MODELO HIDROGEOLÓGICO DE LAS FUENTES TERMALES DE BAÑOS DE INCA - CAJAMARCA MSc. Ing. Fluquer Peña Laureano Dr. Oto Severyn, Dr.

Transcripción

1 MODELO HIDROGEOLÓGICO DE LAS FUENTES TERMALES DE BAÑOS DE INCA - CAJAMARCA MSc. Ing. Fluquer Peña Laureano fpena@ingemmet.gob.pe Dr. Oto Severyn, Dr. Jiri Sima, Dra. Lenka Baratoux

2 CONTENIDO 1. ANTECEDENTES 2. INVENTARIO DE FUENTES 3. GEOLOGIA 4. HIDROGEOLOGIA 5. MODELO HIDROGEOLOGICO 6. CONCLUSIONES

3 ANTECEDENTES Gobierno de la Republica Checa Gobierno de la República del Perú Ministerio del Medio Ambiente de la República Checa Ministerio de los Asuntos Extranjeros de la República Checa Embajada de la Perú en República Checa Ministerio del Comercio Exterior y Turismo - MINCETUR AQUATEST a.s. Czech Geological Survey Instituto Geológico Minero y Metalúrgico - INGEMMET AUTORIDADES LOCALES

4 INVENTARIO DE FUENTES

5 GEOLOGIA Cajamarca IMÁGEN LANDSAT, 432

6 GEOLOGÍA Cajamarca IMÁGEN LANDSAT ANÁLISIS DE COMPONENTES PRINCIPALES, 3567

7 GEOLOGÍA MODELO NUMÉRICO DEL TERRENO PROYECCIÓN 3D N Cajamarca

8 Fm. Chimú Fm. Chimú Fm. Santa Fm. Carhuaz

9 Fm. Farrat Fm. Farrat brecha tectónica Fm. Chúlec Volc. San Pablo.

10 GEOLOGÍA Rocas volcánicas del Terciario Baños de Inca Tragadero Perolitos Sedimentos Cuaternarios Sedimentos Cretácicos Rocas magmáticas del terciario Mapa Geológico 1: INGEMMET 1980

11 GEOLOGIA ANALISIS ESTRUCTURAL Cajamarca

12 Fuente: Bazan & Cerdán Anticlinal de Baños del Inca

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14 Cajamarca Perolitos Tragadero Baños de Inca MAPA GEOLÓGICO Fm. Farrat en lugar de Fm. Chimú Fallas N-S

15 HIDROGEOLOGÍA Frecuencia de fracturas

16 CALCULO DE LA PERMEBILIDAD HIDROGEOLOGÍA Farrat Chimú Rocas volcánicas Chimu

17 Q = cm3/seg. HIDROGEOLOGÍA Nº Interv. Tiempo (seg.) Descenso (cm.) V = S x Desc (cm 3 ) Q (infil) (cm 3 /seg) Q (infil) (lt/seg) K (cm/seg) K (m/dia) Grafico de caudal infiltración Acuífero Chimú K= m/día Intervalo de Tiempo cada 5 min.

18 Q = cm3/seg. Nº Interv. Tiempo (seg.) Descenso (cm.) V= S x Desc (cm 3 ) HIDROGEOLOGÍA Q (infil) (cm 3 /seg) Q (infil) (lt/seg) K (cm/s) K (m/dia) ,20 186,4688 0, , ,031 26, ,00 121,6101 0, , ,020 17, ,00 101,3417 0, , ,017 14, ,70 95,2612 0, , ,016 13, ,50 91,2076 0, , ,015 12, ,51 71,1419 0, , ,012 10, ,50 70,9392 0, , ,012 10, ,50 70,9392 0, , ,012 10, ,00 81,0734 0, , ,013 11, ,50 70,9392 0, , ,012 10, ,50 70,9392 0, , ,012 10,080 Grafico de caudal infiltración Acuífero Farrat K= m/día 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0, Intervalo de Tiempo cada 5 min.

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20 CARACTERIZACIÓN HIDROGEOLOGICA FORMACIÓN LITOLOGIA TECTONICA MICRO PERMEBILIDAD K (m/día) CLASIFICACION HIDROGEOLOGICA Fm CHICAMA Arcillas Lutitas? Baja ACUITARDO Fm CHIMU Areniscas Cuarzosas Muy Fracturado Fisuras Abiertas ACUÍFERO FISURADO Fm SANTA Calizas arenosas Limo-arcillitas Pocas Fisuras Mediano Baja ACUITARDO Fm CARHUAZ Lutitas Arcillitas Compacto Baja ACUITARDO Fm FARRAT Areniscas Cuarzosas Muy Fracturado Fisuras Abiertas 10 a 15 ACUÍFERO FISURADO

21 EL MAPA HIDROGEOLÓGICO Acuíferos Fisurados Acuitardo Movimiento del agua subterránea Fuente Termal

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23 MODELO HIDROGEOLOGICO CONCEPTUAL

24 HIDROGEOLOGÍA CIRCULACIÓN DE AGUA SUBTERRÁNEA

25 MODELO HIDROGEOLOGICO CONCEPTUAL

26 ENTRADAS PARA EL MODELO MATEMATICO Mapa geológico. Mapa hidrogeológico. Cortes.

27 Condiciones de borde - Discretización El área modelada es de km en un plano horizontal de un rectángulo. El espesor del área modelada es 2.7 km.

