MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS

DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS

Disponibilidad de Recursos Hídricos para el Otorgamiento de Derechos de Aprovechamiento de

Aguas Subterráneas en el Valle del Aconcagua

Sectores hidrogeológicos de San Felipe, Putaendo,

Panquehue, Catemu y Llay Llay

SDT N° 387

Informe técnico DARH N° 333

Departamento de Administración

de Recursos Hídricos

Expediente VAR-0503-1

Santiago, 12 de octubre de 2016.

Equipo de Trabajo

Luis A. Moreno R.

Carlos Flores F.

Laura Méndez H.

Franco Calderón M.

pág.1

CONTENIDO

1. INTRODUCCIÓN .......................................................................................................... 3

2. OBJETIVOS ................................................................................................................. 5

3. ANTECEDENTES .......................................................................................................... 6

3.1. Informe SDT N° 101 “Evaluación de los recursos subterráneos de río Aconcagua”, DEP-DARH, Julio de 2001. ............................................................................................................ 7

3.1.1. Modelo de Operación del Sistema (MOS Aconcagua) ................................................. 7

3.1.2. Modelos Hidrogeológicos (modelos de flujo tipo Modflow) .......................................... 8

3.1.3. Recalibración ....................................................................................................... 9

3.1.4. Escenarios de Simulación y Operación del Modelo ..................................................... 9

3.2. Informe SIT N° 132 “Caudales incrementales de extracción de aguas subterráneas Cuenca del Río Aconcagua”. DEP-DGA, Mayo 2002. ........................................................................... 11

3.3. Nuevos estudios en la cuenca del río Aconcagua, años 2007 y 2008. ............................... 12

4. ACTUALIZACIÓN DE LA MODELACIÓN HIDROGEOLÓGICA DEL ACONCAGUA (MOS ACN 2008 y VM ACN 2008) ................................................................................................................ 14

4.1. Modelo Geológico Conceptual ...................................................................................... 14

4.2. Modelo Operacional del Sistema (MOS ACN-2008) ......................................................... 19

4.3. Modelo Hidrogeológico Conceptual ............................................................................... 23

4.4. Modelo Numérico de flujo subterráneo del acuífero del valle de Aconcagua (VM ACN-2008) 26

4.4.1. Geometría del acuífero y Límites Impermeables...................................................... 27

4.4.2. Mecanismos de Recarga ...................................................................................... 29

4.4.3. Mecanismos de Descarga Subterránea .................................................................. 29

4.4.4. Propiedades Hidráulicas ....................................................................................... 33

4.4.5. Pozos de Extracción y de Observación ................................................................... 35

4.4.6. Zonificación para el Balance de Masa .................................................................... 37

4.4.7. Calibración y Validación del Modelo ....................................................................... 38

4.5. Criterios de Sustentabilidad DGA para la explotación de Acuíferos. .................................. 42

4.5.1. Criterios para Sectores Abiertos ........................................................................... 42

4.5.2. Criterios de Sectores Cerrados ............................................................................. 43

4.6. Escenarios de Simulación ........................................................................................... 45

4.6.1. Escenario Base Interferencia del Río Aconcagua ..................................................... 45

4.6.2. Escenario 1: Situación actual (año 2007) con restricciones DGA ............................... 46

4.6.3. Escenario 2: Máximo crecimiento con restricción DGA ............................................. 49

4.7. Consideraciones en relación a la Modelación realizada por DICTUC S.A. para DOH ............. 52

pág.2

5. DISPONIBILIDAD DE RECURSOS HÍDRICOS PARA EL OTORGAMIENTO DE DERECHOS DE APROVECHAMIENTO DE AGUAS SUBTERRÁNEAS ................................................................... 54

5.1. Volumen de explotación sustentable y sectores hidrogeológicos de aprovechamiento común. . ............................................................................................................................... 54

5.2. Demanda Comprometida en derechos de aprovechamiento definitivos ............................. 56

5.3. Balance y Situación de Disponibilidad para Derechos Definitivos ...................................... 57

5.4. Volumen Total Factible de Otorgar como Derechos de Aprovechamiento Provisional. ......... 58

5.4.1. Acuífero Patrón................................................................................................... 58

5.4.2. Disponibilidad para Derechos Provisionales. ........................................................... 61

6. CONCLUSIONES ........................................................................................................ 65

7. ANEXO: LISTADO DEMANDA COMPROMETIDA EN DERECHOS DE APROVECHAMIENTO DE AGUAS SUBTERRÁNEAS ...................................................................................................... 67

pág.3

1. INTRODUCCIÓN

Entre los años 1999 y 2002, la Dirección General de Aguas (DGA) determinó la oferta hídrica para el otorgamiento de derechos de aprovechamiento de aguas subterráneas en la cuenca del río Aconcagua mediante la integración de un modelo de simulación hidrológico denominado “Modelo de Operación del Sistema” (MOS) y 5 modelos hidrogeológicos de flujo bajo la plataforma Visual Modflow.

