Determinación de la transmisibilidad hidráulica en un acuífero costero mediante estimación óptima de la relación Qe-T usando el filtro de Kalman
DOI:
https://doi.org/10.24275/uam/izt/dcbs/hidro/2020v30n3/HerreraPalabras clave:
agua subterránea, filtro de Kalman, fómula de Thiem, parámetros hidráulicosResumen
Antecedentes: El conocimiento sobre el manejo del agua como recurso indispensable para desarrollar la agricultura permite tener mayor efectividad en su uso. Objetivos: La actividad agrícola en la parte baja del río Sinaloa depende del agua dulce de las presas regionales y del acuífero. Métodos: El uso del agua subterránea, representa aproximadamente el 15% del agua total usada. Ante la aparición de periodos de sequía prolongados, se perforan nuevos pozos sin el uso de una guía apropiada que oriente a los agricultores sobre la ubicación de las zonas acuíferas que tienen una mayor transmisividad hidráulica con el propósito de explotarlos de manera más racional. Resultados: La Comisión Nacional del agua tiene registrados más de 680 pozos en ambas márgenes del Río Sinaloa. Se analizó la información de 205 de estos pozos de bombeo para uso agrícola o doméstico y la información de capacidad específica. De este número, 79 pozos tienen pruebas de bombeo. Se determina entonces que el objetivo de este trabajo de investigación fue encontrar la relación entre los datos de capacidad especifica (Qe) y transmisividad hidráulica (T) de la zona de estudio usando la fórmula de Thiem, considerando un valor fijo del radio de influencia. Conclusiones: Esta consideración hipotética y las heterogeneidades del medio acuífero suman a la relación T Qe una componente adicional, se determina que tiene un comportamiento normal. Mediante el filtro de Kalman es posible eliminar o reducir tal componente, mejorando así la determinación de la relación T-Qe de un valor r de 0.95 (sin filtro) a 0.97 (con filtro), para una relación lineal y exponencial. La aplicación de una estimación T-Qe permite caracterizar la zona acuífera, con este procedimiento se obtuvo un mapa sobre la
distribución de T, que servirá de guía para futuras explotaciones del agua subterránea en la zona de estudio.
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Al Farrah, N., M. Van Camp & K. Walraevens. 2013. Deducing transmissivity from specific capacity in the heterogeneous upper aquifer system of Jifarah Plain, NW-Libya. Journal of African Earth Sciences 85: 12-21. DOI:10.1016/j.jafrearsci.2013.04.004
Asfahani, J. 2016. Hydraulic parameters estimation by using an approach based on vertical electrical soundings (VES) in the semi-arid Khanasser valley region, Syria. Journal of African Earth Sciences 117: 196-206.
Bateni, S. M., M. Mortazavi-Naeini, B. Ataie-Ashtiani, D. S. Jeng & R. Khanbilvardi. 2015. Evaluation of methods for estimating aquifer hydraulic parameters. Applied Soft Computing 28: 541-549. DOI:10.1016/j. asoc.2014.12.022
Bosch, A. P. 2014. Nociones de hidrogeología para ambientólogos. Universidad Almería. 500 p.
Chandra, S., S. Ahmed, A. Ram & B. Dewandel. 2008. Estimation of hard rock aquifers hydraulic conductivity from geoelectrical measurements: a theoretical development with field application. Journal of Hydrology 357 (3): 218-227. DOI:10.1016/j.jhydrol.2008.05.023
CONAGUA (Comisión Nacional del Agua). 2000. Expediente técnico justificativo del acuífero del Río Sinaloa para la publicación de la disponibilidad en el Diario Oficial de la Federación. Culiacán, Sinaloa. 36 p.
Cruz-Falcón, A., J. Ramírez-Hernández, R. Vázquez-González, E. H. Nava-Sánchez, E. Troyo-Diéguez & H. C. Fraga-Palomino. 2013. Estimación de la recarga y balance hidrológico del acuífero de la Paz, BCS, México. Universidad y Ciencia 29 (1): 87-100.
Ebong, E. D., A. E. Akpan & A. A. Onwuegbuche. 2014. Estimation of geohydraulic parameters from fractured shales and sandstone aquifers of Abi (Nigeria) using electrical resistivity and hydrogeologic measurements. Journal of African Earth Sciences 96: 99-109. DOI:10.1016/j.jafrearsci.2014.03.026
El-Naqa, A. 1994. Estimation of transmissivity from specific capacity data in fractured carbonate rock aquifer, central Jordan. Environmental Geology 23 (1): 73-80. DOI:10.1007/BF00773142
Faragher, R. 2012. Understanding the basis of the kalman filter via a simple and intuitive derivation [lecture notes]. IEEE Signal processing magazine 29 (5): 128-132.
Galvão, P., T. Halihan & R. Hirata. 2016. The karst permeability scale effect of Sete Lagoas, MG, Brazil. Journal of Hydrology 532: 149-162. DOI:10.1016/j.jhydrol.2015.11.026
Grewal-Mohinder, S. & A. P. Andrews. 1995. Kalman filtering theory and practice. Prentice Hall. 382 p.
