GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DIVISIÓN DE ESTUDIOS Y PLANIFICACIÓN
LEVANTAMIENTO DE INFORMACIÓN
HIDROGEOLÓGICA PARA LA MODELACIÓN DEL ACUÍFERO DE PICA, CUENCA DE LA PAMPA DEL
TAMARUGAL, REGIÓN DE TARAPACÁ
RESUMEN EJECUTIVO
REALIZADO POR:
GHD
S.I.T. Nº 294
Santiago, Diciembre 2012
MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS
Ministro de Obras Públicas Abogada Sra. Maria Loreto Silva Rojas
Director General de Aguas (TP)
Abogado Sr. Francisco Echeverría Ellsworth
Jefe División de Estudios y Planificación Ingeniero Civil Sr. Adrián Lillo Zenteno
Inspector Fiscal
Ingeniero Civil Sra. Andrea Osses Vargas
Profesionales División de Estudios y Planificación Ingeniero Civil Sr. Miguel Caro Hernández
GHD
Jefe de Proyecto
Oscar Bustamante
Profesionales Adam Tilling
Sergio Payacan Bárbara Soto Chris Nicol
Introducción
La Dirección General de Aguas (DGA), dependiente del Ministerio de Obras Públicas (MOP), ha adjudicado a GHD el proyecto denominado “Levantamiento de Información Hidrogeológica para Modelación Acuífero de Pica, Cuenca de la Pampa del Tamarugal, Región de Tarapacá”.
De acuerdo a los Términos de Referencia el “objetivo general del estudio es el levantamiento de la información hidrogeológica para el desarrollo de un modelo conceptual de la cuenca hidrogeológica del acuífero de Pica y Matilla, con miras a la modelación matemática”.
El alcance del trabajo incluye:
Recopilación de antecedentes en gabinete;
Caracterización hidrológica e hidrogeológica;
Definición y caracterización de los acuíferos principales;
Desarrollo de una herramienta SIG;
Prospecciones geofísicas;
Catastro de pozos;
Desarrollo del modelo conceptual (incluye recargas y descargas naturales); y
Recomendaciones para la red de monitoreo y la gestión del acuífero.
Metodología
La metodología utilizada para desarrollar el estudio involucra la recopilación y evaluación de la información necesaria para completar los distintos componentes del modelo hidrogeológico conceptual que constituirán la base de un modelo numérico del acuífero, esto incluye la revisión y evaluación de informes y datos anteriores combinados con nueva información obtenida a través de un programa de trabajo en terreno, incluyendo catastro de pozos y prospecciones geofísicas.
Modelo Conceptual
Los resultados del estudio indican el siguiente modelo conceptual del acuífero:
Unidades Hidrogeológicas
o Existe un sistema de acuífero que comprende un acuífero freático (no confinado) y posiblemente múltiples capas confinadas más profundas (artesianas).
o El acuífero freático existe dentro del miembro 5 (M1c) de la formación Altos de Pica y está compuesto por capas variables de arenas, gravas, conglomerados de gravas y arcillas. El espesor del acuífero freático es variable con un promedio de aproximadamente 100 a 150 m. Este es el acuífero más importante del área del estudio desde donde se extraen las aguas subterráneas.
o En base a las prospecciones de gravimetría la cuenca sedimentaria parece tener un espesor de aproximadamente 200 – 300 m en dirección Norte-Sur. Existen
áreas de basamento más profundo, incluyendo la cuenca de más de 400 m entre Pica y Matilla
o La formación Longacho representa el basamento impermeable.
Niveles de agua subterránea.
o En el área de las localidades de Pica/Matilla la profundidad del agua subterránea generalmente oscila entre 15 y 30 m bajo el nivel de suelo.
o La profundidad del agua subterránea aumenta (>100 m) hacia el Oeste de Matilla y al Este de Pica.
o La dirección de flujo es al Oeste con un gradiente hidráulico promedio de 0.04.
o El gradiente hidráulico es más pronunciado en las zonas correspondientes a los puntos altos del basamento debido a la más baja transmisividad.
o Se observaron tendencias generalmente estables en el nivel de aguas subterráneas en las áreas Pica/Matilla y Puquío de Núñez durante el período monitoreado (1992 – 2011).
Calidad de Agua subterránea
o Las vertientes de Pica y el acuífero profundo tienen un calidad de agua dulce con valores de CE <500 µS/cm.
o En el área de Pica/Matilla, la CE de las aguas subterráneas del acuífero freático varían generalmente entre 500 y 6000 uS/cm. Esta variabilidad es consistente con la mezcla de diferentes fuentes de agua.
o La mayor parte del agua subterránea de Pica/Matilla tiene una CE menor a 2000 µS/cm
En el área de Pica/Matilla, existe un ascenso vertical de agua artesiana de por lo menos 200 o 300 m de profundidad con temperaturas entre 31 y 34° C incluyendo la descarga de agua caliente en las vertientes de Pica.