Para ello, este Servicio en primera instancia modificó y reformuló los modelos originales disponibles elaborados por INGENDESA y AC en el año 1998 para la Dirección de Obras Hidráulicas, obteniendo un nuevo modelo (Modelo DGA) generando una herramienta basada en una operación integrada (superficial y subterránea), permitiendo evaluar diferentes escenarios de explotación de aguas subterráneas.

La operación de esta herramienta permitió conocer la dinámica del funcionamiento del sistema y evaluar los efectos sobre la sustentabilidad del acuífero y de sus derechos constituidos en él, debido a la explotación de los derechos otorgados y pendientes a hasta esa fecha, determinado así los caudales de explotación efectiva sustentables bajo los criterios de este Servicio.

Esta evaluación se llevó a cabo en el estudio denominado “Evaluación de los recursos subterráneos de río Aconcagua” SDT N° 101 de julio de 2001, realizada en forma conjunta por el Departamento de Estudios y Planificación, y el Departamento de Administración de los Recursos Hídricos, ambos de la DGA.

Posteriormente, mediante el Informe SIT N° 132 “Caudales incrementales de extracción de aguas subterráneas Cuenca del Río Aconcagua”, del año 2002, se analiza la respuesta del sistema ante escenarios con caudales de explotación mayores a los impuestos en el SDT N° 101, basado en la operación de los modelos integrados (DGA), logrando establecer ofertas adicionales a las anteriormente determinadas sobre algunos sectores de la cuenca estimándose caudales máximos de extracción sustentables conforme a los criterios utilizados en esa oportunidad.

Paralelamente a estos estudios, la DGA realizaba el balance con cada oferta determinada y su demanda comprometida y solicitada (en términos previsibles), estableciendo la factibilidad de constitución de nuevos derechos de aprovechamiento subterráneos en calidad de definitivos.

Durante los años 2007 y 2008, la Dirección de Obras Hidráulicas (DOH) del Ministerio de Obras Públicas (MOP) con el objetivo de desarrollar una herramienta de apoyo para la gestión de los recursos hídricos de la cuenca del Aconcagua, corregida y actualizada en función de nuevos antecedentes y el desarrollo tecnológico, encargó a DICTUC S.A., el estudio hidrogeológico denominado “Modificación de los modelos DGA Visual Modflow-MOS y MOS-PS para determinación disponibilidad real de aguas subterráneas en el valle del Aconcagua”, primera y segunda Etapa.

En síntesis, este estudio contempló la modificación del modelo MOS del valle del Aconcagua y los 4 modelos Visual Modflow utilizados por la DGA (2001), ajustándose a los nuevos antecedentes generados, corrigiendo y actualizando su configuración, generando una nueva herramienta integrada con fines de apoyo en la toma de decisiones para el tratamiento de los recursos hídricos del valle.

La gran cantidad de antecedentes hidrológicos e hidrogeológicos generados, en conjunto con la actualización de aproximadamente 10 años de antecedentes hidrológicos con respecto a los estudios realizados por la DGA en 2001, permitieron establecer una nueva herramienta de modelación hidrogeológica integrada compuesta los modelos MOS ACN 2008 y VM ACN 2008, basados en las plataformas antiguas MOS y Visual Modflow, los cuales luego de su calibración y validación, son operados bajo diferentes escenarios de explotación de los recursos hídricos tanto

pág.4

superficiales y subterráneos que consideran como eje las restricciones que determinan los criterios de sustentabilidad DGA.

En razón de lo anterior, es que este informe realiza un análisis de las simulaciones realizadas mediante la herramientas MOS ACN 2008 y VM ACN 2008 desarrolladas para la DOH, basados en los estudios previos realizados por este Servicio, con el fin de establecer si sus resultados, son factibles de ser utilizados para para determinar los diferentes sectores acuíferos del valle del Aconcagua y sus respectivos volúmenes de explotación sustentable.

