Laboratorio MODFLOW: arma tu modelo y córrelo de verdad
Pones los pozos, eliges la recarga y la permeabilidad, y el servidor corre MODFLOW 6 y MODPATH 7, los programas del USGS que se usan en los estudios hidrogeológicos que se presentan al SEIA. En segundos ves los niveles, de dónde sale el agua de cada pozo y por dónde viaja. Y te llevas los archivos del modelo para abrirlos en ModelMuse.
El valle
Es el mismo valle de /aprender/campo: 6 km de largo (oeste–este) y 4 km de ancho, con un relleno de grava y arena de 80 m de espesor en dos capas de 40 m. La cabecera está al este (a la derecha) y el agua sale del valle por el oeste. Un río lo cruza por el medio. En la ladera norte hay una vertiente (V) que usa una comunidad. MODFLOW lo divide en 19.200 celdas de 50 × 50 m.
Qué tan fácil pasa el agua por la grava y la arena (m/día). Se mide con un ensayo de bombeo: la recta de Jacob da la transmisividad T, y K = T ÷ espesor saturado.
La lluvia que llega al acuífero (mm/año). Se estima con un balance: lluvia − evaporación − escorrentía, o con el método del cloruro.
Cuántas veces más fácil pasa el agua en horizontal que en vertical (las capitas finas frenan el paso vertical). Se estima con piezómetros a distinta profundidad o se calibra.
Qué tan permeable es el fondo del cauce (m/día). Se mide con aforos diferenciales (caudal arriba y abajo de un tramo) o con permeámetros en el lecho.
La fracción del relleno que entrega agua al drenarse. Se mide con ensayos de bombeo largos en el acuífero libre.
Toca o haz clic en el mapa para poner un pozo.
Cómo leer los resultados
Los colores son la carga hidráulica de la capa de arriba (m s.n.m.); las líneas blancas unen puntos de igual carga, cada 1 m. El agua baja de los colores cálidos a los fríos, cruzando las isopiezas en ángulo recto.
Todo lo que entra (lluvia, río que pierde) sale (río que gana, salida del valle, vertiente, pozos). Un pozo no «crea» agua: su caudal sale de alguna parte. La tarjeta «de dónde sale el agua del pozo» compara con el mismo valle sin pozos.
Cada línea es una gota de lluvia que entra al acuífero. Su color dice dónde termina: el río, la salida del valle, la vertiente o un pozo. Las rojas son la zona de captura de cada pozo: MODPATH suelta partículas en el pozo y las sigue hacia atrás hasta donde entró esa agua (la lluvia o el río).
Qué hay dentro del modelo (para el informe)
MODFLOW 6.7.0 (USGS) con los paquetes DIS (grilla de 120 × 80 × 2), NPF (K y anisotropía; capa 1 libre, capa 2 confinada),
RCH (recarga), RIV (río: nivel 2,5 m bajo el terreno, lecho de 1 m de espesor y 10 m de ancho; conductancia = K del lecho × 50 × 10 ÷ 1),
CHD (salida del valle: carga fija 3 m bajo el terreno en el borde oeste), DRN (vertiente), WEL (pozos), HFB (falla) y STO (transitorio).
Solver IMS con Newton. MODPATH 7.2 sigue 150 partículas hacia adelante desde la superficie y 16 hacia atrás desde cada pozo (zona de captura), con porosidad efectiva 0,2.
El archivo descargado trae todo para correrlo de nuevo con mf6 o abrirlo con FloPy: flopy.mf6.MFSimulation.load(sim_ws="modelo").
Misión 4 (química del agua): al flujo se le acopla el modelo de TRANSPORTE de MODFLOW 6, GWT (Groundwater Transport), que mueve el sulfato con la velocidad del agua: advección con esquema TVD, dispersividad longitudinal 20 m, transversal 2 m y vertical 0,2 m, porosidad efectiva 0,2. Bajo el tranque el agua tiene 1.500 mg/L (paquete CNC, concentración constante); el agua natural del valle, 50 mg/L. Flujo permanente y transporte por semestres. La norma es la NCh 409 (Norma Chilena 409, agua potable): 500 mg/L de sulfato.
El valle y sus «mediciones» son sintéticos, con fines didácticos.