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Influencia potencial de las fallas en el flujo de agua subterránea de un acuífero volcánico conformado por materiales porosos y fracturados.

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Barrera de Calderon, Marcia, Garfias, Jaime, Martel, Richard ORCID: https://orcid.org/0000-0003-4219-5582 et Salas-García, Javier (9999). Influencia potencial de las fallas en el flujo de agua subterránea de un acuífero volcánico conformado por materiales porosos y fracturados. Boletín de la Sociedad Geológica Mexicana . (Sous Presse)

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Résumé

Resumen

El conocimiento del flujo de agua subterránea es de suma importancia en la planificación sostenible de los recursos hídricos, especialmente en regiones con demandas crecientes de agua. La distribución de los materiales geológicos en un Modelo Hidroestratigráfico Tridimensional (THM) y la geología estructural han sido integradas para evaluar la influencia de las fallas en el flujo de agua subterránea del acuífero volcánico de San Salvador. La información geológica fue analizada, clasificada, reinterpretada y correlacionada a partir de informes de perforación de pozos y del mapa geológico nacional para definir zonas geológicamente homogéneas. Éstos se analizaron junto a las propiedades hidráulicas del acuífero para definir las Unidades Hidroestratigráficas (UHE) que conforman el acuífero urbano. En el dominio de las UHE, se evaluó la distribución de las fallas, conductividad hidráulica y rendimiento de los pozos existentes en el acuífero, dando lugar a la identificación de las fallas con mayor influencia en el sistema de flujo de agua subterránea. El modelo evidenció la existencia de seis unidades hidroestratigráficas (UHE) intercaladas y formadas por piroclasto y toba con la conductividad hidráulica más baja (K) de 10⁻² a 1 m/día, lava basáltica y andesítica fracturada con valores de K entre 1 y 10¹ m / d, y escoria con K más alta de 10¹ hasta aproximadamente 10³ m/día . El modelo también mostró la ubicación y desplazamiento de dos fallas asociadas al graven central en la Zona de Falla de El Salvador (ZFES), una localizada en el sector sur y otra al este de la zona de estudio. Los resultados indican que la UHE de baja producción de material piroclástico y toba se extiende en toda la zona de estudio, y es aprovechada por la mayoría de los pozos de producción de agua del Área Metropolitana de San Salvador (AMSS). Mientras que las UHE de lavas de Cuscatlán y San Salvador son menos extensas y localmente aprovechadas, sin embargo, son más productivas y se clasifican como buenos acuíferos, principalmente cerca de fallas geológicas. Por su parte, la Escoria del Plan de La Laguna es una UHE pequeña en extensión, pero la más productiva de la zona y se encuentra densamente fracturada. Adicionalmente, hay cuatro fallas importantes que pueden ser consideradas como potenciales rutas de flujo preferencial de agua subterránea y una que se comporta como barrera de flujo. Las fallas reflejan mayor influencia cuando se da la presencia de flujos de lava basáltica o andesítica fracturados saturados, y no evidenciaron influencia en materiales porosos fracturados. Este estudio proporciona nuevos elementos al conocimiento de la distribución espacial y aprovechamiento de los materiales permeables en el acuífero de San Salvador y podría respaldar algunas decisiones para el manejo sostenible del agua subterránea, especialmente aquellas orientadas a las zonas de nuevos aprovechamientos. Esta metodología se podría aplicar en acuíferos con condiciones similares de datos escasos y múltiples fuentes de información.

Abstract

Groundwater flux knowledge is of supreme importance in sustainable water resources planning, mainly in highly rising water demand regions. Distribution of geologic material in a Tridimensional Hydrostratigraphic Model (THM) and structural geology have been incorporated in order to assess fault influence on groundwater flow of San Salvador volcanic aquifer. Geologic data have been analyzed, classified, reinterpreted and correlated from bore drilling reports and geology map of the zone to define homogeneous geologic layers. These layers were associated with their hydraulic properties for defining Hydrostratigraphic Units (UHE) in the aquifer. Faults distribution, hydraulic conductivity and water rate production in wells were spatially analyzed and correlated for identifying major influence faults in groundwater flux. The model showed the existence of six interspersed UHE formed by pyroclastic and tuff material with the lowest hydraulic conductivity (K) from 10⁻² – 1 m/día, fractured andesitic and basaltic lava with K values between 1 – 10¹ m/día, and scoria with the highest K from 10¹ to around 10³ m/día. The model also showed the location and displacement of two faults associated to Graven Central in the Zone Fault of El Salvador (ZFES), one of them localized at the south and the other at the east of the study area. Results showed that the low production Cuscatlán pyroclastic and tuffs material UHE extends throughout the study area and it is exploited for most of water wells production in the Metropolitan Area of San Salvador (AMSS). While Cuscatlán and San Salvador lavas UHEs are less extensive, locally exploited, even though they are more productive and are classified as good aquifers, mainly near geologic faults. Meanwhile, Plan de La Laguna Escoria UHE is small and the most productive of the area and it is densely fractured. Furthermore, there are four important faults in the zone that can be considered as potential preferential flow paths and one fault that is a flux barrier. The influence of faults occurred when saturated fractured materials are present and it has no influence in porous material. This model gives new insights about the spatial distribution and exploitation of the permeable materials in San Salvador aquifer area and could support some decisions for sustainable groundwater management, mainly those focus on new water development zones. This methodology could be applied in aquifers with similar conditions of poor and multisource data.

Type de document: Article
Mots-clés libres: acuífero de San Salvador; modelo hidroestratigráfico; acuífero volcánico fracturado; fallas en flujo de agua subterránea; ZFES; San Salvador aquifer; tridimensional hydrostratigraphic model; fractured aquifer; faulting on groundwater flux
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 15 sept. 2021 17:44
Dernière modification: 11 févr. 2022 14:50
URI: https://espace.inrs.ca/id/eprint/11928

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