Evaluación de la intrusión salina utilizando el método electromagnético transitorio (TEM) y análisis de iones mayores e isótopos estables del agua en el acuífero La Misión, B.C., México

Saline intrusion assessment using transient electromagnetic method (TEM) and analysis of major ions and stable isotopes of water in La Mision aquifer, B.C., Mexico

Yesica Guadalupe Cabrera Sillas (2023)

El acuífero La Misión constituye una fuente importante de abastecimiento de agua en la zona semiárida de Ensenada, Baja California, México. La explotación intensiva del acuífero puede haber desarrollado el deterioro de la calidad del agua subterránea, y con ello el avance del agua de mar. El presente estudio se centra en la evaluación de la posible intrusión salina en el acuífero costero La Misión a partir de técnicas geofísicas e hidrogeoquímicas. De acuerdo con investigaciones anteriores, se plantea la hipótesis de que el acuífero está afectado por procesos de mezcla de agua de mar principalmente en la franja costera. El estudio geofísico comprende 11 sondeos Transitorios Electromagnéticos (TEM). Además, se recolectaron 18 muestras de agua subterránea en temporada de secas y lluvias, donde se analizaron isótopos estables (δ18O y δ2H) y los principales iones mayores (Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Cl-, HCO3, CO32- y SO42-). La inversión de datos geofísicos en 1D revela dos acuíferos en la zona de estudio; 1) el acuífero de depósitos de arena aluvial saturado superficial con un rango de resistividad de 2.1-5.5 Ωm y un espesor <80 m (UH2); 2) el segundo pertenece a un acuífero semiconfinado compuesto por limolitas y areniscas con resistividades de 13.8 a 21.4 Ωm (UH4). Los resultados hidroquímicos muestran que los principales tipos de aguas subterráneas son Ca-Cl, mixtas y Na-Cl. Además, las diversas relaciones iónicas confirmaron el proceso de intercambio iónico inverso donde el Ca2+ y el Mg2+ en la matriz del acuífero se han reemplazado por Na+ en sitios favorables. El cálculo del índice de saturación de minerales indica que las muestras de agua subterránea están saturadas con respecto a los minerales de carbonato. Por lo tanto, estos resultados sugieren que el acuífero costero La Misión está sujeto a la influencia continua de la mezcla de agua de mar, disolución de minerales carbonatados ayudado por la interacción agua-roca, y los procesos de intercambio iónico. Considerando que éstos son los factores determinantes que están controlando la evolución del agua subterránea en esta zona.

The Misión aquifer is an important source of water supply in the semi-arid zone of Ensenada, Baja California, Mexico. Intensive exploitation of the aquifer may have developed groundwater quality deterioration, and the advance of seawater. The present study focuses on the evaluation of possible saline intrusion in the coastal aquifer of La Misión, using geophysical and hydrogeochemical techniques. Based on previous research, it is hypothesized that the aquifer is affected by seawater mixing processes mainly in the coastal strip. The geophysical survey comprises 11 Transient Electromagnetic soundings (TEM). In addition, a total of 18 groundwater samples were collected in dry and post rainy season, where stable isotopes (δ18O and δ2H) and the main major ions (Na+, K+, Ca2+, Mg2+, and Cl-, HCO3-, CO32- and SO42-) were analyzed. One-dimensional inversion geophysical data reveals two aquifers in the study area. 1) the shallow saturated alluvial sand deposit aquifer with a resistivity range of 2.1-5.5 Ωm and a thickness <80 m (UH2). 2) the second belongs to a semi-confined aquifer composed of siltstones and sandstones with resistivities of 13.8 to 21.4 Ωm (UH4). Hydrochemical results show that the main groundwater types are Ca-Cl, mixed and Na-Cl. In addition, the various ionic ratios confirmed the reverse ion exchange process where Ca2+ and Mg2+ in the aquifer matrix have been replaced by Na+ at favorable sites. Calculation of the mineral saturation index indicates that the groundwater samples are saturated with respect to carbonate minerals. Therefore, these results suggest that the coastal Mission aquifer is subject to the continuous influence of seawater mix, dissolution of carbonate minerals aided by water-rock interaction, and ion exchange processes. Considering these processes, the important determining factors that are controlling the evolution of groundwater in this zone.

Tesis de maestría

Agua subterránea, resistividad, interacción agua-roca, índice de saturación, salinidad. Groundwater, resistivity, water-rock interaction, saturation index, salinity. CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA CIENCIAS DE LA TIERRA Y DEL ESPACIO GEOFÍSICA GEOMAGNETISMO Y PROSPECCIÓN MAGNÉTICA GEOMAGNETISMO Y PROSPECCIÓN MAGNÉTICA