las características litológicas y de recarga, lo que unido con las otras características, que se mencionan más adelante, permitieron explicar su importancia relativa. ii) Distribución Considerando la distribución espacial, se tiene que las zonas hidrogeológicas homogéneas agrupan una serie de depósitos que se distribuyen a lo largo del sector de los interfluvios. Estos depósitos contienen características litológicas similares debido a que fueron formados en un mismo ambiente y han sufrido procesos geológicos similares.



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Figura 20. Unidades hidrogeológicas



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El estudio de la información geológica, litológica y pendiente se realizó a partir de la data de las imágenes satelitales y de la hoja geológica de Ovalle, escala 1:250.000 (figura 20) y permitió agrupar las distintas unidades homogéneas, llegando a un total de 5 clases, cuya disposición a lo largo de la zona en estudio se puede apreciar en el mapa de las ZHH finales iii) Interpretación geofísica Un aspecto importante, después de reconocer las diferentes zonas hidrogeológicas y su distribución a lo largo del sector de los interfluvios, es el de conocer su geometría. Cuando se habla de geometría, se refiere a determinar los distintos espesores de las capas que conforman la unidad, la profundidad del basamento o capas impermeables, espesor y profundidad del estrato saturado. Al conocer la geometría se tiene una idea acerca de la potencialidad del recurso en esa área. Esta información se obtuvo mediante la estratigrafía de los pozos existentes en las distintas áreas o mediante perfiles geofísicos que se realizaron para el presente estudio. La ausencia de la información de los pozos hizo que fuera necesaria la ejecución de 18 líneas de exploración geofísica distribuidos a lo largo de todo el sector en estudio. La exploración geofísica se realizó mediante los métodos del transiente electromagnético, o TEM, en 18 líneas, y Ohm-mapper, 6 perfiles. iv) Productividad de los pozos Para poder caracterizar las distintas zonas hidrogeológicas homogéneas fue necesario conocer la capacidad de entregar agua subterránea de los distintos acuíferos. Para esto se contó con la información sobre los caudales y de los niveles estático y dinámico de pozos distribuidos a lo largo de todo el sector de los interfluvios. Con la información de los pozos se calculó el caudal específico, el cual es el mejor parámetro ya que indica la cantidad de litros por segundo que entrega un pozo por metro de agua que se deprime a causa del bombeo. Este parámetro es independiente de la profundidad que tiene el pozo, por lo que se pueden comparar pozos situados en diferentes lugares. En cada unidad hidrogeológica se analizaron los pozos que contienen la información necesaria para el cálculo de este parámetro como son el caudal y los niveles estático y dinámico. Esta información se entrega en las descripciones de cada zona hidrogeológica homogénea.



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4.2 Resultados de Zonas Hidrogeológicas Homogéneas (ZHH) En la figura 21 se presenta el mapa de ZHH obtenido para el área de estudio. Figura 21. Zonas Hidrogeológicas Homogéneas



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De acuerdo a la figura 21 y a la metodología descrita, se determinaron 5 Zonas Hidrogeológicas Homogéneas en el área de estudio. La descripción de cada una de ellas se detalla a continuación: a) Zona Hidrogeológica Homogénea I Esta unidad hidrogeológica esta compuesta por una serie de depósitos consolidados cuyas edades van desde el Cretácico hasta el Terciario. Estas unidades son principalmente volcánicas y graníticas, y no presentan fracturamiento o una meteorización de importancia. A continuación se nombran las distintas unidades que componen esta zona hidrogeológica y su distribución dentro el área en estudio. Los depósitos más antiguos lo componen las rocas volcánicas, andesíticas, y rocas sedimentarías marinas de los Estratos del Reloj. Esta unidad se localiza en la parte más occidental del sector en estudio, conformando una franja N-S que va desde el sector de las Perdices, en la quebrada del Ingenio, hasta el sector de la mina el Delirio, al sur de Punitaqui. A medida que lo depósitos consolidados son más jóvenes, estos se van alineando en franjas N-S en dirección al Este, de igual forma como se traslado el cordón volcánico. Sobre los depósitos de Estratos del Reloj se disponen, de manera concordante, los depósitos volcánicos de la Formación Arqueros. Esta unidad esta conformada por rocas volcánicas andesíticas con intercalaciones de rocas sedimentarias marinas, y se pueden localizar desde el sector de El Peñon, al norte de la zona de interfluvios y donde es una de las unidades más extensas, hasta la localidad de El Altar (noreste de Punitaqui). Al este de la unidad anterior, y en concordancia, se localiza la Formación Quebrada Marquesa, que esta constituida, principalmente, por rocas sedimentarias clásticas continentales y rocas volcánicas andesíticas. Esta unidad se presenta en una franja norte-sur que abarca todo el sector en estudio. Más al este, se localizan rocas volcánicas andesíticas, tobas ignimbríticas y conglomerados y areniscas volcánicas, pertenecientes a la Formación Viñita (continental). Esta unidad se comienza a observar desde la localidad de Monte Patria hasta el límite sur del área en estudio. Producto de la intrusión de un cuerpo granítico en rocas volcánicas más antiguas, se formó un grupo de rocas metamórficas de contacto que se localizan a lo largo de toda el sector de los interfluvios, pero en especial a los largo de la quebrada Ingenio y en el sector de las minas el Infiernillo, al norte de Punitaqui, y el Quile, al sur de la misma ciudad. Al Oeste del tranque La Paloma y al sur de la localidad de El Algarrobal, por el río Guatulame, existen una serie de rocas graníticas y pórfidos que instruyen a los



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depósitos volcánicos de la Formación Viñita. Estas rocas presentan una reducida extensión al interior del área en estudio. Todas las unidades mencionadas anteriormente presentan condiciones hidrogeológicas homogéneas al ser impermeables, debido a esto el agua producto de las precipitaciones se evapora o escurre libremente hacia las otras zonas hidrogeológicas homogéneas sirviendo de recarga para estas. Por otro lado, esta unidad se proyecta por debajo de las otras ZHH, por lo que constituye el basamento impermeable de los acuíferos existentes al interior del área en estudio. Por las razones anteriores, todas las microcuencas que se localicen íntegramente al interior de esta unidad tienen poca probabilidad de contener acuíferos, lo cual coincide con el rango de ZPA asignado a estas microcuencas, todas las cuales caen dentro del rango 1. b) Zona Hidrogeológica Homogénea II Esta zona hidrogeológica esta conformada por roca meteorizada e intensamente fracturada, cuyos afloramientos se presentan en los sectores aledaños a las localidades de Manquehua, Media Luna, Los Maitenes, Cerro Blanco, La Polvareda, del río Guatulame y al oeste de Punitaqui. Estas rocas corresponden a granitos y lavas cretácicas, las cuales se encuentran fuertemente meteorizadas e intensamente fracturadas. Los granitos se encuentran en estado de maicillo, presentando una textura granular y fácilmente disgregable, otorgándole, este grado de meteorización, una importante porosidad. Por otro lado, las rocas volcánicas asociadas a esta zona hidrogeológica, presentan un importante fracturamiento originado por fallas que afectan a estas rocas y le confieren una importante permeabilidad secundaria. Los cambios producidos en estas rocas, tanto por la meteorización como por la tectónica, le confieren a esta zona un potencial variable para conducir y almacenar agua subterránea, llegando a constituir acuíferos de mediana productividad en los sectores de alta permeabilidad y potencias considerables. La información sobre la presencia de acuíferos y su geometría, se logró gracias a los datos obtenidos del catastro de pozos y de perfiles de exploración geofísica TEM y Ohm –mapper realizados en las distintas zonas. Todos los perfiles que se realizaron en esta unidad hidrogeológica tienen en común ciertas unidades geoeléctricas como se observa en las figuras 22 y 23.



