Modelo Hidrus 1d Cpe 14-Mcs

MODELACIÓN DE VERTIMIENTO Y ESTIMACION DE LA VULNERABILIDAD DE CONTAMINACION DEL SUELO POR CAMPAMENTOS Y POZOSMMA PROGRAMA SISMICO CPE6-Departamento del Meta

TABLA DE CONTENIDO

1. INTRODUCCIÓN........................................................................................................................ 2

2. OBJETIVO Y ALCANCE DE LA MODELACION......................................................................3

3. ESTIMACIÓN DE LA VULNERABILIDAD................................................................................3

3.1. ALCANCE Y DEFINICIÓN..................................................................................................33.2. LA CONTAMINACIÓN DE LOS SUELOS..........................................................................43.3. METODOLOGÍA – MODELO DE FLUJO Y TRANSPORTE EN ZNS HYDRUS-1D..........6

3.3.1. Supuestos y Limitantes de Modelación......................................................................9

4. CARACTERISTICAS DEL AREA DE ESTUDIO.....................................................................11

4.1. LOCALIZACIÓN...............................................................................................................114.2. INFORMACIÓN DE REFERENCIA PARA LA MODELACION.........................................13

4.2.1. Información Climática...............................................................................................134.2.2. Variables Edáficas y Perfil del Suelo........................................................................184.2.3. Puntos de Vertimiento..............................................................................................214.2.4. Características del Vertimiento.................................................................................23

5. RESULTADOS Y DISCUSION.................................................................................................25

5.1. APLICACIÓN DEL MODELO HYDRUS-1D......................................................................255.1.1. Resultados Suelos Ustoxic Dystropepts (Unidad AVgb)-(a).....................................265.1.2. Resultados Suelos Ustic Quartzipsamments (Unidad AVgb)-(b)..............................315.1.3. Resultados Suelos Typic Haplustox (Unidad LVGdc2)-(a).......................................355.1.4. Resultados Suelos Typic Hapludox (Unidad LVGdc2)-(b)........................................395.1.5. Resultados Suelos Typic Haplustox (Unidad LVKbc1)-(a)........................................445.1.6. Resultados Suelos Ustoxic Dystropepts (Unidad LVKbc1)-(b).................................47

5.2. CLASIFICACIÓN DE LA VULNERABILIDAD DEL ÁREA................................................52

6. BIBLIOGRAFIA........................................................................................................................ 55


1. INTRODUCCIÓN

El desarrollo del Programa Sísmico 2D CPO-14 implica la obtención del permiso de Vertimiento de aguas residuales domésticas, a lo cual la reglamentación vigente (Decreto 3930/2010 MAVDT), exige la predicción a través de modelos de simulación de los impactos que cause el vertimiento al suelo, en función de la capacidad de dilución y asimilación del suelo. Para el caso especifico del PROGRAMA SISMICO 2D CP0-14, donde se realizara vertimiento de aguas residuales domesticas tratadas, por aspersión en el terreno, es necesario correr un modelo de simulación de los impactos que cause el vertimiento sobre el suelo en los puntos específicos donde se ubicaran los 29 campamentos. Para lo anterior se han tenido en cuenta posibles sucesos entre ellos, cuando se hace vertimiento de aguas residuales domesticas tratadas, se pueden llegar a aumentar los contenidos de materia orgánica y nutrientes en el suelo, lo cual contribuye a aumentar o mantener la fertilidad de los mismos, pero también puede traer efectos nocivos que deterioren la calidad del agua subterránea y el mismo suelo.

En la actualidad muchos procesos de disposición de vertimientos son realizados directamente en los suelos, sin conocer ni evaluar la potencial afectación que esta actividad tiene y aun menos definir hasta donde y hasta cuando soporta la zona el disponer el vertimiento, todo se ha fundamentado en que el perfil natural del suelo sirve como un sistema eficaz de purificación de las excretas, (incluye la eliminación de microorganismos fecales y la atenuación de diversos compuestos químicos) esto no justifica su disposición incontrolada, ya que a futuro se pueden observar las consecuencias que esto genera, desde suelos improductivos, potencial de erosión, contaminación de acuíferos y modificación de la estructura hidrogeológica de la región.

Cuando se realiza deposito de materiales o solutos concentrados con un fluido (vertimientos) en el suelo toda esta carga se dirige principalmente hacia la zona no saturada a una velocidad variable de acuerdo a las condiciones climáticas, texturas, perfiles y composición del suelo pero que al final se van acumulando, hasta el punto que lo saturan o hacen que se infiltre a capas inferiores y posteriormente a aguas subterráneas; ahora la zona no saturada al ser parte integral del ciclo hidrológico juega un papel importante en muchos aspectos hidrológicos incluido la infiltración, almacenamiento de humedad en el suelo, evaporación, toma de agua por parte de las plantas y recarga de acuíferos entre otros.

Adicionalmente como no todos los perfiles de suelo tienen igual capacidad de procesamiento es importante la identificación y modelación de las condiciones hidrogeológicas para cada subsector o perfil de suelo presente en el área y su relación con la vulnerabilidad a la contaminación, para así establecer una clasificación de los medios hidrogeológicos que pueden efectivamente utilizarse en sistemas de disposición local de vertimientos cuantificando sus tiempos máximos de uso, sin que estos se saturen en su totalidad o afecten la estructura productiva e hidráulica del suelo.

En el caso particular de los departamentos de Arauca, Casanare y Vichada, se determinaron 2 unidades hidrogeológicas (Acuífero y acuitardo) donde la definición de


estas se soporta en conceptos de permeabilidad e impermeabilidad, de acuerdo con las características litoestratigraficas en cada formación geológica. Sobre estos suelos, la presión sobre el recurso de agua subterránea es baja dado que el uso del suelo es principalmente de vocación ganadero. Por lo anterior, es necesario estudiar la vulnerabilidad del suelo y de los acuíferos ante riesgos de contaminación, como herramienta para la conservación y protección de los mismos.

La efectividad de la mayoría de los sistemas de disposición local ( caso especifico de Vertimientos en suelo por aspersión) depende, fundamentalmente de la capacidad del suelo y de la zona no saturada, para aceptar y purificar los efluentes. Estas 2 funciones son contraladas en gran parte por las características hidráulicas del suelo. En tanto son estas las que determinan el contenido de humedad, en este estudio se señalaran las tasas de flujo y el tiempo de detección de los contaminantes en la zona no saturada principalmente estableciendo como se describe anteriormente los tiempos de uso y los niveles de saturación de la zona.

Este trabajo estudia la vulnerabilidad del suelo y los acuíferos semiconfinados ante la posible contaminación y ha sido desarrollado para la ejecución del programa sísmico CPO-14 en el área rural del departamento del Meta y del Vichada, aplicando el modelo HYDRUS1D (Simunek et al., 1998), el cual simula el flujo y transporte de contaminantes a través de la (ZNS) Zona no saturada obteniendo las concentraciones, tiempos de acumulación y flujo del soluto y zonas homogéneas de vulnerabilidad.

2. OBJETIVO Y ALCANCE DE LA MODELACION

El objetivo de este documento es estimar de manera objetiva y cuantitativa el riesgo de contaminación de suelos y aguas subterráneas por el vertimiento de aguas residuales domésticas tratadas mediante aspersión directa en el suelo en unos sitios definidos y clasificados en 29 zonas (Campamentos) ubicadas de manera estratégica a lo largo del Área para la Sísmica, durante un tiempo determinado (365 días) bajo unas condiciones climáticas y estructura edáfica especifica de los suelos de la zona de estudio.

Se pretende estimar los tiempos del recorrido ó las concentraciones de un contaminante en las zonas no saturadas, de las diferentes unidades de suelo que conforman el área del programa símico CPO-14 - 2D.

3. ESTIMACIÓN DE LA VULNERABILIDAD

3.1. ALCANCE Y DEFINICIÓN

El término “vulnerabilidad” ha recibido numerosas definiciones y calificaciones en el contexto de las aguas subterráneas y la contaminación de suelos por efecto del vertimiento de fluidos y compuestos diversos, para ello se han propuesto variadas metodologías: Margat (1968), Foster e Hirata (1991), EPA (1991), Carbonell (1993), Zaporozec and Vrba (1994), Custodio (1995). Foster (1987) considera la


vulnerabilidad a la contaminación del acuífero como “aquellas características intrínsecas de los estratos que separan la zona saturada del acuífero de la superficie del terreno, lo cual determina su sensibilidad a ser adversamente afectado por una carga contaminante aplicada en la superficie”. Vrba (1998) hace una diferenciación entre dos tipos de vulnerabilidad: vulnerabilidad intrínseca o natural (como una función de las condiciones naturales) y la vulnerabilidad específica (valora la vulnerabilidad en relación a un sólo tipo de contaminante o un grupo de contaminantes de propiedades similares).

Las metodologías más usadas y reportadas en la literatura para el análisis y cuantificación de la vulnerabilidad de acuíferos son las denominadas “de índice” y “superposición”, las cuales asumen que algunos parámetros influyen más que otros en la determinación de la vulnerabilidad del acuífero. Además existen métodos estadísticos que relacionan la vulnerabilidad con la probabilidad que el contaminante alcance el nivel freático. Y también existen los modelos de simulación que estiman los tiempos de viaje del contaminante a través de la zona no saturada (ZNS), los cuales se utilizan en el presente estudio.

Para la evaluación se empleó la modelación numérica resolviendo en forma simultánea ecuaciones de movimiento de agua en medio no saturado y saturado (zona vadosa y no vadosa) y ecuaciones de movimiento de solutos.

En este estudio se señalaran las tasas de flujo y el tiempo de detección de los contaminantes en la zona no saturada principalmente estableciendo los tiempos de uso y los niveles de saturación de la ZNS.

También se estudia la vulnerabilidad del suelo, de los acuíferos con depósitos aluviales, acuíferos continuos de extensión local a regional y sobre los acuitardos compuestos por capas de sedimentos finos que se comportan como capas poco permeables de muy baja transmisividad de agua subterránea. Para ello se podrá evidenciar la posible contaminación y ha sido desarrollado para el proyecto sísmico 2D CPO-14, aplicando el modelo HYDRUS1D (Simunek et al., 1998), el cual simula el flujo y transporte de contaminantes a través de la (ZNS) Zona no saturada obteniendo las concentraciones, tiempos de acumulación y flujo del soluto y zonas homogéneas de vulnerabilidad.

3.2. LA CONTAMINACIÓN DE LOS SUELOS

Al revisar el desplazamiento del agua en la zona no saturada y teniendo en cuenta que esta se constituye por una compleja disposición de partículas solidas y poros con cantidades siempre variables de aire y agua, el agua se desplaza desde puntos de mayor energía hacia lo de menor energía potencial, denominados también potencial de humedad. El flujo del agua es normal, aunque no necesariamente vertical.

En la zona no saturada existen el potencial gravitacional y el potencial matriz. El potencial matriz (presión negativa del suelo) es el resultado de la afinidad del agua por las superficies solidas, debido a las fuerzas moleculares de cohesión y adhesión, junto con la adsorción en los suelos arcillosos secos.


Cuando el suelo está saturado, todos los poros se encuentran llenos de agua y en el nivel freático el potencial matriz es igual a cero. El drenaje o secamiento de los suelos tiende a elevar el potencial matriz y los poros cada vez más pequeños se vacían por no disponer de suficiente tensión.

En las arenas y suelos arenosos, el espacio de los poros esta constituido por los vacios entre los granos. Cuando existen importantes cantidades de arcilla, pueden agregarse partículas del suelo y formar grietas. Las raíces de las plantas también pueden acentuar este proceso. De otro lado, la conductividad vertical hidráulica cambia dramáticamente al variar la tensión del suelo. Cuando la tensión se aproxima a cero, el suelo se halla saturado y todos los poros conducen líquidos; cuando la tensión es más elevada, hay aire en algunos poros y prevalece la condición no saturada. Cuando el contenido de agua disminuye (o se eleva la tensión), las líneas de flujo se vuelven mas sinuosas, en la medida en que el agua recorre a lo largo de superficies y a través de poros lo suficientemente pequeños como para retener agua a la tensión correspondiente.

Con el vertimiento de aguas residuales tratadas sobre el suelo, este se puede llegar a degradar al acumular sustancias a ciertos niveles de concentración que se vuelven tóxicas para los organismos del suelo ocasionando cambios químicos que provoca la pérdida parcial o total de la productividad del suelo.1 Esta acumulación puede ser natural, como en el caso de los suelos de los llanos orientales – (Arauca- Casanare- Vichada), donde las altas concentraciones de aluminio y el grado de acidez convierten los suelos en un medio desfavorable para el desarrollo de especies.

De otro lado, las bacterias y virus (que puedan ir inmersos en un agua residual tratada) son fácilmente adsorbidos por la arcilla bajo condiciones apropiadas y cuanto mayor sea el contenido de arcilla en el suelo, más intenso será el proceso de atenuación. Otros suelos que contiene materia orgánica favorecen igualmente la atenuación. Un PH bajo favorece la adsorción de virus pero igualmente cuando esta del orden de 3-5, hace que el período de supervivencia de bacterias sea bajo.

Según la CEPIS, se ha comprobado que la materia orgánica soluble compite con los organismos para ocupar los lugares de adsorción en las partículas del suelo, de ahí la menor adsorción e incluso la desorpcion de los virus ya adsorbidos. Los cationes, especialmente los bivalentes, pueden llegar a favorecer la neutralización o reducir las fuerzas repulsivas entre los microorganismos y las partículas del suelo cargadas negativamente permitiendo que prosiga la adsorción.