28 Elementos incluidos en el Modelo Dos acuíferos fisurados Chimú y Farrat La zona fracturada en el eje del anticlinal Falla Norte - Sur Otros estratos considerados impermeables

29 MODELO HIDROGEOLOGICO El modelo Flow123D, desarrollado por el centro ARTEC, de la Universidad de Liberec Rep. Checa. Estructura de falla Fuentes termales Eje de anticlinal Baños del Inca Afloramiento areniscas cuarzosas del Chimú Estrato modelado de las areniscas cuarzosas del Farrat Estrato modelado de areniscas cuarzosas del Chimú La geometría incluye tres elementos principales: el acuífero en las areniscas cuarzosas Chimú, la zona fracturada en el eje del anticlinal Baños del Inca y la N-S, que fueron calculadas como una superficie subvertical.

30 PROCESO DE LA GENERACIÓN DE LA MALLA 1. Definición de las condiciones de borde de modelo 2. Agregar niveles de alturas (superior e inferior). 3. Definición de interfaces de la roca. 4. Definición de las fallas y grandes estructuras (fallas, eje del anticlinal). 5. Elaboración de la malla 6. Chequeo y limpieza de la malla

31 ELABORACIÓN DE LA MALLA

32 Modelo Matemático Red utilizada para el cálculo del flujo en la zona modelada Se generó una red que tiene en total 7,972 nudos y 32,512 elementos. Del total, 656 elementos son triangulares mientras que los otros son tetraedros.

33 Distribución de los niveles piezométricos en el área modelada para el estado actual del flujo de las aguas subterráneas en la estructura, la vista del este (números de escala en metros).

34 Conductividad hidráulica Acuífero Chimú : 1-100*10-5 m/s Acuífero Farrat : Diez veces menos que Chimú Fallas: Cien veces más que la roca alrededor. Permeabilidad muy variable según la profundidad y posición

35 PROCESO SURGENCIA DE LAS FUENTES TERMALES Para las variables del modelo y para la representación gráfica de las salidas se utilizo el software GMSH, desarrollado por el Centro Artec Universidad de Liberec Republica Checa

36 Modelo Matemático Distribución se los vectores de velocidades del flujo del agua subterránea para la simulación final, vista del este

37 HIDROQUIMICA - ANALISÍS DE AGUAS Y GASES

38 d 18O-SO d 18O-SO4 vs. d 34S-SO4 in thermal waters in the spas of Cajamarca a Churín d 34S-SO4 Cajamarca Churin Sulphate from oxidized sulphide minerals Soil sulphate Atmospheric precipitation Evaporite minerals Anthropogenic sulphate Sea spray

39 FUENTE CATIONES DOMINANTES COMPOSICION QUIMICA DE LAS AGUAS ANIONES DOMINANTES FAMILIAS Chorros 1 Na>Ca>Mg Cl>HCO 3 >SO 4 Clorurada Sódica Chorros 2 Na>Ca>Mg Cl>HCO 3 >SO 4 Clorurada Sódica La Grama 1 Na>Ca>Mg Cl>SO 4 >HCO 3 Clorurada Sódica Oscol 1 Ca>Na>Mg SO 4 >HCO3>Cl Sulfatada Cálcica Oscol 2 Ca>Na>Mg SO 4 >HCO 3 >Cl Sulfatada Cálcica Perolitos 1 Na>Ca>Mg Cl>HCO 3 >SO 4 Clorurada Sódica Perolitos 2 Na>Ca>Mg Cl>HCO 3 >SO 4 Clorurada Sódica Tragadero 1 Na>Ca>Mg Cl>HCO 3 >SO 4 Tragadero 2 Na>Ca>Mg Cl>HCO 3 >SO 4 Clorurada Sódica Yumagual 1 Na>Ca>Mg HCO 3 >Cl>SO 4 Bicarbonatada Sódica Yumagual 2 Na>Ca>Mg HCO 3 >Cl>SO 4 Bicarbonatada Sódica

40 TRAGADERO 1

41 BAÑOS DE INCA PEROLITOS - 1

42 BAÑOS DE INCA PEROLITOS - 2

43 CONCLUSIONES Se han identificado tres acuíferos principales, dos de tipo confinado (Chimú y Farrat) y uno de tipo libre, en acuíferos porosos no consolidados de piso de valle. Las fuentes termales y minerales en Baños del Inca - Cajamarca incluyen la descarga de dos grupos de fuentes muy importantes, Perolitos y Tragadero (con 80 L/s), el ambiente donde se forman estas aguas corresponden a las areniscas cuarzosas del acuífero Chimú, sin embargo antes de la surgencia tiene interacción con aguas frías del piso de valle, de donde adquieren su temperatura final 70 C y caudal de 130 L/s. Los elementos geológicos estructurales (la falla paralela al valle de dirección N-S y la intersección con el eje del anticlinal de Baños del Inca condicionan las surgencia de las fuentes termales y minerales en Baños del Inca.

44 AREA BALNEOLÓGICA Y CURATIVA LOS EUCALIPTOS

45 UNA GESTIÓN ADECUADA DEL RECURSOS HÍDRICO NO ALTERA EL ECOSISTEMA Y MEJORA LA CALIDAD DE VIDA DE LA POBLACIÓN GRACIAS