MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS

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1 MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DETERMINACIÓN DE LA DISPONIBILIDAD DE DERECHOS DE APROVECHAMIENTO DE AGUAS SUBTERRÁNEAS EN LA CUENCA DEL ESTERO YALI HASTA SECTOR EL PRADO REGION METROPOLITANA REALIZADO POR: DEPARTAMENTO DE ADMINISTRACIÓN DE RECURSOS HÍDRICOS S.D.T. Nº 189 Santiago, Enero de 2005

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3 INDICE 1. INTRODUCCIÓN DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA ZONA CARACTERIZACIÓN GEOL ÓGICA E HIDROGEOLÓGICA Geología Captaciones y constantes elásticas Unidades hidrogeológicas Piezometría y movimiento del agua subterránea MODELOS DE SIMULACIÓN Modelo de operación superficial Modelo hidrogeológico Descripción del Área Modelada Estratos acuíferos Condiciones de Borde Calibración y Validación del Modelo REVISIÓN Y MODIFICACIONES DEL MODELO NUMERICO MODFLOW Geometría Acuífera Condiciones de Borde Recarga Recalibración del Modelo SIMULACIONES Resultados simulación N Resultados simulación N Situación Estero Loica Resumen resultados DERECHOS DE APROVECH AMIENTO Demanda de aguas subterráneas Determinacion de los derechos de aprovechamiento sustentable a explotar en el acuífero CONCLUSIONES REFERENCIAS... 55

4 INDICE FIGURAS Figura N 1. Mapa hidrogeológico de la subcuenca Yali Superior...9 Figura N 2. Representación hidrogeológica perfiles 1, 3 y Figura N 3. Representación hidrogeológica perfiles 2, 5 y Figura N 4. Representación hidrogeológica perfiles 9, 10 y Figura N 5. Representación hidrogeológica perfiles 7 y Figura N 6. Estratigrafía general de la zona de estudio...14 Figura N 7. Sistema hidrológico de embalses lineales...17 Figura N 8. Calibración del modelo: caudales observados vs. calculados...17 Figura N 9. Esquema de embalses lineales adoptado, subcuenca Yali Superior...19 Figura N 10. Área modelada, subcuenca superior del estero Yali y perfil transversal Tipo A-A...24 Figura N 11. Esquema de Calibración y Validación del Modelo Hidrogeológico Figura N 12. Espesores de relleno considerados en el modelo...28 Figura N 13. Borde impermeable lateral definido en el modelo...29 Figura N 14. Elevación del modelo correspondiente a una sección que cruza el sector de salida (El Prado)...29 Figura N 15. Representación de la condición de borde de río en el modelo...30 Figura N 16. Pozos de observación usados en la recalibración del modelo...32 Figura N 17. Bondad de ajuste obtenida en la recalibración del modelo...32 Figura N 18. Distribuciones de permeabilidad obtenidas en la recalibración del modelo...33 Figura N 19. Mapa de isopiezas obtenido en la recalibración del modelo Figura N 20. Recarga tipo superficial considerada en la recalibración del modelo...35 Figura N 21. Recarga media anual total ingresada al modelo...37 Figura N 22. Coeficientes de almacenamiento considerados en las simulaciones...38 Figura N 23. Descensos en pozos de observación por sectores (simulación Nº1)...43 Figura N 24. Descensos en pozos de observación por sectores (simulación Nº2)...45 Figura N 25. Afloramientos totales en los esteros existentes para distintos escenarios de simulación Figura Nº26. Fluctuación de niveles estable bajo una explotación sustentable...48

5 1. INTRODUCCIÓN La cuenca del estero Yali corresponde a una típica cuenca costera de la zona central, con aporte netamente pluvial, ubicada en las Regiones Metropolitana y V a (ver mapa N 1) A consecuencia de la falta de recursos hídricos superficiales que permitan satisfacer la demanda de agua para el desarrollo de las actividades agrícolas, agropecuarias y agroindustriales de la zona, se ha recurrido a la explotación de las aguas subterráneas mediante la construcción de pozos profundos. En este marco el presente informe se orienta a efectuar una evaluación de los recursos hídricos subterráneos, con el objeto de analizar la factibilidad de constituir derechos de aprovechamiento de aguas subterráneas, a partir de la aplicación de modelos de simulación matemática para operación hidrológica, los cuales han sido adaptados y actualizados por este Servicio de acuerdo con los antecedentes disponibles y sobre la base de los criterios que emplea la Dirección General de Aguas en esta materia. La modelación superficial y subterránea del presente informe se basa en el estudio hidrogeológico Evaluación de los Recursos Hídricos Subterráneos Cuenca Estero Yali, del año 2000 elaborado por APR Ingeniería S.A. para Agrícola Super Ltda. y en los Informes Técnicos: Revisión de Antecedentes y del Modelo Numérico del Acuífero del Valle del Estero Yali, 2002; Análisis de Solicitudes de Derechos en Trámite Mediante Modelo de Simulación Hidrogeológica. Estero Yali, 2003 y Modelación Hidrogeológica del acuífero del Estero Yali. Análisis de la Demanda Comprometida y en trámite a Marzo 2004, todos realizados por DICTUC S.A para la Dirección General de Aguas. El estudio de los recursos hídricos de la cuenca del estero Yali se ha centrado en la porción superior de la cuenca hasta la localidad de El Prado (Yali Superior) (Mapa N 2). 2. DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA ZONA La cuenca del estero Yali se ubica entre los 33º45 y 34º05 de latitud sur, y los 71º15 y 71º45 de longitud oeste, cubriendo un área de aproximadamente 750 km 2. Corresponde a una cuenca costera exorreica, que limita al norte con la cuenca del río Maipo; al sur, con la cuen ca del río Rapel; al oriente con la subcuenca del estero Alhué; y al poniente, con el Océano Pacífico. El cauce principal de la cuenca lo constituye el estero Yali, con una extensión aproximada de 50 km. Sus tributarios principales son los esteros San Pedro, El Sauce, las Diucas, Lo Chacón, San Vicente y Loica (Mapa N 2). 2

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8 En la mitad superior de la cuenca, desde su nacimiento hasta el sector El Prado, abarcando una superficie del orden de 470 km 2, se emplazan los valles donde se concentra la actividad agrícola de la cuenca (Yali Superior). A partir del sector El Prado, el estero Yali, se encajona, hasta cruzar la ruta G-80-1, punto a partir del cual el cauce se ensancha y disminuye su pendiente hasta alcanzar las planicies costeras donde se forman vegas y lagunas previo a desembocar al mar. 3. CARACTERIZACIÓN GEOLÓGICA E HIDROGEOLÓGICA. 3.1 GEOLOGÍA El estudio de los recursos hídricos de la cuenca del estero Yali se ha centrado en la porción superior de la cuenca hasta la localidad de El Prado (Yali Superior), por ende el estudio geológico se ha desarrollado dentro de ese sector. Las unidades de roca presentes están constituidos por intrusitos graníticos y rocas sedimentarias, cuyas edades varían entre el Paleozoico y el Terciario. Las unidades de relleno están conformadas básicamente por depósitos fluviales y coluviales. La principal estructura presente en la subcuenca de Yali Superior corresponde a una falla tipo normal, de orientación nor-noroeste, expuesta en el sentido del estero Yali y hacia el oeste del mismo. La unidad de depósitos fluviales, tanto por su desarrollo areal como en profundidad, constituye el principal tipo de depósito no consolidado de la zona, con espesores reconocidos mediante sondajes de hasta 120 m. Está compuesta por una secuencia de arenas, gravillas y gravas arenosas, gravas y limos y arcillas, las que se disponen en capas y lentes de espesores variables lateralmente y engranes entre capas de diferente granulometría. Los espesores de la unidad de depósitos fluviales en el estero Yali presentan valores promedio cercanos a los 100 m, disminuyendo hacia el sector El Prado y hacia las cabeceras. Los espesores máximos de esta unidad se registran en el valle del estero El Sauce y Las Diucas, con valores próximos a los 150 m. Se ha determinado la existencia de una unidad de roca que conforma el basamento de la cuenca a una profundidad media del orden de 100 m, que asciende hacia la superficie en el Sector El Prado y hacia las zonas de cabeceras. 4