De otro lado, los microorganismos penetran más profundamente al aumentar la velocidad del flujo. La carga hidráulica se eleva naturalmente durante periodos de recarga de las aguas subterráneas por la infiltración de las lluvias. Los microorganismos que quedan retenidos próximos a la superficie del suelo se pueden desadsorber después de una fuerte lluvia, debido al establecimiento de gradientes iónicos dentro de la columna de suelo.

Las causas más frecuentes de contaminación son debidas a la actuación antrópica, que al desarrollarse sin la necesaria planificación (tiempo y concentración) producen

1 http://edafologia.ugr.es/conta/tema11/concep.htm


un cambio negativo de las propiedades del suelo. Las principales propiedades a analizar en el suelo desde el punto de vista de contaminación son las siguientes:

Vulnerabilidad Representa el grado de sensibilidad (o debilidad) del suelo frente a la agresión de los agentes contaminantes. Este concepto está relacionado con la capacidad de amortiguación. A mayor capacidad de amortiguación, menor vulnerabilidad. El grado de vulnerabilidad de un suelo frente a la contaminación depende de la intensidad de afectación, del tiempo que debe transcurrir para que los efectos indeseables se manifiesten en las propiedades físicas y químicas de un suelo y de la velocidad con que se producen los cambios secuenciales en las propiedades de los suelos en respuesta al impacto de los contaminantes.

Poder de amortiguación El conjunto de las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo lo hacen un sistema clave, especialmente importante en los ciclos biogeoquímicos superficiales, en los que actúa como un reactor complejo, capaz de realizar funciones de filtración, descomposición, neutralización, inactivación, almacenamiento, etc. Por todo ello el suelo actúa como barrera protectora de otros medios más sensibles, como los hidrológicos y los biológicos. La mayoría de los suelos presentan una elevada capacidad de depuración.

Esta capacidad de depuración tiene un límite diferente para cada situación y para cada suelo. Cuando se alcanza ese límite el suelo deja de ser eficaz e incluso puede funcionar como una "fuente" de sustancias peligrosas para los organismos que viven en él o de otros medios relacionados.

Se dice que un suelo está contaminado cuando ha superado su capacidad de amortiguación para una o varias sustancias y como consecuencia, pasa de actuar como un sistema protector a ser causa de problemas para el agua, la atmósfera, y los organismos. Al mismo tiempo se modifican sus equilibrios biogeoquímicos y aparecen cantidades anómalas de determinados componentes que originan modificaciones importantes en las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo.

El grado de contaminación de un suelo no puede ser estimado exclusivamente a partir de los valores totales de los contaminantes frente a determinados valores guía, sino que se hace necesario considerar la biodisponibilidad, movilidad y persistencia (Calvo de Anta, 1997).

Biodisponibilidad Se entiende, como la asimilación del contaminante por los organismos y en consecuencia la posibilidad de causar algún efecto, negativo o positivo.

Movilidad Este parámetro regulará la distribución del contaminante y por tanto su posible transporte a otros sistemas.

Persistencia Regulará el periodo de actividad de la sustancia y por tanto es otra medida de su peligrosidad.


Carga crítica Representa la cantidad máxima de un determinado componente que puede ser aportado a un suelo sin que se produzcan efectos nocivos.

3.3. METODOLOGÍA – MODELO DE FLUJO Y TRANSPORTE EN ZNS HYDRUS-1D

El modelo HYDRUS1D (Simunek et al., 1998) utiliza una solución numérica de la ecuación de Richards (1931) mediante la técnica de elementos finitos, para representar el flujo de agua en medios porosos con contenido de humedad variable. Tal modelo incluye la ecuación de advección-dispersión para representar la fase de transporte de solutos y flujo de calor. El modelo HYDRUS 1D, fue utilizado para encontrar el tiempo de viaje y la concentración de un trazador (sustancia contaminante) desde la superficie del suelo, a través de la zona no saturada, hasta la superficie freática. La ecuación básica es:

Dónde:

h: es la cabeza de presión [L],

Θ: es el contenido de humedad volumétrico [L3 L-3],

T: es el tiempo [T],

X: es la coordenada espacial [L] (positive hacia arriba),

S: Explica la absorción de agua por las raíces de las plantas dado en [L3L-3T-1]

α : es el ángulo entre la dirección de flujo y el eje vertical (p.e, α = 0º para flujo vertical, 90º para flujo horizontal, and 0º < α < 90º para flujo inclinado),

K: es función de la conductividad hidráulica insaturada [LT-1]

El tiempo de viaje indica qué tanto puede residir el contaminante en el suelo, sufrir fenómenos que conlleven a su decaimiento, transformación y/o desaparición.

Para medir el tiempo de viaje, se simuló un evento de infiltración con el modelo HYDRUS 1D, a través de la columna de suelo, por un período de doce meses (365 días), para lo cual se contó con serie climatológica que permitió tener una condición variable para la superficie; mientras que la condición de saturación en el fondo de la columna se considero constante.

Para esto se contaba con una serie de precipitación unificada para la zona, la cual se consiguió con la información de las estaciones encontradas en el área de estudio tomando los promedios multianuales de 20 años de las estaciones del IDEAM de Puerto Arauca, Tuparro Bocas Tomo, Aeropuerto de Puerto Carreño y las Gaviotas; de la misma manera, se obtuvo una serie de evapotranspiración real, a resolución diaria, insumos para


el modelo. Las series se consideraron representativas de la zona dada la poca variabilidad fisiográfica y de cobertura, pues se trata de parte de una zona semi plana de los Departamentos del Vichada, Arauca y Casanare, cuya cobertura principal son pastos.

Como la simulación debe mostrar las variaciones y características de cada zona del territorio y esta no se da por cambios en los patrones climáticos, la variable de cambio es el suelo, por esta razón se hace de manera puntual una simulación para cada una de las 8 unidades del suelo presentes en la zona donde se instauraran los 20 campamentos volantes, 1 campamento base y 1 pozo estratigráfico de la cual se conocen las siguientes características por estrato: espesor, material, profundidad de raíces, velocidad de infiltración, cargas de presión y parámetros de la ecuación de Richards (1931). Que son obtenidos a partir de los valores teóricos consignados en la base de datos del modelo, de acuerdo con el material del estrato.

Una vez introducidos los parámetros edáficos y las variables climatológicas, la ejecución del modelo permite medir como el trazador (sustancia contaminante) recorre la distancia desde la superficie a través de la Zona No Saturada (ZNS) hasta las capas inferiores o superficie freática en un tiempo determinado; siendo este el tiempo de viaje del contaminante, permitiendo así adicionalmente estimar su potencial concentración y distribución en un plazo previsto que para el presente estudio es de 365 días.

El procedimiento se repite para cada una de las columnas disponibles y la distribución en el área del tiempo de viaje en la zona se realiza a través de un proceso de interpolación

De la misma forma, seleccionando el tipo de cultivo, que para el presente caso fue pastos, pueden obtenerse los parámetros de la ecuación de Feddes et al. (1978) que describe el proceso de toma de agua por las plantas(S) de acuerdo con la presión a(h) [L], a la que se encuentra en determinado momento la raíz y S p , [L3 L3T1 ], se refiere a la tasa potencial de toma de agua por las raíces.

Figura 1 - Esquema de la columna de suelo.


Fuente Redaly – Avances en recursos Hidráulicos Numero 15 mayo de 2007

3.3.1. Supuestos y Limitantes de Modelación

El limitante para el uso de los modelos de simulación es la gran cantidad y manejo de información necesaria para simular la heterogeneidad espacial edáfica e hidrogeológica.

Algunos supuestos al momento de la simulación fueron: flujo solamente advectivo, vertical y el contaminante viaja mezclado con el agua, las características del contaminante no son tenidas en cuenta (pero se incluye datos de concentración del mismo), puesto que se evalúa la vulnerabilidad intrínseca, la vulnerabilidad disminuye en la medida en que el contaminante resida mayor tiempo en el suelo.

La dependencia de los datos de entrada abundantes implica que cuando los datos son escasos, los resultados obtenidos sufrirán de incertidumbre substancial (Lindstrm, 2005)

Adicionalmente la dependencia de datos de terceros actores y en condiciones diferentes a las necesarias no garantiza la total fidelidad de los resultados, esta situación se da en el caso de los datos climáticos que fueron obtenidos de las lecturas de las estaciones del IDEAM presentado en registros multianuales de más de 10 años con corte mensual cuando la simulación se realiza con datos diarios, para lo cual fue necesario realizar un proceso estadístico de distribución por medio del análisis de las series temporales


utilizando la distribución base de la serie aproximándolo a su distribución diaria más cercana.

Algunos parámetros importantes en la evaluación, debieron ser tomados de la base de datos del modelo, como fueron los coeficientes de la ecuación de Richards y las presiones del modelo de Feddes et al. (1978); lo cual implica algún grado de incertidumbre por la utilización de estos valores teóricos.

La resolución del flujo de agua se ha estimado mediante un modelo cuantitativo por medio de la curva característica de humedad de van Genuchten (1980).(Variables del Modelo Hydrus 1D) Los parámetros de la curva (θr, θs, α, n (m = 1-1/n) y Ks) se han calculado a partir de las clases texturales mediante las funciones de edafotransferencia con que cuenta el mismo modelo y SPAW. El transporte de solutos en el suelo se simula bajo la consideración que el soluto no sufre fenómenos de adsorción en el suelo. Se resuelve según formulan Simunek et al. (1998) y, para ello, se toma el valor del coeficiente de difusión molecular (Dw) igual a 37,2 cm/día (Beven et al.1993) y el valor de la dispersividad longitudinal (DL) igual a 1,55 cm (Mailhol et al. 2001).

Dado que las variables climatológicas fueron unificadas para la zona de estudio, la variabilidad es representada por las condiciones litológicas del suelo. Para cada columna se obtuvo un tiempo de viaje. El promedio para una zona se estimó a partir una interpolación con el método Inverso de la distancia (IDW, por sus siglas en inglés).

Para medir el tiempo de viaje, se simuló un evento de infiltración con el modelo HYDRUS 1D, a través de la columna de suelo, por un período de un año (365 días), para lo cual se contó con serie climatológica que permitió tener una condición variable para la superficie; mientras que la condición de saturación en el fondo de la columna se considero constante.

Para esta aplicación, se asume que la sustancia contaminante, un trazador (Aguas Residuales Domesticas Tratadas) en este caso, no es reactiva, es transportada por el agua a través de la ZNS. Esta sustancia, cuya concentración inicial se estima en 136,36 mg/l, es aplicada al suelo desde el primer día de la simulación.

La lámina por vertimiento se obtuvo según el caudal de vertimiento esperado, el nivel de infiltración del terreno y el área de aspersión y fue agregada a la precipitación de acuerdo al régimen de lluvias en el periodo de evaluación, con esta se determino el flujo y el transporte de contaminantes en el suelo, los valores se pueden observar en la tabla 1.

Tabla 1. Valores tenidos en cuenta para cada uno de los perfiles de suelo

SímboloÁrea (Ha)

Unidades cartográficas y componentes taxonómicos

Tasa Infiltración

Área Infiltración

(M2-un)

Lámina de Agua

(mm/día)

No Camp a instalar.

Área Infiltración (M2-total)

AVGb 16.035Perfil 1 Suelos Ustoxic Dystropepts 17,92 68 0,18977 1 68

Perfil 2 Suelos Ustic Quartzipsamments 17,92 68 0,18977 1 68

LVGdc2 60.321Perfil 3 Suelos Typic Haplustox 11,33 87 0,05400 6 523

Perfil 4 Suelos Typic Hapludox 5,77 123 0,10543 6 738

LVKbc1 38.721 Perfil 5 Suelos Typic Haplustox 3,28 162 0,07989 8 1.298


Perfil 6 Suelos Ustoxic Dystropepts 4,59 144 0,09000 7 1.008

Se cuantificó su tiempo de travesía desde la superficie hasta la ZS. Considerando entonces como tiempo de viaje, el transcurrido entre el primer día de simulación y el momento en que una concentración de 0,002 mg/L (mínima concentración tóxica para el mercurio) de la sustancia alcanzaba el nivel freático.

Las condiciones de contorno para el flujo de agua permiten entradas (precipitación) y salidas (evaporación) en la superficie, mientras que, en profundidad (a 2.7 m para el área de Trabajo) existe drenaje libre hacia capas más profundas. En relación al transporte de solutos, las condiciones de contorno del límite inferior permiten la lixiviación de soluto mientras que, en el límite superior, se admiten entradas de acuerdo a los vertimientos de aguas residuales domesticas a realizar.

El modelo utilizado para la modelación fue la medición del flujo de Agua en un perfil de suelo en el campo bajo la hierba con desplazamiento horizontal, es decir que el agua tiene movimiento sobre el área de aspersión, yéndose posteriormente hacia abajo y no se queda en un solo lugar.

En este caso se considera una dimensión de flujo de agua en un perfil de campo, asociada a la aspersión de vertimientos tratados de origen domiciliario producto del funcionamiento de los campamentos y el proceso de perforación durante la realización del programa sísmico

Para iniciar el modelo se parte de los datos atmosféricos y observación de los niveles de agua subterránea presentes en el territorio, siendo estos datos esenciales para establecer las condiciones de contorno necesarias para el modelo numérico. Los cálculos se realizado durante el periodo de 1 de enero al 31 de diciembre de un año promedio.

