Análisis de la zona no saturada con diferentes metodologías de modelamiento numérico

Abstract

Existen varios procesos naturales y antrópicos que se requieren comprender y evaluar según las necesidades, con el fin de tomar decisiones acertadas y balanceadas. En el contexto de la hidrogeología aplicada, es relevante tener conocimiento sobre el movimiento del agua subterránea y su interacción con el medio, ya que cualquier omisión podría derivar en el enfrentamiento de problemas de estabilidad, como la subsidencia de suelos o generación de filtraciones. Al tratarse de procesos que ocurren en el subsuelo, es necesario contar con herramientas que permitan tener una perspectiva global de ellos, independiente de la escala, a partir de información de terreno y laboratorio. Con la tecnología computacional desarrollada en la actualidad, es posible representar la dinámica del agua subterránea a través de modelos numéricos, puesto que conforman un medio para simular procesos altamente complejos.

De esta manera, este trabajo se basa en una investigación realizada en China, donde se representa el comportamiento de una presa de materiales sueltos ante eventos meteorológicos extremos, como inundaciones y sequías, lo cual se manifiesta mediante variaciones del nivel de agua del reservorio, con la finalidad de estudiar ciertas propiedades hidráulicas y determinar el efecto de infiltración de agua a través de la obra.

Para llevar a cabo este estudio, se realizaron modelos numéricos en los softwares comerciales SEEP/W y MINEDW. El modelamiento conlleva la construcción de la presa con sus unidades hidrogeológicas respectivas, la asignación de las condiciones de borde que reflejan las variaciones del nivel de agua del reservorio y la posterior simulación de la infiltración. Específicamente, se ejecutaron tres casos de estudio en cada software, con diferencias asociadas al ajuste de cada uno con respecto a la rapidez de variación del nivel y las unidades presentes. El propósito de utilizar dos softwares es evaluar el rendimiento de cada uno frente a la representación del proceso de infiltración en un medio no saturado, en base a las metodologías asociadas.

Los resultados muestran que tanto SEEP/W como MINEDW logran representar, con cierta concordancia, la infiltración en la presa de materiales sueltos frente a la variación del nivel de agua del reservorio. No obstante, debido a la configuración propia de cada software, se observaron distinciones relacionadas con la forma del nivel freático generado a causa de la infiltración, la extensión de la zona no saturada, la magnitud de los caudales entrantes y salientes, el gradiente de presión de poro, la discretización espacial y el tiempo de ejecución de las simulaciones.