Para ello, en este informe se realiza una síntesis de la metodología y resultados de los informes utilizados anteriormente por la DGA, y luego se realiza una síntesis de los elementos relevantes del estudio hidrogeológico realizados por DICTUC S.A. para la DOH, estableciendo los antecedentes que serán utilizados en la determinación de la disponibilidad para el otorgamiento de derecho de aprovechamiento de aguas subterráneas.

Por lo tanto, este informe complementa el análisis realizado en el informe SDT N° 372 de 2015 “Determinación de la Disponibilidad de Aguas Subterráneas en el Valle Río Aconcagua”, el cual estableció la disponibilidad para el otorgamiento de derechos de aprovechamiento de aguas subterráneas en los sectores acuíferos ubicados desde la zona de Llay Llay hasta la desembocadura del río Aconcagua, basado en los antecedentes del estudio DOH- DICTUC S.A. (2007-2008).

Asimismo, analiza los antecedentes que permiten la determinación del caudal máximo de explotación sustentable para los acuíferos del valle del Río Aconcagua y establece la disponibilidad para el otorgamiento de derechos de aprovechamiento de aguas subterráneas en los sectores no analizados en el informe SDT N° 372 de 2015.

Figura 1 Cuenca del Río Aconcagua

pág.5

2. OBJETIVOS

El objetivo general de este informe es determinar la explotación máxima sustentable de los sectores acuíferos del Valle del río Aconcagua no considerados en el informe SDT N° 357 de 2014, todos ubicados en la región de Valparaíso.

Para este, se han trazado los siguientes objetivos específicos:

- Realizar una síntesis de las referencias técnicas sobre las cuales se ha establecido la explotación máxima sustentable en los acuíferos del Valle del Aconcagua anterior al año 2002.

- Realizar una síntesis de los antecedentes técnicos determinados en el estudio realizado por el estudio realizado por DICTUC en el año 2009 para la Dirección de Obras Hidráulicas del Ministerio de Obras Públicas.

- Análisis de los escenarios de simulación del estudio “Modificación de los modelos DGA Visual Modflow-MOS y MOS-PS para determinación disponibilidad real de aguas subterráneas en el valle del Aconcagua”, considerando los criterios de sustentabilidad de la Dirección General de Aguas.

- Elaboración del balance de disponibilidad para el otorgamiento de derechos de aprovechamiento de aguas subterráneas en los sectores hidrológicos de aprovechamiento común del valle del Aconcagua.

pág.6

3. ANTECEDENTES

Entre los años 1999 y 2002, la Dirección General de Aguas determinó la oferta hídrica para el otorgamiento de derechos de aprovechamiento de aguas subterráneas en la cuenca del río Aconcagua mediante la integración de un modelo de simulación hidrológico denominado “Modelo de Operación del Sistema” (MOS) y 5 modelos hidrogeológicos de flujo bajo la plataforma Visual Modflow.

Para ello, este Servicio modificó y reformuló los modelos originales disponibles elaborados por INGENDESA y AC en el año 1998 para la Dirección de Obras Hidráulicas, obteniendo un nuevo modelo (Modelo DGA) el cual se constituyó como una herramienta conceptualmente adaptada al sistema, basada en una operación integrada (superficial y subterránea), que permitía evaluar diferentes escenarios de explotación de aguas subterráneas, con un horizonte de 50 años.

La operación integrada de los modelos se manifestó a través del ingreso de las recargas obtenidas desde el Modelo MOS hacia los diferentes Modelos de flujo establecidos en las diferentes secciones del Río Aconcagua. Con ellos se logró establecer si la explotación de los derechos otorgados hasta la fecha era sustentable en el tiempo. Del mismo modo, se incluyó la explotación asociada a las solicitudes pendientes en la cuenca (a esa Fecha), evaluando los efectos sobre la sustentabilidad del acuífero y de la explotación de los derechos de terceros.

Esta metodología permitió conocer la dinámica del funcionamiento del sistema y evaluar su respuesta ante diferentes escenarios de explotación de aguas subterráneas, determinado así los caudales de explotación efectiva sustentables bajo los criterios de este Servicio.

Esta evaluación se llevó a cabo en el estudio denominado “Evaluación de los recursos subterráneos de río Aconcagua” SDT N° 101 de julio de 2001, realizada en forma conjunta por el Departamento de Estudios y Planificación, y el Departamento de Administración de los Recursos Hídricos.

