Confección de un modelo integrado con análisis estocástico de la recarga: aplicación en la subcuenca del río Rapel, IV Región

Abstract

La recarga a un acuífero constituye una de las principales fuentes de incertidumbre en modelación hidrogeológica, debido a la imposibilidad de ser medida de manera directa, existiendo a la fecha enfoques indirectos para estimarla. En el presente estudio, se plantea el análisis de ésta variable según un enfoque estocástico, en donde se evalúa la incertidumbre de un modelo hidrológico construido mediante el software GoldSim, de manera que éste genere, mediante simulaciones de Montecarlo, diversas series de recarga posibles las cuales se analizan de manera cualitativa y cuantitativa. Dichas series se ingresan, entonces, a un modelo hidrogeológico desarrollado en Groundwater Vistas como condición de borde de entrada al sistema, de donde mediante el proceso de calibración se determinan una combinación de parámetros hidrogeológicos para cada caso que mejor calibre los niveles observados, obteniendo así un rango posible para cada parámetro del modelo. Para ilustrar lo anterior, se confecciona un modelo integrado (hidrológico e hidrogeológico), conectado mediante la recarga, de la subcuenca del río Rapel, IV Región. El análisis estocástico del modelo hidrológico entrega 15 simulaciones (y 15 escenarios de recarga) las cuales, en su calibración hidrogeológica entregan rangos posibles para las conductividades hidráulicas y coeficientes de almacenamiento. Los resultados indican una tendencia a almacenamientos altos (15%) dado posiblemente por la modelación hidrológica de la recarga en términos temporales, mientras que las conductividades hidráulicas calibran en los rangos conceptuales esperados, destacándose zonas ante las cuales el modelo es altamente sensible, como la kx1, con una variabilidad entre 50 y 160 m/d, aproximadamente. Como se mencionó, existen zonas dentro del área de modelación (en general las que cuentan con observaciones) que influyen significativamente en la calibración (kx1, kx8, kx5), en cambio otras presentan una dispersión en la distribución de sus parámetros asociada a una baja o nula incidencia en la calibración final (kx3), lo cual da pie a un análisis mucho más detallado en términos estadísticos relativo a la fuente de incertidumbre de la parametrización hidrogeológica. Finalmente, se observa una fuerte dependencia de la parametrización y la sensibilidad del modelo ante ésta con la recarga media considerada: Dado un rango de recargas medias admisibles entre 533 y 1417 l/s, en general a menor caudal de recarga, mejor es el ajuste global de la calibración, pero al aumentar la recarga aumenta la sensibilidad del ajuste con respecto a los parámetros que controlan la calibración.