9 3.2 CAPTACIONES Y CONSTANTES ELÁSTICAS En base al catastro realizado para la elaboración del informe Evaluación de los Recursos Hídricos Subterráneos Cuenca Estero Yali, 2000, se identificaron 146 pozos de bombeo, perforados en su mayoría a partir de 1990 y de 23 norias. Los pozos de bombeo tienen profundidades variables entre 25 y 120 m, siendo en su mayoría pozos de 40 a 80 m de profundidad. Las norias son en general de poca profundidad, del orden de 10 a 20 m como máximo, y muchas de ellas se secan luego de algunas horas de bombeo, recuperándose sus niveles después de varias horas sin bombear. Otras permanecen secas por largos períodos de tiempo, recuperándose sólo después de precipitaciones de importancia. El nivel estático varía entre 2 y 25 m, ubicándose preferentemente entre los 5 y 15 m. En las Tabla N 1 y 2 se presentan los catastros de pozos y norias reportados en el estudio Evaluación de los Recursos Hídricos Subterráneos Cuenca del Estero Yali, 2000, donde se pueden apreciar los valores anteriormente citados. En tanto, en el Plano Nº1 del citado estudio, se puede apreciar la ubicación de los pozos y norias del sector. Del conjunto de pruebas de bombeo disponibles (80 en total), la mayoría de ellas corresponden a las presentadas en las solicitudes de derechos de aprovechamiento (78 en total, de las cuales sólo 1 cuenta con pozo de observación), cuyos resultados se utilizaron para estimar básicamente la transmisividad del acuífero. Las restantes dos pruebas se efectuaron con ocasión del estudio en comento ( Evaluación de los Recursos Hídricos Subterráneos Cuenca Estero Yali, 2000 ) y consisten en pruebas de bombeo de gasto constante con pozos de observación, permitiendo estimar valores del coeficiente de almacenamiento. La evaluación de las pruebas de bombeo fue realizada por los métodos de Theis, Cooper- Jacob, Hantush y Neuman, según el tipo de modo de ocurrencia del acuífero (confinado, semi-confinado y libre). Se utilizo el software Aquifer Test. Los resultados reportados indican que la transmisividad varía entre 10 y m 2 /día y que el coeficiente de almacenamiento S varía entre 0,05% y 0,1% (Tabla 7.1 del estudio Evaluación de los Recursos Hídricos Subterráneos Cuenca del Estero Yali, 2000 ). Se concluye en el estudio Evaluación de los Recursos Hídricos Subterráneos Cuenca del Estero Yali, 2000, que la transmisividad del acuífero a lo largo del cauce del estero Yali varía básicamente entre 150 y 350 m 2 /día, a excepción de las zonas de confluencia de éste con los esteros Lo Chacón y San Vicente, donde aumenta. En el An exo 2.2 del estudio Evaluación de los Recursos Hídricos Subterráneos Cuenca del Estero Yali, 2000 se presentan las memorias de cálculo de las constantes elásticas estimadas mediante el software Aquifer Test. 5

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12 Tabla N 2. Catastro de norias. Cuenca del estero Yali Nº Nombre del usuario Ubicación N.E. Uso Norte (m) Este (m) (m) Agrícola 500 Roberto Tapia 6,238, , x x 501 Gustavo Farías 6,236, , x x 502 Felipe Valdenegro 6,234, , x x 503 Claudio Jerez 6,237, , x 504 Andrés Barahona 6,236, , x 505 Luis Jiménez 6,235, , x 506 Fundo San Ramiro 6,234, , x 507 Ema Ovalle 6,236, , x x 508 Luis Donoso 6,235, , x 509 Pedro Azua 6,246, , x x 510 Luis Landa 6,246, , x 511 Orlando Peralta 6,247, , x x 512 Juan Armijo 6,246, , x 513 Oscar Camus 6,246, , x 514 José Carrasco Camus 6,246, , x 515 Rony Carrasco 6,246, , x 516 Manuel Landa 6,247, , x 517 Manuel Landa 6,248, , x 518 Luis Medina 6,247, , x x 519 Bernardita Jérez 6,245, , x x 520 Manuel Armijo 6,244, , x 521 Juan Jerez Allende 6,244, , x x 522 Jorge Jerez 6,246, , x Agua potable Sin uso 3.3 UNIDADES HIDROGEOLÓGICAS. En la subcuenca de Yali Superior se reconocen cuatro unidades hidrogeológicas, además del basamento impermeable del acuífero, denominadas: Unidad de alta permeabilidad Unidad de media a alta permeabilidad Unidad de media permeabilidad Unidad de baja permeabilidad. La disposición y relaciones de contacto entre estas unidades se presenta en la Figura N 1. En las Figuras N 2, 3, 4 y 5 se presenta la distribución de dichas unidades en subsuperficie para los perfiles hidrogeológicos delineados en planta en la Figura N 1. 8

13 Figura N 1. Mapa hidrogeológico de la subcuenca Yali Superior 9

14 Figura N 2. Representación hidrogeológica perfiles 1, 3 y 4 10

15 Figura N 3. Representación hidrogeológica perfiles 2, 5 y 6 11

16 Figura N 4. Representación hidrogeológica perfiles 9, 10 y 11 12

17 Figura N 5. Representación hidrogeológica perfiles 7 y 8 La unidad de alta permeabilidad ha sido asociada a la fracción gruesa de los sedimentos fluviales que se distribuyen a lo largo de los valles de los actuales cursos superficiales y están constituidos por depósitos no consolidados de arenas, gravas y gravillas, todos ellos intercalados dentro de una secuencia de unos 100 m de potencia. La unidad de media a alta permeabilidad ha sido correlacionada con los depósitos coluviales que se encuentran en el piedemonte que constituye la transición entre las unidades de roca y los depósitos fluviales. Los depósitos coluviales se encuentran constituidos por una mezcla heterogénea de material no consolidado, de mala selección y que proviene principalmente de la descomposición de la unidad de roca. La unidad de permeabilidad media corresponde a los estratos de la secuencia de Potrero Alto, dispuestos en contacto sobre la unidad de roca y bajo los depósitos fluviales. Se encuentra constituida por material medianamente consolidado compuesto por conglomerados, areniscas, limolitas y arcillolitas y se distribuye principalmente en la porción noroeste de la subcuenca de Yali Superior. La unidad de permeabilidad baja corresponde a los lentes de sedimentos finos del tipo limos y/o arcillas que se encuentran intercalados dentro de la secuencia fluvial. 13

