transporte reactivo ecuación de transporte ecuación de transporte desarrollada flujo advectivo...

TRANSPORTE REACTIVO

t

cbRbccrcbcb

qD

Ecuación de Transporte t

cHDA

FFF

Ecuación de Transporte desarrollada

Flujo advectivo Flujo difusivo Flujo dispersivo

F qA c cD0D F F DH h c

D Dm 0moles/d·m2

Nomenclatura

Divergencia

Gradiente escalar

vector

Operador

x

y

z

i: versor dirección Xj: versor dirección Yk: versor dirección Z

z

,y

,x

k

z

fj

y

fi

x

ffff zyx

k

z

Cj

y

Ci

x

CCC

TRANSPORTE REACTIVO

Transporte a través de una sección

b

q: velocidad de Darcy

θ: Contenido de humedad

D0: Coef. Difusión

Dh: Coef. Dispersión

r: Recarga

R: Término reactivo

τ: Tortuosidad

hmDI DD

TRANSPORTE REACTIVO

Condiciones de contorno

R no nulo

DFccc~~nD

Condición mixta

Condición fija

0FD ~

Condición Neuman

cc1

~Γ

0c3 nD

Salida 0FD ~

0

Entrada

nq

0FD ~

TRANSPORTE REACTIVOLa relación advección/difusión: Número de Peclet

L

v

Lv

vDI

Lv

D

LqP

0

Si I·τ·θ·D0 << α·θ·v; Advección >>> Difusión

La relación de espacio: Número de Courant

L

tqCo

TRANSPORTE REACTIVO

Soluciones analíticas para casos definidos y sencillos

Resolución de la ecuación

Técnicas numéricas: Diferencias finitasElementos finitos

Aplicación de los elementos finitos en la resolución de la ecuación de transporte

METODO DE GALERKIN

TRANSPORTE REACTIVO

METODO DE GALERKIN

CN = Solución numéricaFunciones de forma

N

1mmm

NN y,xtct,y,xCt,LCC

0dy,xCL nN

Elemento

t

RcrqDL *

TRANSPORTE REACTIVO

METODO DE GALERKIN

Funciones de forma

0dt

CDRdCcrdCqdCD *

TRANSPORTE REACTIVO

METODO DE GALERKIN

Funciones de forma

Término difusivo/dispersivo

0dt

CDRdCcrdCqdCD *

TRANSPORTE REACTIVO

METODO DE GALERKIN

Funciones de forma


Término Advectivo

0dt

CDRdCcrdCqdCD *

TRANSPORTE REACTIVO

METODO DE GALERKIN

Funciones de forma


Término Advectivo

Término fuente/sumidero

0dt

CDRdCcrdCqdCD *

TRANSPORTE REACTIVO

METODO DE GALERKIN

Funciones de forma


Término Advectivo


0dt

CDRdCcrdCqdCD *

Término químico

TRANSPORTE REACTIVO

METODO DE GALERKIN

Funciones de forma


Término Advectivo


0dt

CDRdCcrdCqdCD *

Término químico

Término temporal

TRANSPORTE REACTIVO

TÉRMINO QUÍMICO

Número de especies

Cjjjjj N,...,2,1j P+W+YCT

TRANSPORTE REACTIVO

TÉRMINO QUÍMICO

Número de especies


Cj

N

1ii

yij

N

1ii

pij

N

1ii

xijjj N,...,2,1j w+y+ pxcT

YpX

TRANSPORTE REACTIVO

TÉRMINO QUÍMICO

Número de especies


Cj

N

1ii

yij

N

1ii

pij

N

1ii


YpX

Especies secundarias

TRANSPORTE REACTIVO

TÉRMINO QUÍMICO

Número de especies


Cj

N

1ii

yij

N

1ii

pij

N

1ii


YpX


Disolución/precipitación

TRANSPORTE REACTIVO

TÉRMINO QUÍMICO

Número de especies


Cj

N

1ii

yij

N

1ii

pij

N

1ii


YpX



Intercambio catiónico

TRANSPORTE CONSERVATIVO

TÉRMINO QUÍMICO

Número de especies


Cj

N

1ii

yij

N

1ii

pij

N

1ii


YpX



Intercambio catiónico

Adsorción


TÉRMINO QUÍMICO

Número de especies




TÉRMINO QUÍMICO

Número de especies



t

Y

t

W

t

PR jjj

j

Cantidades de soluto precipitado, intercambiado o adsorbido

TRANSPORTE DE ENERGÍA

Transporte advectivo/difusivo: (wcwqT)