Luego, mediante el Informe SIT N° 132 Caudales incrementales de extracción de aguas subterráneas Cuenca del Río Aconcagua, del año 2002, basado en la misma herramienta de modelación hidrogeológica elaborada por la DGA, se analiza la respuesta del sistema ante escenarios con caudales de explotación mayores a los impuestos en el SDT N° 101, logrando establecer ofertas adicionales a las determinadas sobre algunos sectores de la cuenca estimándose caudales máximos de extracción sustentables conforme a los criterios utilizados en esa oportunidad.

Paralelamente a estos estudios, la DGA realizaba el balance de cada oferta determinada con la demanda comprometida y solicitada (en términos previsibles), para establecer la factibilidad de constitución de nuevos derechos de aprovechamiento subterráneos en calidad de definitivos.

pág.7

3.1. Informe SDT N° 101 “Evaluación de los recursos subterráneos de río Aconcagua”,

DEP-DARH, Julio de 2001.

Realizado en forma conjunta por el Departamento de Estudios y Planificación, y el Departamento de Administración de los Recursos Hídricos, este estudio modificó y reformuló los modelos originales elaborados por INGENDESA y AC en el año 1998 para la Dirección de Obras Hidráulicas, obteniendo un nuevo modelo (Modelo DGA) el cual se constituyó como una herramienta conceptualmente adaptada al sistema, basada en una operación integrada (superficial y subterránea), la cual permitía evaluar diferentes escenarios de explotación de aguas subterráneas, con un horizonte de 50 años.

3.1.1. Modelo de Operación del Sistema (MOS Aconcagua)

El Modelo Operacional del sistema (MOS) del Rio Aconcagua fue concebido originalmente como una herramienta para representar integralmente el recurso hídrico, es decir, el sistema superficial, de riego y subterráneos. De esta forma, permite caracterizar la situación de la cuenca evaluando, entre otras cosas, el efecto de la incorporación de nuevas obras de regulación, el cambio en la eficiencia del uso del agua en riego y el aumento en el uso del agua subterránea sobre la cantidad y distribución de los recursos hídricos de la cuenca.

La metodología empleada en la simulación del MOS permite generar un caudal en diversos puntos de interés de la cuenca y su relación con los sistemas subterráneos en base a recargas y afloramientos. Por lo tanto, las percolaciones obtenidas desde los sectores de riego, canales y tramos de río, constituyen recargas al sistema subterráneo, simuladas a través de la combinación de la ecuación de Darcy y la ecuación de continuidad. Por su parte, los retornos desde los sectores de riego y las descargas desde los acuíferos asociados a sus capacidades máximas, permiten representar las recuperaciones experimentadas por el Río Aconcagua.

Con respecto al MOS original (INGENDESA – AC 1998), se extendió y/o actualizó la información estadística de precipitaciones y de caudales medios de bombeo de los sectores de riego y desde acuíferos. Asimismo, se extendió la información de caudales medios mensuales de las cuencas de entrada utilizando el programa MPL (modelo pluvial). También se modifican parámetros asociados al flujo y balance hídrico en las zonas de riego (Capacidad de canales, horas de riego, eficiencias de conducción de canales, coef. de derrames, factor de reuso de derrames y percolación, etc).

Conforme a las modificaciones y al tratamiento de la información, se estima que los resultados del MOS simulan conceptualmente el comportamiento de la infraestructura de riego en el valle del Aconcagua (al año 2000) enfrentada a un periodo hidrológico de 50 años.

Asimismo, MOS, a través de archivos, permite el manejo conjunto de los procesos de recarga derivados de las percolaciones producto del riego y de la lluvia caída, además de las pérdidas por conducción en los canales y esteros asociados a un sector determinado. Por lo tanto los resultados entregados son ingresados al Modelo Hidrogeológico a través de la distribución superficial de la recarga mediante una correspondencia entre los sectores de riego del MOS y las zonas de recarga establecidas en los modelos hidrogeológico.

pág.8

3.1.2. Modelos Hidrogeológicos (modelos de flujo tipo Modflow)

La modelación hidrogeológica (de Flujo) de la cuenca del valle del Río Aconcagua, fue dividida en cinco modelos que interactuaban entre sí a través de las condiciones de bordes de entrada y de salida respectivamente, todas bajo la misma plataforma computacional VISUAL MODFLOW 2.61. Cuadro 1 y Figura 2.