18 Según se reporta en el estudio Evaluación de los Recursos Hídricos Subterráneos Cuenca del Estero Yali, 2000, por las características de permeabilidad de cada una de las unidades, se ha definido la existencia de potenciales acuíferos, asociados a la unidad de alta permeabilidad y acuitardos, asociados a la unidad de baja permeabilidad. Se señala que debido a la existencia de niveles de baja permeabilidad intercalados dentro de las unidades de alta permeabilidad, los potenciales acuíferos, de acuerdo a su disposición sobre y/o bajo estos lentes, presentarían características de acuíferos libres o confinados, como se describe en el esquema de la Figura N 6. Figura N 6. Estratigrafía general de la zona de estudio. Fuente. Evaluación de los Recursos Hídricos Subterráneos Cuenca Estero Yali, Elaborado para Agrícola Super Ltda. por APR Ingeniería Ltda. 3.4 PIEZOMETRÍA Y MOVIMIENTO DEL AGUA SUBTERRÁNEA En el estudio Evaluación de los Recursos Hídricos Subterráneos Cuenca Estero Yali, 2000, se reporta que entre los meses de Abril y Noviembre del año 2000 se efectuaron 7 campañas de medición de niveles de agua subterráneas en los pozos de una red escogida previamente, conformada por pozos equiespaciados en las distintas zonas de concentración de pozos, 24 en total, contando cada uno de los pozos de control con un pozo alternativo en caso que no pudiera ser monitoreado (18 pozos adicionales). En la Figura 5.6 del estudio Evaluación de los Recursos Hídricos Subterráneos Cuenca del Estero Yali, 2000 se muestra la ubicación de los pozos que constituyen la red de medición de niveles, en tanto, que en la Tabla 5.5 del citado estudio se consignan los pozos de la red y niveles registrados durante el seguimiento realizado. En general, se observa que los niveles estáticos no sobrepasan los 25 m de profundidad, concentrándose preferentemente entre 1 y 15 m de profundidad. 14

19 4. MODELOS DE SIMULACIÓN La modelación hidrogeológica es una herramienta en la cual se conjugan los avances científicos y los conocimientos en torno de la hidrogeología, permitiendo en general la simulación del funcionamiento de un acuífero, a través de la definición de funciones matemáticas que representan los procesos que componen el sistema hidrogeológico. La modelación contempla primero la definición del Modelo Conceptual, que corresponde a una representación de las condiciones hidrogeológicas reconocidas y una descripción de los procesos que ocurren en la zona de estudio. Una vez establecida esta etapa se procede a definir el Modelo Matemático, el cual constituye una representación matemática de la hidrología subterránea del área a través de la utilización de las ecuaciones fundamentales de flujo y conservación de masa con el objeto de simular el comportamiento del flujo subterráneo. Este segundo modelo es una traducción del modelo conceptual a un sistema o series de ecuaciones y algoritmos matemáticos que se resuelven simultáneamente. Esta herramienta es fundamental para la administración de los recursos hídricos en general y específicamente para el manejo y control de las aguas subterráneas. Dentro de las utilidades que brinda un modelo matemático de simulación hidrogeológica se encuentran: Mejorar el conocimien to hidrogeológico desde el punto de vista de la interpretación del funcionamiento de las aguas subterráneas, en el corto, mediano y largo plazo. Determinación de bombeo sustentable en el tiempo, es decir, poder conocer la cantidad de agua posible de extraer sin provocar efectos indeseados. Definir áreas de protección de aguas subterráneas y pozos de captación, es decir, permite conocer los efectos del bombeo a distancia. Analizar riesgos ambientales determinando por ejemplo direcciones más probables de transporte de contaminantes, tiempos de traslado y concentraciones en la zona de recepción. 15

20 Modelo de Simulación de la subcuenca Superior del estero Yali Para caracterizar el comportamiento temporal y espacial de los recursos superficiales y subterráneos en la subcuenca del estero Yali, el estudio Evaluación de los Recursos Hídricos Subterráneos Cuenca Estero Yali, 2000, consideró la elaboración de los siguiente modelos de simulación: a) Modelo de Hidrológico: tiene como objetivo realizar a nivel mensual un balance hídrico, estimando con ello la recarga que ingresa al modelo hidrogeológico. b) Modelo Hidrogeológico: tiene como objetivo representar en forma adecuada el comportamiento de un acuífero, describiendo a través de complejas ecuaciones matemáticas, el movimiento del agua, en un medio heterogéneo y anisotrópico, como el suelo. 4.1 MODELO DE OPERACIÓN SUPERFICIAL Mediante la aplicación de un modelo hidrológico se estima a nivel mensual el escurrimiento que toma lugar en el sector debido a las precipitaciones, en orden a determinar la recarga hacia el acuífero en la subcuenca superior del estero Yali, para un determinado período. De acuerdo a los antecedentes reportados, la cuenca del estero Yali tiene un régimen hidrológico del tipo pluvial. Los cauces naturales de la zona permanecen secos salvo cuando se producen eventos de precipitación media a intensa. El análisis realizado se basa en el uso de un modelo de balance hídrico mensual, del tipo embalses lineales. El modelo considera un sistema simple de embalses (embalses lineales), que representan el almacenamiento hídrico en la superficie, en la zona no saturada del suelo y en el acuífero. Para un embalse lineal el almacenamiento está relacionado con su caudal de salida mediante una constante de almacenamiento. En la Figura N 7 se representa el sistema hidrológico de embalses lineales, indicándose estos tres almacenamientos, además de sus aportes y pérdidas para dos tipos de cuencas: una de cabecera y otra receptora. Los datos de entrada del modelo son la precipitación mensual sobre la cuenca y la evaporación de bandeja. 16

21 Figura N 7. Sistema hidrológico de embalses lineales El modelo cuenta con 8 parámetros, a saber: A1 y A2 (que representan la porción de almacenamiento superficial AS que corresponde a escorrentía directa ES para la temporada húmeda y seca respectivamente), B1 y B2 (que representan la porción de almacenamiento subterráneo que escurre al acuífero de la cuenca ubicada hacia aguas abajo FS y forma parte del escurrimiento superficial FB respectivamente), C1 y C2 (capacidad de infiltración para temporada húmeda y seca respectivamente), CC (capacidad de campo, definida como el volumen de agua retenida en el suelo una vez que ha cesado el drenaje natural por gravedad) y K (coeficiente de cultivo global de la cuenca). El modelo se calibró en la cuenca del estero Alhué, vecina a la cuenca del estero Yali con condiciones hidrológicas similares, cuenca que a diferencias de la del estero Yali, cuenta con registros fluviométricos en el sector de Quilamuta. El ajuste de los parámetros del modelo de balance hídrico se logró intentando reproducir la serie de caudales medios mensuales registrados en la estación Alhué en Quilamuta con la suma de los flujos base y superficial determinados por el modelo a la salida de la misma cuenca para el período Ene a Abr En la Figura N 8 se presenta el ajuste logrado. Figura N 8. Calibración del modelo: caudales observados vs. calculados 17