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Figura 22: Perfil TEM ZHH II En general, tal como lo muestra la figura 22, existen tres unidades geoeléctricas de importancia al interior de esta zona hidrogeológica. La primera de ellas y más superficial, corresponde a una unidad de alta resistividad, que normalmente supera los 5.000 ohm-m. Esta unidad se relaciona a suelos meteorizados secos con alto contenido de arcillas. El segundo estrato geoeléctrico presenta resistividades menores que fluctúan entre los cientos de ohm-m. Esta unidad se correlaciona con rocas meteorizadas y saturadas, el agua hace que la resistividad de este estrato sea menor. En algunos sectores esta unidad no es posible reconocerla muy bien mediante los perfiles TEM, debido a lo reducido de su espesor y a su poca continuidad lateral, es



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por eso que se realizaron perfiles con el método del Ohm-mapper, el cual es mucho más útil para este tipo de ambiente geológico. El tercer estrato geoeléctrico, corresponde a una unidad de resistividad alta, normalmente sobre los 10.000 ohm-m y se correlaciona con granitos no alterados ni fracturados, los cuales son el basamento de cualquier acuífero del sector. A continuación se observa una interpretación del perfil TEM.

Figura 23: Interpretación perfil TEM en ZHH II

En esta interpretación las arenas y gravas saturadas corresponden a maicillo saturado o rocas fracturadas. A continuación se observa el perfil Ohm- Mapper y su interpretación, figuras 24 y 25.



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Figura 24: Perfil Ohm-mapper



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Figura 25: Interpretación Perfil Ohm-mapper En estos perfiles se puede observar claramente, y de mejor forma, los tres estratos geoeléctricos que se encuentran en estos sectores. En especial se puede observar lo irregular de la forma del estrato saturado, lo que es normal en estos sistemas fracturados.



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A continuación se dan a conocer las características de los distintos lugares donde se encuentra esta zona hidrogeológica y la cantidad de información que se cuenta para su caracterización. Los lugares con mayor información geofísica son en los alrededores del poblado de Manquehua, donde se realizaron los perfiles TEM 11 y 12, en este último también se realizó Ohm-mapper, y en las cercanías de Media Luna donde se hicieron las líneas de exploración 9 con TEM y Ohm-mapper, y 10, sólo TEM. En estos lugares, se cuenta además con información de norias, más de 150, y del pozo MAN 1. (Tabla 7) El pozo y las norias presentan caudales específicos menores a 0.5 l/s/m, con niveles estáticos entre los 1.5 y 6 metros. Los perfiles realizados nos muestran lo heterogéneo que pueden ser estos sistemas fracturados, con zonas donde se llega a tener 4 metros saturados a otras cercanas donde se alcanzan los 40 metros. Al noreste de la localidad de Media Luna, se localiza Los Maitenes donde existen los pozos M1, M2 y M3. Estos pozos presentan caudales específicos que van entre los 0.5 a los 1.5 l/s/m, con profundidades entre los 7 y 4 metros, y niveles estáticos variantes entre los 1.5 y 4 m. Lo anterior se explica por la variabilidad de los sistemas fracturados. (Tabla Nº 7) Al Oeste del área de exploración existe el mismo ambiente geológico que en el área de las localidades de Manquehua, Media Luna y Los Maitenes. En este sector se realizaron los perfiles de exploración geofísica 4 y 5 cerca de la localidad de Cerro Blanco. Estos perfiles muestran cerca de 20 metros de espesor saturado, el cual no es constante a lo largo de todo los perfiles. En esta área no se cuenta con información de pozos, solo de algunas norias que muestran un nivel estático cercano a los 8 metros. Otros sectores donde se localiza esta unidad hidrogeológica y donde se realizaron perfiles de exploración geofísica son al oeste de Punitaqui y al sur del tranque La Paloma. En estos lugares no existe información de pozos dentro de esta unidad por lo que se tiene exclusivamente información geofísica, la que muestra espesores saturados entre los 40 m, al oeste de Punitaqui, y 15 m, al sur del tranque La Paloma. Información de norias en el sector oeste de Punitaqui, nos dice que los niveles estáticos se encuentran entre los 5 y 15 metros. Por el sector del río Guatulame, se realizó el perfil de exploración 14, según este perfil los espesores saturados varían entre los 10 y 20 metros. La variabilidad de esta unidad hidrogeológica queda en evidencia al ver la información de los pozos Ter 1, Ter 2, Ter 3, Ch 1 y Tot 1. Estos pozos presentan caudales específicos que varían



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entre los 0.2 a 8 l/s/m, con profundidades variables entre los 70 y 80 metros. El nivel estático también sufre una gran variación, estando entre los 1 y 40 m. (Tabla Nº 5) El último sector de esta unidad donde existe algo de información es al sur de la Quebrada de Punitaqui, en la localidad de la Polvareda. En este lugar existe un pozo, Pol 1, con una profundidad de 16 m, un nivel estático de 11.3 m y un caudal específico de 1.5 l/s/m. (Tabla Nº 7) En los sectores donde no existe información de pozos o no se realizaron perfiles de exploración geofísica, la existencia de acuíferos es muy probable y tendrían características muy similares a las de los otros sectores. En superficie, esta zona hidrogeológica se caracteriza por una morfología de suaves lomajes y planicies en altura, disectadas por quebradas poco profundas. La recarga en estas planicies se produce por la infiltración directa de las precipitaciones, la que escurre a través de las fracturas y el material granular (maicillo). De acuerdo a estos antecedentes, al construir un pozo en la zona hidrogeológica II con una profundidad entre 10 y 30 m, se debiera extraer un caudal entre 1 y 10 l/s. Lo más recomendable para las comunidades agrícolas que se ubican al interior de esta zona hidrogeológica, es el de realizar norias, ya que debido a las profundidades y espesores saturados hacen más útil este tipo de obra de extracción lo que beneficiaría a una mayor cantidad de personas.