Cuadro 1 Modelos de flujo (Modflow), sectores y acuíferos MOS

Modelo DGA Sectores Modflow

MOS

Acuiferos Sectores

1 San Felipe - Los Andes

A01 y A02 S01, S02, S03, S04 Putaendo

2(*)

Aconcagua-Las Vegas A03, A04, A05, A06

S05, S06, S07, S08, S09

Catemu

Llay Llay

3

Rabuco

A06 y A07

S10, S11, S12, S13, S14, S15, S16

Nogales

Aconcagua-Quillota

4 Aconcagua-Desembocadura A08 S17, S18

5 Limache A09 S19 (*) Subdividido, entre los sectores de Aconcagua -las Vegas y Catemu;

y sector de Llay Llay

Figura 2 Esquema de modelación hidrogeológica DGA SDT 201 de 2001

pág.9

La integración de los modelos hidrogeológicos con los resultados del MOS se efectúa mediante el ingreso de los valores calculados para la recarga derivada del riego y lluvia, además de las pérdidas de canales y esteros y la percolación desde los tramos de río considerados en el sistema.

3.1.3. Recalibración

El modelo hidrogeológico original (DOH – INGENDESA - AC) fue concebido para una operación en condiciones hidrológicas asociadas a períodos secos, por lo tanto su calibración original se basó en condiciones de recarga total asociadas a tal período (1990–1996) y para la operación se adicionó un período de 6 años que corresponde al período entre los años 1968 y 1975 (período de sequía).

Sin embargo, conforme a los criterios que la DGA considera para la evaluación de la disponibilidad de aguas subterráneas, se hizo necesario establecer condiciones de recarga media en un período estadístico razonablemente largo. En este caso para la generación de las recargas hacia los acuíferos se contempló el período de operación comprendido entre 1950 y 1999.

Debido a lo anterior, el modelo este tuvo que ser recalibrado, para una correcta operación, revisando y reevaluando parámetros y aspectos relativos a: condiciones de borde, tasas de recarga efectivas, conductancia de ríos y drenes, y condiciones de nivel en sectores localizados. El resultado fue una calibración para los 5 modelos que describen adecuadamente los niveles observados durante el periodo 1990–1996.

3.1.4. Escenarios de Simulación y Operación del Modelo

El período de simulación utilizado corresponde a desde el año 1990 al 2040, considerando como marco para la simulación la hidrología histórica correspondiente al período 1950/1999.

La hidrología histórica fue ingresada a los modelos subterráneos a partir de los resultados del MOS los cuales simulan el comportamiento de la infraestructura de riego en la cuenca del Aconcagua, al año 2000, enfrentada a un período hidrológico de 50 años, ajustados a las tasas de recarga evaluadas durante el período de calibración para aquellos modelos que incluyen zonas de recarga en su definición.

En aquellos modelos que incluyen recargas por pérdidas del sistema de agua potable en sectores urbanos (Modelo 1 y Modelo 5), se ha asumido que el valor de estas disminuyen progresivamente. Durante los primeros 15 años de simulación el valor se mantiene, para los siguientes 15 años las pérdidas se reducen un 50% y para el período final el sistema experimenta pérdidas despreciables.

En relación a la operación, los modelos 1 y 2 deben ser operados en forma conjunta debido a la interacción horizontal que representan los flujos pasantes desde el 1 al 2. El modelo de Llay Llay es operado en forma anterior al modelo 2 Aconcagua – Las Vegas, debido a que es necesario evaluar las condiciones de flujo saliente de este valle; los cuales son entradas para este último.

El modelo 3 Aconcagua Quillota se opera en forma independiente debido a la discontinuidad hidráulica que produce el dren Las Vegas. Este modelo solamente recibe el aporte desde condiciones de nivel que representan aportes de quebradas laterales en la parte alta y el Valle de Rabuco en la parte baja, así también recibe el aporte de la componente superficial.

pág.10

El modelo 4 se opera en forma independiente y sólo se relaciona con el modelo 3 de acuerdo a los valores de flujo pasante debido a la condición de nivel en el sector de salida. Esta condición ha sido evaluada en el modelo 3 y ha sido incorporada al modelo 4 para mantener la coherencia de los valores de ingreso al sistema.

El modelo 5 opera completamente independiente de los demás modelos debido a la discontinuidad hidrogeológica que produce el embalse Aromos. Existe en este modelo una condición de nivel constante que refleja este embalse de regulación superficial.