22 El modelo se aplicó a la subcuenca de Yali Superior para el período Enero de 1976 a Junio de 2000 (294 meses). Para efectos del análisis, se subdividió la subcuenca Yali Superior en seis sub-subcuencas denominadas Yali Alto, San Vicente, San Pedro, Las Diucas, Yali Medio y Loica, en el mapa N 3 se puede observar la sectorización de estas subsubcuencas. En la Figura N 9 se representa el esquema de embalses lineales adoptado. Las subsubcuencas definidas por los esteros San Pedro, Las Diucas, Yali Alto y San Vicente descargan a la sub-subcuenca Yali Medio. En cambio, la del estero Loica se convierte en afluente del estero Yali, en el punto de salida de la cuenca Yali Medio. No obstante que el modelo fue calibrado en la cuenca del estero Alhué, los valores de los parámetros así determinados se usaron sólo como punto de partida y de referencia para la subcuenca de Yali Superior. En efecto, los parámetros A1 y A2 se mantuvieron similares a los de Alhué, en tanto que la mayoría de los restantes parámetros (B1, B2, C1, C2 y CC) se ajustaron de manera de obtener un determinado flujo superficial base (1,82; 1,6 y 1,4 m 3 /s), variando el flujo subterráneo (recarga), desde un escenario pesimista a un escenario optimista, situación que se logra disminuyendo el valor del parámetro B2. El parámetro K se estimó en función de la tipificación de cultivos efectuada para la zona. Para tener una idea de los caudales que debieran esperarse en la subcuenca de Yali Superior, se dispuso información de estudios previos (1,46 m 3 /seg promedio anual, de acuerdo al estudio del Proyecto Maipo ) y se aplicaron las expresiones de Turc y Coutagne. Como promedio de los valores arrojados por los métodos de Turc y Coutagne, se obtuvo un caudal de escurrimiento superficial medio de 1,63 m 3 /s, para toda la subcuenca de Yali Superior. 18

23 Figura N 9. Esquema de embalses lineales adoptado, subcuenca Yali Superior Sobre la base de los valores anteriores, en el estudio Evaluación de los Recursos Hídricos Subterráneos Cuenca del Estero Yali, 2000, se adoptaron caudales medios anuales para la subcuenca superior del estero Yali de 1,8; 1,6 y 1,4 m 3 /s definiendo así tres escenarios de recarga: pesimista, normal y optimista, respectivamente. Se ajustan parte de los parámetros del modelo en orden a obtener series cronológicas de caudales medios mensuales (flujo superficial más flujo base) cuyo valor medio anual corresponda con el de los escenarios indicados y, determinando de esta forma series de recarga al acuífero (flujo subterráneo). En la Tabla N 3 se resumen los caudales promedio de recarga anual determinados en el modelo de hidrológico para las distintas sub -subcuencas analizadas bajo los diferentes escenarios asumidos, en el anexo 6 del informe Evaluación de los 19

24 Recursos Hídricos Subterráneos Cuenca Estero Yali, 2000, se muestran las series mensuales de escurrimiento y recarga generadas en cada sub -subcuenca para los períodos de enero de 1976 a junio de 2000, para los distintos escenarios asumidos. Tabla N 3. Valores promedios de recarga anual al acuífero (m 3 /seg) Sub-subcuenca Escenario pesimista Escenario normal Escenario optimista Yali Alto 0,417 0,471 0,525 San Vicente 0,203 0,229 0,253 Las Diucas 0,318 0,359 0,400 San Pedro 0,185 0,209 0,233 Yali Medio 0,137 0,155 0,173 Loica 0,301 0,339 0,378 Total 1,561 (1,260 sin Loica) 1,763 (1,423 sin Loica) 1,965 (1,587 sin Loica) 20

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26 4.2 MODELO HIDROGEOLÓGICO Para estimar el comportamiento del acuífero de la cuenca superior del estero Yali (hasta el Prado), frente a distintos escenarios de recarga y explotación, se recurrió a la aplicación de un modelo de simulación. La modelación hidrogeológica de la subcuenca superior del estero Yali se efectúa mediante la utilización del software VISUAL MODFLOW, este programa permite la simulación de un sistema acuífero resolviendo la ecuación de flujo impermanente restringida a condiciones de borde especificadas por el usuario Descripción del Área Modelada El sistema subterráneo modelado comprende la subcuenca superior del estero Yali, e incluye las subcuencas denominadas Yali Alto, San Vicente, Las Diucas, San Pedro, Yali Medio y Loica. En la modelación se excluyó la subcuenca del estero Loica, en razón a su ubicación geográfica y fundamentalmente, a la inexistencia de información disponible en esta área. En el mapa N 4 se muestra la sectorización del área modelada con sus respectivos rellenos. El sistema acuífero modelado cubre un área aproximada de 474 km 2 y se ha dividido, para los efectos de la modelación matemática en una grilla rectangular de 152 filas por 146 columnas, correspondiendo las dimensiones de cada celda a 187 x 143 m, equivalente a un área unitaria de 2,67 há. El número de celdas activas del modelo para cada estrato definido asciende a 7.218, lo que corresponde a un área de 175 km 2 aproximadamente. En el modelo numérico la condición de borde de salida o límite inferior del modelo se presentó con un borde de altura constante, con un espesor de relleno saturado de aproximadamente 50 m. 22

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28 4.2.2 Estratos acuíferos El acuífero de esta subcuenca, según los antecedentes geológicos e hidrogeológicos analizados en el estudio Evaluación de los Recursos Hídricos Subterráneos Cuenca del Estero Yali, 2000, está conformado por una serie de estratos de gravas y arenas separadas por materiales finos (limos y arcillas) y del análisis de las pruebas de bombeo realizadas en este estudio, señalan que es posible suponer que el comportamiento global del sistema corresponde a un acuífero confinado o semi-confinado. En el estudio en comento, se señala que considerando las limitaciones prácticas de representar la distribución vertical heterogénea de acuíferos y acuitardos, obtenida a través de la interpretación de los perfiles hidrogeológicos, modelaron el sistema acuífero con un esquema simple de dos estratos: uno confinante sobre otro estrato acuífero. La mayor potencia del acuífero se presenta en el sector de la confluencia de los estero Yali y El Sauce, donde alcanza un espesor cercano a los 70 m. En el sector del estero San Vicente y confluencia de estero Chacón con el estero Yali, el espesor de este estrato es del orden de 50 m. Los espesores menores se observan en la zona alta del Yali Alto con valores inferiores a 10 m. En la figura N 10 se muestra la representación del área modelada de la zona en estudio y el sistema acuífero señalado a través de un perfil transversal tipo. Figura N 10. Área modelada, subcuenca superior del estero Yali y perfil transversal Tipo A-A 24

