Modelo matemático del acuífero profundo del Valle de México usando diferencias finitas y superficies finitas integradas: simulación numérica con el programa Modflow

Abstract

The exploitable volume of an aquifer is a decision variable to be determined as part of a water management plan. Due to the above, it is necessary to develop mathematical models that simulate the problem, and to provide information about the potential of the regional groundwater system for its pumping and artificial recharge. The mathematical modeling of groundwater flow and pollutant transport represents an important tool for the design of remediation systems based on the extraction and treatment of groundwater. The present work also presents a real case of application of a Mathematical and Numerical Modeling of flow in the deep Aquifer in the valley of Mexico Valley, this valley, located at approximately 2,400 meters (7,874 feet) above sea level ( Msnm), is surrounded by mountain ranges of volcanic origin with summits that reach heights up to 5 thousand meters. The depletion of piezometric levels in wells, damage to buildings, Mexico City infrastructure, and the poor quality of drinking water in the valley basin of Mexico are consequences of the overexploitation of shallow aquifers. This situation requires the search for new alternatives that range from a more efficient use of water by the population, in the improvement in the system of management and exploitation of the basin, to the exploitation of deep regional aquifers. From the lithological study of the deep wells.

El volumen explotable de un acuífero, es una variable de decisión a ser determinada como parte de un plan de gestión de agua. Debido a lo anterior, se hace necesario el desarrollo de modelos matemáticos que simulen el problema, y que entreguen información sobre el potencial del sistema regional de agua subterránea a para su bombeo y recarga artificial. La modelación matemática de flujo de agua subterránea y transporte de contaminantes representa una importante herramienta para el diseño de sistemas de remediación basados en la extracción y tratamiento de aguas subterráneas. El presente trabajo se expone asimismo un caso real de aplicación de un Modelado Matemático y Numérico de flujo en el Acuífero profundo en la cuenca del Valle de México, este valle, situado aproximadamente a 2,400 metros, (7,874 pies) sobre el nivel del mar (msnm), está rodeado de sierras de origen volcánico con cumbres que alcanzan alturas superiores hasta los 5 mil metros. El abatimiento de los niveles piezometricos en los pozos, los daños a edificios, la infraestructura de la ciudad de México, y la baja calidad del agua potable de la cuenca del valle de México son consecuencias de la sobreexplotación de los acuíferos someros. Esta situación requiere de la búsqueda de nuevas alternativas que van desde un uso más eficiente del agua por parte de la población, en el mejoramiento en el sistema de manejo y explotación de la cuenca, hasta la explotación de acuíferos regionales profundos. A partir del estudio litológico de los pozos profundos.