DINÁMICA DEL ACUÍFERO KÁRSTICO COSTERO DE LA PENÍNSULA DE YUCATÁN, MÉXICO

Transcripción

1 Lisa Heise Antonio Cardona Benavides Erik I. Salazar Perales Eduardo H. Graniel Castro DINÁMICA DEL ACUÍFERO KÁRSTICO COSTERO DE LA PENÍNSULA DE YUCATÁN, MÉXICO Tuxtla Gutiérrez, Chiapas (UNICACH) 16 de octubre del 15

2 CONTENIDO Introducción Justificación Antecedentes Objetivos Zona de estudio Metodología Resultados Conclusiones Referencias 2

3 INTRODUCCIÓN PROYECTO DE INVESTIGACIÓN CONAGUA-CONACYT S Clave de Registro: Período Responsables: Dr. Eduardo H. Graniel Castro Germán Giácoman Vallejos Evaluación de la calidad del agua subterránea que subyace a la ciudad de Mérida y su impacto en la zona costera del estado de Yucatán Manejo sustentable de los recursos de agua subterránea Fuertes impactos del cambio climático sobre el ciclo hidrológico 3 (Kumar, 12)

4 JUSTIFICACIÓN PROBLEMA Contaminación del acuífero Fuentes naturales y antropogénicas CAMBIO CLIMÁTICO Análisis hidrogeológico e hidroquímico para entender el funcionamiento del sistema de flujo, identificar impactos de la contaminación y el estado actual La alta permeabilidad del material geológico y las condiciones climáticas favorecen la alta dinámica de infiltración y recarga y que el acuífero kárstico sea muy vulnerable a la contaminación suposiciónes 4

5 ANTECEDENTES Problema severo no por cantidad sino por calidad de agua Importancia ACUÍFEROS KÁRSTICOS -25 % de la población mundial depende del servicio ecosistémico, agua dulce, proporcionado por sistemas hidrológicos kársticos (Ford & Williams, 7) Factores que deterioran la calidad del agua en el Estado de Yucatán infiltración de agua residual por fosas sépticas inadecuadas (Febles-Patrón & Hoogesteijn, 8) ausencia de sistema centralizado para el tratamiento de aguas residuales (Marín et al., ) uso del acuífero como cuerpo receptor de aguas residuales (Marín et al., 3) afectación de gran parte del acuífero por intrusión salina (Bauer-Gottwein et al., 11) CAMBIO CLIMÁTICO FOTO Conexión al CC 5

6 OBJETIVOS Analizar datos meteorológicos Determinar evolución espacial y temporal de carga hidráulica y flujo Caracterizar la dinámica del sistema de flujo y su respuesta a la recarga natural e inducida incluyendo el estado actual de los impactos de contaminación Medir flujo de descarga Analizar composición físicoquímica del agua Determinar variaciones en espesor y profundidad de la zona de mezcla 6

7 OBJETIVOS Analizar datos meteorológicos Determinar evolución espacial y temporal de carga hidráulica y flujo impactos/consecuencias/adaptación Caracterizar CAMBIO las dinámicas del sistema de flujo y su respuesta a la recarga natural e inducida CLIMÁTICO incluyendo el estado actual de los impactos de contaminación conservación Medir flujo de descarga Analizar composición físicoquímica del agua Garantizar calidad y cantidad del agua fundamental servicio ecosistémico bajo impactos del cambio climático y para una población creciente Determinar variaciones en espesor y profundidad de la zona de mezcla 7

8 ZONA DE ESTUDIO Área de 16 km² del acuífero kárstico transfronterizo con extensión de 165 km² que subyace a México, Guatemala y Belize 8

9 Google Earth and ArcMap 1.1 (INEGI, 13) POZOS DE OBSERVACIÓN 5 y N 89 5 y 89 O 9

10 METODOLOGÍA Hidráulica Calidad de agua 1

11 METODOLOGÍA Hidráulica Datalogger Cinta eléctrica Tubo-PVC A B C Tubo-PVC Carga hidráulica Punto alto de tubería Nivel laguna Sedimento 11

12 METODOLOGÍA Calidad de agua Agua subterránea Agua meteórica Hydrolab MS5 Cada 1-3 meses Parámetros físico-químicos Muestreo Sep y Feb Laguna Mar IN SITU Conductividad Eléctrica Sólidos Totales Disueltos Temperatura ph Potencial Redox Oxígeno Disuelto Registro cada metro perfiles de calidad Zona de Mezcla LABORATORIO Metales Pesados Elementos Traza Cationes Aniones Coliformes Toma de muestra a diferentes profundidades ICP-MS Absorción atómica Volumetría Espectrofotometría Filtro de membrana 12