29 4.2.3 Condiciones de Borde a) Condición de Salida De los antecedentes disponibles, el flujo subterráneo de la cuenca superior del estero Yali, fluye en dirección este-oeste. La salida de este flujo se localiza en el sector el Prado, por lo que, para efectos de modelación, en el estudio Evaluación de los Recursos Hídricos subterráneos cuenca estero Yali, 2000 fue fijado en este punto de control una condición de borde, adoptándose una condición de borde de nivel constante en esa zona. b) Distribución de la Recarga La recarga ingresada al modelo hidrogeológico, corresponde al volumen calculado a través del modelo hidrológico. En el estudio Evaluación de los Recursos Hídricos subterráneos cuenca estero Yali, 2000, se adoptaron los siguientes criterios: i) Un porcentaje α del volumen de recarga es infiltrado a través del lecho de los esteros. ii) El resto del volumen de recarga se distribuye espacialmente en el área modelada. Luego de realizar un análisis de sensibilidad, en dicho estudio, se determinó que un 70 % del volumen de la recarga es infiltrado a través del lecho de los esteros (α = 0,70) y que el resto de la recarga se distribuye en el área modelada Calibración y Validación del Modelo. En la figura N 11 se muestra el esquema de calibración y validación del modelo hidrogeológico desarrollado para la cuenca superior del estero Yali. El proceso de calibración del modelo hidrogeológico consistió en reproducir, en la mejor forma posible, las mediciones de nivel piezométrico realizadas en pozos profundos dentro de la zona estudiada, modificando algunos parámetros de éste, como conductividad hidráulica y coeficiente de almacenamiento. El proceso de calibración consideró una primera etapa en régimen permanente y una segunda en régimen transitorio. La calibración en régimen permanente realizada en el estudio Evaluación de los Recursos Hídricos subterráneos cuenca estero Yali, 2000, consideró que la distribución espacial de niveles piezométricos registrados con anterioridad al año 1995, incluido éste, corresponde a una situación seudo-estacionaria o de equilibrio dinámico, dado el bajo nivel de extracción existente en esa época. Se simuló una situación de régimen permanente o estacionario, suponiendo un valor único de recarga, correspondiente a un 25

30 valor representativo de la serie de recargas anuales del período 1990 al 1995, definiéndose como situación promedio al valor de recarga anual correspondiente al año A su vez la etapa de calibración en régimen transitorio se utilizó la información disponible de niveles medidos en los años 1998 y 1999, en pozos ubicados en los sectores Yali Alto y San Vicente. Durante esta etapa se simuló el comportamiento del sistema acuífero utilizando valores de conductividad hidráulica y distribución de recarga, obtenidos en la simulación permanente; se empleó un intervalo de tiempo trimestral, comenzando en enero 1993 y terminando en diciembre de Figura N 11. Esquema de Calibración y Validación del Modelo Hidrogeológico. 26

31 5. REVISIÓN Y MODIFICACIONES DEL MODELO NUMERICO MODFLOW La Dirección General de Agua en el año 2002 solicitó al DICTUC S.A. llevar a cabo una revisión y análisis crítico de la información presentada en el estudio Evaluación de los Recursos Hídricos subterráneos Cuenca del estero Yali, 2000, incluyendo el modelo numérico, y de los resultados y conclusiones obtenidas. DICTUC S.A emitió un informe denominado Revisión de Antecedentes y del Modelo Numérico del Acuífero del Valle del Estero Yali, 2002, en dicho informe se propuso y realizó las correcciones del modelo numérico, a fin de que constituya una herramienta adecuada para analizar el funcionamiento del acuífero para distintos escenarios de explotación de los pozos existentes. A continuación se describen las modificaciones introducidas al modelo original desarrollado en el estudio Evaluación de los Recursos Hídricos subterráneos Cuenca del estero Yali, 2000 de forma que represente apropiadamente el modelo conceptual del acuífero y constituya una buena herramienta de modelación del mismo. Para estos efectos, se analizó una serie de antecedentes adicionales entre los que se destacan información cartográfica digital básica (red de drenaje, delimitación de cuencas, etc.) e información de pozos (perfil estratigráfico, pruebas de bombeo, etc.). 5.1 GEOMETRÍA ACUÍFERA El sistema acuífero modelado comprende un dominio entre las coordenadas planas: Este m y m y Norte m y m Abarcando un área de 690 km 2 (30*23 km), cubriendo la subcuenca Yali Superior, con excepción de la subsubcuenca del estero Loica. Según la coordenada Este, se contabilizan 132 columnas de 187,5 m y 14 columnas de 375 m, enterándose en la malla en total 146 columnas. Según la coordenada Norte, se contabilizan 148 filas de 143,75 m, dos filas de 287,5 m y dos filas de 575 m, enterándose en la malla 152 filas en total. La representación del sistema acuífero es en dos estratos (layer 1 o superior y layer 2 o inferior), representando el grado de confinamiento que le imprime al acuífero las capas de material fino existentes. En planta, la zona de celdas activas del modelo, que efectivamente contribuyen al flujo subterráneo, representa una superficie de aproximadamente 175,7 km 2 (6.519 celdas activas de 187,5 * 143,75 m c/u en estrato superior ). El estrato inferior posee 4 celdas activas más que el layer superior (6.523 celdas activas). 27

32 El espesor del layer superior varía aproximadamente entre 5 y 90 m. El espesor del layer inferior varía aproximadamente entre 5 y 70 m. Considerando ambos estratos, la potencia máxima de relleno es del orden de 150 m (ver Figura N 12). Figura N 12. Espesores de relleno considerados en el modelo Los antecedentes disponibles indican que el estero Yali se encajona hacia el sector El Prado (límite inferior del modelo), constatándose el peralte de la roca basal, la cual se ubica próxima a la superficie del terreno. Por lo tanto, en el informe Revisión de Antecedentes y del Modelo Numérico del Acuífero del Valle del Estero Yali, 2002, se redefinió dicha condición de borde, considerando la profundidad real del basamento rocoso y una condición para el estero Yali del tipo río, que permita describir el funcionamiento esperado del acuífero, quedando de esta forma el modelo como una herramienta aproximada para el análisis del funcionamiento del acuífero frente a diferentes escenarios de recarga. Se redefinió el contacto roca-relleno y se elevó la altura del basamento rocoso en el sector de descarga del acuífero (sector El Prado), de modo que la profundidad de la roca quedó en 20 m a la salida. 28

33 En la Figura N 13 se presenta en perspectiva areal el nuevo contacto roca-relleno considerado, el que es similar al del modelo original desarrollado en el estudio Evaluación de los Recursos Hídricos subterráneos Cuenca del estero Yali, 2000, y en la Figura N 14 se muestra, a modo de ejemplo, una vista en corte del modelo que atraviesa el sector de salida (fila Nº37 del modelo). La ubicación precisa de la fila Nº37 en planta se puede apreciar en la Figura 4.1. Figura N 13. Borde impermeable lateral definido en el modelo Figura N 14. Elevación del modelo correspondiente a una sección que cruza el sector de salida (El Prado) 29