El perfil del suelo se descompone en sus perfiles definidos en el estudio de suelos.

La profundidad de la zona de las raíces se estima entre los 13 y 15 cm dependiendo al distribución y cabezas de presión de las capas.

La escala de las funciones hidráulicas de las capas de suelo en el área se analiza mediante la modelación del contenido de agua, el flujo de agua y la conductividad hidráulica.

La superficie del suelo y las condiciones del entorno se incluyen a partir de las precipitaciones actuales y potenciales las tasas de evapotranspiración de una cubierta herbácea, los flujos de superficie se han incorporado mediante el uso de valores promedio diario distribuidos uniformemente a lo largo de periodo de evaluación. La condición de frontera inferior consistía en un drenaje de flujo prescrito

El nivel del agua subterránea se fijó para todos los suelos en un 50% de longitud por debajo de la superficie del suelo medido en cm, el perfil de humedad inicial fue llevado a estar en equilibrio con el nivel freático inicial.


4. CARACTERISTICAS DEL AREA DE ESTUDIO

4.1. LOCALIZACIÓN

El Bloque CPE1 tiene un área de 989.963,37 hectáreas, ubicadas en los departamentos de Casanare, Arauca y Vichada; en jurisdicción de la corporación Autónoma Regional de la Orinoquía, CORPORINOQUIA. Ver Figura 2 y Tabla 2.

Figura 2. Localización general y Ubicación geográfica de las estaciones meteorológicas del IDEAM con respecto al Bloque CPE-1.

Fuente: Adaptación Google Earth, 2011

Las veredas que hacen parte del bloque CPE-1 (programa sísmico 2D), son:

Tabla 2. Veredas, municipios y departamentos afectados por el bloque CPE1 – 2D

Departamento Municipio VeredaARAUCA

ARAUCA

La MaporitaEl CaracolFelicianoBogotá

EL PeligroCinaruco

CRAVO NORTE Buenos Aires

Bloque CPE1


CinarucoJuriepe

Los PasadosLos Caballos

Santa María de la Virgen

CASANARE HATO COROZAL

CorralitoEl brillante

Los CañalesBellavista

La Reforma

VICHADA PRIMAVERASanta Bárbara

Nueva AntioquiaFuente: Trabajo de campo ECOFOREST LTDA. 2011

4.2. INFORMACIÓN DE REFERENCIA PARA LA MODELACION.

Este tipo de modelos demandan un gran volumen de información, puesto que su aplicación es puntual y su generalización en el área se hace por medio de interpolaciones, lo cual implica que entre más puntos se tengan, más ajustada será la distribución espacial. En el caso de este estudio se contó con información estratigráfica de 11 columnas de suelo, información proveniente del estudio hidrogeológico y agrologico de la zona e información climatológica. Dado que las variables climatológicas fueron unificadas para la zona de estudio, la variabilidad es representada por las condiciones litológicas del suelo.

Para cada columna se obtuvo un tiempo de viaje. El promedio para una zona se estimó a partir una interpolación con el método Inverso de la distancia (IDW, por sus siglas en inglés).

4.2.1. Información Climática

La descripción de los factores climáticos del área de influencia del bloque CPE-1, se realizó a partir del análisis de la información obtenida de las estaciones climatológicas localizadas cerca al bloque. La información de estas estaciones permite identificar los principales cambios espaciales y temporales de los parámetros climáticos en un contexto regional ya que la red del IDEAM no cuenta con estaciones dentro del área específica del Bloque CPE-1. Ver Tabla 3.

Tabla 3. Estaciones meteorológicas seleccionadas para la descripción climática del Bloque CPE-1.

Estación Código Tipo*CoordenadasGeográficas Elevación

(m.s.n.m.)Departamento/

MunicipioCorriente

Serie de Datos

Latitud LongitudAeropuerto

(Apto) Arauca3705501 SS 7º04’ N 70º44’W 128 Arauca/ Arauca Arauca 1990-2010

Tuparro Bocas tomo

3403501 CO 5º21’ N 67º51’W 250 Cumaribo Tomo 1990-2009


Estación Código Tipo*CoordenadasGeográficas Elevación

(m.s.n.m.)Departamento/

MunicipioCorriente

Serie de Datos

Latitud LongitudApto Puerto

Carreño38015030 SP 6º10’ N 67º29’W 50 Puerto Carreño Orinoco 1990-2010

Las Gaviotas 3401501 SP 4º33’N 70º55’W 171Vichada / Cumaribo

Caño Urimica

1990-2010

Fuente: Información suministrada por el IDEAM, 2010* Tipo: SS- Sinóptica suplementaria; CP- Climatológica principal; SP: Sinóptica principal.

a. Temperatura

Para el área de estudio, la temperatura media en la zona oscila entre los 26,1 ºC (Estación Las Gaviotas) y los 28,7 ºC (Estación Aeropuerto Puerto Carreño), lo cual determina una variación espacial de apenas 2,6 ºC. Esta baja variabilidad se explica -entre otros factores- por la escasa diferencia altitudinal de las estaciones y la ausencia de accidentes orográficos de importancia en el área de estudio. Ver Figuras 3 y 4.

Figura 2 Temperatura media multianual en la zona de estudio.

24,0

25,0

26,0

27,0

28,0

29,0

30,0

31,0

32,0

Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic

Tem

pera

tura

med

ia (

ºC)

Promedio Apto Arauca Tuparro Bocas Tomo Apto Puerto Carreño Las Gaviotas

Fuente: Ecoforest Ltda con base en información del IDEAM, 2010

La Figura 3 revela que en las cuatro estaciones analizadas la temperatura presenta un descenso a mediados de año que se atribuye principalmente a la llegada de la temporada de lluvias. A partir del mes de agosto la temperatura aumenta progresivamente hasta alcanzar su máximo valor en el mes de marzo. Tal como se observa en la Figura 3 las mayores temperaturas a lo largo del año se presentan en la estación del Aeropuerto de Puerto Carreño y las menores en la estación de Las Gaviotas del municipio de Cumaribo.


Figura 4. Temperatura media, máxima y mínima en las estaciones del área de influencia del Bloque CPE-1.

24,0

25,0

26,0

27,0

28,0

29,0

30,0

31,0


Tem

pera

tura

(ºC

)

Estación Aeropuerto Arauca

Promedio Máxima Mínima

24,0

25,0

26,0

27,0

28,0

29,0

30,0

31,0


Tem

pera

tura

(ºC

)

Estación Tuparro Bocas

T. Promedio T. Máxima T. Mínima

24,0

25,0

26,0

27,0

28,0

29,0

30,0

31,0

32,0

33,0

34,0


Tem

pera

tura

(ºC

)

Estación Aeropuerto Pto Carreño

T. Promedio T.Máxima T. Mínima

24,0

25,0

26,0

27,0

28,0

29,0

30,0

31,0


Tem

pera

tura

(ºC

)

Estación Las Gaviotas

T. Promedio T. Máxima T. Mínima


La Figura 4 muestra el comportamiento anual de los valores de temperatura media, máxima y mínima para las estaciones localizadas en el área de estudio. Al igual que en la Figura anterior, se observa que existe un periodo seco en el primer trimestre del año que es sucedido por una época un tanto más fresca entre los meses de Junio y Agosto para dar paso a un leve repunte del parámetro en el último cuatrimestre del año. La temperatura mínima de la zona en promedio es de 25,0ºC y la máxima de 31,0ºC, lo cual da una oscilación absoluta de 5,9 ºC.

b. Precipitación

La Figura 5 revela que el régimen de precipitación en el área de estudio es de tipo monomodal caracterizado por un extenso periodo de lluvias que tiene lugar entre los meses de Abril a Septiembre. A partir del mes de octubre y hasta Marzo se presenta la


temporada seca. La figura permite apreciar que los mayores niveles de precipitación tienen lugar en las estaciones del Aeropuerto de Puerto Carreño y Tuparro ambas localizadas al costado oeste del Bloque CPE-1 y donde los valores medios de precipitación anual se sitúan respectivamente en los 2298,2 y 2632,3 mm. Lo anterior, como consecuencia de los fenómenos generados a nivel regional por la orografía venezolana y las masas húmedas provenientes de la Amazonía. No obstante, es muy importante resaltar que el volumen de precipitaciones es más alto en la estación Las Gaviotas del municipio de Cumaribo, donde las oscilaciones son menos drásticas y las lluvias tienen una mayor uniformidad a lo largo del año. El aeropuerto de Arauca, por su parte, se consolida como el sector con menor magnitud de precipitaciones

Figura 5. Precipitación mensual multianual en el área de estudio.

24,0

124,0

224,0

324,0

424,0

524,0

624,0


Prec

ipit

ació

n (m

m)

Promedio Apto Arauca Tuparro Bocas Tomo Apto Puerto Carreño Las Gaviotas


En promedio la precipitación en el área de estudio alcanza los 2412,7 mm. El régimen pluviométrico de la zona está definido por el movimiento de la zona de confluencia intertropical (ZCIT), las ondas del Este, los huracanes del Caribe y el movimiento de las masas húmedas del Brasil2.

2 El agua de la Orinoquía, ECOFONDO



1 16 31 46 61 76 91 1061211361511661811962112262412562712863013163313460

10

20

30

40

50

60Precipitación

Día del Año

Prec

ipita

ción

(mm

/día

)

Se consideró el periodo comprendido entre los meses de Enero a diciembre debido a que durante este año se desarrollaran las actividades del programa sísmico. Ver Figura 6.

Debido a que la lámina por vertimiento es casi que despreciable a un caudal de 1 l/seg (0,003 mm Max y 0,002 mm Min) comparada con la precipitación, se utilizó únicamente la lámina correspondiente a precipitación para determinar el flujo y el transporte de contaminantes en el suelo.

c. Evapotranspiración y balance hídrico

La forma de conocer la disponibilidad hídrica es generalmente mediante el cálculo de un balance hídrico, el cual tiene como información inicial tres parámetros fundamentales: la precipitación media, la evapotranspiración potencial y el almacenamiento en función de la textura y la profundidad media del suelo

El método más comúnmente utilizado para el cálculo del balance hídrico es el de Thornthwaite. Este método supone que el agua que llega al suelo, bien sea por


precipitación, o por escorrentía o por aportes subterráneos y es evapotranspirada de acuerdo con las condiciones medias climáticas o actuales de la atmósfera, encontrando:


1 17 33 49 65 81 97 1131291451611771932092252412572732893053213373530.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

16.00Evapotranspiración

Día del Año

Evap

otra

nspi

ració

n (m

m/d

ía)

Se consideró el periodo comprendido entre los meses de Enero a diciembre debido a que durante este año se desarrollaran las actividades del programa sísmico. Ver Figura 7.

4.2.2. Variables Edáficas y Perfil del Suelo

De acuerdo con las pruebas de infiltración realizadas en cada uno de los sitios en los que se tiene previsto establecer campamentos bien sea base o volantes (Ver Tabla 4), se concluye que es factible la ubicación de sitios para disposición de aguas residuales en estas zonas. Los resultados obtenidos en las pruebas de infiltración mencionadas, sugieren tratamientos de subsolado a 50 cm de profundidad y sembrar pastos con alto poder de transpiración, en las áreas donde hay velocidad de infiltración básica moderadamente lenta. Además de estas condiciones, la propuesta de aspersión de aguas residuales, contempla el uso de un área superior a las necesidades arrojadas en los cálculos de área requerida para el volumen total de infiltración de cada campamento; de esta manera, se cuenta con área suficiente para realizar periodos de rotación y evitar saturación, problemas de acidificación del suelo y acumulación de aguas residuales.