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Coordenadas (UTM) Pozo

Este Norte

Profundidad (m)

Nivel Estático

(m)

Caudal (l/s)

Caudal Específico

(l/s/m)

Lugar de referencia

M1 297,099 6,591,377 5.0 1.50 6.0 1.71 Los Maitenes

M2 297,122 6,591,385 7.0 4.00 1.3 0.43 Los Maitenes

M3 296,509 6,591,548 4.0 1.50 4.0 1.60 Los Maitenes

Man 1 290,000 6,576,000 3.4 0.60 3.0 1.12 Manquehua

Pol 1 286,063 6,581,013 16.0 11.30 6.2 1.31 La Polvareda

Tot 1 303,617 6,578,589 84.0 38.00 38.0 0.95 Las Totoras

Ch1 308,200 6,580,000 42.0 1.20 22.5 4.11 Chañaral Alto

Ter1 308,798 6,579,216 70.0 6.00 15.0 0.30 Pozo de A. Araya



N3 279,668 6,587,260 - 5.00 - - Perfil geofisico 2



N8 265,053 6,582,823 - superficial - - Perfil geofisico 4




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Este Norte

Profundidad (m)

Nivel Estático

(m)

Caudal (l/s)

Caudal Específico

(l/s/m)

Lugar de referencia














Tabla 7: Pozos ZHH II



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c) Zona Hidrogeológica Homogénea III

Esta zona hidrogeológica esta conformada por depósitos coluviales y abanicos aluviales situados, principalmente, en los alrededores de las localidades de Tambillo y Punitaqui, y en menor escala por el río Guatulame y en la quebrada del Ingenio. Estos depósitos han sido formados por el acarreo, gravitacional y de escorrentía esporádica, de sedimentos producidos por la meteorización de las rocas que conforman las laderas de los valles y principales quebradas. Estos sedimentos son arrastrados hacia las partes bajas y medias de los valles formando planos inclinados consistentes en una coalescencia de conos y abanicos aluviales que engranan con terrazas fluvioaluviales y los lechos de los cauces actuales. Los sedimentos reconocidos en estos depósitos se presentan pobremente estratificados y no consolidados, consistentes en arenas, gravas y bloques en una matriz limoarcillosa, con clastos oligomícticos angulosos. Estos materiales presentan permeabilidades variables, sin embargo la ocurrencia de agua subterránea en esta zona es mediana a baja, debido a disponerse en las secciones altas y medias de los valles, lo que hace que la recarga y el flujo subterráneo producido por las precipitaciones pasen por estos depósitos hacia los sectores más bajos (Zona Hidrogeológicas Homogéneas IV). Dentro de esta unidad se han realizados una serie de perfiles de exploración geofísica, en los sectores de Tambillo, Quebrada El Ingenio y cerca de Punitaqui. Además existe información de pozos y norias que nos ayuda a complementar las características hidrogeológicas de esta unidad. En los perfiles TEM realizados en esta zona hidrogeológica presentan por lo general cuatro unidades geoelécticas características, tal como se muestra en la figura 26.



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Figura 26. Perfil TEM ZHH III En esta figura se puede apreciar un estrato superficial con una resistividad alta, normalmente por sobre los 2.000 ohm-m. Este estrato se correlaciona con sedimentos como arenas y gravas secas. Bajo este estrato se localiza una capa geoeléctrica con una resistividad mediana de unos cientos de ohm-m. Esta unidad se considera como gravas y arenas saturadas. Subyaciendo a la capa anterior se observa una unidad con valores de resistividad muy bajo y que se ha interpretado como sedimentos finos saturados en agua. Esta unidad no representa una buena alternativa para constituir un acuífero debido a poca capacidad que tienen los sedimentos finos para entregar agua. La capa mas profunda presenta resistividades altas que se relacionan con las rocas del basamento rocoso En la figura 27 se observa la interpretación del perfil TEM.



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Figura 27. Interpretación perfil TEM ZHH III En general se toma a como parte de esta unidad hidrogeológica los tres primeros estratos y como acuífero, al segundo estrato que se interpreta como arenas y gravas saturadas. A continuación se resumen las características de esta unidad obtenidas con ayuda de la interpretación de los perfiles geofísicos y de los pozos ocupados en esta zona hidrogeológica (Tabla 8). En el sector de Tambillo, o extremo norte del área en estudio, se realizaron los perfiles TEM 15, 16, 17 y 18. En estos perfiles se puede observar que el espesor de esta unidad varía entre los 30 y 80 metros, mientras que el nivel del agua esta entre los 10 y 40 metros. En el sector se encuentran los pozos 248, 249, T3, T4, T5 y T6, (Tabla 8) los cuales presentan profundidades entre los 15 y 80 metros, niveles estáticos que van desde los 5 a 35 m y caudales específicos entre los 0.01 a 0.8 l/s/m. Estas bajas productividades de los pozos se deben a la presencia de lentes limoarcillosos, a la pobre estratificación y a los reducidos espesores saturados. Al observar, tanto los pozos como los perfiles, se puede decir que los puntos más cercanos a las quebradas (Tambillo y del Ingenio) presentan los niveles estáticos menos profundos, un menor espesor de relleno y mayores caudales específicos. Tal como se observa en el perfil esquemático de esta ZHH.



80

Un poco más al sur en el sector de la Quebrada del Ingenio se realizaron dos perfiles geofísicos, TEM 6 y TEM 7 (Anexo II). Estos perfiles muestran espesores de esta unidad entre los 30 y 40 metros, mientras que el nivel saturado se encontraría entre los 2 y 10 metros. En estos lugares sólo se cuenta con información de los perfiles, ya que sólo se pudieron encontrar norias, que dan información sobre los niveles estáticos. El segundo lugar donde más toma importancia esta unidad, es en la quebrada de Punitaqui, en este sector se realizaron los perfiles geofísicos TEM 1 y 3 (Anexo II). Estos perfiles se localizan al oeste de la ciudad y muestran un espesor de esta unidad que varía entre los 20 y 40 metros. El nivel a la cual se encuentra el agua subterránea es entre los 2 y 20 metros, este último valor sacado de la información de una noria cercana al perfil 3. No se registran pozos cerca de los perfiles mencionados anteriormente. Al sur de Punitaqui se localizan dos pozos, el P4 y P5 (Tabla 8), que presentan profundidades entre los 5 y 10 metros, con niveles estáticos cercanos a los 4 m y caudales específicos menores a 0.5 l/s/m. Estos pozos están ubicados en una quebrada estrecha donde el relleno tiene un espesor pequeño, no mayor a la profundidad máxima de los pozos. En los sectores donde no existen pozos o perfiles geofísicos para poder analizar esta unidad hidrogeológica, como es el caso de los depósitos localizados en el valle del río Guatulame o en quebradas en el resto de la zona de los interfluvios, se espera encontrar espesores y caudales parecidos a los encontrados donde si se tiene estos análisis. Así en el caso, de los depósitos que se encuentran al norte del tranque Recoleta, los pozos deberían tener similares características a los pozos P4 y P5. Así se tiene que un pozo construido en esta zona, con una profundidad entre 40 y 60 m, debiera tener un caudal entre 0.5 y 10 l/s. En esta zona hidrogeológica las comunidades pueden hacer pozos aunque con el debido resguardo de que las extracciones producto de la explotación del acuífero no sobrepasen la recarga en las diferentes cuencas.