34 5.2 CONDICIONES DE BORDE Se eliminó el borde de altura constante a la salida del modelo numérico original que presentaba el estudio Evaluación de los Recursos Hídricos subterráneos Cuenca del estero Yali, Se incluyó la condición de tipo río en el modelo, representada por 4 distintos bordes asociados a los cuatro principales esteros del sector (Yali, San Pedro, Las Diucas y San Vicente.). En la Figura N 15 se muestra la representación de los diferentes esteros en el modelo. La conductancia de fondo de los esteros, parámetro que dice relación con la mayor o menor facilidad para permitir el flujo de recarga del río al acuífero o viceversa (afloramientos en el río) fue ajustada durante el proceso de calibración del modelo en régimen permanente. Con los cambios descritos, se estima que el modelo está en condiciones de describir el funcionamiento esperado del acuífero (efecto embalse) y representar adecuadamente la conexión estero-acuífero. 5.3 RECARGA Figura N 15. Representación de la condición de borde de río en el modelo Con la inclusión de los esteros en el modelo como condición de borde tipo río, queda abierta la posibilidad que los esteros actúen como fuente de recarga del acuífero dependiendo de la posición del eje hidráulico, del fondo del estero y del nivel de la napa. La magnitud de la recarga por infiltración desde los esteros no se conoce a priori y es obtenida mediante la operación del modelo. 30

35 En el modelo modflow corregido, se adoptó el criterio que del total de la recarga subterránea estimada mediante el modelo hidrológico (desarrollado en el estudio Evaluación de los Recursos Hídricos subterráneos Cuenca del estero Yali, 2000 ), una importante parte debe necesariamente provenir de infiltración desde los esteros y el resto se infiltra directamente desde la superficie de las hoyas aportantes (recarga superficial). Dichas proporciones fueran ajustadas durante el proceso de calibración del modelo en estado estacionario. Se consideró además que la componente de recarga superficial está distribuida arealmente según las sub-subcuencas definidas a su vez en la subcuenca Yali Superior (San Pedro, Las Diucas, Yali Alto, San Vicente y Yali Medio). Esta recarga se reparte sobre el área infiltrable. En la Tabla N 4 se presenta un resumen con el desglose de las superficies infiltrables definidas en el modelo modflow corregido. Tabla N 4. Zonas de recarga definidas en el modelo corregido Subsubcuenca Nº de celdas, sin incluir cursos de esteros Area asociada (km 2 ) Yali Alto ,5 San Vicente ,8 Yali Medio ,0 San Pedro ,1 Las Diucas ,0 Nota: el área de cada celda activa definida en el modelo numérico es de m RECALIBRACIÓN DEL MODELO a) Recalibración en régimen permanente El modelo numérico fue calibrado en régimen permanente para la misma condición que el modelo desarrollado en el estudio Evaluación de los Recursos Hídricos subterráneos Cuenca del estero Yali, 2000, es decir, sin explotación y considerando la recarga hacia el acuífero correspondiente al año Cabe señalar que se consideró la mitad de los pozos de observación que los usados para la calibración del modelo original debido a que se desecharon los muy próximos entre sí, de modo de dejar aquellos más representativos (9 pozos de observación). Los niveles de la napa usados en estos 9 pozos son los mismos que en el modelo original, y corresponden a niveles de 1995 o antes, cuando el acuífero era poco explotado. De acuerdo a la 31

36 denominación utilizada en el estudio Evaluación de los Recursos Hídricos subterráneos Cuenca del estero Yali, 2000, dichos 9 pozos son 5, 14, 20, 23, 24, 35, 37, 42, 45 (ver Figura N 16). Figura N 16. Pozos de observación usados en la recalibración del modelo Los principales resultados obtenidos en la calibración del modelo en régimen permanente se pueden sintetizar en: Muy buena bondad de ajuste. Error medio de 0,29 m y error absoluto medio de 0,56 m. En la Figura N 17 se muestra esquemáticamente el buen nivel de ajuste logrado, mediante un gráfico de niveles observados en abcisas vs. niveles calculados en ordenadas y en la Tabla 5 se presentan dichos valores, con la magnitud del error en cada caso. Figura N 17. Bondad de ajuste obtenida en la recalibración del modelo 32

37 Pozo Tabla N 5. Ajuste entre los niveles medidos y calculados Nivel observado (msnm) Nivel calculado (msnm) Error (m) ,3 158,3 0,0 0, ,0 162,2 0,2 0, ,4 165,6-0,8 0, ,6 159,6 1,0 1, ,5 139,1-0,4 0, ,2 146,4 0,2 0, ,9 151,3 0,4 0, ,5 137,4 1,9 1, ,8 155,9 0,1 0,1 Promedio: 0,29 Error absoluto (m) Promedio: 0,56 Permeabilidad variable entre 0,07 y 172,8 m/d para el layer superior y entre 4,75 y 172,8 m/d para el layer inferior, valores más acordes con el modelo conceptual. En la Figura N 18 se muestran las zonificaciones de conductividad hidráulica resultantes en ambos layers. F Figura N 18. Distribuciones de permeabilidad obtenidas en la recalibración del modelo 33

38 Sentido de escurrimiento subterráneo aproximadamente paralelo a los principales cursos superficiales naturales, desde las zonas de las cabeceras de las sub-subcuencas hacia la salida (sector El Prado), como se muestra en la Figura N 19, correspondiente a la cobertura de curvas equipotenciales para la condición de calibración en régimen permanente. Figura N 19. Mapa de isopiezas obtenido en la recalibración del modelo. La proporción que infiltra directamente desde la superficie de las sub-subcuencas aportantes (recarga superficial), del total de la recarga subterránea estimada mediante el modelo hidrológico ( Evaluación de los Recursos Hídricos subterráneos Cuenca del estero Yali, 2000 ) es de un 20%. Con ello, el total de la recarga superficial que ingresa al modelo es de 0,22 m 3 /s. En la tabla N 6 se presentan las memorias de cálculo correspondiente para el año 1993 que corresponde al año representativo del periodo de calibración del modelo y en la Figura N 20 la distribución areal de los valores de recarga superficial adoptados. 34

39 Recarga promedio anual año 1993, del tipo superficial recarga normal* área en el modelo** (Km2) recarga normal (m3/s) número celdas área m/d m/año Yali alto estero San Vicente Yali medio estero San Pedro estero Las Diucas nota: * corresponde a la recarga al acuífero estimada a partir del modelo hidrológico ** corresponde a área medida directamente en el modelo factor de asignación recarga superficial: 0.2 recarga mediante ríos: Se obtiene de la operación del modelo recarga efectiva m/d m/año Yali alto estero San Vicente Yali medio estero San Pedro estero Las Diucas Tabla N 6. Memoria de cálculo para la estimación de la recarga superficial en el modelo Figura N 20. Recarga tipo superficial considerada en la recalibración del modelo 35

40 Conductancia de los esteros variable entre y m 2 /día. Ingresos totales al acuífero debido a infiltración de los esteros de 0,96 m 3 /s, donde los aportes principales provienen de la parte alta del estero Yali y del estero Las Diucas. Recarga total al sistema de 1,18 m 3 /s, sumando las componentes de recarga superficial y de infiltración desde los esteros, lo que de alguna manera valida el valor de recarga total de 1,11 m 3 /s estimado en el estudio Evaluación de los Recursos Hídricos subterráneos Cuenca del estero Yali, 2000, para el año Afloramientos totales en los esteros de 1,18 m 3 /s, donde la principal salida toma lugar en la parte más baja del estero Yali dentro de la subcuenca Yali Superior. 36