Tabla 4 – Unidades de Suelo sobre las cuales se construirán campamentos y se harán vertimientos

Item. CAMPAMENTOUNIDAD DE

SUELOS SUELOSTIPO DERELIEVE

Paisaje Clima


1 14 SOa1

Suelos Umbric Oxic Plinthaquults (Perfil A-8)Suelos Umbric Plinthic

Tropaquults (Perfil A-16)

Escarceos separados por

caños(Arauca)

Plano aluvial con

cobertura eólica

generalizada

Cálido Seco

2 16 VRCay

Suelos Plinthic Endoaquepts (Perfil C-9)

Llanura con influencia

eólica

(Casanare)

Planicie Cálido Húmedo

3 17 VRAa

Suelos Plinthic Endoaquepts (Perfil C-

61)Suelos Typic

Quartzipsamments (Perfil C-32)

Llanura Fluviodeltaica

(Casanare)

Planicie Cálido Húmedo

4 10 Nva Antioquia SOa1


Tropaquults (Perfil A-16)Escarceos

separados por caños

(Arauca)

Plano aluvial con

cobertura eólica

generalizada

Cálido Seco

5 12 Cinaruco SOa1s

6 13 Cinaruco SOa1

7 15 Garcitas SOa1s

8 7 Nva Antioquia GUa1

Suelos Quartzisammentic

Haplustox (Perfil CT-2)Suelos Tropeptic

Haplustox (Perfil GU-6)

Plana (Bien drenada)(Vichada)

Altillanura Cálido Húmedo



11 Angosturas ATa

Suelos Fluventic Eutropepts (Perfil A-31)

Suelos Fluvaquentic Dystropepts (Perfil A-17)

Diques y napas de desborde(Arauca)

Valle aluvial Cálido Húmedo

12 El Peligro BMa

Suelos Fluventic Dystropepts (Perfil A-6)


Llanura aluvial con cobertura

eólica localizada

Cálido Seco a Cálido

Húmedo

13 Base Militar BMa

14 El Santuario CMa

Suelos Umbric Tropaquults (Perfil A-18)

Esteros (Arauca)

Plano aluvial con

cobertura eólica

generalizada

Cálido Seco

15 La Bendición SOa1s




caños(Arauca)

Plano aluvial con

cobertura eólica

generalizada

Cálido Seco

16 La Florida BMa Suelos Fluventic Diques y Llanura Cálido


Dystropepts (Perfil A-6) napas de desborde(Arauca)

aluvial con cobertura

eólica localizada

Seco a Cálido

Húmedo

17 Santa Helena SOa1s




caños(Arauca)

Plano aluvial con

cobertura eólica

generalizada

Cálido Seco

18 Caracol ATaz

Suelos Fluventic Eutropepts (Perfil A-31)

Suelos Fluvaquentic Dystropepts (Perfil A-17)


Valle aluvial Cálido Húmedo

19 Cravo Norte CPbc1

Suelos Ustic Quartzisamments (Perfil

A-10)

Médanos (Arauca)

Plano aluvial con

cobertura eólica

generalizada

Cálido Seco

20 Feliciano BMa

Suelos Fluventic Dystropepts (Perfil A-6)


Llanura aluvial con cobertura

eólica localizada

Cálido Seco a Cálido

Húmedo

Fuente: ECOFOREST LTDA 2011

Las características litológicas de la ZNS fueron tomadas de la descripción agrológica de las unidades de suelos y resultado de las pruebas de infiltración realizadas en cada una de ellas del capítulo 2 Unidades de Suelo MMA CPE-1, este permitió identificar y describir los diferentes estratos de la ZNS, de manera puntual, hasta una profundidad máxima de 2.70 metros. Dado que las variables climatológicas fueron unificadas para la zona de estudio, la variabilidad es representada por las condiciones litológicas del suelo. Para cada columna se obtuvo un tiempo de viaje. El promedio para una zona se estimó a partir una interpolación con el método Inverso de la distancia (IDW, por sus siglas en inglés).

Figura 8. Perfiles del Suelo Evaluados


Perfi

l 1 G

ua1(

B)

Perfi

l 2 G

ua1

Perfi

l 3 S

Oa1

(B)

Perfi

l 4 S

Oa1

Perfi

l 5 B

Ma

Perfi

l 6 C

Pbc1

Perfi

l 7 V

RCay

Perfi

l 8 V

RAa

(B)

Perfi

l 9 V

RAa

Perfi

l 10

CMa

Perfi

l 11

ATA

z

Perfi

l 12

(B) A

TAz

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

FA

FA

FA

FA

FArA

FArA

FArA

Ar

Ar

FLFL

FLFL FL

FL

FArL

FArL

FArL

FArLArL

ArL

ArL

F

F F

F

F

FAr

FAr

FAr

AF

AF

A

AArAFFArFArAFFAArLFArLFL

Perfiles Edáficos

Perfil 1 Gua1(B)Suelos Quartzisammentic Haplustox (Perfil CT-2)

Perfil 2 Gua1 Suelos Tropeptic Haplustox (Perfil GU-6)Perfil 3 SOa1

(B) Suelos Umbric Oxic Plinthaquults (Perfil A-8)Perfil 4 SOa1 Suelos Umbric Plinthic Tropaquults (Perfil A-16)Perfil 5 BMa Suelos Fluventic Dystropepts (Perfil A-6)

Perfil 6 CPbc1 Suelos Ustic Quartzisamments (Perfil A-10)Perfil 7 VRCay Suelos Plinthic Endoaquepts (Perfil C-9)Perfil 8 VRAa

(B) Suelos Plinthic Endoaquepts (Perfil C-61)Perfil 9 VRAa Suelos Typic Quartzipsamments (Perfil C-32)Perfil 10 CMa Suelos Umbric Tropaquults (Perfil A-18)Perfil 11 ATAz Suelos Fluventic Eutropepts (Perfil A-31)

Perfil 12 (B) ATAz Suelos Fluvaquentic Dystropepts (Perfil A-17)

Tipos de Suelo

FL Franco Limoso


FArL Franco Arcilloso Limoso

ArL Arcilla Limosa

FA Franco Arenoso

F Franco

FArA Franco Arcilloso Arenoso

FAr Franco Arcilloso

AF Arenoso Franco

Ar Arcilla

A Arena

4.2.3. Puntos de Vertimiento

En aquellas unidades donde se localizan los campamentos (Ver mapa Ubicación de Campamentos y Vertimiento de Agua en Suelos y Tabla 4) se realizaron pruebas de infiltración para establecer la aptitud de asimilación del vertimiento por parte de cada unidad, a continuación se presentan los resultados de dichas pruebas y se describen los suelos correspondientes.

Figura 9- Ubicación de campamentos Base y Volantes en el CPE-1


Fuente: ECOFOREST Ltda.

Se destaca que en este bloque, se ubican suelos de altillanura, suelos de la planicie, suelos de los valles aluviales y Unidades de suelos en el clima cálido seco transición a cálido húmedo que posee suelos:(en llanura aluvial con cobertura eólica localizada) y Unidades de suelos en el clima cálido seco (Plano aluvial con cobertura eólica generalizada). Los suelos generalmente son evolucionados, de reacción mediana a muy fuertemente acida, con baja capacidad de retención de humedad y de intercambio cationico, baja fertilidad, en algunos la materia orgánica es alta en primer horizonte y decrece a medida que se va profundizando, baja fertilidad, con bajo contenido Sodio y Potasio, pero con alto contenido de aluminio, se encuentran localizados en los paisajes de Altillanura, Planicie y Valle.

El paisaje de altillanura se localiza en alturas entre los 100 y los 150 msnm, son suelos desarrollados a partir de depósitos aluviales y coluvio-aluviales antiguos con diferentes niveles de disección. Corresponden a lo que más generalmente se conoce como paisaje de altiplanicie y presenta relieve de plano a quebrado con pendientes de hasta 50% en ciertas áreas, lo que favorece la erosión. En su mayoría se encuentran suelos muy evolucionados con alto grado de meteorización, del orden de los oxisoles predominando los grandes grupos Haplustox y Umbraquox.

Campamento


La Planicie corresponde a un paisaje modelado por los ríos que vienen de la cordillera y que han perdido su capacidad de carga, llevando en suspensión sedimentos finos; en consecuencia los cauces que venían encajonados y profundos se transforman en lechos amplios y de poca profundidad, lo cual favorece la ocurrencia de fenómenos como desbordamientos, inundaciones y cambios de curso, especialmente durante las épocas de lluvias, en las que es importante evacuar el agua que se almacena en la llanura. En ella se ha experimentado intenso remodelado debido al repentino cambio de curso de los ríos que bajan de la cordillera, lo que ha dado como resultado la presencia de una sucesión de bancos arenosos y bajos arcillosos.

En el paisaje de Valle predominan las superficies alargadas, constituidas por la incisión de las corrientes hídricas que descienden de la cordillera.

4.2.4. Características del Vertimiento

Como se comentó anteriormente, las aguas residuales a verter en el suelo mediante sistemas de aspersión o infiltración son aguas domésticas producto de las labores diarias de operación de los campamentos y pozo estratigráfico durante la ejecución del proyecto. en la tabla 4 se presenta la caracterización tipo de las aguas residuales domesticas a verter.

Tabla 4. Composición Típica De Las Aguas Residuales Domésticas

CONSTITUYENTECONCENTRACIÓN

UNIDADES FUERTE MEDIA DÉBILSólidos Totales mg/l 1200 720 350Sólidos Disueltos Totales mg/l 850 500 250Fijos mg/l 525 300 145Volátiles mg/l 325 200 105Sólidos Suspendidos mg/l 350 220 105Fijos mg/l 75 55 20Volátiles mg/l 275 165 80Sólidos Sedimentables mg/l 20 10 5Demanda Bioquímica de Oxígeno mg/l 400 220 110Carbono Orgánico Total mg/l 290 160 80Demanda Química de Oxígeno mg/l 1000 500 250Nitrógeno (total en la forma N) mg/l 85 40 20Orgánico mg/l 35 15 8Amoniaco libre mg/l 50 25 12Nitritos mg/l 0 0 0Nitratos mg/l 0 0 0Fósforo (total en la forma P) mg/l 15 8 4Orgánico mg/l 5 3 1Inorgánico mg/l 10 5 3Cloruros mg/l 100 50 30Alcalinidad (como CaCO3) mg/l 200 100 50Sulfato mg/l 34 22 12


Coliformes totales N°/100 ml 20000 20000 20000

Fuente: Metcalf & Eddy (1995).

A continuación se hace un análisis de los principales solutos y sustancias a verter.

Materia orgánica Los suelos en los que se pretende verter las aguas residuales presentan bajos contenidos de materia orgánica y una baja fertilidad, características comunes a los suelos del área. El aporte de aguas residuales hará que se aumente los contenidos de materia orgánica en el suelo lo cual es benéfico para aumentar la actividad biológica natural del mismo.

Alcalinidad El agua a verter tiene una concentración que varía entre 150 a 50 mg/l. Los suelos en los que se verterá el agua residual presenta características de acidez con pH menores a 5, por lo cual el vertimiento de sustancias alcalinas puede mejorar los pH, efecto que será insignificante debido a la baja concentración de carbonato de calcio y al bajo caudal a suministrar aunque este será continua por el tiempo que duren en funcionamiento los campamentos y las actividades de perforación.

Cambios en el pH. El pH del suelo tiende a ser bajo menor de 5 y el que presenta el vertimiento se puede decir que presenta un pH neutro, por lo cual la alteración en las condiciones del pH será baja y no afectará la microflora y microfauna que exista en el suelo.

Metales Pesados. De acuerdo a la caracterización de las aguas residuales a verter en los suelos y las actividades a desarrollar en los campamentos, estas aguas no presentan presencia de metales pesados, por lo cual no habrá aporte de estos elementos al suelo.

Coliformes Totales: La ZNS constituye la línea de defensa más importante con la contaminación fecal de los acuíferos. En este sentido, aumentar al máximo el tiempo de permanencia del efluente en la zona no saturada seria factor clave en la atenuación y eliminación de bacterias y virus. Según CEPIS, la filtración de las bacterias en las superficies de infiltración seria el principal mecanismo para limitar su desplazamiento a través del suelo. Butle et al. (1954) estudiaron la penetración de las bacterias coliformes en los suelos arenosos que se utilizan para evacuar los efluentes y pudieron comprobar que se habían reducido drásticamente los coliformes en los primeros 5 cm de suelo, pero que había un aumento consiguiente de bacterias en los niveles inferiores. Se observo que la filtración no es un mecanismo clave para la eliminación de bacterias en la zona saturada, con excepción de los estratos de granulación fina cuyos poros tienen un diámetro inferior al tamaño de los microorganismos. Para el caso en particular, en donde los suelos son ácidos, se prevé menor tiempo de supervivencia de estas bacterias, igual ocurre con la presencia de luz solar en la superficie del suelo. En general, los coliformes fecales aparentemente solo sobreviven 70 días con las condiciones ambientales, con una reducción del 90% pasados los 15-20 días. Sin embargo, en un medio húmedo y de baja temperatura algunos coliformes fecales pueden sobrevivir muchos meses. Bajo condiciones de elevada temperatura y aridez (Que es el caso especifico del proyecto), es probable que la total eliminación de las bacterias fecales ocurra en 15 días.


5. RESULTADOS Y DISCUSION

5.1. APLICACIÓN DEL MODELO HYDRUS-1D

Se ha hecho una aplicación teórica del modelo HYDRUS 1D para estimar el grado de vulnerabilidad a la contaminación por el vertimiento de aguas residuales domesticas provenientes de un sistema de infiltración o aspersión.

De acuerdo a los resultados de la modelación, no existe riesgo de contaminación o de que las concentraciones que potencialmente lleguen hasta los niveles de las aguas subterráneas sean tan altas que alteren la calidad del agua subterránea.

El modelo HYDRUS1D requiere información de parámetros considerados importantes para este tipo de análisis, como son la profundidad del nivel freático ó espesor de la ZNS, el contenido de humedad del suelo, la permeabilidad de los estratos no saturados y la recarga. Por ello este tipo de modelo fue considerado como la mejor alternativa para evaluar la vulnerabilidad de contaminación del suelo por vertimientos puntuales, siempre que se cuente con la información necesaria.

Considerando que el modelo de simulación hace una buena representación del sistema y que implica en la evaluación, la estructura de los materiales allí presentes y la disponibilidad hídrica los cuales rigen el proceso de flujo del agua a través de la ZNS,

El modelo HYDRUS 1D, fue corrido para 6 columnas seleccionadas de acuerdo a los tipos de suelo presentes en el área de estudio, asumiendo que estas inicialmente se encontraban a capacidad de campo en la superficie y saturadas en la zona de contacto con el acuífero. Así, entonces el flujo es dominado por la variación que de estas condiciones provoquen las condiciones climáticas en este caso la precipitación y evapotranspiración incluidas en la simulación. Dado que las series climáticas fueron incluidas a escala diaria, la simulación queda sometida a esta condición, y adicionalmente centrada en el periodo de duración del programa sísmico planificado para un período de doce meses (Enero a Diciembre).

