Evaluación de las pérdidas de transmisión y su efecto en la recarga de agua subterránea

Abstract

Se presenta una metodología de integración para el estudio de las pérdidas de transmisión y su efecto en la recarga del agua subterránea para una zona semiárida. Se integran tres herramientas de análisis: el estudio de isótopos estables del agua, prospección geofísica e hidrometría. El estudio se concentró en dos zonas de estudio denominadas mayor y menor; la zona mayor se sitúa sobre tres acuíferos administrativos, Calera, Chupaderos y Benito Juárez. La zona de estudio menor se denomina cuenca Chilitas y corresponde a una cuenca hidrográfica al sur de la zona de estudio mayor sobre el acuífero Benito Juárez. Se analizaron un total de 302 muestras de agua para determinar su composición isotópica, dichas muestras provienen de agua meteórica, superficial, subsuperficial y subterránea; el muestreo se realizó sobre la zona de estudio mayor. Para el estudio de la prospección geofísica se construyeron dos secciones mayores en sentido Norte-Sur y Este-Oeste en la zona mayor, particularmente seccionando en cuadrantes al acuífero Calera; se posicionaron 8 secciones menores en la zona de estudio menor, alrededor del cauce principal de la cuenca Chilitas. En este mismo cauce se instrumentó con dos estaciones hidrométricas con una distancia entre sí de ~1 km; así mismo se instalaron tres estaciones pluviometrías cubriendo la cuenca Chilitas con el objetivo de evaluar la incorporación de flujo lateral en el tramo instrumentado. El análisis isotópico permitió establecer la línea meteórica para el altiplano Zacatecano, así mismo se reportó la evolución del agua meteórica en agua subterránea y la influencia de las pérdidas de transmisión en esta recarga. Se estableció la línea del gradiente isotópico regional indicando las elevaciones medias en las que ocurre la recarga local. La prospección geofísica permitió la construcción de un modelo conceptual regional respecto a la isotopía, así mismo, se confirmó que existen las condiciones en el subsuelo del cauce instrumentado que permiten el movimiento de las pérdidas de transmisión a estratos más profundos para dar inicio al proceso de recarga. Mediante la hidrometría y pluviometría se permitió medir la precipitación y escurrimiento de eventos de inundación, sin embargo, se eligió trabajar con el evento del 11 de Julio del 2019 ya que este evento tiene las condiciones para realizar un balance de agua entre las estaciones hidrométricas al carecer incorporación de flujo lateral; el resultado del balance indica que el 15% del volumen transitado aguas arriba del cauce se perdió mediante infiltración en el cauce lo que es consistente con investigaciones previas. El modelo de integración propuesto permitió evaluar las pérdidas de transmisión a través de las diferentes herramientas propuestas, al ser una metodología replicable, puede ser aplicada en otras zonas de estudio particularmente en zonas semiáridas. Los resultados indican que los volúmenes de escurrimiento que se pierden en los cauces representan el proceso de inicio de la recarga de agua subterránea; hoy en día, no existe una política respecto al manejo de explotación del agua subterránea que tome en cuenta estas pérdidas, siendo para las zonas áridas una de las principales fuentes de recarga. La investigación indica que en condiciones como las aquí expuestas pueden formarse acuíferos colgados bajo los lechos de los cauces, por consiguiente, estos acuíferos colgados pueden formar parte de un sistema de flujo. Un reto existente en la integración agua superficial-agua subterránea es la modelación numérica. Esta modelación debe integrar las condiciones de las pérdidas de transmisión expuestas, la geometría geológica de la zona vadosa y las condiciones hidrodinámicas del cauce, sin embargo, para llegar a la formulación de esos modelos, es necesario contar con información que permita calibrarlos.