Densidad

Calor específico

Flujo

Temperatura

1/L · M/L3 · Cal/MºC · L/T · ºC = Cal/M3 T


Transporte advectivo/difusivo: (wcwqT)

Densidad

Calor específico

Flujo

Temperatura

1/L · M/L3 · Cal/MºC · L/T · ºC = Cal/L3 T

Transporte conductivo: (T)

Conductividad térmica

1/L · 1/L · Cal/T LºC · ºC = Cal/L3 T


Balance de energía para medio saturado

Conducción

Advección

Variación de la energía en el agua

tT

ct

Tc1

tT

cTcT mms

sswwww

q

Variación de la energía en el sólido

Variación de la energía en el medio

sswwmm c1cc



Dispersividades

qc qc wwT0TwwL0L



Dispersividades

qc qc wwT0TwwL0L

hmDI DD


Reescribiendo

t

T

c

cTT

c ww

mm

ww

q

qLww

0

ww

L

cc


Reescribiendo

Comparando

t

T

c

cTT

c ww

mm

ww

q

qLww

0

ww

L

cc

vD

D ; tc

cc mL

vD


Reescribiendo

Comparando

vD

D ; tc

cc mL

vD

qq L

mm

0

mm

L

mm cc ;

tT

TTc


Reescribiendo

Comparando

vD

D ; tc

cc mL

vD

qq L

mm

0

mm

L

mm cc ;

tT

TTc

mm

ww

c

c ;

q

qq

v

Con


SOLUTOS CALOR

CONCENTRACIÓN C TEMPERATURA T

HUMEDAD

DISPERSIVIDAD DISPERSIVIDAD TÉRMICA

DIFUSIÓN MOLECULAR D0

FLUJO CONVECTIVO FLUJO CONVECTIVO

ww

mm

c

c

TL , TL ,

ww

0

c

q

qmm

ww

c

c

Similitudes

RESOLUCIÓN

RESOLUCIÓN T- H

RESOLUCIÓN DEL TRANSPORTE SIN REACCIONES (CON Rquim = 0)

RESOLUCIÓN DEL SISTEMA QUÍMICO.NUEVA Rquim

CONVERGE QUÍMICA

NO CONVERGE TRANSPORTE YQUÍMICA

SOLUCIONES NEGATIVAS

CONVERGE

SOLUCIONES POSITIVAS

CONVERGE QUÍMICA Y TRANSPORTE :SOLUCIÓN

NO CONVERGE QUÍMICA

Organigrama de resolución

CASOSEjemplo

CASOSEjemplo

Proceso de vertido a partir del 2.014

CASOSEjemplo

Llenado: 7 años (2008-2014) Calidad del agua al comienzo del

vertido Alcance y consecuencias sobre el

río Barcés Poder de dilución de la cuenca

CASOSEjemplo

Cuenca del río Barcés

CASOSModelos desarrollados

Modelo Hidrológico:Tres estaciones: Cañas, San

Andrés de Meirama y CecebreSeries históricas de 30 años

Modelo de flujo y transporte de solutos

CASOSModelo Hidrológico

S U EL O E DÁF ICO

DE T E N C ION S U P E R F IC IA L

IN T E RCE P TAC ION

E VA P OT R A N S P IR AC ION

IN F ILT R AC ION

E S CORR E N T IAS U P E R F IC IA L

RE C A RGA E N T R Á N S ITO

P RE C IP ITAC ION

ZONA VA DOSA

ACU IFERO P ROF U NDO

RE C A RGA A L ACU ÍFE RO P ROFU N DO

E S CORR E N T IAH IP ODÉ RM ICA

E S CORR E N T IAE P IDÉ R M ICAS U P E R F IC IA L

NIV EL P IEZOM ÉT R ICO

Componentes hidrológicas:

