Incertidumbre de parámetros hidrogeológicos en simulaciones predictivas con aplicación en subcuenca del río Rapel, Región de Coquimbo

Abstract

En este trabajo de título se analiza la influencia de la incertidumbre en los parámetros hidráulicos conductividad hidráulica y rendimiento específico en un modelo hidrogeológico sobre las simulaciones predictivas. El trabajo incluye el desarrollo de un marco teórico en el cual se abarcan los conceptos básicos de la modelación hidrogeológica y de la incertidumbre existente en ella. Junto con la aplicación y análisis en un modelo numérico existente en el sector del río Rapel en la región de Coquimbo. El marco teórico entrega la definición de diferentes conceptos asociados a la modelación hidrogeológica, así como las consideraciones mínimas para el desarrollo de un modelo conceptual y numérico. Además, entrega información respecto de las diferentes fuentes de incertidumbre y, específicamente, enfatiza la incertidumbre paramétrica y las metodologías para evaluarla y reducirla. Se presenta una aplicación práctica del análisis de incertidumbre en un modelo numérico, utilizando un modelo creado por Véliz (2018) en la subcuenca del río Rapel, IV Región. Este modelo fue calibrado considerando 15 tasas de recarga diferentes, con lo cual se obtuvo 15 sets de parámetros de conductividad hidráulica y rendimiento específico consistentes en la zona. En primer lugar, se realiza un análisis de incertidumbre a los parámetros calibrados en el modelo, con el fin de apreciar los efectos de la calibración sobre los rangos paramétricos posibles en el modelo, con la intención de reducir estos rangos. En segundo lugar, se realiza una simulación predictiva a cada una de las 15 series calibradas, utilizando dos escenarios futuros; uno en el cual se mantiene la condición natural del sistema sin aplicar estrés adicional al acuífero y únicamente se evalúan los diferentes resultados de cota hidráulica simulados; y, otro, en donde se utiliza una serie de recarga única para los |5 set de parámetros y se aplica estrés al acuífero en forma de pozos de bombeo ubicados en una zona específica del modelo, con el fin de comparar los diferentes caudales que cada escenario es capaz de extraer. Se analiza del primer escenario de simulación, una amplia variación de cota hidráulica simulada en cada una de las 15 series, al igual que en el segundo escenario se observan variaciones importantes de capacidad de bombeo entre cada una de las series. Se concluye que dependiendo del set de parámetros a utilizar y del uso que se requiera del acuífero, se puede obtener una gama de resultados amplia. Se observa una dependencia importante entre los parámetros utilizados y los resultados simulados, con amplias variaciones en estos últimos al cambiar los parámetros, a pesar de que todos estos se encuentren dentro del rango posterior admisible. Se demuestra que la manera correcta de realizar un modelo hidrogeológico corresponderá a la metodología de modelo estocástico, con la realización de un análisis de incertidumbre asociado, del cual se obtiene una distribución de resultados, cada uno con un porcentaje de probabilidad de ocurrencia, con lo que se pueden evaluar las diferentes acciones a tomar sobre el acuífero.