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Este Norte

Profundidad (m)

Nivel Estático

(m)

Caudal (l/s)

Caudal Específico

(l/s/m)

Lugar de referencia

249 283,550 6,657,200 41.0 14.60 4.0 0.22 Sur Q. Tambillo

T6 284,950 6,657,350 60.3 23.10 0.2 0.02 Sur Q. Tambillo

248 285,200 6,657,430 60.0 23.10 0.2 0.02 Sur Q. Tambillo

T5 285,327 6,658,257 13.0 4.00 0.4 0.80 Queb. Tambillo

T4 284,931 6,659,077 60.0 18.00 2.0 0.05 Norte Q. Tambillo

T3 284,425 6,660,050 80.0 37.10 4.5 0.15 Norte Q. Tambillo

Cr1 293,388 6,624,916 60.0 10.00 36.0 18.00 Queb Ingenio

262 292,180 6,619,490 18.0 1.80 3.0 0.34 Queb Ingenio

P4 288,257 6,585,941 7.0 3.50 1.5 0.43 Queb secudaria en Punitaqui

P5 288,197 6,586,107 9.4 5.00 1.5 0.34 Queb secudaria en Punitaqui

Lh1 285,280 6,580,976 7.4 3.00 2.0 0.45 La Higuera



N1 279,021 6,592,477 0.0 superficial - - Perfil geofisico 1




82


Este Norte

Profundidad (m)

Nivel Estático

(m)

Caudal (l/s)

Caudal Específico

(l/s/m)

Lugar de referencia


















83


Este Norte

Profundid ad (m)

Nivel Estático

(m)

Caudal (l/s)

Caudal Específico

(l/s/m)

Lugar de referencia








Tabla 8: Pozos utilizados en ZHH III

d) Zona Hidrogeológica Homogénea IV Esta unidad esta compuesta por depósitos fluvioaluviales que se disponen en terrazas a lo largo del valle que conforma la Quebrada de Punitaqui, teniendo su mayor extensión y potencia al lado este de la quebrada. Estos depósitos han sido formados debido a procesos de agradación sedimentaria aportada por los antiguos cauces del río y las quebradas afluentes. Este tipo de unidad está restringida a las partes bajas de los valles, en las áreas de confluencia de los actuales cauces fluviales. Los sedimentos que se reconocen en esta unidad se encuentran bien estratificados, por lo general con una baja consolidación y conformado, principalmente, por alternancias de gravas, arenas, y niveles limoarcillosos, presentando sectores donde hay una mayor consolidación y cementación de los sedimentos, formando areniscas y conglomerados semiconsolidados. En esta zona hidrogeológica se cuenta con la información del pozo P1, ubicado al norte de Punitaqui, y de los pozos P2, P3 y 364, que se localizan al sur de la ciudad. (Tabla 9) Tabla 9. Pozos utilizados en ZHH IV


Este Norte

Profundidad (m)

Nivel Estático

(m)

Caudal (l/s)

Caudal Específico

(l/s/m)

P1 278,975 6,594,450 50.0 0.50 3.0 0.10

P2 284,650 6,585,150 24.5 2.80 3.0 0.16

P3 284,800 6,585,050 25.0 3.40 3.0 0.20

364 284,650 6,585,250 25.0 3.40 3.0 0.20

Estos pozos presentan profundidades que van desde los 25 a los 50 metros. Esta diferencia se debe a que la potencia de esta unidad varía dentro del valle, siendo bastante más potentes en la parte central, donde se ubica el pozo P1, y disminuyendo su espesor a medida que se acerca a las laderas de los cerros que circundan el cauce o quebrada central. El espesor máximo se estima que se encuentra cerca de los 60 metros.


Área de Imagen Satelital 85

Los niveles estáticos también presentan variaciones encontrándose entre los 0.5 y 3.5 metros. Por lo general, los niveles se encuentran más someros mientras más cerca se encuentra el pozo de la quebrada principal. Los caudales específicos que se presentan en los pozos localizados en esta unidad presentan caudales específicos que se encuentran entre los 0.1 y 0.5 l/s/m, lo que le otorga a esta zona una productividad mediana que va a depender de la permeabilidad de los estratos perforados y habilitados. La recarga del acuífero, reconocido en esta zona hidrogeológica, proviene de la infiltración de las precipitaciones producidas en la misma zona y del escurrimiento subterráneo proveniente de las zonas hidrogeológicas II y III situadas sobre éstas, en las secciones medias y altas de los valles. Además, la unidad hidrogeológica que caracteriza esta zona, tiene una directa relación con la escorrentía superficial permanente, descargando o recargando el acuífero, dependiendo de los períodos de sequía o crecidas que afecten la zona. Con los antecedentes disponibles, es posible estimar que un pozo construido en esta zona hidrogeológica, con una profundidad entre 40 y 60 m tendría un caudal de producción entre 5 y 20 l/s.



e) Zona Hidrogeológica Homogénea V Esta zona, al igual que la ZHH III, esta constituida por depósitos aluviales y coluviales, ubicados en el localidad de El Palqui, en la ribera este del tranque La Paloma, conformando una unidad propia, debido a las características hidrogeológicas particulares de esta zona, la que se encuentra influenciada por este cuerpo de agua. Estos depósitos han sido formados por el acarreo, gravitacional y de escorrentía esporádica, de sedimentos producidos por la meteorización de las rocas volcánicas y granitos, ubicadas al este del tranque La Paloma, formando un plano levemente inclinado entre estas rocas y el embalse. La conexión hidráulica que existe entre los sedimentos que conforman esta unidad y el tranque, originan una mayor recarga, debido a que el agua del tranque se infiltra en estos sedimentos otorgando una recarga adicional al acuífero de esta zona. Este efecto se reconoce en el aumento de la productividad de los pozos construidos con posterioridad al tranque, es así como los pozos en este sector tenían productividades entre 0.1 y 1 l/s/m, las que aumentaron a valores sobre 1l/s/m, en los pozos construidos después del tranque. Para esta unidad no fue necesario hacer líneas de exploración geofísica debido a la gran concentración de pozos que existen en los alrededores del tranque. Los pozos utilizados para el análisis de esta zona hidrogeológica fueron los que se indican en la Tabla 10.



Tabla 10. Pozos utilizados en ZHH V


Este Norte

Profundidad (m)

Nivel Estático

(m)

Caudal (l/s)

Caudal Específico

(l/s/m)

310 311,870 6,597,400 19.0 9.60 6.0 1.54

309 312,280 6,597,060 44.0 10.00 13.9 0.63

328 313,300 6,595,780 49.0 13.20 3.5 0.24

332 313,450 6,594,780 45.0 3.00 13.8 1.50

320 313,620 6,594,480 55.0 19.40 24.6 3.51

323 313,640 6,594,270 55.0 16.10 6.5 0.62

336 312,920 6,592,750 11.0 1.50 5.6 1.08

321 312,920 6,592,650 40.0 6.60 10.0 1.35

335 312,960 6,592,740 11.0 1.50 7.0 1.84

337 312,980 6,592,800 11.0 1.50 5.4 0.82

334 312,700 6,592,200 30.0 2.30 42.0 7.37

333 312,950 6,592,120 29.0 2.90 16.6 1.35

LP1 315,000 6,592,500 34.5 4.30 21.0 1.85

LP2 315,000 6,592,500 42.0 8.50 18.0 2.34

LP3 315,000 6,592,500 25.5 7.30 38.0 8.26

Con los antecedentes de los pozos construidos en esta zona, se estiman espesores máximos para los depósitos que conforman esta unidad, cercanos a los 40 metros y niveles estáticos que se encuentran entre los 3 y 6 metros de profundidad. Al hacer un pozo entre 30 y 40 metros en esta zona hidrogeológica, se estima un caudal entre los 20 l/s y 40 l/s. A continuación, en la figura 28, se observa un perfil esquemático de cada ZHH, donde se resumen las características de cada una de estas zonas..