En las tablas siguientes se analiza la posibilidad o no de que los vertimientos lleguen hasta el nivel freático.

El aporte de solutos a la matriz del suelo, en el caso específico de los suelos revisados, es benéfico, dado que la mayoría de los solutos se encuentran en concentraciones bajas en el agua de vertimiento y su aporte actúa como nutrientes a los suelos que presentan baja fertilidad y una alta acidez.

Flujo de Agua en un perfil de suelo en el campo bajo la hierba

En este caso se considera una dimensión de flujo de agua en un perfil de campo, asociada a la aspersión de vertimientos tratados de origen domiciliario producto del funcionamiento de los campamentos durante la realización del programa sísmico

Para iniciar el modelo se parte de los datos atmosféricos y observación de los niveles de agua subterránea presentes en el territorio, siendo estos datos esenciales para establecer las condiciones de contorno necesarias para el modelo numérico. Los cálculos se


realizado durante el periodo de 12 meses 1 de enero al 31 de diciembre de un año promedio

El perfil del suelo se componía de dos capas: una de 40 cm de espesor, un horizonte y un B / C horizonte que se extendió a una profundidad de unos 300 cm. La profundidad de la zona de las raíces fue de 30 cm. la escala de las funciones hidráulicas de las capas de suelo en el área se analiza mediante la modelación del contenido de agua, el flujo de agua y la conductividad hidráulica.

La superficie del suelo y las condiciones del entorno se incluyen a partir de las precipitaciones actuales y potenciales las tasas de evapotranspiración de una cubierta herbácea, los flujos de superficie se han incorporado mediante el uso de valores promedio diario distribuidos uniformemente a lo largo de periodo de evaluación. La condición de frontera inferior consistía en un drenaje de flujo prescrito

El nivel del agua subterránea se fijó para todos los suelos en un 50% de longitud por debajo de la superficie del suelo medido en cm, el perfil de humedad inicial fue llevado a estar en equilibrio con el nivel freático inicial.

5.1.1. Resultados Suelos Ustoxic Dystropepts (Unidad AVgb)-(a)

Presenta en el horizonte superficial un color pardo grisáceo oscuro, textura franco arenosa y estructura en bloques subangulares. Los horizontes inferiores son de color amarillo rojizo y pardo amarillento, con textura franco arcillo arenosa y estructura en bloques subangulares débilmente desarrollados. La reacción de estos suelos es mediana a muy fuertemente ácida, presentan bajos niveles de saturación de bases, fósforo, potasio, materia orgánica y capacidad de intercambio catiónica; por ende, niveles de fertilidad muy baja.

La muestra tomada para esta unidad de suelos se realizo para una profundidad de 270 cm constituido de material franco arenoso en los primeros 60 cm y material Franco Arcillo Arenoso en el resto del perfil.

El aporte de solutos a la matriz del suelo, en el caso específico del suelo revisado, es benéfico, dado que la mayoría de los solutos se encuentran en concentraciones bajas en el agua de vertimiento y su aporte actúa como nutrientes a los suelos que presentan baja fertilidad y una alta acidez. Igualmente el efluente se purifica por filtración, reacciones biológicas y procesos de adsorción, siendo más efectivos en los suelos no saturados ya que el contacto entre líquido y suelo es más estrecho y prolongado.

Tipo Suelo Grosor CmAF 1 12,0FA 2 138

Tipo Material en el PerfilMaterial Ancho %


Arenas 107,3 71,52%Limos 22,5 14,97%

Arcillas 20,3 13,51%Total 150 100%

71.52%

14.97%

13.51%

Arenas Limos Arcillas

Condiciones de Drenaje

Infiltración Básica (cm/hora) 17,92

Caudal de Vertimiento (Lt/seg) 0,4

Profundidad Raices (cm) 17,647

R2 Aqh Parameter 0,9980

Caudal vertido (Lamina en cm) 0,18977

C tomado por raíz (l/seg) 0,10

Coord de la parte inferior de drenaje (Deph en cm) -13,24

Coord. de la capa impermeable (Deph en cm) -240,00

Área Campo de Infiltración (M2) 68

Horizontal Ks (Lt/m2/día) 50,61

Wet Perimeter (ml) 17,53

Amplitud Temperatura (Co) 2,5

Perfil del Terreno en la unidad de suelo


-160

-140

-120

-100

-80

-60

-40

-20

0

0 1 2 3 4 5 6 7

Theta [-]

Profile Information: Water ContentPara esta zona en un periodo de 365 días el contenido de humedad en el suelo medido como la cantidad de agua que este tendría en sus capas inferiores, registra valores medibles de hasta cerca de 150 cm de profundidad, donde se estima termina la ZNS y el suelo comienza a ejercer presión negativa, por registrar presencia de material de mayor densidad de compactación (arcillas).

-160

-140

-120

-100

-80

-60

-40

-20

0

-400 -200 0 200 400 600

v [cm/days]

Profile Information: Water FluxEl flujo de agua presente en la zona registra un desplazamiento gravitacional positivo (infiltración en el terreno) hasta los 80 cm lugar donde se encuentra con la ZNS hasta los 150 cm con una velocidad máxima de 80 cm/día, este comportamiento se puede asociar a que el fluido alcanza en la ZNS su máximo tanto de infiltración como de desplazamiento horizontal y después que el flujo pasa esta zona disminuye debido a que el suelo comienza a ejercer presión negativa, cuando esta zona se satura el suelo pierde capacidad de retención y el fluido se desplaza con una velocidad mucho menor, con mayor probabilidad de llegar a aguas subterráneas o cambiar las características químicas del suelo.


-160

-140

-120

-100

-80

-60

-40

-20

0

0 20 40 60 80 100 120

K [cm/days]

Profile Inform.: Hydraulic ConductivitySegún la CEPIS las tasas de flujo de agua en la ZNS no sobrepasa los 30 cm/día, para este caso se registran valores hasta de 20 cm/día, entre los 60 y 170 centímetros de profundidad.

En los primeros 60 cm de profundidad donde predominan materiales de menor densidad de compactación como la arena o limos que se caracterizan por tener poros de mayor tamaño, se presenta conductividad hidráulica saturada relativamente elevada de hasta de 80 cm/día reduciéndose drásticamente al aumentar la tensión del suelo y entrar el contacto con la ZNS.

Flujos del fluido y contaminante en la estructura del suelo

-2.5

-2.0

-1.5

-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

1.5

0 50 100 150 200 250 300 350 400

Time [days]

Potential Surface FluxLa cantidad total de agua que el suelo espera recibir es igual a la esperada por la precipitación, mas la vertida por aspersión (espesor lamina de agua por aspersión de 0.0079 cm/día), una gran cantidad de este fluido es evaporado o transpirado por la vegetación presente.

El excedente es infiltrado en las capas inferiores del terreno, así que el flujo potencial en la superficie es directamente proporcional a la cantidad de agua que llega, ya que a mayor cantidad de flujo superficial mayor potencial gravitacional.

Para el perfil analizado desde la superficie del terreno se espera que cerca del día 80, se registren los picos máximos de velocidad del flujo superficial hasta el día 200 con valores medios de 5.2 cm/día.


-0.070

-0.065

-0.060

-0.055

-0.050

-0.045

0 100 200 300 400

Time [days]

Bottom FluxEl flujo potencial por la parte baja del perfil evaluado para este tipo de suelo indica que después que el soluto pasa la ZNS las velocidades del flujo alcanzan máximo 0.65 cm al día.

Así el tiempo de residencia del flujo en la parte inferior del perfil se mantiene en una velocidad promedio de 0.65 entre los días 90 y 340.registrandose una vulnerabilidad moderada y una movilidad mediana.

Concentración del Contaminante

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

0 50 100 150 200 250 300 350 400

Time [days]

Surface Concentration En la superficie del terreno en los primeros 100 días se esperan concentraciones máximas de 1.8 cm3,(en el área de infiltración), a partir del día 100 hasta el fin del periodo de evaluación se espera se registre una estabilización de la concentración del soluto en la superficie, con valores medios cercanos a los 1.1cm3,

Lo anterior se puede atribuir al potencial filtrante de las primeras capas del terreno y al flujo de fluido esperado en la superficie.

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

0 50 100 150 200 250 300 350 400

Time [days]

Bottom ConcentrationEl nivel de concentración del soluto por la parte baja del perfil evalúa la tasa de saturación esperada del suelo, dada por el espacio ocupado por el soluto, en función al área utilizada para realizar el vertimiento, después de pasar la ZNS, siendo este el potencial a infiltrarse a aguas subterráneas o cambiar la estructura química del mismo.

Así que el nivel de concentración del soluto por la parte baja del perfil un área estimada de aspersión de 4114 M2 se espera encontrarse en valores máximos de 1.4 cm3 de soluto, en el día 200 y esta inicia su descenso porque el suelo se ha saturado y


se ha incrementado el flujo hacia las aguas subterráneas previstas en la zona de estudio, registrándose una vulnerabilidad moderada y una movilidad mediana.

En esta unidad de suelo, existe una probabilidad moderada de que pasen solutos a aguas subterráneas, a partir del día 200. Se espera que a medida de que en las capas inferiores se vaya acumulando soluto, mayor probabilidad habría de que se afectaran las aguas subterráneas.

Se observa que el área a ocupar por el soluto en las capas inferiores del terreno será hasta de de 1.8 cm3, en los primeros 100 días y a partir del día 100 hasta el fin del periodo de evaluación se espera se registre una estabilización de la concentración del soluto en la superficie, con valores medios cercanos a los 1.1cm3.

El nivel de concentración del soluto por la parte baja del perfil para un área estimada de aspersión de 4114 M2, espera encontrarse en valores máximos de 1.4 cm3 de soluto, en el día 200, iniciado luego su descenso porque el suelo se ha saturado y se ha incrementado el flujo hacia las aguas subterráneas previstas en la zona de estudio, registrándose una vulnerabilidad moderada y una movilidad mediana.

Por otro lado, la velocidad de infiltración máxima alcanzada no supera los 0. 65 cm/día, lo que alcance a pasar tendría unas concentraciones demasiado bajas en este perfil, con lo cual no se prevé afectación a la calidad del agua subterránea ni al suelo.

5.1.2. Resultados Suelos Ustic Quartzipsamments (Unidad AVgb)-(b)

Ocupa las áreas convexas, los suelos son profundos, bien drenados, de texturas moderadamente finas a finas. El horizonte superficial tiene de 10 a 24 cm de espesor, es de color pardo grisáceo muy oscuro, de textura media a fina y estructura en bloques subangulares finos. El subsuelo presenta un color pardo fuerte a rojo amarillento, textura moderadamente fina a fina y estructura en bloques subangulares finos a medios, débil a moderadamente desarrollados. Presenta reacción mediana a muy fuertemente ácida, los valores de fósforo y potasio son bajos. La capacidad de intercambio catiónica es baja a media. La materia orgánica es alta en el primer horizonte y decrece en profundidad a niveles bajos. La fertilidad es baja.

La muestra tomada para esta unidad de suelo se realizo para una profundidad de 150 cm constituido de material netamente arcilloso en toda su profundidad, predominando la arcilla.

El aporte de solutos a la matriz del suelo, en el caso específico del suelo revisado, es benéfico, dado que la mayoría de los solutos se encuentran en concentraciones bajas en el agua de vertimiento y su aporte actúa como nutrientes a los suelos que presentan baja fertilidad y una alta acidez.

Perfil Suelo Grosor Cm


AF 1 160,0


Arenas 134,0 83,76%Limos 14,0 8,75%Arcillas 12,0 7,49%Total 160 100%

83.76%

8.75%7.49%

Arenas Limos Arcillas
















-140

-120

-100

-80

-60

-40

-20

0

0 1 2 3 4 5 6

Theta [-]

Water Content

Para esta zona en un periodo de 365 días el contenido de humedad en el suelo medido como la cantidad de agua que este tendría en sus capas inferiores, registra valores medibles de hasta cerca de 15 cm de profundidad, donde se estima termina la ZNS y el suelo comienza a ejercer presión negativa, por registrar presencia de material de mayor densidad de compactación (arcillas). Cuando existen importantes cantidades de arcilla, estas por su poca capacidad de drenaje hacen que el contenido de humedad sea relativamente grande ya que la mayor parte del agua queda retenida en poros muy finos.

-140

-120

-100

-80

-60

-40

-20

0

-2000 0 2000 4000 6000

v [cm/days]

Profile Information: Water Flux

Water Flux

El flujo de agua presente en la zona registra un desplazamiento gravitacional positivo (infiltración en el terreno) hasta los 20 cm como máximo, lugar donde se encuentra la ZNS. En esta profundidad el flujo de agua es casi nulo hasta cuando llega a los 80 cm. Después que el flujo pasa esta zona, la velocidad del flujo puede llegar hasta los 110 cm/día pese a la presión negativa del suelo ya que las arcillas tienen poca capacidad de drenaje.

-140

-120

-100

-80

-60

-40

-20

0

0 20 40 60 80 100 120

K [cm/days]

Hydraulic Conductivity

Según la CEPIS las tasas de flujo de agua en la ZNS no sobrepasa los 30 cm/día, para este caso se registran valores hasta de 14.2cm/día, en los primeros 15 centímetros de profundidad.

La conductividad hidráulica en este perfil es mínima al aumentar y registra alta tensión del suelo. (La relación entre conductividad hidráulica y la tensión es una característica básica de los suelos. Los suelos finos, tienen una conductividad hidráulica saturada más bien baja, la cual se reduce más lentamente al aumentar la tensión, como ocurre en este caso).