41 6. SIMULACIONES El siguiente punto presenta los resultados obtenidos para la simulación del período de 50 años, analizando la respuesta del acuífero frente a niveles de extracción progresivamente superiores, con el propósito de resolver cada caso, considerando el orden de presentación de las solicitudes en trámite. Se realizaron dos escenarios de simulación del funcionamiento del acuífero en régimen transiente. La condición inicial utilizada para todas las simulaciones correspondió a las curvas equipotenciales resultantes de la calibración del modelo en régimen permanente. En las simulaciones, el horizonte de explotación modelado fue de 50 años, a nivel anual, considerando una recarga variable temporalmente (ver Figura N 21), la cual se ingresó en su totalidad desde la superficie, es decir como recarga superficial. Recarga media anual 4500 Recarga (l/s) años, estimado en estudio APR 22 años, repetición ciclo Años Figura N 21. Recarga media anual total ingresada al modelo. El 80% de la recarga superficial se definió en forma lineal siguiendo el curso de los esteros y el 20% restante en forma extendida sobre las áreas aportantes a dichos cursos de forma de respetar las proporciones obtenidas en la calibración del modelo en régimen permanente. En la Figura N 22 se ilustra la distribución espacial considerada. En la Tabla N 7 se puede apreciar las series de recarga superficial en el tiempo consideradas en el modelo para cada uno de los sectores definidos en la Figura N 22. Por otra parte, para las simulaciones se usaron una porosidad de drenaje (Sy, %) y un almacenamiento específico (Ss, 1/m) acordes con el modelo conceptual. Se utilizó para Sy un valor igual a 5% (ver Figura N 22). 37

42 Figura N 22. Coeficientes de almacenamiento considerados en las simulaciones 38

43 Tabla N 7. Series de recarga superficial para las simulaciones. san pedro (m/d) san vicente (m/d) las diucas (m/d) yali alto (m/d) yali medio (m/d) año extendida lineal extendida lineal extendida lineal extendida lineal extendida lineal

44 Las 2 simulaciones realizadas se denominan simulación Nº1 y Nº2, en las cuales se va aumentando el caudal de extracción impuesto al acuífero en el modelo. La simulación Nº1 corresponde a la demanda total comprometida en el sector, expresada en términos de extracción neta, es decir considerando el hecho que el ejercicio continuo de los derechos otorgados supone el retorno a la napa por infiltración de riego predial y por pérdidas desde la red de agua potable. Dichos retornos se consideraron como un 82% en el riego predial y un 30 % en la producción de agua potable. La demanda comprometida corresponde a todas las solicitudes de derechos de aprovechamiento constituidas y en trámite ingresadas hasta las siguientes fechas: Tabla N 8. Fechas de demanda comprometida Sector Demanda comprometida al Yali Alto Yali Medio Estero San Pedro Estero San Vicente Estero Las Diucas La simulación Nº2 corresponde al escenario de demanda total, que incluye todas las solicitudes constituidas y en trámite presentadas al 1 de marzo de 2004, para los sectores de Yali Medio, Estero San Vicente, Estero Las Diucas y Estero San Pedro. Además, en este escenario de simulación se incluye además el sector de Yali Alto, que considera sólo la demanda comprometida de este sector,(es decir solicitudes ingresadas hasta el 17 de mayo de 2001, también expresada en términos de extracción neta (1194,12 l/s). Para visualizar los descensos de la napa en el tiempo obtenidos en todos los escenarios de modelación, se incluyeron 30 pozos de observación ficticios (denominados target ) representativos de diferentes sectores del área modelada y cuya ubicación puede observarse en la lámina adjunta en Anexos. En la tabla N 9 se presenta la nómina de pozos de observación situados en cada una de las sub-subcuencas definidas en el modelo. 40

45 Tabla N 9.Ubicación de pozos de observación target. Subsubcuenca Número pozos Pozos de observación target Nº Yali Alto 13 Nº 6, 7, 8, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28 y 29 Yali Medio 7 Nº 4, 5, 16, 17, 18, 19 y 30 San Pedro 3 Nº 1, 9 y 10 San Vicente 3 Nº 3, 11, 12 Las Diucas 4 Nº 2, 13, 14, 15 Total RESULTADOS SIMULACIÓN N 1. Esta simulación corresponde a la demanda comprometida a la fecha, la que queda determinada por la fecha de ingreso del último expediente constituido en cada uno de los sectores modelados. A continuación en la tabla N 10 se presenta las extracciones netas impuestas en el modelo para este escenario de modelación, desglosadas de acuerdo a la subdivisión de sub -subcuencas consideradas por la DGA con la fecha de ingreso de la demanda comprometida para cada sector. Tabla N 10. Caudal de extracción neta (l/s) impuesto en el acuífero para el escenario N 1. SECTOR N 1 fecha ingreso último expediente Constituido YALI ALTO 548, YALI MEDIO 164, SAN PEDRO 4, SAN VICENTE 256, LAS DIUCAS 136, TOTAL GENERAL 1110,96 41

46 En el sector de Yali Alto, para la demanda comprometida actual, la mayoría de los pozos de observación target no recuperan completamente sus niveles durante el horizonte modelado. Los descensos más importantes se verifican en los pozos de observación situados en la vertiente suroriental de este sector, que corresponde a los sectores más altos de la sub-subcuenca Yali Alto (target 8, 27, 28 y 29). Estos descensos pueden alcanzar hasta 50 m. En este escenario de simulación se observa que se secan algunos pozos de producción situados en el sector de Yali Alto, con un caudal neto de extracción en conjunto de 61 l/s, debido a la importante profundización de los niveles de la napa en este sector. Esta situación nos permite concluir que, para este sector, no es posible incorporar nuevas demandas más allá de las impuestas, por lo tanto solo es posible constituir derechos de aprovechamiento permanentes y definitivos de solicitudes ingresadas hasta el 17 de mayo de En el resto del acuífero (San Pedro, San Vicente, Las Diucas y Yali Medio), para el escenario simulado (demanda comprometida a la fecha) los pozos de observación sí recuperan prácticamente sus niveles durante la simulación realizada. En la figura N 23 se aprecia los gráficos que muestran los descensos en los pozos de observación ubicados en los sectores de la zona modelada, para la simulación N 1. 42

47 Simulación N 1: descensos en pozos de observación por sectores Sector San Pedro Sector Yali Medio target4 tiempo (días) descenso (m) target1 target9 target10 tiempo (días) descenso (m) target5 target16 target17 target18 target19 target30 Sector San Vicente Sector Yali Alto target6 tiempo (días) target3 tiempo (días) target descenso (m) target11 target descenso (m) target20 target21 target22 target24 target25 Sector Las Diucas target2 Sector Yali Alto (continuación) target8 tiempo (días) descenso (m) target13 target14 target15 tiempo (días) descenso (m) target23 target26 target27 target28 target29 Figura N 23. Descensos en pozos de observación por sectores (simulación Nº1). 6.2 RESULTADO SIMULACIÓN N 2. Esta simulación corresponde a la demanda comprometida a la fecha para el Sector Yali Alto y a la demanda total 1 al 1 de marzo de 2004 para los sectores de Yali Medio, San Pedro, Estero San Vicente y Estero Las Diucas. A continuación en la tabla N 11 se presenta las extracciones netas impuestas en el modelo para este escenario de modelación, desglosadas de acuerdo a la subdivisión de sub -subcuencas consideradas por la DGA. 1 Demanda Total: corresponde a toda la demanda vigente (constituidas y en trámite) ingresada al 1 de marzo de