Figura 28: Perfiles Esquemáticos ZHH La espacialización de las Zonas Hidrogeológicas Homogéneas del área de estudio se presentan en la figura 20. La zona V de ZHH que se ubica en torno del embalse La Paloma es la de mayor importancia, no obstante representa una zona singular, asociada a llanura aluvial colindante con el embalse, por consiguiente no se encuentra en otro sector del área de estudio. Las zonas de ZHH IV son las que continúan en importancia y se distribuyen básicamente en la zona oeste inferior del área de estudio, asociadas a microcuencas cuya parte baja es agrícola. Las zonas III se encuentran más distribuidas, al igual que la zona II, siendo la zona I, claramente, la que ocupa mayor superficie y constituye la base donde se distribuyen las zonas anteriores. Al sobreponer la capa de ZHH con la de ZPA existe una tendencia en la coincidencia espacial entre las zonas bajas y medias de ambas c apas.

PERFILES ESQUEMATICOS ZONAS HIDROGEOLOGICAS HOMOGENEAS FIGURA N°9



4.2.1 Microcuencas según índice promedio ponderado por superficie de ZHH. Con la finalidad de analizar la correspondencia y establecer relaciones biunívocas entre las microcuencas (unidad básica del estudio) se determinó el promedio ponderado de ZHH por superficie, para cada microcuenca, cuyo resultado se puede estudiar en la figura 29. Figura 29. Promedio de ZHH ponderado por superficie por microcuenca. Las microcuencas con colores verdes corresponden a las de mayor promedio y representan aquellas zonas donde los valores de ZHH son mas altos.



4.3 Resultados de Validación 4.3.1 ZPA y Relación General con las ZHH. La regresión entre las clases de ZPA y el promedio de ZHH (figura 29) por clase indica un coeficiente de correlación de 0,94 que indica una fuerte tendencia entre ambas variables (figura 30). Cuando se establece la relación entre el índice jerárquico de ZPA de cada microcuenca con el promedio de ZHH el coeficiente de correlación disminuye a 0,71 (figura 31) lo que mantiene la tendencia general. Esto valida la metodología de ZPA, propósito del estudio.

Figura 30. Tendencia general entre ZPA y ZHH

Figura 31. Regresión entre micocuencas jerarquizadas por valor de recarga y almacenamiento y valor promedio de ZHH.



4.3.2 ZPA y Relación con Pozos y Norias Existentes.

Figura 32. Distribución de pozos y norias en relación con las clases de ZPA. La figura 32 indica que los pozos se distribuyen en su mayoría (tabla 11) en las clases 3 y 4, mientras que las norias se concentran en la clase 2. Esto sin duda se encuentra en relación con el resultado de ZHH obtenido y con las propias clases de ZPA.



Tabla 11. Distribución de pozos y norias por clases de ZPA. 4.3.3 Focos de Vegetacion y Relación con las ZPA de menor Probabilidad. Figura 33. Distribución de focos de vegetación (color rojo) en la clase 2 de ZPA.

ZPA POZOS NORIAS TOTAL 1 - 8 8 2 - 36 36 3 13 18 31 4 3 11 14

TOTAL 16 73 89



La existencia de focos de vegetación, por otro lado, como indicadores de presencia de agua a nivel subsuperficial, se distribuyen de acuerdo a la figura 33 y se encuentran relacionados con las microcuencas de mejor calidad de la clase 2 de ZPA, hecho que corrobora la propia jerarquización de esta clase. La figura muestra en degradación de colores amarillos la clase de ZPA 2 y en color cyan oscuro la clase 1. 4.3.4 ZPA y Pozo de Prospección. De acuerdo a la metodología descrita, el proyecto contemplaba la perforación de sólo un pozo de estudio, sin embargo, fue posible realizar dos adicionales con el objetivo de verificar la clasificación de la ZPA. El primer pozo se realizó en la Comunidad de Romeralcillo. Los pozos adicionales se realizaron en las Comunidades Rinconada de Punitaqui y Manquehua. A continuación se detalla cada uno de ellos 4.3.4.1 Pozo de estudio Comunidad Romeralcillo

El sector denominado Romeralcillo, se ubica en la comuna de Ovalle a unos 15 km al norte de esta ciudad. El punto seleccionado para la perforación quedó localizado en una ZPA clasificada de Muy Alta Probabildad (4) y en una ZHH III, en un goce singular cuyo propietario es el Sr. Nelson Carrasco. Este punto se ubica en las siguientes coordenadas UTM (Datum PSAD 56). En la imagen de la figura 34 en color amarillo se muestra la localización de la perforación.

POZO UTM Norte (m) UTM Este (m) Romeralcillo 6.627.959 292.773



Figura 34. Localización perforación en Romeralcillo

La perforación se efectuó en 6” de diámetro, alcanzando un fondo de 72 m. Se observó presencia de agua bajo los 7 m de profundidad. La determinación de caudal se realizó a través de la prueba de Air-lift cuyos resultados son los siguientes:

- Caudal estable: 2 l/s (120 litros por minuto) - Nivel estático: 7.28 m - Nivel dinámico: cercano a 18.50 m.



El perfil estratigráfico se presenta en la tabla 12 y figura 38. Tabla 12: Perfil Estratigráfico pozo de Romeralcillo

En las figuras 35, 36 y 37 se muestran fotos del sector, la maquinaria trabajando y la prueba de air-lift.

Figura 35. Vista Romeralcillo

Figura 36. Maquinaria de perforación

Figura 37. Prueba de Air.Lift



Figura 38. Perfil y habilitación Pozo Romeralcillo



4.3.4.2 Pozo de estudio Comunidad Rinconada de Punitaqui El punto seleccionado para la perforación (figura 39) quedó localizado en una ZPA clasificada de Alta Probabildad (3), en el sector de ZHH clasificado en nivel 4. El predio corresponde a un goce singular cuyo propietario es el Sr. Isodoro Guerrero. Este punto se ubica en las siguientes coordenadas UTM (Datum PSAD 56).

POZO UTM Norte (m) UTM Este (m) Rinconada de

Punitaqui 6.589.982 277.276

Figura 39. Localización Perforación en Rinconada de Punitaqui



En este punto se encontró agua a los 8 metros con un gasto aproximado de 4 lt/s. Se perforó hasta los 35 metros dado que la fuerza del agua no permitió seguir perforando.

