Delimitación de las zonas de protección mediante métodos analíticos y un modelo numérico de agua subterránea, acuífero Margarita, Cuba

• Autores: Jaime Gárfias Soliz, José Luis Expósito Castillo, Hilario Jesús Llanos Acebo
• Localización: Boletín geológico y minero, ISSN 0366-0176, Vol. 119, Nº 1, 2008, págs. 7-20
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Delineation of wellhead protection zones using analitical models and groundwater modelling, Margarita aquifer, Cuba
• Enlaces
  • Texto completo (pdf)
• Resumen
  • español

    La delimitación de las zonas de captura juega un papel importante en la protección de pozos de agua potable, siendo una práctica común el uso de los llamados métodos analíticos. No obstante, dada la singularidad y ocasional inexactitud de tales métodos, especialmente en su aplicación a medios acuíferos heterogéneos, sus resultados son frecuentemente inciertos, por lo que en tales casos los modelos numéricos de agua subterránea representan un interesante procedimiento para el establecimiento de las mencionadas zonas. En el presente artículo cuatro métodos analíticos y un modelo numérico son comparados para definir las zonas de protección de un pozo en el acuífero Margarita, discutiéndose y analizándose en cada uno de ellos los posibles errores en su delimitación y el consiguiente riesgo potencial de sobre o baja protección en torno al pozo. Los resultados muestran que la modelación numérica proporciona una protección mucho más precisa que los métodos analíticos, y que estos últimos no permiten analizar adecuadamente situaciones de pozos con penetración parcial, así como sus áreas de contribución y los tiempos de tránsito en sistemas acuíferos como el presente caracterizados por una notable anisotropía. En particular, la técnica del recorrido de partículas, usada en el modelo numérico para determinar las trayectorias del flujo subterráneo, constituye una alternativa a los modelos de transporte de contaminantes en casos donde no es posible su aplicación debido a restricciones económicas o a falta de los necesarios datos de concentraciones químicas.

  • English

    Delineating capture zones plays an important role in the protection of drinking water wells. Analytical models can be used to delineate capture zones. However, because of the singularity and occasional inaccuracy of such methods, specially in the application to heterogeneous aquifers, their results are frequently uncertain. In such cases, groundwater flow modelling presents an alternative for the delineation of capture zones. In this paper, four analytical models and a groundwater model are compared to delineate traveltime-related capture areas of a well in the Margarita aquifer. The model presented here explicitly represents the capture zone desing problem using particle tracking analysis to determine flowpath trajectories and formalizes the desing procedures used by many government's agencies. Based on the case study, it is shown that numerical modelling provides more accurate protection zones than analytical models. The risk of delineation errors are discussed and the potential risks of over or under-protecting the well are presented. It appears that the analytical models do not accurately represents shallow, partially penetring wells, or heterogeneous and anisotropic sediments for the purposes of simulating contributing areas and traveltimes in complex groundwater systems. Particle tracking analysis can be used as an alternative to contaminant transport models in cases where they are not feasible due to budget constraints or the lack of chemical data.