Modelo geoeléctrico del acuífero del Valle de Guaymas y su intrusión salina usando sondeos electromagnéticos transitorios

Geoelectric model of the Guaymas Valley aquifer and its saline intrusion using transient electromagnetic soundings

Silvia Martínez Retama (2007)

Se aplicé el método geofisico de los sondeos electromagnéticos transitorios (TEM) en parte del Valle de Guaymas para estimar la distribucién de la resistividad eléctrica del subsuelo. Para estudiar la intrusién salina, se realizaron tres perfiles perpendiculares a la costa formados por 44 sondeos TEM. Conla inversién a modelos estratificados, el comportamiento espacial del area se puede caracterizar en zonas sur y norte. En la primera (cerca de la costa) se encontré una buena correlacién lateral entre capas. Un conductor que se asocia con la intrusion salina en el acuifero superior muestra un aumento sistematico de la resistividad tierra adentro. Bajo tres sondeos pudimos diferenciar dentro del conductor una base de menorresistividad, lo cual es evidencia de mayor salinidad en el fondo. La zona norte tiene una estructura eléctrica menos homogénea. Un conductor con resistividad creciente todavia puede reconocerse, pero las correlaciones laterales entre interfases ya no son tan claras. La presencia de muchos lentes de arcilla y contrastes pequefios de resistividad son causas posibles de este problema. Los resultados sugieren que el acuifero inferior no esta afectado por la intrusion, al menos en sus porciones central y norte. Fue posible diferenciar la intrusién salina de la capa de Arcilla Azul, en donde se observé que este estrato no tiene desplazamientos tectonicos significativos. Los modelos de resistividad y de unidades hidrogeolégicas de Herrera et al. (1984a; 1984b), que estan basados en sondeoseléctricos verticales (SEV), son diferentes a los nuestros. Por medio de la inversion constreftida de cuarenta SEVslocalizados cerca de nuestros perfiles demostramos que estos datos concuerdan con nuestro modelo de unidades hidrogeoldgicas. Parte de la discrepancia se puede explicar por problemas de equivalencia. Las conductividades SEV y TEM estan muy dispersas cuandose grafican contra las salinidades del acuifero y estan sesgadas con respecto a la variacién predicha por la Ley de Archie, lo que sugiere que esta relacién no es valida para este ambiente. Los lentes de arcilla que estan en los sedimentos resistivos no saturados son los candidatos mas probables del sesgo y la dispersion de las conductividades estimadas con geofisica. Suponiendo que el efecto perturbador de los lentes de arcilla es pequefio en las tres estaciones de TEM localizadas en la costa y adoptando la Ley de Archie, estimamos un rango en la porosidad del acuifero de 0.22<0.29<0.36 . A partir del maximo gradiente lateral de las resistividades del acuifero superior obtenidas con TEM, inferimos que el maximogradientelateral de salinidad se encuentra a 9.1 Km de la costa.

The geophysical method of transient electromagnetic soundings (TEM) was applied to a portion of the Guaymas Valley to estimate its underground electrical resistivity distribution. Three geophysical lines perpendicular to the coast, comprising 44 TEM soundings, were made to study the saline intrusion. From the inversion to layere models, the subsurface spatial behavior can be characterized into southern and northern zones. In the southern zone the lateral correlation between layers is good. A conductor associated with the saline intrusion in the upper aquifer shows a systematic increase of resistivity inland. Under three soundings we could differentiate a base with lower resistivity within this conductor, evidence of higher salinity at the bottom. The northern zone has a more complicated electrical structure. Still a conductor with increasing resistivity can be recognized, but lateral correlations between interfaces are not longer clear. The presence of multiple clay lenses and small resistivity contrasts are likely sources of this problem. The results suggest that the lower aquifer is not affected by the intrusion,at least in their central and northern portions. We could differentiate the saline intrusion from the Blue Clay, with no significant tectonic displacements in the latter. The resistivity and hydrogeologic units models by Herrera et al. (1984a; 1984b), based on vertical electric soundings (VES), are different from our models. With the constrained inversion of forty of their VES located close to our lines we demonstrate that these data agree with our model of hydrogeologic units. Part of the discrepancy can be explained by equivalence problems. The VES and TEM conductivities show high dispersion when plotted against the aquifer salinities and are biased with respect to the predicted variation based on Archie’s Law, which suggests that this relationship is not valid for this environment. The clay lenses present in the unsaturated resistive sediments are the most likely candidates for both the bias and dispersion of the conductivities derived with the geophysical methods. Assuming that the perturbing effect of the clay lenses is small under the three TEMsites located at the coast and using Archie’s Law, we estimated a porosity range of 0.22 < 0.29 < 0.36 for the upper aquifer. From the maximum lateral gradient of the upper aquifer resistivities derived from the TEM method, we infer that the maximum salinity gradient is at 9.1 km from the coast.

