Investigación experimental y numérica de la interacción río-agua subterránea: dinámica de infiltración y mecanismos de recarga. Estudio de caso: Huerta Mayu

Resumen

Este trabajo estudia la infiltración de agua de río en la matriz del suelo utilizando un modelo experimental a pequeña escala, modelado numérico y el análisis de datos colectados. El objetivo principal es evaluar la concordancia de los modelos matemáticos al simular tasas de infiltración en comparación con valores medidos. El modelo experimental utiliza suelo proveniente de Huerta Mayu, una localidad de particular interés en el Valle de Cochabamba. El modelo experimental es construido como un recipiente de vidrio llenado con suelo, que representan el lecho del río Rocha y los horizontes del suelo subyacentes. Sensores de registro automático fueron dispuestos dentro del suelo del modelo midiendo niveles de agua y el contenido de humedad del medio poroso a diferentes profundidades. Se proporcionan diferentes caudales al río del modelo para el análisis de escenarios de infiltración. Las tasas de infiltración medidas se comparan con los valores simulados por los modelos numéricos Hydrus 2D y ModFlow bajo las diferentes condiciones de flujo del río. Se ha observado que la infiltración aumenta a medida que aumenta el tirante de agua en el río, tal como se esperaba debido al incremento del gradiente de presión que impulsa el flujo hacia abajo. Por otra parte, los perfiles del contenido de humedad del suelo obtenidos del experimento muestran niveles más altos de humedad cerca del lecho del río pero que disminuyen con la profundidad. Esto refleja la influencia de la evaporación de la capa superior del suelo. El modelo numérico Hydrus 2D demuestra una buena concordancia con las tasas de infiltración medidas, simulando con precisión el flujo de agua a través de las zonas saturadas y no saturadas del suelo. ModFlow, por otro lado, muestra menos concordancia con los datos medidos. Esto se atribuye a su hipótesis de flujo saturado en el subsuelo y el modelo conceptual de conductancia del lecho del río en el modelo, por lo que una calibración de este parámetro fuera siempre recomendable realizar.