En el área de Pica/Matilla, la temperatura de las aguas subterráneas del acuífero freático varía entre 14° y 31° C debido a una combinación de recarga de agua fría de riego y agua caliente que asciende verticalmente.
El acuífero de Pica/Matilla es generalmente de bajo rendimiento con una baja permeabilidad con valores de transmisividad <2 m2/día. Existen zonas de fracturas específicas de más alta permeabilidad entre 150 y 200 m2/día con una pequeña probabilidad de intercepción debido a la posición esencialmente vertical de las fracturas.
En base a una tasa de flujo de agua subterránea estimada del orden de 0,008 a 0,025 m/día (aproximadamente 3 a 10 m/año), para recorrer 25 km desde Altos de Pica hasta Pica, demoraría aproximadamente 2500 a 8500 años.
El rendimiento del acuífero es generalmente menor a 5 L/s, y en su mayoría menor a 1 lt/s. La única excepción es el sondaje surgente de Chintaguay que tiene un caudal de más de 40 L/s.
El mecanismo principal de recarga para el acuífero del área de estudio se cree que se produce durante cortos períodos de alta precipitación en enero y febrero a elevadas altitudes sobre 3.0000 msnm dentro de la red de fracturas del Miembro 4 (M3t) de la formación Altos de Pica.
Estimaciones de recarga basadas en zonas de precipitación se consideran que tienen un gran potencial de error, sin embargo en este caso no son importantes debido al largo tiempo del flujo. Por lo tanto, la estimación del flujo hacia Pica-Matilla es más importante desde una perspectiva de manejo del recurso.
En términos de la demanda total real de aguas subterráneas, ésta es muy difícil de estimar debido a que no existen medidores de flujo y muchas fuentes de la base de datos de la DGA regional no existen. Para el desarrollo de un modelo conceptual, la demanda real se estimó usando:
o Datos de la Superintendencia de Servicios Sanitarios (2012) de proyecciones de demanda de agua potable y agua servidas; y
o Datos del Censo Agropecuario 2007 del área de riego con un cálculo de consumo promedio de agua para frutales (cítricos y mangos deben tener un coeficiente parecido, porque son perennes y siempre verdes todo el año).
Se presenta a continuación el balance de aguas preliminar basado en las estimaciones de recarga y descarga. Estas estimaciones son muy inciertas.
Los esquemas explicativos del modelo conceptual se presentan en las Figuras A y B.
Zona de recarga 2
100 mm/año
Zona de recarga 1
50 mm/año
Zona de recarga 3
150 mm/año
M1c
M3t
Qa
Qe
MP1c JK1c
MP1c
MP1cQe
MP1c
OM3t
MP1c
OM1c
Qa
MQs
Qe
MP1c
Ks3i
Qe
OM3t
OM1c
OM1cM1c
Og
PPl1rKs1c
Qe
MP1c
MP1c
Qe
M1c
Qe
Ks1c
Ks1c
Og
PPl1r
KTg
Qe
Ks1c
OM3t
Qa
QaOM3t
Qe
OM1c
OM1c
Ks1c
Ks1c
MP1c
Qa
KTg
Qe
Qe
Qa
Ks2cOgKs2c
Ks2c
Ji1m
MP1c
OM1cKsg
OM3t
MP1c
Ks1c
Qa
Ks1c Ks1c
Pica
Matilla
Tambillo
Calamina
La Calera
Cumignalla
Puntamalla
Puquio de Nuñez
Apacheta Chilinchilin
Quebrada De QuismaQuebrada Seca
Quebrada De Infiernillo
Quebrada De Tambillo
Quebrada De Alona
Quebrada De Chacarilla O Del Salado
Quebrada Coya
Qu
ebrada De Alca
Quebrada La Chilena
Quebrada Saguach inca
Quebrada Ucuma
Qu ebrada E mpexaQuebrada Caballuno
Quebrada Higuerita
Quebrada Trab
on
Quebrada De Vicuneria
Quebrada Porqueza
Queb
ra da G
arrapatani
Quebrada Chara
Quebrada V icuñería
Queb
rada C
hara
Quebrada Saguachinca
1500
25002000
3500
3 000
4000
1000
4500
5000
5000
4500
1000
450
0
1000
4500
1000
4 500
1000
1000
1000
1000
1000
4000
1000
1000 1000
1000
1000
4000
1 000
1000
1000
1000
2000
1000
1000
1000
1000
1000
1000
45 00
45 00
40 0 0