Doctoral thesis

Valle de Guaymas, Intrusión salina, Sondeos electromagnéticos, Transitorios y de resistividad, Guaymas Valley, Saline intrusion, Transient electromagnetic, Resistivity soundin CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA CIENCIAS DE LA TIERRA Y DEL ESPACIO

Polarización inducida con sondeos electromagnéticos transitorios sobre el pórfido cuprífero de El Arco, Baja California

Induced polarization with transient electromagnetic soundings over the porphyry copper deposit of El Arco, Baja California

Sergio Alberto Peralta Ortega (2001)

El método geofisico de polarización inducida (PI) ha sido una herramienta muy util en el area de exploracién minera. Tradicionalmente, este método ha sido aplicado inyectando corriente al subsuelo y midiendo el voltaje resultante con un par de electrodos, en la mayoria de los casos con el arreglo electrddico dipolo-dipolo. En este trabajo se examinala viabilidad de realizar PI utilizando un método diferente, el de sondeos electromagnéticos transitorios (TDEM). El area de prueba es el yacimiento de cobre diseminado de E] Arco, Baja California. Los sondeos TDEM fueron realizados en las modalidades de bobina central y no central. Todos los sondeos de bobina central mostraron evidencia de subsuelos polarizables. Los datos de bobina central fueron invertidos a modelos uni-dimensionales (1-D) polarizables con un algoritmo linealizado de minimos cuadrados. El fenédmeno de PI fue incorporado en la inversidn al considerar que la resistividad en cada capa del modelo varia con la frecuencia de acuerdo con el modelo dispersivo Cole-Cole. Este modelo esta definido por cuatro parameitros en cada medio (resistividad DC, cargabilidad, constante de tiempo y exponente c). Los datos fueron invertidos a semiespacios homogéneos y modelos de dos capas, pero en la mayoria de estos ultimos la segunda capa resultó estar pobremente constrefida. Se demuestra que, a partir de los resultados obtenidos, es posible interpretar sondeos TDEM en términos de modelos Cole-Cole. Los valores de El Arco de cargabilidad contra constante de tiempo concuerdanconel diagrama de Pelton et al. (1978) y con las concentraciones de mineral medidas en barrenos. Estos resultados indican que es posible realizar discriminacién mineral con sondeos TDEM. Esta es la primera ocasiédn que se hace esto. Sin embargo, problemas de no-unicidad y de correlacién de parametros son limitantes en la aplicacién del método. Otralimitante para determinar la estructura eléctrica mas profunda fue la presencia de errores altos en los voltajes de los tiemposlargos. El intervalo explorado de profundidades fue de 100 a 500 m,lo cual sugiere que el yacimiento pudiera extenderse a profundidades mayores de 350 m.