PrecipitaciónInterceptaciónEvapotranspiraciónEscorrentía DirectaInfiltraciónRecarga

Modelo: VISUALBALAN V3.0

CASOSModelo Hidrológico

Diciembre Marzo Junio Septiembre0

50

100

150

200

250

1

2

34

5

6

7

8

910 11

12

A

BC

D

E

F

G

HI

J K

L

a

b

cd

e

f

g

h

ij k

l

Ap

ort

ació

n (

m3 /h

)

Mes

Subcuencas C18 C16 C15 C12 C14 c11 c13 c10 C9 C7 C8 C5 C3

1 C6A C4a C2

C1

Evolución de las aportaciones de las distintas subcuencas

CASOSModelo de Transporte de solutos

Ecuación de Transporte t

cHDA

FFF

tc

Rccwcc qD Ecuación de Transporte

2*T

2*Lxx sinHcosHD

2*T

2*Lyy cosHsinHD

cossinHDD *TLyxxy

31

22

*

H

vng


FREECORE-2D


Especies Con. inicial en el río

Con. inicial contorno

Especies

Con. inicial en el río

Con. inicial contorno

H+ 1.51 10-7 6.9 10-5 7.0 10-5 4.35 10-6

6.6 10-4 1.08 10-5 Co+2 1.7 10-9 2.04 10-6

Na+ 6.9 10-4 6.09 10-4 Ni+2 1.0 10-20 2.55 10-6

Ca+2 1.7 10-4 4.74 10-4 Cu+2 2.2 10-8 1.57 10-6

Mg+2 1.5 10-4 2.05 10-4 Zn+2 3.06 10-9 2.6 10-6

Mn+2 1.82 10-8 1.84 10-5 Ba+2 1.0 10-20 1.46 10-7

Cl- 5.5 10-4 9.31 10-4 1.33 10-8 7.09 10-8

6.0 10-5 1.02 10-3 1.92 10-9 3.65 10-6

K+ 6.0 10-5 6.72 10-7 Hg+2 1.0 10-20 1.99 10-7

Al+3 1.3 10-6 4.63 10-5 Cd+2 8.9 10-12 4.45 10-7

Fe+3 8.95 10-7 4.6 10-5 Pb+2 1.93 10-10 8.2 10-7

Condiciones iniciales

3HCO

24SO

3NO

42AsOH

24CrO


Especies Con. Cont. en el río

Con. Cont. hueco

Especies Con. Cont. en el río

Con. Cont. hueco

H+ 1.51 10-7 6.9 10-5 7.0 10-5 4.35 10-6

6.6 10-4 1.08 10-5 Co+2 1.7 10-9 2.04 10-6

Na+ 6.9 10-4 6.09 10-4 Ni+2 1.0 10-20 2.55 10-6

Ca+2 1.7 10-4 4.74 10-4 Cu+2 2.2 10-8 1.57 10-6

Mg+2 1.5 10-4 2.05 10-4 Zn+2 3.06 10-9 2.6 10-6

Mn+2 1.82 10-8 1.84 10-5 Ba+2 1.0 10-20 1.46 10-7

Cl- 5.5 10-4 9.31 10-4 1.33 10-8 7.09 10-8

6.0 10-5 1.02 10-3 1.92 10-9 3.65 10-6

K+ 6.0 10-5 6.72 10-7 Hg+2 1.0 10-20 1.99 10-7

Al+3 1.3 10-6 4.63 10-5 Cd+2 8.9 10-12 4.45 10-7

Fe+3 8.95 10-7 4.6 10-5 Pb+2 1.93 10-10 8.2 10-7

Condiciones de contorno

3HCO

24SO

3NO

42AsOH

24CrO


0 5 10 15 20

400

800

1200

1600

2000

2400

2800

3200

3600C

aud

al (

m3 /h

)

Distancia (km)

Octubre Noviembre Diciembre Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre

Distribución espacial del caudal


Distribución espacial del Cl-

0 5 10 15 205.0x10-4

5.5x10-4

6.0x10-4

6.5x10-4

7.0x10-4

7.5x10-4

8.0x10-4

8.5x10-4

9.0x10-4

9.5x10-4

Mo

lalid

ad

Distancia (km)

Cloruro Inicial Octubre Noviembre Diciembre Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre

0 5 10 15 20

2.0x10-4

4.0x10-4

6.0x10-4

8.0x10-4

1.0x10-3

Mo

lalid

ad

Distancia (km)

Sulfato Inicial Octubre Noviembre Diciembre Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre

Distribución espacial del Sulfato


Distribución espacial del Al+3

Distribución espacial del K+

0 5 10 15 20

1.0x10-5

2.0x10-5

3.0x10-5

4.0x10-5

5.0x10-5

6.0x10-5

Mo

lalid

ad

Distancia (km)

Potasio Inicial Octubre Noviembre Diciembre Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre

0 5 10 15 20

1.0x10-5

2.0x10-5

3.0x10-5

4.0x10-5

5.0x10-5

6.0x10-5

Mo

lalid

ad

Distancia (km)

Aluminio Inicial Octubre Noviembre Diciembre Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre


Distribución espacial del Bicarbonato

Distribución espacial del Fe+3

0 5 10 15 20

1.0x10-5

2.0x10-5

3.0x10-5

4.0x10-5

5.0x10-5

6.0x10-5

Mo

lalid

ad

Distancia (km)

Hierro Inicial Octubre Noviembre Diciembre Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre

0 5 10 15 20

1.0x10-4

2.0x10-4

3.0x10-4

4.0x10-4

5.0x10-4

6.0x10-4

7.0x10-4

Mo

lalid

ad

Distancia (km)

Bicarbonato Inicial Octubre Noviembre Diciembre Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre


Distribución espacial del Ca+2

Distribución espacial del Na+

0 5 10 15 20

5.6x10-4

5.8x10-4

6.0x10-4

6.2x10-4

6.4x10-4

6.6x10-4

6.8x10-4

7.0x10-4

Mo

lalid

ad

Distancia (km)

Sodio Inicial Octubre Noviembre Diciembre Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre

0 5 10 15 201.0x10-4

1.5x10-4

2.0x10-4

2.5x10-4

3.0x10-4

3.5x10-4

4.0x10-4

4.5x10-4

5.0x10-4

Mo

lalid

ad

Distancia (km)

Calcio Inicial Octubre Noviembre Diciembre Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre


Distribución espacial del Mn+2

Distribución espacial del Mg+2

0 5 10 15 20

1.4x10-4

1.6x10-4

1.8x10-4

2.0x10-4

2.2x10-4

Mo

lalid

ad

Distancia (km)

Magnesio Inicial Octubre Noviembre Diciembre Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre

0 5 10 15 200.0

2.0x10-6

4.0x10-6

6.0x10-6

8.0x10-6

1.0x10-5

1.2x10-5

1.4x10-5

1.6x10-5

1.8x10-5

2.0x10-5

2.2x10-5

Mo

lalid

ad

Distancia (km)

Manganeso Inicial Octubre Noviembre Diciembre Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre


Distribución espacial del Nitrato

Distribución espacial del pH

0 5 10 15 204.0

4.5

5.0

5.5

6.0

6.5

7.0

Mo

lalid

ad

Distancia (km)

pH Inicial Octubre Noviembre Diciembre Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre

0 5 10 15 200.0

1.0x10-5

2.0x10-5

3.0x10-5

4.0x10-5

5.0x10-5

6.0x10-5

7.0x10-5

8.0x10-5

Mo

lalid

ad

Distancia (km)

Nitrato Inicial Octubre Noviembre Diciembre Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre


Distribución espacial del Hg+2

Distribución espacial del Pb+2

0 5 10 15 200.00

2.50x10-7

5.00x10-7

7.50x10-7

1.00x10-6

Mo

lalid

ad

Distancia (km)

Plomo Inicial Octubre Noviembre Diciembre Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre

0 5 10 15 200.0

5.0x10-8

1.0x10-7

1.5x10-7

2.0x10-7

2.5x10-7

3.0x10-7

Mo

lalid

ad

Distancia (km)

