CARACTERIZACIÓN DEL RELLENO DE LA CUENCA DEL RIO ILLAPEL, ENTRE HUINTIL Y EL PERAL.

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1 U N I V E R S I D A D D E C O N C E P C I Ó N DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA TIERRA 10 CONGRESO GEOLÓGICO CHILENO 2003 CARACTERIZACIÓN DEL RELLENO DE LA CUENCA DEL RIO ILLAPEL, ENTRE HUINTIL Y EL PERAL. MARTÍNEZ C. 1 ; REBOLLEDO, S. 2 ; ESPINOZA, C. 3 ; PARRAGUEZ, C. 4 1 Dpto. de Geología. Universidad de Chile. Plaza Ercilla 803. Santiago. Chile. clamarti@ing.uchile.cl. 2 Dpto. de Geología. Universidad de Chile. Plaza Ercilla 803. Santiago. Chile. srebolle@ing.uchile.cl. 3 Dpto. de Ingeniería Civil. Universidad de Chile. Blanco Encalada Santiago. Chile. espinoza@ing.uchile.cl 4 CODELCO. Av. Isidora Goyenechea Santiago. Chile. CParragu@stgo.codelco.cl. INTRODUCCIÓN El río Illapel nace en la cordillera, de la unión del estero Cenicero y del río Tres Quebradas, en la zona sur de la IV Región. Entrega sus aguas al río Choapa en el sector denominado Confluencia, constituyendo su principal afluente. La cuenca del río Illapel tiene un área aproximada de km 2 y alberga a una población cercana a los habitantes. El área descrita está delimitada por dos estaciones fluviométricas en el río Illapel: en el límite Este la estación de Huintil y en el límite Oeste a la estación de El Peral (Fig. 1). El presente trabajo fue realizado dentro del marco de la evaluación hidrogeológica de cuencas realizada por la Dirección General de Aguas. Figura1: Ubicación de la zona de estudio. Todas las contribuciones fueron proporcionados directamente por los autores y su contenido es de su exclusiva responsabilidad.

2 MARCO GEOLÓGICO Las rocas más antiguas en el área de estudio corresponden a la secuencia sedimentaria transicional a marina asignada a la Formación El Quereo de edad triásica (Ceccioni y Westermann, 1968 In Rivano y Sepúlveda, 1991). Hacia el norte del sector de Confluencia y en discordancia erosiva y angular sobre la Formación El Quereo, yacen los depósitos volcánicos de la Formación Arqueros de edad cretácica (Aguirre y Egert, 1962,1965 In Rivano y Sepúlveda, 1991). Desde la estación fluviométrica de Huintil hacia el Este aflora la secuencia volcanosedimentaria del Miembro Quelén de la Formación Quebrada Marquesa de edad cretácica (Aguirre y egert, 1962,1965 In Rivano y Sepúlveda, 1991), que se dispone concordantemente sobre la Formación Arqueros. Los depósitos no consolidados que conforman el relleno de la cuenca corresponden a depósitos de la Formación Confluencia (Mioceno Plioceno según Rivano y Sepúlveda, 1991) y los depósitos cuaternarios fluviales, aluviales y coluviales. Las rocas intrusivas de {area son asignadas a la Superunidad Intrusiva Illapel (Cretácico según Rivano y Sepúlveda, 1991). Esta superunidad está formada por la Unidad Chalinga, que aflora desde El Peral hasta el sector de Huintil donde está en contacto por falla con la Formación Quebrada Marquesa, y la Unidad Limáhuida que corresponde a una franja continua al Norte y Sur de Illapel y que está afectada por un clivaje de fractura vertical muy penetrativo y paralelo a la orientación N-S de la unidad. Toda la superunidad está afectada por un alto grado de meteorización. UNIDADES DE RELLENO La caracterización del relleno se realizó en base al marco geológico, análisis fotogeológico de la Imagen Satelital ASTER L1A, inspección de terreno, datos de estudios anteriores y a información estratigráfica disponible en los expedientes de solicitud de derechos de aguas subterráneas proporcionados por la D.G.A. Las unidades definidas son (Fig. 2 ): Unidad I: Corresponde a los depósitos fluviales actuales y está constituida por sedimentos de granulometría gruesa, como grava y arena gruesa, y escasa presencia de finos. Se encuentra alojada a lo largo del lecho del río Illapel y del Estero Aucó y en las zonas susceptibles de ser inundadas. Unidad II: Corresponde a los depósitos aluviofluviales que se encuentran en las zonas de las quebradas, formando abanicos en las partes bajas de estas. Presenta sedimentos de granulometría gruesa (bolones, grava y arena gruesa) con escasa presencia de finos, aunque en mayor proporción que en la Unidad I. Esta unidad se define solo por la estratigrafía observada en terreno ya que no hay perforaciones en ella que aporten más información. Unidad III: Corresponde a los depósitos coluvioaluviales y está ubicada en las laderas de los cerros y en los sectores medios de las quebradas donde forma conos de deyección. Está constituida por material grueso (bloques y arenas gruesas) y material fino (limo y arcilla). Esta unidad no cuenta con perforaciones por lo que se define sólo por la descripción de terreno.