13 RESULTADOS Hidráulica Calidad de agua 13

14 Dirección de flujo RESULTADOS Hidráulica Agosto 12 Noviembre 12 Enero 13 Mayo 13 14

15 Carga hidráulica [msnm] Carga hidráulica [msnm] Descarga [L/s] RESULTADOS Hidráulica Influencia de la marea Carga hidráulica 12 de Julio :48 6:43 8:38 1:33 12:28 14:24 16:19 18:14 :9 Hora Marea Manantial 4 Manantial 1 Manantial 6 Manantial Carga hidráulica 1 de Marzo :48 6:43 8:38 1:33 12:28 14:24 16:19 18:14 :9 Hora Descarga 1 de Marzo 13 4:48 7:12 9:36 12: 14:24 16:48 19:12 Hora Un día después de cuarto menguante Un día antes de luna nueva 15

16 Water Temperature [ C] Hydraulic Head [masl] Precipitation [mm] Electrical Conductivity[µS cm -1 ] RESULTADOS Hidráulica Datalogger Pozo Chalmuch Precipitation Electrical Conductivity 4,4 4, 4, 3,8 3,6 3,4 3, 3, Date Water Temperature Hydraulic Head Date 16

17 Depth [m] Depth [m] Robinove et al. (1958) & Moody et al. (1988) Depth [m] Depth [m] Depth [m] RESULTADOS Calidad de agua Hydrolab Pozo Matemáticas 1 3 Electrical Conductivity [µs/cm] Apr 12 May 12 Aug 12 Nov 12 Jan 13 Mar Temperature [ C] 1 3 Dissolved Oxygen [mg L -1 ] ,, 3, 4, 5, ph [units] ORP [mv] 5 m Zona no saturada 1 1 Agua dulce < 1.4 µs cm m 5 m Zona de mezcla Agua salada > 14. µs cm -1 17

18 Depth [m] Depth [m] Depth [m] Depth [m] Depth [m] Depth [m] RESULTADOS Calidad de agua Hydrolab Conductividad eléctrica 5 1 Anicabil Bomberos Apr 12 May 12 Aug 12 Nov 12 Jan 13 Mar 13 1 Cheuman ,1 1,3 1,5 Electrical Conductivity [µs/cm] Dzidzilché , 1,5 2, 2,5 Electrical Conductivity [µs/cm] Ucú 4 5 5, 1, 15,, Electrical Conductivity [µs/cm] Sierra Papacal , 4, 6, 8, Electrical Conductivity [µs/cm] 6 1,, 3, 4, Electrical Conductivity [µs/cm] 4 1,, 3, 4, 5, Electrical Conductivity [µs/cm] 18

19 RESULTADOS Calidad de agua Muestreo Parámetros que exceden los límites de la Norma Oficial Mexicana NOM-127-SSA Parámetros Límite [mg L -1 ] Somero [%] Intermedio [%] Profundo [%] Manantiales [%] Laguna [%] TDS Dureza Na Cl N-NO SO = As* Hg Pb * El límite permisible para el arsénico se ajusta anualmente, se tomó en cuenta el último valor de la Nota 2 (5) 19

20 CONCLUSIONES Relación muy directa y dinámica entre recarga natural y carga hidráulica La carga hidráulica en los pozos artesianos refleja la influencia directa de la marea y de las variaciones del nivel medio del mar MAYOR RETO IMPACTOS DEL CAMBIO CLIMÁTICO Reducir el impacto nocivo por contaminación natural y antropogénica sobre el acuífero para mantener el equilibrio de los ecosistemas vulnerables y sus servicios ecosistémicos Incrementar la resiliencia y adaptación de sistemas socioecológicos ante el cambio climático Garantizar el funcionamiento y la dinámica de los ecosistemas costeros muy sensibles a modificaciones pequeñas originadas por el cambio ambiental global Evitar alteración de los ciclos biogeoquímicos perjudicando los servicios ecosistémicos

21 BIBLIOGRAFÍA Bauer-Gottwein, P., Gondwe, B. R., Charvet, G., Marín, L. E., Rebolledo-Vieyra, M., & Merediz-Alonso, G. (11). Review: The Yucatán Peninsula karst aquifer, Mexico. Hydrogeology Journal, pp Ford, D., & Williams, P. (n.d.). Karst Hydrogeology and Geomorphology. John Wiley & Sons, p INEGI. Instituto Nacional de Estadística y Geografía (4). Información vectorial. Kumar, C. P. (octubre 12). Climate Change and Its Impact on Groundwater Resources. International Journal of Engineering and Science, Vol. 1(5). Marín, L. E., Pacheco, J., & Escolero, O. (3). Groundwater as a socio-economic constraint: the Yucatan Peninsula, Mexico example. RMZ - Materials and Geoenvironment, 5, No. 1, pp Marín, L. E., Steinich, B., Pacheco, J., & Escolero, O. A. (). Hydrogeology of a contaminated solesource karst aquifer, Mérida, Yucatán, México. Geofísica Internacional, pp Moody, D. W., Carr, J., Chase, E. B., & Paulson, R. W. (1988). National Water Summary Hydrologic Events and Ground-Water Quality. Water-Supply Paper 2325, United States Geological Survey, Washington, DC

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