ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL FACULTAD DE INGENIERÍA EN GEOLOGÍA Y PETRÓLEOS MODELACIÓN DEL ACUÍFERO PUSUQUÍ-SAN ANTONIO DE PICHINCHA PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERA GEOLOGA SANDRA TERESA PROCEL GUERRA [email protected] DIRECTOR: RENAN CORNEJO ORQUERA [email protected] Quito marzo 2008 DECLARACIÓN Yo, Sandra Teresa Procel Guerra, declaro que el trabajo aquí descrito es de mi autoría, que no ha sido previamente presentado por ningún grado o calificación profesional; y que he consultado las referencias bibliográficas que se incluyen en este documento. La Escuela Politécnica Nacional, puede hacer uso de los derechos correspondientes a este trabajo, según lo establecido por la Ley de Propiedad Intelectual, por su reglamento y la normatividad institucional vigente. Sandra Teresa Procel Guerra CERTIFICACIÓN Certifico que el presente trabajo fue desarrollado por Sandra Teresa Procel Guerra, bajo mi supervisión Ing. Renan Cornejo DIRECTOR DEL PROYECTO AGRADECIMIENTOS A mi ser superior, que hizo posible que siga adelante, que me hizo ver que aún no llega mi hora. Al mi familia, a mis padres que supieron darme sus consejos, fortaleza y confianza cuando más lo necesité. Gracias por ser esos angelitos que siempre me acompañan, en las buenas, en las malas y las peores. Gracias por existir y por ser la razón principal para levantarme. A mis hermanas Ximena, Shadira y Diana que son el ejemplo a seguir, por ser la admiración y el orgullo para mí. A mis sobrinas Michell, Daniela y Doménica, que son mi razón de aliento, mi sentimientos más sensibles y mi alegría. A mis cuñados, especialmente Edison muchas gracias por estar ahí, por ser como el hermano que no tuve. A la persona más especial que conocí y de quien me enamoré, gracias por ser como eres, por estar conmigo incluso venciendo a la distancia, por enseñarme a ser valiente y seguir hasta el fin. A todas las personas de las que aprendí una cosa nueva, a ser “mejor ser humano”. Al Ing. Renán Cornejo, por su paciencia, por guiar este proyecto, por ser el profesor que más admiro en la facultad; por ayudarme no solo en la Geología sino a ser mejor persona, honesta, perseverante y luchadora. Al Ing. Fernando Tapia, por su ayuda en la elaboración de este proyecto, por enseñarme a ser metódica, por las discusiones sobre modelación y por las buenas conversaciones y buenos momentos en la EMAAP-Q Al Ing Fernando Zurita, por prestarme su herramienta de trabajo, por su colaboración en la ejecución de planos, mapas y modelos. Al Ing Bernardo Alvarez, quien confió en mí profesionalmente, por brindarme la oportunidad de aprender de su experiencia. A todo el departamento del Acuífero de Quito, por colaborar en la ejecución de este proyecto. A mis “amigas” Margarita y Erica, por escucharme y presionarme para la finalización de mi carrera. A los profesores de la facultad, que de una u otra manera me enseñaron a distinguir lo que debo y no debo hacer A mis compañeras de facultad principalmente Catalina Delgado, con quien compartí mucho tiempo, por las discusiones, buenos y malos ratos; gracias por enseñarme a ver desde otro punto de vista. DEDICATORIA A mi familia, a mis padres , hermanas y sobrinas, A Raúl por estar aqui CONTENIDO CAPITULO I ........................................................................................................... 1 1. GENERALIDADES............................................................................................. 1 1.1 ANTECEDENTES Y JUSTIFICATIVOS........................................................ 1 1.2 OBJETIVOS.................................................................................................. 2 1.2.1 OBJETIVO GENERAL ........................................................................... 2 1.2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS .................................................................. 2 1.3 ALCANCE Y LIMITACIONES ....................................................................... 2 1.4 METODOLOGIA ........................................................................................... 3 1.5 TRABAJOS ANTERIORES........................................................................... 6 1.6 ASPECTOS GEOGRAFICOS....................................................................... 7 1.6.1 LOCALIZACION Y ACCESIBILIDAD ..................................................... 7 1.6.2 MORFOLOGÍA....................................................................................... 9 CAPITULO II ........................................................................................................ 11 2. MARCO GEOLOGICO ..................................................................................... 11 2.1 INTRODUCCION........................................................................................ 