1000
4 000
1000
4 000
3000
1000
4500
4000
1500 4000
1000
1000
Salar de Huasco
Salar de Coposa
A-687
A-685
A-75
A-665
A-651
A-625
A-65
A-709
440000
440000
450000
450000
460000
460000
470000
470000
480000
480000
490000
490000
500000
500000
510000
510000
520000
520000
530000
530000
7710
000
7710
000
7720
000
7720
000
7730
000
7730
000
7740
000
7740
000
7750
000
7750
000
7760
000
7760
000
Dirección General de AguasLevantamiento de Información Hidrogeológicapara Modelacion Acuífero de PicaCuenca de la Pampa del Tamarugal
Job NumberRevision 0
85-11430
Mar 2012
Esquema del Modelo Conceptual (Vista Planta)
Date
Leyenda
Map Projection: Transverse MercatorHorizontal Datum: WGS 1984
Grid: WGS 1984 UTM Zone 19SAv. Apoquindo 4775, Las Condes, Santiago, Chile T 56 2 433 54 00 F 56 2 433 54 25 E [email protected] W www.ghd.cl
oFuente: Informacion base Bibl ioteca del Congreso Nacional , Cuencas Hidrográficas DGA, curvas de nive l generadas a partir de AST ER Global Dig ital E levation Model (ASTER GDEM ). Creado por: MJV
© 2009.A pesar que GH D ha tomado las medidas necesar ias para asegurar la ca lidad de este producto, GHD y los proveedores de los datos de esta cartografía no hacen representación ni dan garantías acerca de su precisión, de lo completo o de su aptitud para cualqu ier propósito en particu lar .GHD y los proveedores de los datos, no aceptan responsabi lidad de n ingún tipo (ya sea contractual , extracontractua l o de otro tipo) por cualquier gasto, pérd ida, daños y/o costos (incluyendo daños ind irectos o co la tera les) , que pudieran generarse com o resultado que el producto tenga imprecisiones,insuficiencias o inadecuaciones de cualqu ier form a o por a lguna razón.
Path: G:\85\11430\CADD\SIG\MXD\Informe Final Resumen Ejecutivo\Figura A.mxdFigura A
Sistema de flujo
Pica/Matilla
Zona Norte
Sistema de flujoPica/MatillaPampa del Tamarugal
Acuifero
?
? ? ??
??
Falla inversa(( ((
44 44 Falla normal
Falla
Curvas de nivelintervalo cada 500m
Limite internacional
SimbologíaCentros pobladosRutas
Div. Politico Administrativa
Limite provincialLimite comunal
Cursos de agua superficialSalar
A
A'
Límite hidraúlico
Flujo de agua subterrahacia la Pampa del TamarugalLínea de Sección
Basamento Alto
Límite de cuenca
Zona Sur
0 2.5 5 7.5 101.25Kilometros
1:250,000
$$$$$$$$$
Dirección General de AguasLevantamiento de Información Hidrogeológicapara Modelacion Acuífero de PicaCuenca de la Pampa del Tamarugal
Job NumberRevision 0
85-11430
Mar 2012
Esquema del Modelo Conceptual (Sección)
Date
Av. Apoquindo 4775, Las Condes, Santiago, Chile T 56 2 433 54 00 F 56 2 433 54 25 E [email protected] W www.ghd.cl
oFuente: Informacion base Bibl ioteca del Congreso Nacional , Cuencas Hidrográficas DGA, curvas de nive l generadas a partir de AST ER Global Dig ital E levation Model (ASTER GDEM ). Creado por: MJV
© 2009.A pesar que GH D ha tomado las medidas necesar ias para asegurar la ca lidad de este producto, GHD y los proveedores de los datos de esta cartografía no hacen representación ni dan garantías acerca de su precisión, de lo completo o de su aptitud para cualqu ier propósito en particu lar .GHD y los proveedores de los datos, no aceptan responsabi lidad de n ingún tipo (ya sea contractual , extracontractua l o de otro tipo) por cualquier gasto, pérd ida, daños y/o costos (incluyendo daños ind irectos o co la tera les) , que pudieran generarse com o resultado que el producto tenga imprecisiones,insuficiencias o inadecuaciones de cualqu ier form a o por a lguna razón.
