Análisis de modelos de flujo de agua subterránea con Visual Modflow

artículo de Ri Yong Il y Ri Chong Hi, de la Universidad de Hwanghe Norte. 

publicado en una revista de ingeniería y agricultura de la RPDC. 

El estimado camarada Kim Jong Un dijo: 

"Hemos de llevar a cabo una modernización e informatización de los proyectos de prospección geológica en base a las últimas tecnologías científicas". 

La modernización e informatización de la prospección geológica supone una ayuda fundamental para la gestión de los recursos hídricos para regadío. 

En este artículo, hablaremos de los métodos de análisis de modelos de flujo de agua subterránea para garantizar el agua de regadío mediante Visual Modflow. 

1. Modelización matemática de flujo de agua subterránea 

La ecuación del flujo tridimensional de agua subterránea de una densidad determinada se puede expresar de la siguiente manera: 

donde:

     Kxx, Kyy, Kzz: coeficiente (곁수) de filtración en los ejes x, y, z   (m/d)

     h: nivel del agua subterránea (m) 

     w: término de cabecera (l/d) 

     Ss: tasa de almacenamiento   (l/m) 

     t: tiempo (h) 

En condiciones de flujo normal, se puede expresar mediante la siguiente fórmula: 

donde: 

    Vx, Vy, Vz: componentes direccionales de las coordenadas del vector de velocidad de flujo de infiltración del agua subterránea (m/d) 

n: porosidad efectiva (유효빈틈도) del acuífero (adimensional)

w: término de cabecera del agua subterránea (l/d) 

2. Análisis de flujo de agua subterránea con Visual Modflow 

Visual Modflow, programa de aplicación exclusiva en hidrogeología para el análisis de flujo tridimensional de agua subterránea y migración de sustancias, consta de tres módulos: el de análisis de flujo de agua subterránea (Modflow), el de análisis de migración de sustancias (MT3D) y el de cálculo de parámetros hidrogeológicos (Pest) y posee una intuitiva función de representación gráfica. 

La fase de análisis de modelización de flujo de agua subterránea con Visual Modflow consta de los siguientes procesos: 

* Creación de un nuevo modelo 

   A través de la ruta File/New, elegimos Modflow-2000 y crearemos una malla diferencial para la zona a analizar. 

* División precisa de las ventanas de la malla diferencial.

    Se llevará a cabo mediante la función Edit Grid. 

* Inserción de puntos de extracción de agua 

    En la ventana de menú Wells, elegimos pumping wells y después Add well. 

* Asignación de parámetros hidrogeológicos 

    En el menú properties, configuraremos la Conductividad e introduciremos los parámetros hidrogeológicos de la zona correspondiente. 

* Asignación de condiciones de contorno 

   Para los límites de suministro, configuramos Boundaries/Recharge en la barra de menú, introducimos las condiciones correspondientes. Los límites de altura de los elementos de fijación se determinan en la ventana  Boundaries/Constant Head y los contornos del canal se configuran en Boundaries/River mediante la función [Assign> ] Line. 

* Ejecución del modelo 

    La ejecución del modelo se ejecuta con la función Run de la barra de menú, con las condiciones Steady State o Transient. 

3. Resultados de análisis del modelo de flujo de agua subterránea en la zona de estudio 

Nuestra zona de estudio es relativamente llana en cuanto a pendiente topográfica, con suaves colinas y montículos. Desde la parte superior, tenemos un estrato de arenisca de 1-2 m de espesor y uno de gravas con arena y arcilla de 5-6 m. 

El coeficiente de filtración del acuífero es Kx = Ky = 3,14 m/d, Kz = 0,2 m/d, el coeficiente de desbordamiento es μ = 0,045, la porosidad es n = 0,3. 

Si atendemos al análisis de contraste de los valores de nivel de agua medido y de resultados del análisis a fin de analizar la precisión de los resultados, el error relativo está por debajo del 0,1%, relativamente preciso. 

Es útil, pues, para la selección de puntos de extracción y para la evaluación cuantitativa de recursos hidrogeológicos a fin de garantizar el suministro de agua para regadío.