11 2.2 GEOLOGÍA REGIONAL ............................................................................. 11 2.2.1 GEOLOGÍA ESTRUCTURAL............................................................... 14 2.2.2 EVOLUCION ........................................................................................ 15 2.3 GEOLOGIA LOCAL .................................................................................... 20 2.3.1 CORTES GEOLÓGICOS..................................................................... 25 2.4 IDENTIFICACIÓN Y LÍMITES DE ESTRATOS EN EL ACUÍFERO PUSUQUÍ-SAN ANTONIO................................................................................ 32 CAPITULO III ....................................................................................................... 35 3. HIDROMETEREOLOGIA ................................................................................. 35 3.1 INTRODUCCIÓN........................................................................................ 35 3.2 INFORMACIÓN DISPONIBLE.................................................................... 35 3.3 CLIMATOLOGÍA......................................................................................... 36 3.4 HIDROGRAFÍA........................................................................................... 37 3.5 HIDROLOGÍA ............................................................................................. 37 3.5.1 PRECIPITACIÓN ................................................................................. 37 3.5.2 EVAPOTRANSPIRACIÓN ................................................................... 42 3.6 BALANCE HÍDRICO................................................................................... 49 CAPITULO IV....................................................................................................... 52 4. HIDROGEOLOGÍA........................................................................................... 52 4.1 INTRODUCCIÓN........................................................................................ 52 4.2 INFORMACION DISPONIBLE.................................................................... 52 4.3 DETERMINACIÓN DE NIVELES ACUÍFEROS.......................................... 54 4.3.1 CORRELACIÓN DE SONDEOS ELÉCTRICOS Y POZOS CON NIVELES ACUÍFEROS ................................................................................. 55 4.4 PARÁMETROS HIDROGEOLÓGICOS...................................................... 60 4.4.1 PERMEABILIDAD Y TRANSMISIVIDAD ............................................. 60 4.4.2 NIVELES PIEZOMÉTRICOS ............................................................... 61 4.5 MODELO CONCEPTUAL........................................................................... 62 CAPITULO V........................................................................................................ 66 5. MODELACIÓN ................................................................................................. 66 5.1 INTRODUCCIÓN........................................................................................ 66 5. 2 INFORMACIÓN DISPONIBLE................................................................... 67 5. 3 MODELO HIDROGEOLÓGICO MATEMÁTICO ........................................ 67 5.3.1 DESCRIPCIÓN DE LAS ECUACIONES QUE GOBIERNAN EL FLUJO SUBTERRÁNEO........................................................................................... 68 5.3.2 MODELOS NUMÉRICOS Y CONDICIONES DE BORDE INICIALES. 73 5.3.3 APLICACIÓN DE LOS MÉTODOS DE SOLUCIÓN PARA MODELOS NUMÉRICOS ................................................................................................ 74 5.4 El MODELO DIGITAL ................................................................................ 79 5.4.1 METODOLOGIA DE LA MODELACION .............................................. 79 5.5 MODELACION EN MOD FLOW ................................................................. 80 5.6 MODELACION DEL ACUIFERO DEL VALLE PUSUQUI- SAN ANTONIO............... 84 5.6.1 Interfase de entrada (condiciones de borde)........................................ 84 5.6.2 Interfase de corrida (modelación y calibración).................................... 95 5.6.3 Interfase de salida (resultados) ............................................................ 95 CAPITULO VI..................................................................................................... 100 6. HIDROQUIMICA ............................................................................................ 100 6.1 INTRODUCCIÓN...................................................................................... 100 6.2 ANALISIS DE CALIDAD DE AGUA .........................................................