-2.5

-2.0

-1.5

-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

1.5

0 50 100 150 200 250 300 350 400

Time [days]

Potential Surface Flux

Potencial Surface Flux

La cantidad total de agua que el suelo espera recibir es igual a la esperada por la precipitación, mas la vertida por aspersión (espesor lamina de agua por aspersión de 0.00788 cm/día), una gran cantidad de este fluido es evaporado o transpirado por la vegetación presente.

El excedente es infiltrado en las capas superiores del terreno, así que el flujo potencial en la superficie es directamente proporcional a la cantidad de agua que llega, ya que a mayor cantidad de flujo superficial mayor potencial gravitacional.

Para el perfil analizado desde la superficie del terreno se espera que cerca del día 10, se registren los picos de velocidad del flujo superficial hasta el día 200 con valores medios de 5.2 cm/día.

-1

0

1

2

3

4

0 50 100 150 200 250 300 350 400

Time [days]

Bottom Flux

Bottom Flux

El flujo potencial por la parte baja del perfil evaluado para este tipo de suelo indica que después que el soluto pasa la ZNS las velocidades del flujo alcanzan máximo 0.082 cm/día, durante todo el tiempo evaluado. La velocidad del flujo promedio será de 0.030 cm/día.

En este sentido, la movilidad y el tiempo de viaje (tiempo de residencia de la sustancia en la ZNS) resulta ser mediana a ligera con una vulnerabilidad moderada a baja).



0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

0 50 100 150 200 250 300 350 400

Time [days]

Surface Concentration


En la superficie del terreno en los primeros 100 días se espera llegar a alcanzar concentraciones máximas de soluto de 0.5 cm3, (para toda el área útil de infiltración). Estas siguen en ascenso continuo hasta el día 365 donde se registrara un valor de 0.5 cm3.

Lo anterior se puede atribuir al bajo potencial filtrante del terreno y a la capacidad de retención de agua de este lo cual facilita alto grado de dilución.

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

0.45

0 50 100 150 200 250 300 350 400

Time [days]

Bottom Concentration


El nivel de concentración del soluto por la parte baja del perfil evalúa la tasa de saturación esperada del suelo, dada por el espacio ocupado por el soluto, en función al área utilizada para realizar el vertimiento, después de pasar la ZNS, siendo este el potencial a infiltrarse a aguas subterráneas o cambiar la estructura química del suelo.

Así que el nivel de concentración del soluto por la parte baja del perfil (en un área estimada de aspersión de 4114 M2 ), espera encontrarse en valores máximos de 0.37 cm3 de soluto, en el día 365, con propensión a seguir subiendo ya que el poder filtrante de la arcilla es muy bajo casi despreciable. Lo anterior implica que la posibilidad de contaminación del suelo y de las aguas subterráneas sea casi nulo.

En virtud de lo anterior, la vulnerabilidad va del rango moderada a baja.

En esta unidad de suelo, existe una probabilidad mínima (despreciable) de que pasen solutos a aguas subterráneas. El flujo potencial por la parte baja del perfil evaluado para este tipo de suelo indica que después que el soluto pasa la ZNS las velocidades del flujo alcanzan máximo 0.082 cm/día, durante todo el tiempo evaluado.

En la superficie del terreno en los primeros 100 días se espera llegar a alcanzar concentraciones máximas de soluto de 0.5 cm3, (para toda el área útil de infiltración). Estas siguen en ascenso continuo hasta el día 365 donde se registrara un valor de 0.5 cm3.


Así que el nivel de concentración del soluto por la parte baja del perfil (en un área estimada de aspersión de 4114 M2 ), espera encontrarse en valores máximos de 0.37 cm3

de soluto, en el día 365, con propensión a seguir subiendo ya que el poder filtrante de la arcilla es muy bajo casi despreciable. Lo anterior implica que la posibilidad de contaminación del suelo y de las aguas subterráneas sea casi nulo.

El flujo potencial por la parte baja del perfil evaluado para este tipo de suelo indica que después que el soluto pasa la ZNS las velocidades del flujo alcanzan máximo 0.082 cm/día, durante todo el tiempo evaluado. La velocidad del flujo promedio es de 0.030 cm/día.

5.1.3. Resultados Suelos Typic Haplustox (Unidad LVGdc2)-(a)

Unidad caracterizada por tener la mayor densidad de escarceos, el relieve es plano a cóncavo con pendientes de 0 a 3%. Los suelos han evolucionado en condiciones de hidromorfismo y presentan un buen desarrollo pedogenético. Son suelos de drenaje pobre, superficiales y encharcables, principalmente durante las épocas lluviosas; este último fenómeno es favorecido por el relieve plano, la lenta permeabilidad y la presencia de escarceos. La unidad se compone de los suelos Umbric Oxic Plinthaquults en un 40%, Umbric Plinthic Tropaquults en un 40% y Plinthic Tropaquults en un 20%. En la cartografía aparecen las unidades SOa1 (con pendientes entre 1 y 3% y erosión ligera), SOa1s (con pendientes entre 1 y 3% y erosión ligera) y SOaz (con pendientes entre 1 y 3% e inundables).

Se localiza en las zonas cóncavas de la unidad, presenta un horizonte superficial de 20 a 30 cm de espesor, de color en húmedo negro y textura franco limosa; se halla sobre un horizonte E (álbico) de 30 a 35 cm de espesor, de color gris claro y textura franco limosa a franco arcillo limosa; éste a su vez descansa sobre un horizonte Bt (argílico), de 70 a 80 cm de espesor, de color gris claro y textura arcillosa, con más del 50% de plintita por volumen; por último aparece una capa arcillosa concrecionada de color blanco. Desde el punto de vista químico presenta bajos niveles de fósforo y potasio, saturación de aluminio limitante para la mayoría de los cultivos, saturación de bases baja, capacidad de intercambio de cationes baja hasta el primer metro de profundidad. La fertilidad es baja.

La muestra tomada para esta unidad de suelo se realizo para una profundidad de 180 cm constituido de material franco limoso en los primeros 43 cm, franco arcilloso limoso 24 cms, arcillo limoso 38 cms y arcilloso los últimos 75 cm, predominando el material arcilloso.


Perfil Suelo Grosor CmF 1 14,0

FAr 2 121


















-140

-120

-100

-80

-60

-40

-20

0

2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0

Theta [-]

Profile Information: Water Content

Water Content

Para esta unidad de suelo, en un periodo de 365 días el contenido de humedad medida como la cantidad de agua que este tendría en sus capas inferiores, registra valores medibles de hasta los 145 cm de profundidad, donde se estima termina la ZNS y el suelo comienza a ejercer presión negativa, por registrar presencia de material de mayor densidad de compactación (arcillas).


-140

-120

-100

-80

-60

-40

-20

0

-100 0 100 200 300 400 500

v [cm/days]

Water Flux

El flujo de agua presente en la zona registra un desplazamiento gravitacional positivo (infiltración en el terreno) hasta los 40 cm. Aquí ya inicia la ZNS donde el flujo del agua es horizontal con velocidades de hasta 250 cm/día y va hasta los 145 cm de profundidad. A partir de esta profundidad, el flujo de agua es ya muy bajo tendiendo a ser nulo, (por efecto de la presión negativa del suelo).

-140

-120

-100

-80

-60

-40

-20

0

0 1 2 3 4 5 6 7

K [cm/days]

Profile Inform.: Hydraulic Conductivity


Según la CEPIS las tasas de flujo de agua en la ZNS no sobrepasa los 30 cm/día, para este caso se registran valores hasta de 16.5 cm/día, en los primeros 40 centímetros de profundidad. A partir de aquí la conductividad se reduce con velocidades de 12.5 cm/día hasta los 60 cm de profundidad, volviendo a aumentar a 13 cm/día hasta los 145 cm de profundidad y siguiendo en aumento a un máximo de 16.5 cm/día en las capas más profundas.


-2.5

-2.0

-1.5

-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

1.5

0 50 100 150 200 250 300 350 400

Time [days]

Potential Surface FluxLa cantidad total de agua que el suelo espera recibir es igual a la esperada por la precipitación, mas la vertida por aspersión (espesor lamina de agua por aspersión de 0.0079 cm/día), una gran cantidad de este fluido es evaporado o transpirado por la vegetación presente.



Potencial Surface Flux Hacia el día 200 se presentara un flujo potencial en superficie de 5 cm/día por su drenaje pobre, son suelos superficiales y encharcables, principalmente durante las épocas lluviosas. Lo anterior es favorecido por el relieve plano, la lenta permeabilidad y la presencia de escarceos.

-0.16

-0.15

-0.14

-0.13

-0.12

-0.11

-0.10

0 50 100 150 200 250 300 350 400

Time [days]

Bottom Flux

Bottom Flux

El flujo potencial por la parte baja del perfil evaluado para este tipo de suelo indica que hacia el día 80 en adelante y una vez que el soluto pasa la ZNS, las velocidades del flujo alcanzan máximo 0.30 cm/día. La velocidad del flujo promedio será de 0.15 cm/día.

En este sentido, la movilidad y el tiempo de viaje (tiempo de residencia de la sustancia en la ZNS) resulta ser mediana con una vulnerabilidad moderada.


0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0 50 100 150 200 250 300 350 400

Time [days]



En la superficie del terreno, para los primeros 60 días se espera llegar a alcanzar concentraciones máximas de soluto de 1.45 cm3, (para toda el área útil de infiltración). Luego estas se estabilizan hasta el día 150, a partir del cual se re reduce a 1.30 cm3 hasta el día 250 en donde vuelve a presentar ascenso a 1.48 cm3 y para el día 365 asciende a 1.9 cm3.

Lo anterior se puede atribuir al drenaje pobre y que son suelos superficiales y encharcables, principalmente durante las épocas lluviosas.


0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

0.45

0 50 100 150 200 250 300 350 400

Time [days]




Así que el nivel de concentración del soluto por la parte baja del perfil (en un área estimada de aspersión de 4114 M2 ), comienza en 0.15 cm3 los primeros 100 días, empezando a subir la concentración paulatinamente hasta llegar a valores máximos de 1.38 cm3 de soluto, en el día 365, con propensión a seguir subiendo.

La concentración puede ser acumulativa ayudada por el hecho de que en las capas inferiores del perfil se hallan arcillas las cuales tienen bajo poder filtrante y registran tensiones negativas del suelo. Para el tiempo en que se desarrolle el programa sísmico (3 meses como máximo), las posibilidades de que el nivel freático pueda llegar a contaminarse son mínimas, pero el suelo si puede llegar a ser afectado en mínima proporción por el efecto acumulativo del material soluto.

En esta unidad de suelo, existe una probabilidad mínima (despreciable) de que pasen solutos a aguas subterráneas. El flujo potencial por la parte baja del perfil evaluado para este tipo de suelo indica que hacia el día 80 en adelante y una vez que el soluto pasa la ZNS, las velocidades del flujo alcanzan máximo 0.30 cm/día.

En la superficie del terreno para los primeros 60 días se espera llegar a alcanzar concentraciones máximas de soluto de 1.45 cm3, (para toda el área útil de infiltración). Luego estas se estabilizan hasta el día 150, a partir del cual se re reduce a 1.30 cm3 hasta el día 250 en donde vuelve a presentar ascenso a 1.48 cm3 y para el día 365 asciende a 1.9 cm3.


Así que el nivel de concentración del soluto por la parte baja del perfil (en un área estimada de aspersión de 4114 M2 ), comienza en 0.15 cm3 los primeros 100 días, empezando a subir la concentración paulatinamente hasta llegar a valores máximos de 1.38 cm3 de soluto, en el día 365, con propensión a seguir subiendo. La concentración puede ser acumulativa ayudada por el hecho de que en las capas inferiores del perfil se hallan arcillas las cuales tienen bajo poder filtrante y registran tensiones negativas del suelo. Para el tiempo en que se desarrolle el programa sísmico (3 meses como máximo), las posibilidades de que el nivel freático pueda llegar a contaminarse son mínimas, pero el suelo si puede llegar a ser afectado en mínima proporción por el efecto acumulativo del material soluto.

El flujo potencial por la parte baja del perfil evaluado para este tipo de suelo indica que hacia el día 80 en adelante y una vez que el soluto pasa la ZNS, las velocidades del flujo alcanzan máximo 0.30 cm/día. La velocidad del flujo promedio será de 0.15 cm/día. En este sentido, la movilidad y el tiempo de viaje (tiempo de residencia de la sustancia en la ZNS) resulta ser mediana con una vulnerabilidad moderada.

5.1.4. Resultados Suelos Typic Hapludox (Unidad LVGdc2)-(b).

La unidad de suelo SO, es caracterizada por tener la mayor densidad de escarceos, el relieve es plano a cóncavo con pendientes de 0 a 3%. Los suelos han evolucionado en condiciones de hidromorfismo y presentan un buen desarrollo pedogenético. Son suelos de drenaje pobre, superficiales y encharcables, principalmente durante las épocas lluviosas; este último fenómeno es favorecido por el relieve plano, la lenta permeabilidad y la presencia de escarceos. La unidad se compone de los suelos Umbric Oxic Plinthaquults en un 40%, Umbric Plinthic Tropaquults en un 40% y Plinthic Tropaquults en un 20%. En la cartografía aparecen las unidades SOa1 (con pendientes entre 1 y 3% y erosión ligera), SOa1s (con pendientes entre 1 y 3% y erosión ligera) y SOaz (con pendientes entre 1 y 3% e inundables).