Mercurio Inicial Octubre Noviembre Diciembre Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre


Evolución temporal del BicarbonatoSodio, Calcio y Magnesio en el embalse

0 40 80 120 160 200 240 280 320 3601.0x10-4

2.0x10-4

3.0x10-4

4.0x10-4

5.0x10-4

6.0x10-4

7.0x10-4

8.0x10-4

Mo

lalid

ad

Tiempo (días)

Bicarbonato Sodio Calcio Magnesio

0 40 80 120 160 200 240 280 320 3600.0

1.0x10-4

2.0x10-4

3.0x10-4

4.0x10-4

5.0x10-4

6.0x10-4

7.0x10-4

8.0x10-4

Mo

lalid

ad

Tiempo (días)

cloruro Sulfato

Evolución temporal del Cloruro ySulfato en el embalse


Evolución temporal del ManganesoPotasio, Aluminio y Hierro en el embalse

Evolución temporal del pHen el embalse

0 40 80 120 160 200 240 280 320 3600.0

2.0x10-5

4.0x10-5

6.0x10-5

8.0x10-5

Mo

lalid

ad

Tiempo (días)

Manganeso Potasio Aluminio Hierro

0 40 80 120 160 200 240 280 320 3606.4

6.5

6.6

6.7

6.8

6.9

7.0

Mo

lalid

ad

Tiempo (días)

pH


Evolución temporal del Cobalto,Niquel, Cobre y Zinc en el embalse

Evolución temporal del Arsénico,Mercurio y Bario en el embalse

0 50 100 150 200 250 300 350 400

5.0x10-7

1.0x10-6

1.5x10-6

2.0x10-6

Mo

lalid

ad

Tiempo (días)

Cobalto Niquel Cobre Zinc

0 50 100 150 200 250 300 350 4000.00

2.50x10-8

5.00x10-8

7.50x10-8

1.00x10-7

1.25x10-7

1.50x10-7

Mo

lalid

ad

Tiempo (días)

Arsénico Mercurio Bario


Evolución temporal del Cadmioy Plomo en el embalse

Evolución temporal del NitratoY Cromo en el embalse

0 50 100 150 200 250 300 350 4000.0

1.0x10-7

2.0x10-7

3.0x10-7

4.0x10-7

5.0x10-7

6.0x10-7

Mo

lalid

ad

Tiempo (días)

Cadmio Plomo

0 50 100 150 200 250 300 350 4000.0

1.0x10-5

2.0x10-5

3.0x10-5

4.0x10-5

5.0x10-5

6.0x10-5

7.0x10-5

Mo

lalid

ad

Tiempo (días)

Nitratro Cromo


Con la peor calidad del agua (caso conservador) se ha realizado un modelo de transporte de solutos.

Modelo Hidrológico: Estimación de aportaciones en un año hidrológico seco (45% aportaciones del hueco a la cuenca).

Análisis de sensibilidad variando el porcentaje de aportación al río.

En el momento del vertido: pH, Al, Mn, Fe, Hg, Cr, Pb no cumplen con la Normativa más restrictiva (Ley 8/2001 y RD 995/2000)

Resultados


Modelo de Transporte de solutos conservador: No hay interacción con el zócalo (reacciones heterogéneas) y se ha considerado la dilución en el lago nula.

La calidad mejora con las primeras aportaciones de las subcuencas (en apenas 600 m del hueco).

La dilución ocasiona que todas las especies cumplan con la Normativa vigente.

Al Embalse le llega agua de calidad aceptable cumpliendo con la Ley 8/2001 y el RD 995/2000.