The geophysical method of induced polarization (IP) has been a very useful tool in the mining exploration area. This method traditionally has been applied by injecting current to the ground and measuring the resulting voltage with a pair of electrodes, mostly with the dipole-dipole electrode array. In this work the feasibility of doing IP with a different method, the transient electromagnetic soundings (TDEM) technique, is examined. The testing area is the disseminated copper deposit of El Arco, Baja California. The TDEM soundings were acquired with the central-loop and off-center arrays. All central-loop soundings showed evidence of polarizable grounds. Central-loop data were inverted to one-dimensional (1-D) polarized models with a linearized least-squares algorithm. The IP phenomenon wasincorporated in the inversion by considering, in each layer, a frequency-dependent resistivity following the Cole-Cole dispersion model. This model is defined by four parameters in each medium (DC resistivity, chargeability, time constant and exponent c). The data were inverted to homogeneous halfspaces and two-layer models, but in the latter the second layer was poorly constrained in most of the cases. The results indicate that TDEM soundings can beinterpreted in terms of Cole-Cole models. The El Arco values of chargeability against time constant agree with the mineral concentrations measured in drillholes and with the diagram proposed by Pelton et al. (1978). For thefirst time, these results indicate that it is possible to perform mineral discrimination with TDEM soundings. However, problems of non-uniqueness and parameter correlation limit the application of the method. Another limiting factor for determining the deep electrical structure is high uncertainties in the late-time voltages. The estimated depth range of exploration was from 100 to 500 m, suggesting that the deposit could extend to depths greater than 350 m.

Master thesis

Sondeos Electromagnéticos Transitorios, Polarizacién inducida, Modelo Cole-Cole,Transient Electromagnetic Soundings, Induced Polarization, Cole-Cole model CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA CIENCIAS DE LA TIERRA Y DEL ESPACIO

Dinámica de la interfase salina y calidad del agua en la costa nororiental de Yucatán

EDUARDO HIDALGO GRANIEL CASTRO IRANY VERA MANRIQUE (2004)

El desarrollo poblacional, turístico y agrícola han incrementado la extracción de agua subterránea para cubrir las demandas en Yucatán, México, por lo que la dinámica del acuífero costero está influenciada por estas extracciones, originando así la variación de la interfase agua dulce-agua salada. El estudio de la variación temporal de la interfase salina se llevó a cabo basándose en perfiles de calidad de agua, recolección de muestras de agua, medición de la superficie piezométrica y la determinación de los iones mayores en 12 pozos ubicados entre Telchac Puerto y El Cuyo. El flujo de agua subterránea es de sureste a noroeste y existen dos zonas hidrogeológicas; la primera entre Telchac Puerto y Dzilam Bravo compuesta de calizas de origen marino y la segunda entre San Felipe y El Cuyo, compuesta de calizas muy compactas y duras con alto contenido de arcillas y en algunas zonas se tiene margas y lutitas. En la segunda zona existe un flujo de agua dulce mayor, debido a que las fracturas existentes funcionan como canal preferente de circulación de agua que descarga al mar y que desplaza al agua salada que tiende a penetrar al continente.

Article

Aguas subterráneas Intrusión salina Calidad del agua Yucatán CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA

Salinidad en las zonas saturada y no saturada del acuífero del distrito de riego 014 "Río Colorado" México

CARLOS GUTIERREZ OJEDA (2000)

La calidad del agua subterránea del acuífero que subyace al Distrito de Riego 014, Río Colorado, se ha visto seriamente deteriorada durante las últimas décadas debido al incremento de sales provenientes de distintas fuentes, así como a la ausencia de drenaje parcelario. En este trabajo se describen los principales resultados de un proyecto desarrollado por el IMTA en el año de 1998, el cual tuvo como objetivo el evaluar el impacto de las fuentes superficiales y subterráneas en el incremento de sales del agua subterránea. Para ello se perforaron dos pozos exploratorios uno en zona saturada, denominado pozo “La Palma”, y otro en zona no saturada, en la confluencia de los canales Sánchez Mejorada y Wellton Mohawk del Módulo 1. Los pozos exploratorios permitieron caracterizar en la vertical, las aguas de poro en todo el perfil de la zona no saturada (8.5 m) y las aguas subterráneas en los primeros 30 m de profundidad de la zona saturada. Adicionalmente se tomaron muestras de agua de los canales Sánchez Mejorada, Wellton Mohawk, San Luis y río Colorado, así como de pozos profundos localizados en las proximidades del pozo La Palma.