Presenta un perfil representativo de tipo A1-A2-BE-Btv1-Btv2-Cv. El horizonte superficial tiene 13 a 18 cm de espesor, presenta color en húmedo negro, textura franca, estructura moderada, media granular. Reposa sobre un horizonte de 14 a 19 cm de espesor, color gris muy oscuro, textura franco limosa, estructura moderada subangular fina. Éste a su vez se sitúa sobre un horizonte transicional (BE) de 25 cm de espesor, color en húmedo pardo grisáceo, textura franco arcillo limosa; sin estructura (masivo). Le sigue en profundidad un horizonte (Btv1) de 33 cm de espesor, de color en húmedo gris oscuro con 7% por volumen de manchas rojas de plintita, textura franco arcillo limosa sin estructura (masivo). El horizonte Btv2, tiene 40 cm de espesor, es de color en húmedo gris parduzco claro, con 15% de manchas de plintita, textura franco arcillosa, sin estructura. Finalmente se encuentra, a más de 130 cm, el horizonte Cv color en húmedo rojo, con 30% de manchas grises y 5% de manchas amarillo parduzco. Químicamente el suelo se caracteriza por niveles bajos de fósforo, potasio y saturación de bases. La capacidad de intercambio catiónica presenta nivel medio, mientras la saturación de aluminio presenta niveles tóxicos para la mayoría de los cultivos. La reacción es extremadamente ácida a muy fuertemente ácida. La fertilidad es baja.


La muestra tomada para esta unidad de suelo se realizo para una profundidad de 150 cm constituido de material franco en los primeros 13 cm, seguido de franco limoso en 19 cm, luego Franco-Arcilloso-Limoso en 58 cm y seguido de Franco arcilloso los últimos 60 cm, predominando las arcillas.


Perfil Suelo Grosor CmFA 1 48,0

F 2 92


















-140

-120

-100

-80

-60

-40

-20

0

1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0

Theta [-]


Water Content

Para esta unidad de suelo, en un periodo de 365 días el contenido de humedad medida como la cantidad de agua que este tendría en sus capas inferiores, registra valores medibles de hasta los 130 cm de profundidad, donde se estima termina la ZNS y el suelo comienza a ejercer presión negativa, por registrar presencia de material franco arcilloso con predominio de la arcilla.

-140

-120

-100

-80

-60

-40

-20

0

-100 0 100 200 300 400

v [cm/days]


Water Flux

El flujo de agua presente en la zona registra un desplazamiento gravitacional positivo (infiltración en el terreno) hasta los 40 cm. Aquí ya inicia la ZNS donde el flujo del agua es horizontal con velocidades de hasta 220 cm/día y va hasta los 65 cm de profundidad. A partir de aquí, el flujo de agua es lento tendiendo a ser nulo hasta los 130 cm.

-140

-120

-100

-80

-60

-40

-20

0

0 20 40 60 80 100 120

K [cm/days]


Según la CEPIS las tasas de flujo de agua en la ZNS no sobrepasa los 30 cm/día, para este caso se registran valores hasta de 17.8 cm/día, en los primeros 30 centímetros de profundidad. A partir de aquí la conductividad se reduce con velocidades de 12.5 cm/día hasta los 120 cm de profundidad disminuyendo nuevamente a velocidades de 8.5 cm/día hasta los 150 cm de profundidad.



-2.5

-2.0

-1.5

-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

1.5

0 50 100 150 200 250 300 350 400

Time [days]





Hacia el día 200 se presentara un flujo potencial en superficie de 5.4 cm/día por ser suelos de drenaje pobre, superficiales y encharcables, principalmente durante las épocas lluviosas; este último fenómeno es favorecido por el relieve plano, la lenta permeabilidad y la presencia de escarceos.

-0.30

-0.28

-0.26

-0.24

-0.22

-0.20

0 50 100 150 200 250 300 350 400

Time [days]

Bottom Flux

Bottom Flux

El flujo potencial por la parte baja del perfil evaluado para este tipo de suelo indica que hacia el día 80 en adelante y una vez que el soluto pasa la ZNS, las velocidades del flujo alcanzan máximo 0.23 cm/día. La velocidad del flujo promedio será de 0.11 cm/día.




0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

0 50 100 150 200 250 300 350 400

Time [days]


En la superficie del terreno, para los primeros 40 días se espera llegar a alcanzar concentraciones de soluto de 1.45 cm3, (para toda el área útil de infiltración). Luego estas siguen ascendiendo hasta el día 110 con una concentración del soluto de 1.8 cm3, descendiendo luego en el día 150 con una concentración de 1.3 cm3 la cual se mantiene estable hasta el día 250 donde comienzo su ascenso a valores máximos de 1.6 cm3 en el día 340. Al día 365 asciende a 2.1 cm3.

Lo anterior se puede atribuir al drenaje pobre y que son suelos superficiales y encharcables, principalmente durante las épocas lluviosas.

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

0.45

0 50 100 150 200 250 300 350 400

Time [days]




Así que el nivel de concentración del soluto por la parte baja del perfil (en un área estimada de aspersión de 4114 M2

), comienza en 0.15 cm3 los primeros 80 días, empezando a subir la concentración paulatinamente hasta llegar a valores máximos de 1.40 cm3

de soluto, en el día 365, con propensión a estabilizarse.

La concentración puede ser acumulativa ayudada por el hecho de que en las capas inferiores del perfil se hallan materiales franco-arcillosos, los cuales tienen bajo poder filtrante y registran tensiones negativas del suelo. Para el tiempo en que se desarrolle el programa sísmico (3 meses como máximo), las posibilidades de que el nivel freático pueda llegar a


contaminarse son mínimas, pero el suelo si puede llegar a ser afectado en mínima proporción por el efecto acumulativo del material soluto.

En esta unidad de suelo, existe una probabilidad mínima (despreciable) de que pasen solutos a aguas subterráneas. El flujo potencial por la parte baja del perfil evaluado para este tipo de suelo indica que hacia el día 80 en adelante y una vez que el soluto pasa la ZNS, las velocidades del flujo alcanzan máximo 0.23 cm/día. La velocidad del flujo promedio será de 0.11 cm/día.

En la superficie del terreno, para los primeros 40 días se espera llegar a alcanzar concentraciones de soluto de 1.45 cm3, (para toda el área útil de infiltración). Luego estas siguen ascendiendo hasta el día 110 con una concentración del soluto de 1.8 cm3, descendiendo luego en el día 150 con una concentración de 1.3 cm3 la cual se mantiene estable hasta el día 250 donde comienzo su ascenso a valores máximos de 1.6 cm3 en el día 340. Al día 365 asciende a 2.1 cm3.

Así que el nivel de concentración del soluto por la parte baja del perfil (en un área estimada de aspersión de 4114 M2 ), comienza en 0.15 cm3 los primeros 80 días, empezando a subir la concentración paulatinamente hasta llegar a valores máximos de 1.40 cm3 de soluto, en el día 365, con propensión a estabilizarse.

La concentración puede ser acumulativa ayudada por el hecho de que en las capas inferiores del perfil se hallan materiales franco-arcillosos, los cuales tienen bajo poder filtrante y registran tensiones negativas del suelo. Para el tiempo en que se desarrolle el programa sísmico (3 meses como máximo), las posibilidades de que el nivel freático pueda llegar a contaminarse son mínimas, pero el suelo si puede llegar a ser afectado en mínima proporción por el efecto acumulativo del material soluto.


5.1.5. Resultados Suelos Typic Haplustox (Unidad LVKbc1)-(a)

Esta unidad ocupa los diques y napas de los caños que atraviesan la llanura aluvial de desborde. Corresponden con pendientes menores a 3%. La unidad se compone de los suelos Fluventic Dystropepts en un 50% y Typic Tropaquults en un 30%.

El perfil representativo es de tipo A-B-C, con horizonte superficial de 20 a 30 cm de espesor, de color pardo a pardo oscuro y textura que varía de franco arenosa a franco arcillo arenosa. El horizonte B (cámbico) tiene un espesor de 50 a 70 cm, de color en húmedo pardo amarillento y textura franca, el cual descansa sobre capas francas de color en húmedo pardo amarillento. Químicamente presenta reacción muy fuertemente ácida, Capacidad de Intercambio Catiónica es baja, bajos contenidos de materia orgánica y fertilidad baja debido principalmente a escasos contenidos de calcio y fósforo.


La muestra tomada para esta unidad de suelo se realizo para una profundidad de 150 cm constituido de material franco arenoso en los primeros 10 cm, franco arenoso arcilloso en los siguientes 19 cm y franco en los últimos 121 cm, predominando el suelo arenoso.

El aporte de solutos a la matriz del suelo, en el caso específico del suelo revisado, es benéfico, dado que la mayoría de los solutos se encuentran en concentraciones bajas en el agua de vertimiento y su aporte actúa como nutrientes a los suelos que presentan baja fertilidad.

Perfil Suelo Grosor CmFA 1 48,0F 2 92

Tipo Material en el PerfilMaterial Ancho %Arenas 71,4 51,03%Limos 45,9 32,80%

Arcillas 22,6 16,17%Total 140 100%
















-140

-120

-100

-80

-60

-40

-20

0

1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0

Theta [-]

Water Content

Para esta unidad de suelo, en un periodo de 365 días el contenido de humedad medida como la cantidad de agua que este tendría en sus capas inferiores, registra valores medibles de hasta los 100 cm de profundidad, donde se estima termina la ZNS y el suelo comienza a ejercer presión negativa, por registrar presencia de material franco arcilloso – arenoso.

-140

-120

-100

-80

-60

-40

-20

0

-100 0 100 200 300 400

v [cm/days]


Water Flux

El flujo de agua presente en la zona registra un desplazamiento gravitacional positivo (infiltración en el terreno) hasta los 20 cm. Aquí ya inicia la ZNS donde el flujo del agua es horizontal con velocidades de hasta 40 cm/día y va hasta los 60 cm de profundidad. A partir de aquí, el flujo de agua es lento tendiendo a ser menor hasta los 100 cm.

-140

-120

-100

-80

-60

-40

-20

0

0 20 40 60 80 100 120

K [cm/days]



Según la CEPIS las tasas de flujo de agua en la ZNS no sobrepasa los 30 cm/día, para este caso se registran valores hasta de 25.5 cm/día, en los primeros 25 centímetros de profundidad. A partir de aquí la conductividad se reduce con velocidades de 14 cm/día hasta los 120 cm de profundidad disminuyendo nuevamente a velocidades de 9.5 cm/día hasta los 150 cm de profundidad.



-2.5

-2.0

-1.5

-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

1.5

0 50 100 150 200 250 300 350 400

Time [days]




Hacia el día 200 se presentara un flujo potencial en superficie de 5.4 cm/día por ser suelos de baja pendiente, principalmente durante las épocas lluviosas.

-0.40

-0.38

-0.36

-0.34

-0.32

-0.30

-0.28

0 50 100 150 200 250 300 350 400

Time [days]

Bottom Flux

Bottom Flux

El flujo potencial por la parte baja del perfil evaluado para este tipo de suelo indica que en los primeros 80 días se registrara una velocidad de flujo de 0.05 cm/día y desde el día 80 en adelante las velocidades del flujo alcanzan máximo 1.5 cm/día. La velocidad del flujo promedio será de 0.9 cm/día.

En este sentido, la movilidad y el tiempo de viaje (tiempo de residencia de la sustancia en la ZNS) oscila entre extrema a mediana, con vulnerabilidad alta-moderada.



0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

0 50 100 150 200 250 300 350 400

Time [days]



En la superficie del terreno, para los primeros 20 días se espera llegar a alcanzar concentraciones de soluto de 0.6 cm3, (para toda el área útil de infiltración). Luego estas siguen ascendiendo hasta el día 70 con una concentración del soluto de 1.0 cm3, estabilizándose hasta el día 250 donde registra un ascenso de 1.21 cm3 la cual disminuye a 1.0 cm3 y hacia el día 365 asciende a 1.4 cm3.

Lo anterior se puede atribuir a la buena capacidad filtrante de las arenas y limos.

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

0 50 100 150 200 250 300 350 400

Time [days]





La concentración puede ser acumulativa ayudada por el hecho de que en las capas inferiores del perfil se hallan materiales franco-arcillosos-arenoso, los cuales tienen bajo poder filtrante y registran tensiones negativas del suelo. Para el tiempo en que se desarrolle el programa sísmico (3 meses como máximo), las posibilidades de que el nivel freático pueda llegar a contaminarse son mínimas.

En esta unidad de suelo, existe una probabilidad moderada de que pasen solutos a aguas subterráneas. El flujo potencial por la parte baja del perfil evaluado para este tipo de suelo indica que en los primeros 80 días se registrara una velocidad de flujo de 0.05 cm/día y


desde el día 80 en adelante las velocidades del flujo alcanzan máximo 1.5 cm/día. La velocidad del flujo promedio será de 0.9 cm/día.

En la superficie del terreno, para los primeros 20 días se espera llegar a alcanzar concentraciones de soluto de 0.6 cm3, (para toda el área útil de infiltración). Luego estas siguen ascendiendo hasta el día 70 con una concentración del soluto de 1.0 cm3, estabilizándose hasta el día 250 donde registra un ascenso de 1.21 cm3 la cual disminuye a 1.0 cm3 y hacia el día 365 asciende a 1.4 cm3. Lo anterior se puede atribuir a la buena capacidad filtrante de las arenas y limos.