Path: G:\85\11430\CADD\SIG\MXD\Informe Final\Figura 16.mxd
Pampadel
Tamarugal Matilla
Pica
Horstde Pica
$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$
Horstde Pica 35-40°C
800700600500
90010001100120013001400150016001700180019002000
280027002600
2900
21002200230024002500
30003100320033003400350036003700380039004000
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 20000 22000 24000 26000 28000 30000 32000 34000 36000 38000 40000 42000 44000 46000 48000 50000 52000 54000 56000
Cota
(m)
Distancia (m)
MP1cM3t
M1cQe
OM1c
OM3t
MP1c 35-40°COM3t
M3tM1c
M3t
150 mm/año
Zona de Recarga75-85% de precipitación = evaporación15-25% de precipitación = recarga
Cuenca deSalar de Huasco
Host de Huasco
A A'41004200
50 mm/año
Retorno porriego en exceso
185 L/s
14°C
b
Evotranspiraciónpor riego160 L/s
Consumo poragua potable/servidas
20 L/s
b
OM3t
OM1c
MP1cM3t
M1c
Matilla
PicaVertientes50L/s
32°C
napa
35-40°C
9<9<9<
9<9<9<
Qe
100 mm/año
b
b
Figura B
Recomendaciones Clave
La actual base de datos de la DGA tiene 739 l/s de derechos de aguas aprobados, con 371 l/s considerados como volumen efectivo. La estimación preliminar del flujo afluente está entre 235 – 390 L/s. Esto indica que el acuífero está posiblemente sobre-asignado. Como medida de precaución, se recomienda que no se hagan más asignaciones en Pica / Matilla hasta que las estimaciones del balance de aguas hayan sido mayormente investigadas mediante un modelo numérico.
Además, se han recomendado áreas de uso restringido basado en un mapa de zonas de captaciones potenciales creado usando derechos de agua aprobados.
Se recomienda la instalación de medidores de caudal para todas las extracciones de más de 0.5 L/s (90% del total de extracciones).
Se recomienda expandir la red de monitoreo de la DGA para incluir 4 nuevos sondajes de monitoreo ubicados dentro de las zonas de descenso potencial (ver Figura C).
Se recomiendan pruebas del acuífero (pruebas de bombeo, Packer Tests, etc.) para levantar más datos de propiedades de acuífero.
Un modelo numérico de flujo de agua subterránea debe ser desarrollado para explorar más a fondo el balance de agua regional y local, y su incertidumbre. Este modelo también podría ser utilizado para explorar el uso de agua y escenarios de gestión y alternativas para el área de Pica-Matilla.
!.
!.
!.
!.
!.!.
"9!
"9!"9!
"9!Sondaje 4
Sondaje 3Sondaje 2
Sondaje 1CONCOVA
ESMERALDA 34
ESMERALDA 28ESMERALDA 11
ENRIQUE AGUAYOGRANJA MARIA JOSE
Comuna de Pica
A-75
A-665
456000
456000
458000
458000
460000
460000
462000
462000
464000
464000
466000
466000
468000
468000
470000
470000
472000
472000
474000
4740007728
000
7728
000
7730
000
7730
000
7732
000
7732
000
7734
000
7734
000
7736
000
7736
000
7738
000
7738
000
Dirección General de AguasLevantamiento de Información Hidrogeológicapara Modelacion Acuífero de PicaCuenca de la Pampa del Tamarugal
Job NumberRevision 0
85-11430
Mar 2012
Puntos de Monitoreo Adicionales Propuestos
Date
Leyenda
Map Projection: Transverse MercatorHorizontal Datum: WGS 1984
Grid: WGS 1984 UTM Zone 19SAv. Apoquindo 4775, Las Condes, Santiago, Chile T 56 2 433 54 00 F 56 2 433 54 25 E [email protected] W www.ghd.cl
oFuente: Informacion base Bibl ioteca del Congreso Nacional , Cuencas Hidrográficas DGA, curvas de nive l generadas a partir de AST ER Global Dig ital E levation Model (ASTER GDEM ). Creado por: MJV
© 2009.A pesar que GH D ha tomado las medidas necesar ias para asegurar la ca lidad de este producto, GHD y los proveedores de los datos de esta cartografía no hacen representación ni dan garantías acerca de su precisión, de lo completo o de su aptitud para cualqu ier propósito en particu lar .GHD y los proveedores de los datos, no aceptan responsabi lidad de n ingún tipo (ya sea contractual , extracontractua l o de otro tipo) por cualquier gasto, pérd ida, daños y/o costos (incluyendo daños ind irectos o co la tera les) , que pudieran generarse com o resultado que el producto tenga imprecisiones,insuficiencias o inadecuaciones de cualqu ier form a o por a lguna razón.
Path: G:\85\11430\CADD\SIG\MXD\Informe Final Resumen Ejecutivo\Figura C.mxdFigura C
SimbologíaCentros pobladosRutas
Div. Politico AdministrativaLimite provincialLimite comunal
Quebradas intermitentesPunto Este Norte
Sondaje 1 466447 7734893Sondaje 2 465399 7733730Sondaje 3 464477 7734049Sondaje 4 462112 7731854
0 0.5 1 1.5 20.25Kilometros
1:50,000
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