Hamm, S. Y., J. Y. Cheong, S. Jang, C. Y. Jung & B. S. Kim. 2005. Relationship between transmissivity and specific capacity in the volcanic aquifers of Jeju Island, Korea. Journal of Hydrology 310 (1): 111-121. DOI:10.1016/j.jhydrol.2004.12.006
INEGI (Instituto Nacional de Estadística y Geografía). 2009. Prontuario de información geográfica municipal de los Estados Unidos Mexicanos, Sinaloa, Sinaloa. 9 p.
INEGI (Instituto Nacional de Estadística y Geografía). 2014. Anuario estadístico y geográfico de Sinaloa 2014. Instituto Nacional de Estadística y Geografía. México. 451 p.
Kazakis, N., G. Vargemezis & K. S. Voudouris. 2016. Estimation of hydraulic parameters in a complex porous aquifer system using geoelectrical methods. Science of the Total Environment 550: 742-750. DOI:10.1016/j.scitotenv.2016.01.133
Kim, P. 2011. Kalman Filter for Beginners with Matlab Examples. CreateSpace Independent Publishing Platform.
Malík, P., R. Černák & J. Švasta. 2015. Comparison of Resistive Hydraulic Properties of Granitoids, Metamorphic and Carbonate Rocks from Specific Discharge Data. Engineering Geology for Society and Territory. Springer, Cham 3: 549-556. DOI:10.1007/978-3-319-09054- 2_111
Norzagaray-Campos, M. 2003. Flujo regional en acuíferos, sus causas y efectos en la dispersividad hidrodinámica: un caso de estudio. Tesis doctoral, CINVESTAV-Unidad Mérida. Mérida, México. 169 p.
Painter, S. L., A. D. Woodbury & Y. Jiang. 2007. Transmissivity estimation for highly heterogeneous aquifers: comparison of three methods applied to the Edwards Aquifer, Texas, USA. Hydrogeology Journal 15 (2): 315-331. DOI:10.1007/s10040-006-0071-y
Palafox-Ávila, G. 2006. Riesgo Potencial a inundaciones en la ciudad de Guasave, Sinaloa, México, Tesis de Maestría, CIIDIR-IPN Unidad Sinaloa. Guasave, Sinaloa. 115 p.
Peinado-Guevara, H. J., J. Herrera-Barrientos, O. Delgado-Rodríguez, V. M. Peinado-Guevara, O. Llanes-Cárdenas & M. Ladrón de Guevara-Torres. 2017. Estimation of Hydrological Parameters from Geoelectrical Measurements. In: El Shahat, A (ed.). Electrical Resistivity and Conductivity. Intech Open, pp. 83-94. DOI:10.5772/67990
Perdomo, S. J., E. Ainchil & E. Kruse. 2014. Hydraulic parameters estimation from well logging resistivity and geoelectrical measurements. Journal of Applied Geophysics 105: 50-58. DOI:10.1016/j.jappgeo.2014.02.020
Sánchez, Y. S., C. De Miguel-Fernández & S. Rochenel. 2013. Caracterización hidrogeológica del Valle del Cauto, provincia Holguín, Cuba. Minería y Geología 29 (2): 16-34.
Sanz, D. S., J. Castaño-Castaño, J. Gómez-Alday & P. E. Martínez-Alfaro. 2005. Magnitud y rango de transmisividades en las unidades acuíferas carbonatadas UH7 y UH2 del Sistema Mancha Oriental (SMO). SE Español. Geogaceta 39: 119-122.
Tizro, A. T., K. Voudouris & Y. Basami. 2012. Estimation of porosity and specific yield by application of geoelectrical method–A case study in western Iran. Journal of hydrology 454: 160-172. DOI:10.1016/j. jhydrol.2012.06.009
Vargas, A. G. 2016. Influencia del sismo de Golfito del 30 de julio de 2002 (Mw 6, 2) sobre una prueba de bombeo en el acuífero confinado del sitio de presa del PH Pirrís, Costa Rica. Revista Geológica de América Central 54: 143-153. DOI:10.15517/rgac.v54i0.21151
Villanueva, M. & A. Iglesias. 1984. Pozos y acuíferos. Madrid, España, Ibergesa. 426 p.
WRI (Water Resources Investigations 87-4034). 2008. Hydrogeology, Aquifer Characteristics, and Ground-Water Flow of the Surficial Aquifer System, Broward County. County, Florida. U.S. Geological Survey. 92 p. Also available at: sofia.usgs.gov/publications/wri/87-4034/ spcapacity.html.
Zeferino, J. F. C. 2016. Modelação numérica (FEFLOW) e contaminação por intrusão salina do sistema aquífero Mio-Pliocénico do Tejo, na frente ribeirinha do Barreiro. Tesis de Maestria, Universidad Nova de Lisboa, Portugal. 82 p.
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