Modelamiento hidrogeológico del acuífero del Valle Zaña

Abstract

Con la finalidad de estudiar el comportamiento del sistema acuífero del Valle Zaña, se ha implementado un modelo numérico y así establecer posteriormente ciertas medidas conducentes para un manejo integrado y óptimo del recurso hídrico en el valle. El área de estudio que comprende la parte baja de la cuenca del mismo nombre, está ubicado en la costa norte del Perú aproximadamente a 747 Km al norte de la ciudad de Lima. Políticamente pertenece a la provincia de Chiclayo y departamento de Lambayeque y comprende los distritos de Lagunas, Zaña y Cayaltí. El clima en esta zona es seco y semicálido con deficiencia de precipitación. La precipitación normal promedio anual alcanza los 56 mm, la evaporación de tanque mensual es de aproximadamente 1661 mm, mientras que la temperatura promedio anual es de 22. 7 °C. Se construyó un modelo numérico en régimen permanente utilizando el código MODFLOW SURFACT 3.0 (Hydrogeologic, 2006). Las dimensiones en planta fueron de 30 Km por 30 Km siendo dividido con celdas rectangulares de 120 m por 120 m. El modelo incluye 2 capas. La primera capa representa el horizonte de buenas condiciones hidráulicas (material cuaternario) y el segundo el material de malas condiciones hidráulicas (asumiéndose en principio como arcilla de acuerdo con la interpretación geofísica de INRENA). Los valores de conductividad hidráulica asignados inicialmente al modelo corresponden a las pruebas de bombeo realizadas en todo el valle (ejecutadas por INRENA en el 2005) y de valores típicos de materiales. Para la primera capa se consideró la media geométrica de todas las pruebas de bombeo con un valor de 8.35 x 10-2 cm/s y para la segunda capa un valor de 5 x 10-8 cm/s. La recarga asignada al modelo fue establecida como la infiltración proveniente del riego en toda la zona de riego. Para esto se estimó la demanda de agua de los cultivos en el valle considerándose que solo el 20% de la toda la demanda se infiltra recargando directamente al acuífero. A partir de esta suposición el modelo recibió un valor de recarga de 245.9 mm/año. Por otro lado, se consideraron dos tipos de condiciones de borde, siendo estos los bordes impermeables y los bordes con flujos impuestos (carga constante). El borde impermeable fue establecido en base a la geología regional de la zona y la de carga constante en base a los niveles de agua subterránea disponibles representando los flujos de entrada y salida del acuífero. Para la calibración del modelo numérico se utilizaron los niveles freáticos promedio de los meses de mayo y junio del 2005 de 86 puntos de monitoreo distribuidos en toda el área de estudio. La calibración consistió en la asignación o no del río Zaña como una condición de borde de tipo carga constante y la variación de los valores y distribución de la conductividad hidráulica siendo esta última la más importante. Los valores de conductividad hidráulica fueron variados hasta conseguir una adecuada coincidencia entre los valores de carga hidráulica medidos y los calculados por el modelo numérico. La calibración final obtuvo una coincidencia aceptable entre los resultados del modelo predichos y medidos con un coeficiente de correlación de 0.981. El error absoluto promedio (valor absoluto de la diferencia entre las cargas medidas y simuladas) fue 2.53 m. con una desviación estándar de 3.33 m. Luego de la calibración se simularon diferentes escenarios en los que se incrementan los caudales de explotación en diferentes zonas, encontrándose que salvo la zona de las faldas de los cerros de la margen izquierda del rio Zaña, el acuífero presenta excelentes condiciones para el aprovechamiento de aguas subterráneas. Las altas tasas de recarga y la alta conductividad hidráulica de la primera capa hacen que los impactos negativos en la napa freática sean mínimos. Asimismo, se establece que mientras la tasa de recarga sea mayor que las tasas de explotación el acuífero no se verá afectado en forma negativa.