Figura 40. Vista sector Rinconada de Punitaqui

Figura 41. Pozo de estudio Rinconada de Punitaqui

En la tabla 13 y figura 42 se presenta el perfil estratigráfico del pozo de Rinconada de Punitaqui. Tabla 13: Perfil Estratigráfico pozo de Rinconada de Punitaqui

Profundidad (m)

Descripción

0,0 a 1,0 Terreno Vegetal 1,0 a 12,0 Arcillas y arenas finos

12,0 a 36,0 Arenas y poca arcilla



Figura 42. Perfil Estratigráfico del pozo de Rinconada de Punitaqui.



4.3.4.3 Pozo de estudio Comunidad Manquehua El punto seleccionado para la perforación quedó localizado en una ZPA clasificada de Muy Alta Probabildad (4), en un sector de ZHH clasificado en nivel 2. El predio corresponde a un sector comunitario de esta Comunidad Agrícola. La localización de la perforación se presenta en la figura 43. Este punto se ubica en las siguientes coordenadas UTM (Datum PSAD 56).

POZO UTM Norte (m) UTM Este (m) Manquehua 6.579.961 290.444

En este punto se perforó hasta los 90 metros no encontrándose vestigios de humedad.

Figura 43. Localización Perforación en Manquehua



4.4 Resultados de estudio hidrogeológico y MODFLOW De acuerdo a los resultados obtenidos de las perforaciones realizadas, se profundizó el estudio hidrogeológico en los sectores de Romeralcillo y Rinconada de Punitaqui. Dado además, que el sector de Tambillo quedó zonificado en ZPA clases 3 y 4 (alta y muy alta probabilidad) además de estar completamente incluido en una ZHH III (Buena) junto con contar con información de pozos, norias y análisis geofísico, se incorporó este sector al análisis y se efectuó el modelamiento del acuífero con el software MODFLOW. El estudio hidrogeológico, las pruebas de bombeo y la aplicación de MODFLOW se presenta en el Anexo 4. A continuación se presentan los resultados obtenidos de los estudios realizados. 4.4.1 Estudio hidrogeológico sector Romeralcillo En el sector de Romeralcillo existen tres unidades hidrogeológicas de importancia, la primera de ellas compuesta por depósitos coluviales y abanicos aluviales; la segunda por depósitos aluviales; y la tercera, compuesta por depósitos consolidados y sedimentos limo-arcillosos que corresponde al basamento de la cuenca. El acuífero principal se localiza en los sedimentos aluviales y tiene una potencia cercana a los 50 metros. En la microcuenca se encuentran solamente norias para consumo doméstico y regadío. Se construyo un pozo de exploración en la parte baja de la microcuenca del cual se pudo extraer un caudal de 2 l/s El pozo presenta caudales específicos cercanos a los 0.2 l/s/m. Con un área de protección de 200 metros alrededor de ese pozo no podría construirse una nueva captación al interior de la microcuenca. - Limitaciones La falta de una prueba de bombeo con caudal constante en un pozo de explotación, y un pozo de observación, hace difícil conocer las constantes elásticas del acuífero, lo que complica saber cual seria su comportamiento si existen una mayor cantidad de pozos de explotación dentro del mismo acuífero. La falta de un catastro completo de norias y de las extracciones de estas, dificultan saber el volumen de extracción total que sufre el acuífero en estos momentos.



- Sugerencias Para un mayor conocimiento de la hidrogeología de la microcuenca sería necesario realizar más perfiles de exploración geofísica, para conocer la distribución y variaciones de las distintas capas geoeléctricas. Además, seria de utilidad para la comunidad agrícola de Romeralcillo, poder transformar el pozo de exploración a uno de explotación y de esa forma poder aprovechar un caudal superior, que podría alcanzar a los 10 l/s. A pesar que en la comunidad de Romeralcillo no se podrían construir mas pozos de explotación, las comunidades ubicadas en microcuencas vecinas presentan condiciones hidrogeológicas similares por lo que se deberían construir pozos en la parte baja de cada microcuenca y realizar primero un ensayo de air lift, para tener una idea de cuan homogéneo es el acuífero que se encuentra en este sector de los interfluvios. 4.4.2 Sector de Rinconada de Punitaqui Este microcuenca se localiza unos 50 kilómetros al suroeste de la ciudad de Ovalle e incluye en su interior a la comunidad agrícola del mismo nombre. En el sector de Rinconada de Punitaqui existen tres unidades hidrogeológicas de importancia, la primera de ellas compuesta por depósitos coluviales y abanicos aluviales; la segunda compuesta por depósitos aluviales; y la tercera, compuesta por depósitos consolidados y sedimentos limo-arcillosos y que corresponde al basamento de la cuenca. El acuífero principal se localiza en los sedimentos aluviales. Su potencia no se pudo estimar debido a la ausencia de perfiles geofísicos y a que el pozo de exploración no llegó al basamento de la microcuenca. Se estima que la potencia del acuífero sea mayor a los 30 metros por las características de los perfiles TEM que se encuentran cercanos a esta área en estudio. En la microcuenca se encuentran solamente norias para consumo doméstico y regadío. El nivel estático se encontró a los 7.31 metros bajo la superficie. Se construyo un pozo de exploración en la parte baja de la microcuenca del cual se pudo extraer un caudal máximo de 3.5 l/s mediante air lift y de 2.2 l/s en una prueba de bombeo de caudal variable. El nivel dinámico llego hasta los 7.97 metros después de los 120 minutos que duró la prueba de gasto variable



El pozo presenta caudales específicos cercanos a los 3 l/s/m. El área favorable para construir pozos de explotación se encuentra en el llano de Camarico y aguas abajo de donde se construyo el pozo de exploración - Limitaciones Al igual que en el caso de Romeralcillo, la falta de una prueba de bombeo con caudal constante en un pozo de explotación y un pozo de observación, hace difícil conocer las constantes elásticas del acuífero, lo que complica saber cual seria su comportamiento si existen una mayor cantidad de pozos de explotación dentro del mismo acuífero. La falta de un catastro completo de norias y de las extracciones de estas, dificultan saber el volumen de extracción total que sufre el acuífero en estos momentos. - Sugerencias Para un mayor conocimiento de la hidrogeología de la microcuenca sería necesario realizar más perfiles de exploración geofísica, para conocer la distribución y variaciones de las distintas capas geoeléctricas. Además, seria de utilidad para la comunidad agrícola de Rinconada de Punitaqui, poder transformar el pozo de exploración a uno de explotación y de esa forma poder aprovechar un caudal superior, que podría alcanzar a los 20 l/s. 4.4.2 Modelo de simulación hidrogeológico MODFLOW El sector escogido para realizar la modelación hidrogeológica corresponde al área de Tambillo debido a que cuenta con la mayor información referente a pozos y perfiles geofísicos en el sector de los interfluvios de los ríos Elqui, Limarí y Choapa.