La concentración puede ser acumulativa ayudada por el hecho de que en las capas inferiores del perfil se hallan materiales franco-arcillosos-arenoso, los cuales tienen bajo poder filtrante y registran tensiones negativas del suelo. Para el tiempo en que se desarrolle el programa sísmico (3 meses como máximo), las posibilidades de que el nivel freático pueda llegar a contaminarse son mínimas.

En este sentido, la movilidad y el tiempo de viaje (tiempo de residencia de la sustancia en la ZNS) oscila entre extrema a mediana, con vulnerabilidad moderada.

5.1.6. Resultados Suelos Ustoxic Dystropepts (Unidad LVKbc1)-(b)

Se localiza sobre los médanos que hacen parte de la llanura aluvial en forma de fajas longitudinales con dirección a los vientos alisios (NE-SW); el relieve es ondulado con pendientes inferiores a 12%. Las características químicas muestran una fertilidad muy baja, debido a los bajos contenidos de calcio, fósforo y potasio; la reacción es ácida y la saturación de aluminio está próxima a la toxicidad. La unidad se compone principalmente de los suelos Ustic Quartzisamments en un 60%, Typic Ustifluvents en un 30% y la inclusión Typic Tropaquepts con un 10%. Los CPbc1 registran pendientes entre 3 y 12% y erosión ligera.

Se localiza sobre la cima de los médanos siendo el más dominante de la unidad, con un horizonte superficial de 10 a 15 cm de espesor, de color en húmedo pardo grisáceo muy oscuro y textura arenosa franca; este horizonte descansa sobre un horizonte C de texturas gruesas y color dominante amarillento. Químicamente se caracteriza por una reacción muy fuertemente ácida, bajos niveles de materia orgánica, fósforo, calcio y potasio que redundan en una fertilidad muy baja. La saturación de aluminio limita la mayoría de los cultivos.

La muestra tomada para esta unidad de suelo se realizo para una profundidad de 130 cm constituido de material arenoso-franco, predominando el suelo arenoso.

El aporte de solutos a la matriz del suelo, en el caso específico del suelo revisado, es benéfico, dado que la mayoría de los solutos se encuentran en concentraciones bajas en


el agua de vertimiento y su aporte actúa como nutrientes a los suelos que presentan baja fertilidad.

Tipo Suelo Grosor CmFA 1 50,0

FArA 2 100


















-160

-140

-120

-100

-80

-60

-40

-20

0

0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5

Theta [-]


Water Content

Para esta unidad de suelo, en un periodo de 365 días el contenido de humedad medida como la cantidad de agua que este tendría en sus capas inferiores, registra valores medibles de hasta los 110 cm de profundidad, donde se estima termina la ZNS y el suelo comienza a ejercer presión negativa, por registrar alto grado de compactación, pues es un suelo compuesto por material arenoso-franco.

-160

-140

-120

-100

-80

-60

-40

-20

0

-50 0 50 100 150 200

v [cm/days]

Water Flux

El flujo de agua presente en la zona registra un desplazamiento gravitacional positivo (infiltración en el terreno) hasta los 70 cm. Aquí ya inicia la ZNS donde el flujo del agua es horizontal con velocidades de hasta 2000 cm/día y va hasta los 90 cm de profundidad. A partir de aquí, el flujo de agua es lento tendiendo a ser nulo.

-160

-140

-120

-100

-80

-60

-40

-20

0

0 20 40 60 80 100 120

K [cm/days]



Según la CEPIS las tasas de flujo de agua en la ZNS no sobrepasa los 30 cm/día. Para este caso en particular, donde el material es arenoso-franco y se puede registrar tensión humedad baja, los poros son grandes, las fisuras pueden conducir agua, elevando la conductividad hidráulica hasta registrar un valor de 107 cm/día con posibilidades de que las aguas subterráneas puedan llegar a contaminarse. Así mismo, la lluvia puede ocasionar un rápido transporte de contaminantes.



-2.5

-2.0

-1.5

-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

1.5

0 50 100 150 200 250 300 350 400

Time [days]





Hacia el día 155 se presentara un flujo potencial en superficie de 5.4 cm/día.

-0.30

-0.28

-0.26

-0.24

-0.22

-0.20

0 50 100 150 200 250 300 350 400

Time [days]

Bottom Flux

Bottom Flux

El flujo potencial por la parte baja del perfil evaluado para este tipo de suelo indica que a partir del día 90 se alcanzara una velocidad de flujo de 1.18 cm/día. La velocidad del flujo promedio será de 0.8 cm/día.

En este sentido, la movilidad y el tiempo de viaje (tiempo de residencia de la sustancia en la ZNS) es alta, con vulnerabilidad alta-moderada.


0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

0 50 100 150 200 250 300 350 400

Time [days]


En la superficie del terreno, para los primeros 50 días se espera llegar a alcanzar concentraciones de soluto de 2.0 cm3, (para toda el área útil de infiltración). Luego estas siguen ascendiendo hasta el día 100 con una concentración del soluto de 1.0 cm3, estabilizándose hasta el día 350 donde registra un ascenso de 2.0 cm3 .

Lo anterior se puede atribuir a la buena capacidad filtrante de las arenas sin dejar de lado una posible obstrucción de los poros por los sólidos que se filtran


directamente del efluente.

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

0.45

0 50 100 150 200 250 300 350 400

Time [days]




Así que el nivel de concentración del soluto por la parte baja del perfil (en un área estimada de aspersión de 1440 M2 ), comienza en 0.2 cm3 los primeros 50 días, empezando a subir la concentración paulatinamente hasta llegar a valores máximos de 2.0 cm3 de soluto, en el día 100, disminuyendo a 1.0 cm3 de soluto en el día 150, estabilizándose hasta el día 365.

La concentración puede ser acumulativa ayudada por el hecho de que en las capas inferiores del perfil se hallan materiales areno-franco, los cuales garantizan buen drenaje hacia capas inferiores donde se pueda hallar el nivel freático y así contaminar el acuífero.

Para el tiempo en que se desarrolle el programa sísmico (3 meses como máximo), las posibilidades de que el nivel freático pueda llegar a contaminarse son moderadas.

En esta unidad de suelo, existe una probabilidad moderada de que pasen solutos a aguas subterráneas. El flujo potencial por la parte baja del perfil evaluado para este tipo de suelo indica que a partir del día 90 se alcanzara una velocidad de flujo de 1.18 cm/día. La velocidad del flujo promedio será de 0.8 cm/día.

En la superficie del terreno, para los primeros 50 días se espera llegar a alcanzar concentraciones de soluto de 2.0 cm3, (para toda el área útil de infiltración). Luego estas siguen ascendiendo hasta el día 100 con una concentración del soluto de 1.0 cm3, estabilizándose hasta el día 350 donde registra un ascenso de 2.0 cm3 .

Así que el nivel de concentración del soluto por la parte baja del perfil (en un área estimada de aspersión de 1440 M2 ), comienza en 0.2 cm3 los primeros 50 días, empezando a subir la concentración paulatinamente hasta llegar a valores máximos de


2.0 cm3 de soluto, en el día 100, disminuyendo a 1.0 cm3 de soluto en el día 150, estabilizándose hasta el día 365.

La concentración puede ser acumulativa ayudada por el hecho de que en las capas inferiores del perfil se hallan materiales areno-franco, los cuales garantizan buen drenaje hacia capas inferiores donde se pueda hallar el nivel freático y así contaminar el acuífero. Para el tiempo en que se desarrolle el programa sísmico (3 meses como máximo), las posibilidades de que el nivel freático pueda llegar a contaminarse son moderadas.

En este sentido, la movilidad y el tiempo de viaje (tiempo de residencia de la sustancia en la ZNS) es alta, con vulnerabilidad alta-moderada.

5.2. CLASIFICACIÓN DE LA VULNERABILIDAD DEL ÁREA

La categorización de la vulnerabilidad obtenida con el modelo HYDRUS1D se hizo asociando los tiempos de viaje al parámetro movilidad de una sustancia, para el caso un plaguicida en el suelo (KEMY, 1992), dado que ambos conceptos (movilidad y tiempo de viaje) se refieren al tiempo de residencia de la sustancia en la ZNS. Las categorías de vulnerabilidad obtenidas con este criterio pueden observarse en la Tabla 5.

Tabla 5. Categorías de la Vulnerabilidad para el Modelo HIDRUS 1DMovilidad Tiempo (días) VulnerabilidadExtrema <50 Muy alta

Alta 50 150 AltaMediana 150 500 ModeradaLigera 500 2000 BajaInmóvil >2000 Muy baja

Ahora bien, con los tiempos de viaje y su respectiva categorización de vulnerabilidad se puede obtener el mapa de vulnerabilidad para las condiciones simuladas. Aquí cabe mencionar que los mapas de vulnerabilidad no son estáticos por que dependen de parámetros variables en el espacio y el tiempo, tales como la profundidad del nivel freático y el contenido de humedad del suelo, los cuales a su vez dependen de la variabilidad climática y que en rigor deben ser calculados cada vez que se registre una variación en las condiciones inicialmente previstas.

Tabla 6. Resultado Obtenidos Por Perfil

Perfil Edafico Tipos de Suelo Nivel de Vulnerabilidad y Movilidad

Perfil 1 Gua1(B)Suelos Quartzisammentic Haplustox

(Perfil CT-2)Movilidad Mediana y Vulnerabilidad Moderada

Perfil 2 Gua1 Suelos Tropeptic Haplustox (Perfil GU-6) Movilidad Mediana y Vulnerabilidad Moderada

Perfil 3 SOa1 (B)Suelos Umbric Oxic Plinthaquults (Perfil

A-8)Movilidad Mediana y Vulnerabilidad Moderada

Perfil 4 SOa1Suelos Umbric Plinthic Tropaquults (Perfil

A-16)Movilidad Mediana y Vulnerabilidad Moderada

Perfil 5 BMa Suelos Fluventic Dystropepts (Perfil A-6) Movilidad Mediana y Vulnerabilidad Moderada

Perfil 6 CPbc1 Suelos Ustic Quartzisamments (Perfil A- Movilidad alta, con vulnerabilidad alta


10)

Perfil 7 VRCay Suelos Plinthic Endoaquepts (Perfil C-9) Movilidad Mediana y Vulnerabilidad Moderada

Perfil 8 VRAa (B) Suelos Plinthic Endoaquepts (Perfil C-61) Movilidad Mediana y Vulnerabilidad Moderada

Perfil 9 VRAaSuelos Typic Quartzipsamments (Perfil C-

32)Movilidad alta, con vulnerabilidad alta

Perfil 10 CMa Suelos Umbric Tropaquults (Perfil A-18) Movilidad Mediana y Vulnerabilidad Moderada

Perfil 11 ATAz Suelos Fluventic Eutropepts (Perfil A-31) Movilidad Mediana y Vulnerabilidad Moderada

Perfil 12 (B) ATAzSuelos Fluvaquentic Dystropepts (Perfil

A-17)Movilidad alta, con vulnerabilidad alta.

Para el caso del proyecto, 3 de los suelos evaluados presentan vulnerabilidad alta con movilidad alta por registrar tiempos de viaje menores a 150 días, los demás suelos presentan vulnerabilidad moderada. En las zonas con vulnerabilidad alta existe la probabilidad de que se registre afectación por solutos en las capas inferiores del terreno o a aguas subterráneas pero por las concentraciones previstas (son muy bajas) las afectaciones son mínimas y adicionalmente la duración del proyecto es inferior a 150 días por lo que pesar de la alta vulnerabilidad la condición de riesgo se disminuye.

Las concentraciones presentes en el trazador (vertimiento) vertidos durante los 365 días de modelación no se prevé que pueda generar afectaciones negativas a zonas saturadas, nivel freático o probables aguas subterráneas debido a que la concentración con que estos llegan a estas capas o niveles inferiores está por debajo del máximo al nivel de la concentración de referencia 0,002 mg/L (mínima concentración tóxica para el mercurio) utilizada para calcular los tiempos de viaje.

Es importante durante el desarrollo del proyecto el conservar estos supuestos y adicionalmente propender por que las zonas altamente vulnerables los campos de aspersión cubran mayor área superficial y en lo posible no concentrar toda la disposición del vertimiento en un solo sector.

De acuerdo con el modelo HYDRUS1D, la clasificación de la vulnerabilidad es realizada por variaciones en la estructura de cada perfil de suelo y para las condiciones de régimen climático y niveles de agua subterránea simulados. Como las condiciones de clima y recarga permitieron simular niveles freáticos altos, es decir espesores mínimos para la ZNS, podría decirse que la situación simulada permite predecir un posible estado de condiciones moderadas de vulnerabilidad para la zona.


6. BIBLIOGRAFIA

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Feddes, R. A., Kowalik, P. J., y Zaradny, H., 1978. Simulation of Field Water Use and Crop Yield, John Wiley y Sons, New York.

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Simunek, J., Huang K., y Van Genuchten, M. TH., 1998: The HYDRUS code for simulating the one Simunek, J., Huang K., y Van Genuchten, M. TH., 1998: The HYDRUS code for simulating the onedimensional movement of water, heat, and multiple solutes in variablysaturated media. Version 6.0, Research Report No. 144, U.S. Salinity Laboratory, USDA, ARS, Riverside, California, 164 P.

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Modelo Hidrus 1d Cpe 14-Mcs

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