48 Tabla N 11. Caudal de extracción neta (l/s) impuesto en el acuífero para el escenario N 2. SECTOR N 2 YALI ALTO 548,40 YALI MEDIO 164,88 SAN PEDRO 4,29 SAN VICENTE 265,07 LAS DIUCAS 211,48 TOTAL GENERAL 1194,12 En esta simulación los niveles de los pozos de observación target ubicados en el sector de Yali Alto mantienen la tendencia mostrada en el escenario N 1, es decir no recuperan completamente sus niveles durante el horizonte modelado. En el resto de los sectores que incorporan la demanda total al 1 de marzo de 2004, los pozos de observación sí recuperan prácticamente sus niveles durante las simulaciones, con excepción del denominado target 12, que se ubica en la parte más alta del sector de San Vicente. La respuesta del acuífero frente a la demanda total muestra que, para el sector Yali Alto, la incorporación al modelo de los pozos con derechos en trámite no produce un aumento significativo en los descensos que implique secado adicional de pozos. La comparación de los descensos obtenidos entre las simulaciones N 1 y N 2 muestra que con la demanda total al 1 de marzo de 2004 se verifican descensos adicionales respecto de la demanda comprometida de hasta 2 m en el sector Las Diucas, de hasta 3 m en el sector Yali Medio y entre 2 y 5 m en el sector San Vicente. En los sectores de San Pedro y Yali Alto prácticamente no se producen descensos adicionales, debido principalmente a que no existen pozos con derechos en trámite en estos sectores, es decir no existen solicitudes posteriores a la demanda comprometida. Se observa además que para los niveles de extracción y recarga impuestos, y para los coeficientes de almacenamiento adoptados, el acuífero es capaz de almacenar y liberar agua en períodos de abundancia y escasez sucesivamente. 44

49 Simulación N 2: descensos en pozos de observación por sectores Sector San Pedro Sector Yali Medio target4 tiempo (días) descenso (m) target1 target9 target10 tiempo (días) descenso (m) target5 target16 target17 target18 target19 target30 Sector San Vicente Sector Yali Alto target6 tiempo (días) target3 tiempo (días) target descenso (m) target11 target descenso (m) target20 target21 target22 target24 target25 Sector Las Diucas target2 Sector Yali Alto (continuación) target8 tiempo (días) descenso (m) target13 target14 target15 tiempo (días) descenso (m) target23 target26 target27 target28 target29 Figura N 24. Descensos en pozos de observación por sectores (simulación Nº2). Las mayores descargas en los esteros existentes se producen para la simulación Nº1, dado que los descensos en el acuífero son menores debido a una extracción menos exigente. En cambio, los afloramientos menores se producen para la simulación Nº2, dado que en este caso los descensos son superiores debido a una mayor explotación del acuífero. En la Figura N 25 se muestra como varían estos afloramientos de agua subterránea en el tiempo. 45

50 3.0 afloramientos en esteros 2.5 descarga (m^3/s) tiempo (días) demanda comprometida demanda total Figura N 25. Afloramientos totales en los esteros existentes para distintos escenarios de simulación. Finalmente, se puede señalar que el funcionamiento del acuífero esta fuertemente condicionado por el comportamiento de las precipitaciones, observándose que las fluctuaciones en el nivel de la napa responde muy rápidamente a las variaciones estacionales e interanuales de la recarga. Esto indica que el acuífero presenta una alta tasa de renovabilidad. Si se considera el volumen total embalsado en el acuífero (estimado en 684,6 millones de m 3 ) y la recarga promedio (estimada en 1,18 m 3 /s), se puede estimar el tiempo medio de residencia del agua en el acuífero (del orden de 18 años). 6.3 SITUACIÓN ESTERO LOICA El sector del Estero Loica no fue incorporada al área modelada debido a su ubicación geográfica, por lo que la determinación del caudal de extracción neta fue determinado en base a la recarga total que llega a este sector, cuyos valores para distintos escenarios se presentaron en la tabla N 3 del presente Capítulo, allí se resumen los caudales promedio de recarga anual reportados para las distintas subsubcuencas analizadas. Por lo tanto el caudal de extracción neta determinado para el sector del estero Las Loicas alcanza un valor de 301 l/s. 46

51 6.4 RESUMEN RESULTADOS Analizando los distintos escenarios de las simulaciones realizadas, se tiene que el caudal de extracción neta determinado para los sectores del acuífero de la cuenca del Estero Yali hasta Sector El Prado, son los siguientes: Tabla N 10 : Caudales extracción neta (l/s) acuífero cuenca estero Yali hasta Sector El Prado. Caudal SECTOR extracción Neta (l/s) YALI ALTO 548,40 YALI MEDIO 164,88 ESTERO SAN PEDRO 4,29 ESTERO SAN VICENTE 265,07 ESTERO LAS DIUCAS 211,48 ESTERO LAS LOICAS 301,00 TOTAL ACUIFERO 1495,12 Los caudales indicados en la tabla anterior, permitirán determinar hasta que fecha es posible constituir derechos de aprovechamiento sin causar perjuicio ni menoscabo a derechos sin causar perjuicio ni menoscabo a derechos de terceros, en cada uno de los sectores estudiados. 47

52 7. DERECHOS DE APROVECHAMIENTO 7.1 DEMANDA DE AGUAS SUBTERRANEAS Analizando las peticiones presentadas en la Cuenca del Estero Yali hasta Sector El Prado, se determinó que la demanda vigente de derechos de aprovechamiento al 1 de marzo de 2004 para cada uno de los sectores acuíferos se presenta en la siguiente tabla: Tabla Nº11. Resumen demanda vigente zona de estudio. SECTOR DEMANDA Q (l/s) N POZOS YALI ALTO 2273, YALI MEDIO 916, ESTERO SAN PEDRO 7,5 4 3 ESTERO SAN VICENTE 796, ESTERO LAS DIUCAS 856, ESTERO LOICA 10,2 2 2 Total 4859, N EXP En Anexo 1 se presenta los listados con las solicitudes de aguas subterráneas, correspondientes al área de estudio, ingresadas a la Dirección General de Aguas que se encuentran constituidas, en trámite y aquellas que pueden ser regularizadas a través del Art. 2 Transitorio del Código de Aguas. No se incluyen en estos listados las solicitudes que han sido denegadas. 7.2 DETERMINACION DE LOS DERECHOS DE APROVECHAMIENTO SUSTENTABLE A EXPLOTAR EN EL ACUÍFERO Los Derechos de Aprovechamiento susceptibles de ser otorgados en un acuífero, deben corresponder a una explotación sustentable que no perjudique ni menoscabe derechos de terceros ni al medio ambiente y debe asegurar que la fluctuación de los niveles del acuífero sea estable en el tiempo (figura Nº26). Figura Nº 26. Fluctuación de niveles estable bajo una explotación sustentable 48