Resultados

CASOSModelo de Transporte de calor

Problemática


ProblemáticaN

SCaños manantial:T = 20.9 ºCTDS = 199 mg/lCond. = 421 SSal. = 0.2 0/00

Agua surgente

Agua surgente

VALLA VALLA

Charca:T = 21.3 ºCTDS = 196 mg/lCond. = 410 SSal. = 0.2 0/00

Rebosadero:T = 21.2 ºCTDS = 196 mg/lCond. = 411 SSal. = 0.2 0/00

Caño:T = 20.5 ºCTDS = 202 mg/lCond. = 421 SSal. = 0.2 0/00

Arroyo:T = 13.8 ºCTDS = 57 mg/lCond. = 119.9 SSal. = 0.1 0/00

4 de mayo de 2005N

SCaños manantial:T = 20.9 ºCTDS = 199 mg/lCond. = 421 SSal. = 0.2 0/00

Agua surgente

Agua surgente

VALLA VALLA

Charca:T = 21.3 ºCTDS = 196 mg/lCond. = 410 SSal. = 0.2 0/00

Rebosadero:T = 21.2 ºCTDS = 196 mg/lCond. = 411 SSal. = 0.2 0/00

Caño:T = 20.5 ºCTDS = 202 mg/lCond. = 421 SSal. = 0.2 0/00

Arroyo:T = 13.8 ºCTDS = 57 mg/lCond. = 119.9 SSal. = 0.1 0/00

4 de mayo de 2005


Análisis

Se ejecutó un sondeo con recuperación de testigo con inclinación de 20º.

Se analizó la fracturación (buzamiento, número, estado,..).

Realización de diagrafías térmicas. Se identificaron materiales. Se identificaron unidades hidrogeológicas Se sentaron las bases para desarrollar un

modelo de comportamiento.


Análisis: Ejecución de Sondeo


Análisis de la fracturación

0 10 20 30 40 50 60 70 802

4

6

8

10

12

Te

mperatu

ra (ºC

)

Den

sida

d de

fra

ctu

raci

ón(n

º fr

actu

ras/

m)

Profundidad (m)

Densidad de fracturación

16

18

20

22

24

26

28

30

acuífero somero

Temperatura (ºC)


Análisis de la temperatura

0 10 20 30 40 50 60 70 80 9024

25

26

27

28

29

30

Te

mp

erat

ura

(ºC

)

Profundidad (m)


Identificación de materiales

• Aproximadamente medio metro de relleno antrópico – suelo edáfico

• De 0.5 m a 3 m arena arcillosa beige

• De 3 m a 4 m gravas y arenas con arcillas

• De 4 m a 4.7 m arenas

• De 4.7 m a 8 m gravas mal graduadas con arenas

• De 8 m a 15 m arcillas arenosas – limos.


Identificación de unidades hidrogeológicas

• Acuífero somero: zona superficial. 15 primeros metros muy meteorizadosArenas, gravas.

• Acuífero profundo: 65 m de potencia, pudiendo estar separada por arcillas.Zona de karstAscenso del agua por grietas con inclinaciones de 20º a 65 º.

La procedencia de aguas más calientes de zonas más profundas (fracturas más inclinadas). El agua sale a 21 ºC de temperatura


Análisis: Desarrollo del modelo

SU ELO EDÁ F ICO

DE T E N C ION S U P E RF IC IA L

IN T E RCE P TAC ION

E VA P OT R A N SP IR AC ION

IN F ILT RAC ION

E SCORR E NT IAS U P E RF IC IA L

RE C A RGA E N T R Á N S ITO

P RE C IP ITAC ION

ACU IF ERO S OM ERO

M EZCL A DE A R ENA S ,

GR AVA S M A L CL A S IF ICA DA S

A RC IL L A S

ACU IF ERO P ROFU NDO,

FR ACT U RA S

RE C A RGA A L AC U ÍF E RO P ROFU N DO

E SCORR E NT IAH IP ODÉ RM ICA DE L AC U ÍF E RO S OM E RO

E SCORR E NT IAE P IDÉ RM ICAS U P E RF IC IA L

Estimación de la recarga


Modelo conceptual

El caudal y temperaturas de surgencia han servido para calibrar el modelo

Recarga

Flujo regional

ImpermeableImpermeable

12 km

2 km

Manantial

Acuífero profundo

Acuífero somero

Recarga

Flujo regional

ImpermeableImpermeable

12 km

2 km

Manantial

Acuífero profundo

Acuífero somero


Modelo conceptual

Recarga. T = 16 ºC

Impermeable al calor

12 km

2 km

Manantial T = 23 ºC

Flujo de agua

Gradiente térmico

Zona lejana.Acuífero profundo

Acuífero profundo

Acuífero somero

Recarga. T = 16 ºC

Impermeable al calor

12 km

2 km

Manantial T = 23 ºC

Flujo de agua

Gradiente térmico

Zona lejana.Acuífero profundo

Acuífero profundo

Acuífero somero


Modelo numérico: Parámetros

Zona KXX (m/d) KYY (m/d) Angulo SS (m-

1)porosidad

()