- Descripción del Modelo Un acuífero se puede definir matemáticamente como un sistema formado por una serie de parámetros y variables. Los parámetros pueden definir los componentes geométricos, como forma, límites, etc., o sus componentes físicos, como transmisividad, coeficiente de almacenamiento, etc. Las variables en cambio describen la situación del sistema en cada momento y pueden ser alturas piezométricas, componentes del vector velocidad, etc. Las acciones exteriores al sistema son las que actúan sobre él y lo modifican (entradas y salidas del sistema) y pueden ser controlables o incontrolables. Las acciones controlables son las que se utilizan para medir un comportamiento de



acuerdo con los objetivos y pueden ser bombeos, drenajes, etc., y las incontrolables pueden ser determinísticas y estocásticas. Las primeras dependen del estado del sistema, como puede ser un drenaje, y las estocásticas dependen de factores hidrológicos y climatológicos, como la recarga natural del acuífero, infiltración desde un río, etc. Normalmente, en el caso de simulación de acuíferos no es posible resolver el problema de conseguir un óptimo y, lo que suele hacerse es simular el sistema ante varias condiciones hidrológicas posibles y, para diferentes alternativas de explotación elegir la más conveniente. Para simular el sistema se tiene que partir por definir sus componentes físicos y geométricos, y un estado inicial. Al sistema se le aplica una serie de acciones de las que se quiere conocer su reacción y, si se parte de una situación histórica conocida, a la que le aplicamos acciones conocidas del periodo simulado, se tiene como resultado situaciones del sistema que se pueden comparar con mediciones directas efectuadas en el pasado. Así se puede conocer la calidad del método empleado, el cual se mejora modificando en cierta medida las hipótesis sobre el sistema o los parámetros físicos o geométricos definidos inicialmente. Este proceso se denomina calibración del modelo de simulación. El modelo aplicado para la simulación del acuífero del área de estudio corresponde al denominado MODFLOW, desarrollado por el U.S. Geological Survey, el cual ha sido ampliamente aplicado y probado mundialmente. Es el modelo de aguas subterráneas que más se utiliza en la actualidad a nivel internacional. El procesador del modelo, que maneja la entrada y salida de datos, es el Visual Modflow (versión 3.1). Los parámetros que requiere el modelo, los cuales son ajustados mediante la calibración, son la permeabilidad y los caudales subterráneos que ingresan al sistema. El otro parámetro requerido es el coeficiente de almacenamiento, el cual es cuantificado en base a mediciones existentes y a la experiencia previa según características hidrogeológicas. Las condiciones de borde que requiere el modelo para su operación, corresponden a niveles piezométricos conocidos en una o varias celdas ubicadas en la frontera de la zona simulada y flujos entrantes y salientes al sistema. Las variables externas que constituyen los estímulos del sistema, son las extracciones por bombeos.

- Sistema Hidrogeológico a Modelar

La base de información para el modelo está constituida por todos los antecedentes hidrogeológicos del sector, extraídos principalmente de informes anteriores y la nueva información aportada por la División, y básicamente se refieren a la geología del área en estudio, características hidrogeológicas del acuífero, estudios geofísicos, pruebas de bombeo, niveles de agua subterránea, explotación de pozos, etc.



El análisis de estos antecedentes definen las características del sistema hidrogeológico a modelar, los parámetros hidráulicos del acuífero y las condiciones de borde del sistema. Dependiendo de la certeza de la información obtenida y de su importancia en el resultado de la modelación, algunos de estos antecedentes que definirán los datos de entrada del modelo serán asumidos como parámetros fijos del modelo y otros servirán como base para el proceso de calibración. Para la modelación del acuífero deberá analizarse la información disponible y los objetivos que se persiguen con la modelación y, sobre esta base, definir el sistema a modelar. Este sistema deberá representar lo mejor posible el sistema real, pero hay que tener presente que un sistema muy complejo hace prácticamente imposible lograr una buena calibración, lo que hace necesario simplificarlo para hacerlo más manejable desde el punto de vista conceptual y computacional. Una vez definido el sistema a modelar, conceptual y espacialmente, deberán definirse las condiciones de borde del sistema y los parámetros hidráulicos del acuífero, los cuales serán sometidos al proceso de calibración del modelo. Sobre la base de lo expuesto anteriormente, el área a modelar se localiza en el sector de tambillo y se utilizaron los pozos Nº 1 a Nº 8, que se encuentran al interior del área, y los pozos Nº 9 a Nº 13 que se localizan en la salida norte del modelo. (Tabla14). Tabla 14: Pozos Utilizados en el modelo

Pozo Coord Este

(UTM)

Coord Norte (UTM)

Cota (m

s.n.m.)

Caudal (l/s)

NE (m)

Cota NE ( m

s.n.m.)

Prof (m)

1 283550 6657200 206.6 4 14.6 192 41 2 283700 6657250 205.6 4 14.6 191 38 3 284950 6657350 226.12 0.2 33.12 193 60.3 4 285200 6657430 227.1 0.2 33.1 194 60 5 285327 6658257 191 0.4 4 187 13 6 284931 6659077 195 2 38 177 7 284485 6659735 210 4 37 173 8 284425 6660050 209.1 4.5 37.1 172 80 9 284602 6661795 152 30 40

10 284540 6662060 13 24.2 46 11 284770 6662020 10 22.9 46 12 284950 6662450 178 10 22.9 155.1 46 13 285200 6662450 13 24.24 55



En la figura 44 se muestra la malla del modelo adoptada, la que consta de 1.050 celdas, 35 filas y 30 columnas. Las dimensiones de las celdas son de 200 m x 200 m, poniendo en la grilla aquellas celdas inactivas debido al afloramiento del basamento.

Figura 44: Grilla del modelo



El sistema se modelara en una layer o estratos. El espesor o potencia de la layer, y por ende la profundidad de la base del sistema, se definió según un estudio de los perfiles geofísicos y un análisis hidrogeológico de las unidades que se encuentran en el sector de Tambillo, que es el sector con mayor información en el área de los interfluvios de los ríos Elqui, Limari y Choapa. En resumen, el layer corresponde a sedimentos aluviales y coluviales compuestos por arenas y gravas, con cantidades variables de arcillas y limos. - Condiciones de Borde y Parámetros Hidráulicos Los parámetros hidráulicos del sistema son la conductividad y coeficiente de almacenamiento y las condiciones de borde, la recarga, descarga subterránea y la altura piezométrica, las que se determinan según la información existente y se someten al proceso de calibración. Todos estos parámetros son incorporados en todas las celdas y layer que correspondan. • Conductividad (K) De acuerdo con la configuración del sistema a modelar, la información requerida para el modelo es la conductividad (K) y durante la simulación calcula la transmisividad (T) la que varía según la posición que adopte la superficie piezométrica. Como aproximación inicial al valor de K se utilizó la información estratigráfica de los pozos de bombeo, como la clase de depósitos, aluviales o coluviales, donde están emplazados. En la figura 44.se muestra la distribución en superficie de las permeabilidades que fueron asignadas. • Coeficiente de Almacenamiento Se requiere sólo para la simulación en régimen transiente y, de acuerdo a las características del sistema a modelar, debiera encontrarse entre un 20 y 30 % para el estrato a modelar.