Conference object

Aguas subterráneas Intrusión salina Distritos de riego CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA

Desarrollo y calibración de un modelo de intrusión salina en el acuífero del valle de Guaymas, Sonora, utilizando los programas seawat y pest

DELIA GUADALUPE MANJARREZ GUERRERO (2011)

Tesis maestría en ciencias geología

En el presente trabajo de tesis se aplicó el programa SEAWAT a una porción del acuífero del Valle de Guaymas para simular el avance de la intrusión salina, ya que éste modela la densidad variable y el flujo transitorio del agua subterránea en medios porosos en tres dimensiones. El objetivo de la simulación fue diseñar, correr y calibrar un modelo de sección transversal en dos dimensiones para obtener la distribución previa al bombeo de las cargas hidráulicas y de la salinidad. Posteriormente, se corrió un modelo en tres dimensiones para determinar los efectos del bombeo de agua subterránea en el movimiento de la interfase agua dulce-salada. La investigación se llevó a cabo de los años 2008 al 2010 durante los estudios de maestría de la autora. La porción estudiada del Valle de Guaymas tiene una superficie de 779 Km2, siendo 640 Km2 de tierra firme y el resto correspondiente al Mar de Cortés. Para discretizar el área se usó una malla con celdas de 500 m2, distribuidas en un modelo de 5 capas, 82 renglones y 38 columnas. En la simulación se usaron datos históricos, especialmente datos climatológicos, extracciones y de paros de bombeo de los años de 1978 a 2007. El período inicial de la simulación fue hasta el año de 1978, a partir del cual se obtuvieron datos más o menos completos para efectuar la simulación de flujo y transporte de contaminantes en el acuífero. Los siguientes períodos de estrés son transitorios hasta el año 2007, intercalando algunos días en los que se detiene el bombeo de las aguas subterráneas por decreto de la Comisión Nacional del Agua. Para llevar a cabo la calibración se usó el programa PEST acoplado al SEAWAT, utilizando los contenidos de cloruros y niveles estáticos de los años mencionados. En los resultados se muestran 2 modelos y proyecciones para los años 2010 y 2050. Se recomienda continuar con la modelación y hacer nuevas predicciones bajo diferentes escenarios y con información más precisa.

Master thesis

GB1199.4.M6 .M35 Acuíferos Intrusión de agua salina SIMULACIÓN

Detección del nivel freático con métodos geoeléctricos: El caso del Valle de Guadalupe, B.C.

Detection of the water table using geoelectrical methods: the case of the Guadalupe Valley

FABIAN ESTEBAN MONGE CERDA (2020)

Los métodos geoeléctricos se cuentan entre las técnicas geofísicas más utilizadas en la estimación de la profundidad del nivel freático (NF) de acuíferos contenidos en cuencas geohidrológicas. En muchos casos la aplicación de estos métodos es exitosa. Sin embargo, hay casos reportados en donde esto no ocurre. Se analizó esta cuestión en la subcuenca Calafia del Valle de Guadalupe, Baja California, donde existe un acuífero libre en una de las cuencas geohidrológicas más estudiadas de México. Se usaron datos de Sondeos Eléctricos Verticales (SEV) realizados en el año 1986 y datos nuevos obtenidos con la aplicación del método de sondeos Electromagnéticos Transitorios (TEM), con el principal objetivo de establecer el grado de coincidencia de la profundidad de la capa saturada conductora (CSC) estimada de los métodos geoeléctricos con el NF medido directamente en pozos. La gráfica de profundidades al NF contra profundidades a la CSC de esta cuenca muestra una dispersión importante. El ajuste a una recta de estos datos que incluye las incertidumbres en ambas variables muestra un alto coeficiente de correlación de 0.85 pero una pendiente de 0.51, un valor alejado del valor ideal unitario. En los ajustes por separado de los SEVs y TEMs los coeficientes de correlación fueron aún menores y las pendientes de las rectas se deterioraron. Arcilla diseminada en los sedimentos de la cuenca puede ser la responsable, a través de efectos tridimensionales en las mediciones geofísicas, de la dispersión de estos datos. En el examen de 112 trabajos publicados que contienen información de las profundidades del NF y la CSC se encontró que más de una tercera parte de ellos la profundidad a la CSC no coincide con la profundidad al NF, sino con la presencia de capas con un alto contenido de arcilla. Lo anterior enfatiza la importancia de la arcilla en la interpretación de datos geoeléctricos. Adicionalmente, con la interpretación de los SEVs se estimó una máxima profundidad al basamento granítico de aproximadamente 210 m en esta cuenca. Sin embargo, la incertidumbre...

