UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE INGENIERÍA MODELACIÓN MATEMATICA DEL ACUÍFERO CIUDAD HIDALGO – TUXPAN, EDO. MICHOACÁN. TESIS PROFESIONAL QUE PARA OBTENER EL TITULO DE: INGENIERA GEOLOGA PRESENTA: PRISCILA MEDINA ORTEGA DIRECTOR DE TESIS: ÓSCAR A. ESCOLERO ´FUENTES México, D. F. 2010 Medina Ortega Priscila Modelación matemática del acuífero Ciudad Hidalgo – Tuxpan, Edo. Michoacán. La información utilizada para la realización de este trabajo se derivan del proyecto denominado DESARROLLO DE MODELOS DE MANEJO PARA LOS PRINCIPALES ACUÍFEROS DEL ESTADO DE MICHOACÁN, Clave 2005-01-052. Bajo la coordinación técnica del Dr. Óscar A. Escolero Fuentes del Instituto de Geología de la UNAM. Financiado por el Fideicomiso denominado “Fondo Mixto CONACYT-Gobierno del Estado de Michoacán”. 2 Medina Ortega Priscila Modelación matemática del acuífero Ciudad Hidalgo – Tuxpan, Edo. Michoacán. Agradecimientos “La misión del conocimiento no es iluminar a un alma que es oscura de por sí, ni hacer ver a un ciego. Su misión no es descubrir los ojos del hombre, sino guiarlo, gobernarlo y dirigir sus pasos a condición de que tenga piernas y pies para caminar" Montaigne Quiero expresar mi más profundo agradecimiento A Dios Por permitirme llegar hasta este momento tan importante de mi vida y obtener este logro. A mi mami Por darme apoyo incondicional siempre A mi familia A Karen, Denisse, Lulú y Pedro, que los quiero y los adoro, que son un gran apoyo en mi vida. Y a mi sobrinita Amaya que la adoro. Al Dr. Escolero Por la paciencia, preocupación y atención que tuvo durante la realización de este trabajo. A mis amigos A Felipe por sus buenos consejos y apoyo; Gaby por las buenas enseñanzas de la vida; Lilibeth e Ileana por sus consejos para continuar; Bere y Carlos por ser tan ñoños; J.L. por su apoyo en épocas de crisis; Juan, Gris y Diana por su paciencia y aliento; Said, Rodrigo, René Y a todos que me apoyaron y creyeron en mi e influyeron en la realización de esta tesis, solo les puedo decir Muchas gracias!!! Priscila 3 Medina Ortega Priscila Modelación matemática del acuífero Ciudad Hidalgo – Tuxpan, Edo. Michoacán. Índice 1.-Generalidades ..................................................................................................................... 6 1.1 Introducción ....................................................................................................................... 6 1.2 Objetivo General ............................................................................................................... 7 1.2.1 Objetivos particulares ................................................................................................... 7 1.3 Localización ....................................................................................................................... 8 1.4 Vías de localización ........................................................................................................ 10 1.5 Estudios Previos ..............................................................................................................11 1.6 Metodología ..................................................................................................................... 17 1.7 Fisiografía......................................................................................................................... 18 1.8 Hidrología ......................................................................................................................... 20 1.9 Clima ................................................................................................................................. 22 1.10 Suelos ............................................................................................................................. 23 1.11.1 Geomorfología ........................................................................................................... 27 1.12 Geología Regional ........................................................................................................ 29 1.12.1 Estratigrafía Regional ............................................................................................... 29 1.13 Geología local ............................................................................................................... 37 1.13. 1 Geología del subsuelo ............................................................................................. 37 2. Hidrogeología..................................................................................................................... 42 2.1. Introducción .................................................................................................................... 42 2.2. Definición del Sistema Acuífero Ciudad Hidalgo–Tuxpan, Michoacán ................. 43 2.3. Revisión de estudios hidrogeológicos anteriores ..................................................... 48 2.4. Piezometría ..................................................................................................................... 50 2.4.1. Configuración del nivel estático para el año 2003 ................................................ 50 2.4.2. Configuración del nivel estático para el año 2007 ................................................ 51 2.5. Evolución del nivel estático en los años 2003 – 2007 ............................................. 55 2.6. Balance Hídrico .............................................................................................................. 57 2.7.1. Entradas subterráneas (Es) y salidas subterráneas (Ss) ................................... 67 2.7.1.1. Entradas subterráneas (Es) y salidas subterráneas (Ss) para el año 2003 . 67 2.7.1.2. Entradas subterráneas (Es) y salidas subterráneas (Ss) para el año 2007 . 68 4 Medina Ortega Priscila Modelación matemática del acuífero Ciudad Hidalgo – Tuxpan, Edo. Michoacán. 2.7.2. Recarga Natural (Inf) ................................................................................................. 71 2.7.3. Retorno por riego (Rr) ................................................................................................ 73 2.7.4. Bombeo (B) ................................................................................................................. 74 2.7.5. Coeficiente de almacenamiento (Sy) ...................................................................... 75 2.7.6. Manantiales (Man) ...................................................................................................... 76 2.7.8. Variación de la carga hidráulica (Δh) ....................................................................... 79 2.7.9. Evapotranspiración (ETR) ......................................................................................... 79 2.7.10. Resolución de balance de aguas subterráneas ................................................. 82 3. Modelo de flujo del acuífero Ciudad Hidalgo – Tuxpan, Michoacán. ....................... 84 3.1. Introducción .................................................................................................................... 84 3.2. Ecuación de flujo de aguas subterráneas .................................................................. 85 3.3. Enfoque de la modelación computacional del flujo de aguas subterráneas ........ 88 3.4. Modelación matemática con MODFLOW .................................................................. 90 3.5. Discretización espacial y temporal .............................................................................. 91 3.6. Geometría del acuífero ................................................................................................. 93 3.10. Calibración en estado estacionario ......................................................................... 100 3.11. Calibración en estado transitorio ............................................................................. 102 3.12. Análisis de sensibilidad ............................................................................................. 106 3.13. Escenarios de explotación ....................................................................................... 108 3.13.1 Escenario 1............................................................................................................... 108 3.13.2 Escenario 2................................................................................................................110 3.13.3 Escenario 3................................................................................................................113 3.13.4 Escenario 4................................................................................................................115 4. Conclusiones y recomendaciones .................................................................................118 4.1 Conclusiones ..................................................................................................................118 4.2 Recomendaciones ........................................................................................................ 120 Referencias Bibliográficas .................................................................................................. 121 Anexos................................................................................................................................... 125 5 Medina Ortega Priscila Modelación matemática del acuífero Ciudad Hidalgo – Tuxpan, Edo. Michoacán. 1.-Generalidades 1.1 Introducción En México existe una gran diversidad de unidades geológicas de origen sedimentario ígneo