Acuífero somero

100 100 0 0.001 0.16

Acuífero profundo

160 160 0 0.001 0.16

Tabla: Parámetros hidrodinámicos del modelo.


Modelo numérico: Parámetros

Zona densidad

(gr/dm3)

Conductividad térmica(cal/dm d

ºC)

Capacidad

calorífica (cal/gr

ºC)

dispersividad

térmica longitudin

al (dm)

dispersividad térmica

transversal (dm)

Acuífero somero

2650 0.26 7464 80000 80

Acuífero profundo

2650 0.26 7464 20000 20

Acuífero profundo

(zona lejana)

2650 0.26 7464 50000 50

Tabla: Parámetros térmicos del modelo.

CASOS

Distancia (m)

Pro

fun

did

ad

(m)

0 5000 100000

1000

2000

3000

h2053.092049.552046.012042.472038.932035.392031.852028.312024.782021.242017.72014.162010.622007.082003.54

Modelo de Transporte de calor

Resultados de niveles

CASOS

Distancia (m)

Pro

fun

did

ad

(m)

0 5000 100000

1000

2000

3000

tem95.147589.86584.582579.374.017568.73563.452558.1752.887547.60542.322537.0431.757526.47521.1925

Modelo de Transporte de calor

Resultados: Resultados térmicos


Resultados: Resultados térmicos(Zona ampliada)


Conclusiones

• El medio subterráneo en la zona está constituido por dos acuíferos, uno somero formado por gravas mal graduadas y arenas mezcladas, y otro profundo formado por un macizo rocoso muy fracturado, lo que origina que dicho acuífero presente una permeabilidad equivalente alta

• El relleno de las fracturas está formado por material arenoso procedente de la alteración y disolución de las calizas e, incluso, se presentan zonas sin relleno

• La dirección de las fracturas es, aproximadamente, Norte – Sur, presentando un buzamiento comprendido entre los 20º y 65º hacia el Oeste. Las fracturas que presentan menor buzamiento llevan aguas más frías que las que presentan buzamientos mayores, las cuales actúan como vías preferenciales de transporte de calor por advección/difusión acompañando al flujo de agua


Conclusiones

• Entre el acuífero somero y el profundo hay una zona de limos arenosos que se comporta como un acuitardo regulando la percolación al acuífero profundo, al poseer valores de permeabilidad muy inferiores a los anteriores acuíferos

• El acuífero somero constituido por material detrítico cuaternario se ubica siguiendo el eje longitudinal del río Trimaz, siendo éste y otros arroyos de la zona los puntos de descarga del mismo

• La Charca de Allegal se encuentra precisamente al final del depósito cuaternario siguiendo la dirección Noroeste – Sureste, zona en la cual confluyen los dos sistemas de fracturación, uno con dirección Norte – Sur principalmente, (acuífero profundo) y otro Oeste – Este, con buzamiento hacia el Sur (15º – 20º)


Conclusiones

• los valores de permeabilidad del acuífero profundo (permeabilidad equivalente) oscilan en el rango correspondiente a un material arenoso, entre 0,83 y 160 m/d. Estos valores dependerán de la zona de fracturación y de la conexión existente entre las grietas

• El rango de porosidad del material de relleno de las fracturas oscila entre 0,16 y 0,26, siempre y cuando exista dicho material, ya que existen fracturas sin apenas relleno funcionando como canales subterráneos

• En cuanto a la variación de la temperatura con la profundidad, hay que decir que ésta aumenta sobre todo en las zonas próximas al manantial y dependiendo del buzamiento de las fracturas

transporte reactivo ecuación de transporte ecuación de transporte desarrollada flujo advectivo...

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