The geoelectrical methods are among the most used geophysical techniques for the estimation of the aquifer water table (WT) in geohydrologic basins. In many cases these methods are successful. However, there are cases where they are not. This question was analyzed at the Calafia sub-basin of the Guadalupe Valley, Baja California, where a free aquifer occurs in one of the most studied basins in Mexico. We used Vertical Electric Sounding (VES) data acquired in 1986 and new data measured with the Transient Electromagnetic Sounding (TEM) method, with the aim of evaluating how well the depth to the saturated conductive layer (SCL) estimated with the geophysical methods agrees with the depth to the WT measured directly in wells. The graph of depths to the WT against depths to the SCL shows a significant dispersion. The linear fit of these data, including the uncertainties in both variables shows a high correlation coefficient of 0.85 but a 0.51 slope, lower than the expected ideal unit value. The separate fits to the VES and TEM data show even lower correlation coefficients and straight line slopes. Disseminated clay in the basin sediments could be the culprit, through three-dimensional effects in the geophysical responses, of the dispersion of these data. By examining 112 published papers with information on the depths to the WT and the SCL, we found that in more than a third the depth to the SCL does not agree with the WT, but with the presence of a layer with high clay content. This emphasize the importance of clay in the interpretation of geoelectric data. Additionally, with the VES interpretation a 210 m maximum depth to the granitic basement in this basin was estimated. However, this depth has a high uncertainty due to an equivalence problem in the conductance of the overlying layer.

Master thesis

Sondeos eléctricos y electromagnéticos transitorios, capa conductora, nivel freático, problema de equivalencia, Valle de Guadalupe CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA CIENCIAS DE LA TIERRA Y DEL ESPACIO GEOFÍSICA GEOFÍSICA DE LA MASA SÓLIDA TERRESTRE GEOFÍSICA DE LA MASA SÓLIDA TERRESTRE

ESTIMACIÓN DE LA RECARGA Y BALANCE HIDROLÓGICO DEL ACUÍFERO DE LA PAZ, BCS, MÉXICO

ARTURO CRUZ FALCON ROGELIO VAZQUEZ GONZALEZ ENRIQUE HIPARCO NAVA SANCHEZ ENRIQUE TROYO DIEGUEZ Héctor C. Fraga Palomino (2013)

Debido a la necesidad de contar con agua p otable de manera sustentable para el desarrollo de la ciudad de La Paz, es importante conocer el balance hidrológico del acuífero para determinar cómo regular la extracción de agua subterránea. Partiendo de que la recarga vertical por lluvias en la cuenca de La Paz ocurre predominantemente en las zonas elevadas localizadas al este y sureste, la recarga del acuífero, el cual se localiza en el valle, se realiza principalmente por flujo subterráneo. Para estimar esta recarga se utilizó el método de flujo subterráneo aplicando la Ley de Darcy, con información piezométrica de la zona de explotación acuífera. Se estimó la recarga horizontal de agua dulce, intrusión de agua de mar, así como la recarga vertical por lluvias, en una supercie acuífera de 200 km 2 (zona acuífera de explotación). Los resultados indican una recarga total de 22.98 Mm 3 año -1, donde la intrusión de agua de mar es de 1.73 Mm 3 año -1. Se estimó el balance del acuífero con la ecuación general de balance hidrológico incluyendo varias componentes importantes. Con una extracción de 30.78 Mm 3 año -1 para el 2004 y una descarga subterránea a la Ensenada de La Paz de 1.90 Mm3 año -1, se estimó un balance de -9.70 Mm3 año-1. Se hizo una comparación de estimaciones de recarga y balance hidrológico de varios estudios.