3 Figura 2: Mapa Hidrogeológico Preliminar de la zona de Estudio. 1) Unidad I: depósitos fluviales, k de 52 a 413 m/día; 2) Unidad II: depósitos aluviofluviales, k de 2 m/día; 3) Unidad III: depósitos coluvioaluviales; 4) Unidad IV: depósitos terciarios de la Formación Confluencia, k entre1 y 78 m/día ; 5) Unidad V: roca meteorizada, k ~ 10 2 m/día; 6-8) Unidades que constituyen el basamento: Superunidad Illapel, Fm. El Quereo y Fm Quebrada Marquesa, respectivamente; 9) Formación Arqueros. 10) Pozo profundo

4 Unidad IV: Corresponde a los depósitos terciarios de la Formación Confluencia. Presenta granulometría heterogénea con lentes de arcillas y arena gruesa sin arcillas. Esta unidad es definida según la estratigrafía de los pozos de Cárcamo y Cuz-Cuz. Bajo un metro de cubierta vegetal, presenta un nivel de 10 a 14 m de bolones, arena gruesa, con sectores de porcentaje variables de arcillas (10 a 50%). Luego otro nivel de 9 a 15 m de arena, gravas y arcillas en mayor porcentaje que el primer nivel (40 a 70 %) y que incluye un nivel de 2 a 3 m de grava media a gruesa. Unidad V: Corresponde al producto de la meteorización de la Superunidad Intrusiva Illapel. Se define por su presencia en los pozos de Cárcamo y de Illapel. Además, se encontró en captaciones tipo norias y en un sondaje profundo frente al puente El Peral y frente a la estación fluviométrica El Peral. RELACIONES DE CONTACTO Y VARIACIONES LATERALES En los perfiles de las Figuras 3 y 4 se puede observar las relaciones de contacto y variaciones laterales de las unidades descritas. Dentro de los límites estudiados, el basamento rocoso de la cuenca corresponde a la Superunidad Intrusiva Illapel. En el límite oeste, en la estación fluviométrica El Peral, el estrechamiento del cauce coincide con el afloramiento de rocas de la Formación El Quereo. Hacia aguas arriba Huintil, el basamento corresponde a rocas del Miembro Quelén (Formación Quebrada Marquesa). La Unidad V sobreyace al basamento rocoso y subyace a la Unidad IV a lo largo de este segmento del río Illapel. Su espesor varía de al menos 5 m en el pozo de Cárcamo a 24 m en Illapel y hasta 36 m frente al puente El Peral. La Unidad IV subyace a la Unidad I en todo este segmento de río y en la parte baja del Estero Aucó. Además subyace a la Unidad II en las quebradas de Los Lavaderos y de Cárcamo y a la Unidad III en las laderas de los cerros. Su espesor varía entre 24 a 32 m de Illapel a Cárcamo, y este disminuye abruptamente en el sector de El Peral. La Unidad III engrana con la Unidad II en los sectores medios de las quebradas, subyace e interdigita a la Unidad I hacia aguas arriba de la ciudad de Illapel y sobreyace a la Unidad IV en la mayor parte de las laderas donde se la encuentra. El espesor observado no supera los 10 m. La Unidad II sobreyace e interdigita a la Unidad I en varios sectores del área de estudio, sobreyace a la Unidad IV en las quebradas de Los Lavaderos y Cárcamo, y en algunos sectores de la rivera sur, hacia el oeste de Illapel. Se estiman espesores variables entre 5 y 10 m. La Unidad I sobreyace a la Unidad IV a lo largo del río Illapel. Interdigita a las Unidades II y III hacia el este de Cárcamo y frente a esta localidad, por la rivera norte. Tiene un espesor de 5 m frente a la ciudad de Illapel.

5 Figura 3: Perfil Geológico interpretativo del relleno a lo largo del valle de Illapel construido sobre la base de la información estratigráfica de superficie y subsuperficie. 1=Fm. El Quereo (Triásico Medio Triásico Superior); 2= Fm. Quebrada Marquesa (Cretácico Inferior); 3= Superunidad Intrusiva Illapel; 4= Unidad Intrusiva Limahuida; 5= Unidad Hidrogelógica V; 6= Unidad Hidrogeológica IV; 7 = Unidad Hidrogeológica I.

6 Figura 4.a: Perfil Geológico interpretativo del relleno del valle del río Illapel en el sector de Cárcamo. Figura 4.b: Perfil Geológico interpretativo del relleno del valle del río Illapel en el sector de Illapel.