Figura 45. Permeabilidades



• Recarga En el análisis hidrológico se determinó la escorrentía por sectores, las cuales serán aplicadas inicialmente al modelo para ser ajustadas en su calibración. La recarga del área a modelar no se sabe con precisión, pero se estima en 42,59 l/s con una precipitación de 32 mm/año Desde el sector sur entra un caudal de 88.45 l/s, mientras que por la parte oeste del área a modelar la recarga asciende hasta los 28.02 l/s. Por el sector este del área modelada, la recarga es de 0.28 l/s. La recarga de entrada total al modelo asciende a 159.34 l/s. • Descarga La descarga se produce principalmente por los pozos de bombeo que hay al interior del área a modelar. La descarga total producto de lo anterior es de 19.3 l/s, lo que hace que el caudal de salida del modelo llegue a 140 l/s. Hay que tomar en cuenta que dentro del área a modelar hay una cantidad indeterminada de pozos que no están catastrados y que no se sabe el caudal de extracción, por lo que no se sabe cual es el caudal de salida exacto debido a los pozos. • Superficie Piezométrica La superficie piezométrica se trazo con los niveles estáticos de cada pozo, asumiendo que fueron medidos el mismo día. La falta de información y el no registro de los niveles hacen que se deban asumir todos los valores del nivel estático proporcionados como constantes a través del tiempo hasta un año fijo que se asume como el actual, y que a partir de entonces se comienzan a bombear los pozos para poder ver la influencia que tienen a través del tiempo. En la figura 46 se muestra la superficie freática que se observa en el sector que se modeló.



Figura 46. Curvas isofreáticas



5. ANALISIS Y CONCLUSIONES. El desarrollo del proyecto permitió ajustar una metodología que básicamente se apoya en datos satelitales, tanto ópticos, como termales y de microondas y, por otra parte, considera como unidad de estudio el concepto de microcuenca. La microcuenca se entiende como una unidad territorial definida por las aguas que drenan a un curso principal de cuarto o quinto orden, considerando el curso de mayor extensión y que drena en el Océano Pacífico como curso de primer orden. Esta unidad del punto de vista del comportamiento del ciclo hidrológico se comporta como un sistema, por consiguiente las entradas y salidas de agua se entienden y funcionan bajo este concepto sistemático. La metodología desarrollada, por consiguiente, definió cuatro subíndices. El primero corresponde al Climático, que explica el ingreso de una determinada cantidad de agua al sistema (microcuencas). La microcuenca tiene la capacidad de almacenamiento, de colección y descarga de las aguas, siendo la capacidad de almacenamiento la más relevante en este estudio, pero que se encuentra condicionada, al mismo tiempo por las capacidades restantes (colección y descarga). El segundo subíndice fue el denominado “índice de infiltración superficial” que está relacionado con la función o capacidad de colección y da cuenta de la capacidad de recarga de la microcuenca. El tercer subíndice denominado de “lineamientos” se relaciona con la capacidad de almacenamiento, así como, el subíndice hidrogeológico. El resultado de la combinación de estos subíndices son dos índices, el denominado de recarga (IPRA) y el de almacenamiento (IPEA). Los dos índices llevaron a determinar, aplicando un modelo matricial, cuatro clases potenciales de existencia de acuíferos (ZPA) y al mismo tiempo, la suma de ellos determinaron la jerarquización de las microcuencas al interior de cada clase de ZPA. Los resultados obtenidos indicaron, en un primer análisis una clara relación con las observaciones realizadas en las campañas de campo, en términos positivos. La segunda etapa, por consiguiente resultó ser de suma importancia para comprobar dichas observaciones preliminares. El desarrollo de la metodología tradicional de relevamiento de Zonas Hidrogeológicamente Homogéneas (ZHH) se basó en los factores litológicos, gelógicos y topográficos, con fuerte apoyo en las características de los pozos existentes y en perfiles geofísicos realizados en las zonas donde no existían pozos. Todo lo anterior llevó a obtener como resultado la cartografía de ZHH para toda el área de estudio.



El equipo de trabajo que realizó las ZHH fue distinto al que ejecutó la primera etapa, aunque se realizaron reuniones técnicas para concordar criterios generales en función del propio objetivo general del proyecto, que estaba centrado en la validación de la metodología de ZPA. Obtenidos los resultados de ZPA por un lado y las ZHH por otro, la etapa de validación consistió en encontrar la relación entre ambos resultados, lo que se realizó a través de dos regresiones, las que entregaron una tendencia general entre ambas cartografías de una alta correlación, la que se mantuvo al realizar una regresión a nivel de microcuencas, aunque con un menor coeficiente, explicable por las zonas de transición que se producen entre las clases de ZPA. Este resultado llevó a tomar la decisión de seleccionar en términos aleatorios, de entre las clases de mayor probabilidad (3 y 4), los tres puntos de perforación en terreno, que se pudieron ejecutar. Los resultados de esta validación final arrojaron la existencia de agua en dos de los tres puntos. En punto negativo está asociado a zonas de rocas fracturadas, zonas donde, según la experiencia de los geólogos, es complejo precisar (en terreno) el lugar de perforación, aún cuando se realice al interior de una ZHH de buena calidad. Por consiguiente el resultado obtenido, confirma la metodología con las observaciones que se precisan en las conclusiones, que son las siguientes:

g) La determinación de ZPA y la respectiva jerarquización, de acuerdo a la metodología definida, cuya base se encuentra en el análisis e integración de datos satelitales y en la consideración de microcuencas como unidad de análisis, resulta ser adecuada para determinar las zonas con mayor probabilidad de existencia de agua subterránea en regiones donde el régimen de recarga es pluvial.

h) Los datos satelitales del sensor TM del LANDSAT, incluyendo las bandas

termales y, los datos de radar, entregan datos imprescindibles para determinar las ZPA, de igual forma contar con datos sistemáticos de preciptación resultan ser relevantes para determinar el potencial de recraga de cada microcuenca, la data termal y la generación de Modelos Numéricos de Terreno (MNT) son la base para lograr la espacialización, tanto de la variable temperatura como la propia precipitación.

i) De igual forma, la data de microndas (radar) permite determinar con claridad

las estructuras lineales del territorio y por consiguiente los lineamientos geológicos, contribuyendo y permitiendo construir un índicador apropiado de almacenamiento.



j) La interpretación de las composiciones multiespectrales con fines de diferenciación geológica (RGB,741) y la propia fusión entre radar y LANDSAT constituyeron la base para el levantamiento de la geología, la litología y la geomorfología del área de estudio, variable relevante en el índice de almacenamiento.

k) Las zonas con predominancia de rocas fracturadas requieren de un análisis

de ZHH y de la construcción de perfiles con técnicas tradicionales, de mayor detalle.

l) La metodología definida por el estudio resultó ser valida, de acuerdo a las

ZHH, a la distribución de pozos y norias existentes y a los perfiles geofísicos realizados en terreno.

m) Con todo, se concluye que la metodología desarrollada, permite apoyar la

prospección de agua subterránea en zonas con características similares al área de estudio y aplicando las debidas adaptaciones, puede ser extrapolada a zonas diferentes.

Documents

Informe Final Aguassub