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CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA Acuífero de La Paz cuenca de La Paz recarga horizontal balance hidrológico intrusión marina flujo de agua subterráneo

Spatial characterization of the seawater upconing process in a coastal Mediterranean aquifer (Plana de Castellon, Spain): Evolution and controls

OLGA GARCIA MENENDEZ Ignacio Morell BRUNO J. BALLESTEROS NAVARRO Arianna Renau-Pruñonosa ALEJANDRA RENAU LLORENS MARIA VICENTA ESTELLER ALBERICH (2016)

In this contribution, we describe the formation and evolution of the upconing process in a Mediterranean coastal aquifer. The study area has experienced severe salinization over the last 40 years because of intensive exploitation of groundwater. We used historical and current records of piezometric levels and chloride concentrations to trace the development of the salinization of the aquifer. We defined the 3D shape of the saline wedge from the spatial distribution of chloride concentrations and vertical well logs of electrical conductivity using monitoring network data. Upconing first appeared in the early 90s and has continued until the present day. In this study, we examined the intensity of the upconing process. Dry periods and the associated increases in pumping caused the advance of seawater intrusion. The sharp reduction in groundwater withdrawals over the last 10 years has caused the saline wedge to move backwards, although the ongoing pumping and the climate conditions mean that this retreat is quite slow.

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Seawater intrusión Upconing Electrical conductivity vertical logs Plana Castellon aquifer CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA

ESTIMACIÓN DE LA RECARGA Y BALANCE HIDROLÓGICO DEL ACUÍFERO DE LA PAZ, BCS, MÉXICO

ARTURO CRUZ FALCON ROGELIO VAZQUEZ GONZALEZ ENRIQUE HIPARCO NAVA SANCHEZ ENRIQUE TROYO DIEGUEZ Héctor C. Fraga Palomino (2013)

Debido a la necesidad de contar con agua p otable de manera sustentable para el desarrollo de la ciudad de La Paz, es importante conocer el balance hidrológico del acuífero para determinar cómo regular la extracción de agua subterránea. Partiendo de que la recarga vertical por lluvias en la cuenca de La Paz ocurre predominantemente en las zonas elevadas localizadas al este y sureste, la recarga del acuífero, el cual se localiza en el valle, se realiza principalmente por flujo subterráneo. Para estimar esta recarga se utilizó el método de flujo subterráneo aplicando la Ley de Darcy, con información piezométrica de la zona de explotación acuífera. Se estimó la recarga horizontal de agua dulce, intrusión de agua de mar, así como la recarga vertical por lluvias, en una supercie acuífera de 200 km 2 (zona acuífera de explotación). Los resultados indican una recarga total de 22.98 Mm 3 año -1, donde la intrusión de agua de mar es de 1.73 Mm 3 año -1. Se estimó el balance del acuífero con la ecuación general de balance hidrológico incluyendo varias componentes importantes. Con una extracción de 30.78 Mm 3 año -1 para el 2004 y una descarga subterránea a la Ensenada de La Paz de 1.90 Mm3 año -1, se estimó un balance de -9.70 Mm3 año-1. Se hizo una comparación de estimaciones de recarga y balance hidrológico de varios estudios.

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CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA Acuífero de La Paz cuenca de La Paz recarga horizontal balance hidrológico intrusión marina flujo de agua subterráneo

Reconocimiento químico e isotópico del acuífero costero de La Paz, B.C.S.: Evaluación de una posible intrusión marina

Chemical and isotopic investigation of a coastal aquifer in La Paz, B.C.S: Evaluation of potential seawater intrusion.

Teresa Ylenia Rosales Ramírez (2012)

El acuífero de La Paz es uno de los más importantes del estado de Baja California Sur, ya que abastece a la capital del estado, la cual demanda aproximadamente dos terceras partes del agua subterránea que se extrae.

The aquifer of La Paz is one of the most important water resources in the state of Baja California Sur, as it supports the state capital with tap water, for which approximately two-thirds of the extracted groundwater is used.

Master thesis

Isótopos,Intrusión marina,Estroncio,Acuífero costero,La Paz,Baja California Sur CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA CIENCIAS DE LA TIERRA Y DEL ESPACIO