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8 Las unidades descritas contienen y aportan a un único acuífero freático, principalmente alojado en las Unidades I, IV y V. CARACTERISTICAS HIDROGEOLÓGICAS Según el análisis de pruebas de bombeo realizadas en norias y sondajes y datos de estudios anteriores se tienen los siguientes valores de conductividad hidráulica para las distintas unidades (Martínez, 2003): Unidad I k ~ 20 a 413 m/día Regular a buena Unidad II k ~ 2 m/día (*) Mala a regular Unidad III Según tipo de depósito Regular Unidad IV k ~ 1 a 200 m/día Regular a buena Unidad V k ~ 10 2 m/día Regular (*) Wohnlich et al, Debido a la ausencia de pozos de observación en las pruebas de bombeo no fue posible determinar el coeficiente de almacenamiento. Sin embargo, es posible asignar un valor medio de 0.1 por el tipo de depósitos presente(martínez, 2003). Considerando que los niveles estáticos medidos están en promedio 2 a 4 m bajo la superficie y que la cuenca tiene un espesor medio de 50 m, se tiene un espesor saturado de 47 m. El área de relleno es de aproximadamente 37 km 2. Con todo esto se tiene un volumen embalsado de m 3. DISCUSIONES El cálculo del volumen almacenado asumiendo un coeficiente de almacenamiento de 0.1 simplifica la situación real. Por otro lado el espesor del relleno de la cuenca deriva de la interpretación e interpolación de unos pocos pozos profundos que cubren de manera muy puntual y discontinua el valle; la información estratigráfica de estos pozos no es de buena calidad y además pocos de ellos llegan a la roca dura. Adicionalmente, los valores obtenidos para la conductividad hidráulica no son más que valores de referencia ya que se cuenta sólo con cuatro pruebas de bombeo y sólo una de captación profunda (Pozo ND-116, Martínez, 2003). Basado en la información existente se puede decir que la Unidad V, correspondiente a la roca meteorizada, puede constituir un reservorio importante de agua. Varias captaciones están habilitadas en esta unidad, sin embargo no hay información suficiente sobre las constantes hidráulicas ni del espesor de esta unidad, por lo que no es posible cuantificar su potencial. De la misma manera las rocas estratificadas que afloran fuera de los límites del área estudiada, podrían constituir un acuífero fracturado, sin embargo no existe información suficiente para evaluar su potencialidad. La falta de información en esta cuenca, es un problema que se repite en muchas cuencas en Chile, especialmente en los pequeños valles. Dada esta situación, y considerando el aumento de la demanda de derechos de aprovechamiento de agua, es necesario aumentar los esfuerzos realizados para generar la información que permita obtener resultados confiables de las condiciones hidrogeológicas de las cuencas. CONCLUSIONES

9 Se definieron cinco unidades hidrogeológicas: Unidad I: depósitos fluviales actuales; Unidad II: depósitos aluviofluviales; Unidad III: depósitos coluvioaluviales; Unidad IV: depósitos terciarios de la Formación Confluencia; Unidad V: Meteorización de la Superunidad Intrusiva Illapel. Estas unidades contienen un único acuífero freático que se extiende Huintil y El Peral y que posee un espesor medio de 50 m. Los valores para la conductividad hidráulica fluctúan entre 52 y 413 m/día para la Unidad I, de 2 m/día para la Unidad II, entre 1 y 78 m/día para la Unidad IV y son del orden de 10 2 m/día en la Unidad V. El volumen embalsado se determinó en 174 M m 3, para un área aproximada de 37 km 2 de relleno. AGRADECIMIENTOS Este estudio está enmarcado dentro de la Evaluación de cuencas realizado por la D.G.A. Esta institución ha brindado toda la información disponible de los expedientes de solicitudes de aguas subterráneas. REFERENCIAS Aguirre, L.; Egert, E Las formaciones manganesíferas de la región de Quebrada Marquesa, Provincia de Coquimbo. Revista Minerales, Nº.76, p Aguirre, L.; Egert, E Cuadrángulo Quebrada Marquesa, Provincia de Coquimbo. Instituto de Investigaciones Geológicas, Carta Geológica de Chile, Nº15. Santiago. Cecioni, G.; Westermann, G The Triassic/Jurassic marine transition of Coastal Central Chile. Pacific Geology, Nº 1, p Martínez, C Evaluación Hidrogeológica Preliminar y Modelo conceptual del río illapel, entre Huintil y El Peral. Memoria de Título de Geólogo. Universidad de Chile. Departamento de Geología. Santiago. Chile. 79 pag. Rivano S.; Sepúlveda H Hoja Illapel Carta Geológica de Chile 1:250000, Nº69: 135 pag., 41 fig., 16 tab., 2 mapas; SERNAGEOMIN, Santiago, Chile. Wohnlich S.; Rüede T.; Dorsch K Chilean German field camp Illapel Valley Chile, Region IV. Departamento de Geología. Universidad de Chile (inédito).

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