El resumen de los escenarios se presentan a en el cuadro Cuadro 2.

Cuadro 2 Escenarios de simulación hidrogeológica SDT 101 de 2001

Modelo Hidrogeológico

Niveles de explotación (escenarios) Observaciones

1 2,2 m3/s Flujos salientes representan recarga horizontal Modelo 2

2 5 niveles: desde 526 a 998 L/s -

Llay Llay 825 L/s -

3 4 niveles: desde 3,7 a 4,3 m3/s Reubicación de pozos, redistribución de caudales y condiciones de borde

4 3 niveles: desde 900 a 440 L/s -

5 5 niveles: desde 930 a 700 L/s -

Conforme a los resultados de los diferentes escenarios y en virtud de los criterios para determinar la explotación sustentable, se obtienen los siguientes resultados de la ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia..

Tabla 1 Disponibilidad Acuíferos del Valle del Aconcagua SDT N° 101 de 2001

Modelo DGA Sector

Oferta Sustentable [m3/s]

1 San Felipe - Los Andes 1,98 Putaendo 0,195

2

Aconcagua - Las Vegas 1,906

Catemu 0,092

Llay Llay 0,825

3

Rabuco 0,006 Nogales 0,998

Aconcagua - Quillota 2,996

4 Aconcagua Desembocadura 0,44

5 Limache 0,77

Total 10,208

Con estos resultados de oferta sustentable, más la demanda efectiva comprometida al año 2000, se realiza el balance de disponibilidad para el otorgamiento de derechos de aprovechamiento de aguas subterránea en la cuenca del Río Aconcagua.

pág.11

3.2. Informe SIT N° 132 “Caudales incrementales de extracción de aguas subterráneas Cuenca del Río Aconcagua”. DEP-DGA, Mayo 2002.

Este informe, elaborado por el Departamento de Estudios y Planificación de la DGA, con el objetivo de evaluar la respuesta de aquellos sectores acuíferos con capacidad disponible ante el aumento de los caudales de extracción por sobre los determinados en el informe SDT N° 101 de 2001.

La evaluación se realiza utilizando el Modelo operacional del sistema (MOS) y los 5 modelos hidrogeológicos (Visual Modflow) modificados por la DGA, estableciendo su operación de manera conjunta con el fin de incorporar las relaciones superficial y subterránea que implica la explotación de los acuíferos del valle.

En síntesis, a partir de una condición base, se incrementan los bombeos tanto en el MOS como en los sectores respectivos a cada uno de los modelos hidrogeológicos, teniendo en consideración criterios que indicarían la no sustentabilidad en el acuífero, restringiendo y acotando así la explotación del sistema.

El aumento se inicia, en relación con los derechos constituidos y solicitados, con una magnitud de 37 m3/s nominales en todo el valle, que equivalen a 10 m3/s efectivos, correspondiente a la fecha de corte de diciembre del año 2000. Posteriormente se aumenta el bombeo de un determinado sector y se analiza su efecto desde la cabecera hacia aguas abajo, ya que un incremento de explotación en una sección tiene efectos en las siguientes.

En primer término se realizan las simulaciones en el MOS para obtener una visión inicial aproximada del comportamiento de los acuíferos, y a partir de ello se determinan los escenarios a ejecutar en Modflow. Los modelos hidrogeológicos son ejecutados con la información de base proporcionada por el MOS (flujos, recargas), y los resultados son procesados y analizados en forma conjunta, es decir los resultados obtenidos para la componente subterránea y superficial.

El resumen final de los resultados se presenta en la Tabla 2.

Tabla 2 Oferta de Recursos Hídricos Subterráneos Modelos DGA, SDT 101 2001 y SIT 132 2002

Modelo DGA Sector

Oferta SDT N° 101/2001

[m3/s]

Incremento SIT N°132 y min compl. de 2002

[m3/s]

Oferta Total

[m3/s]

1 San Felipe - Los Andes 1,98 1,145 3,125

Putaendo 0,195 0,155 0,35

2

Aconcagua - Las Vegas 1,906 0,5 2,406

Catemu 0,092 - 0,092

Llay Llay 0,825 0,1 0,925

3

Rabuco 0,006 - 0,006

Nogales 0,998 - 0,998

Aconcagua - Quillota 2,996 0,8 3,796

4 Aconcagua Desembocadura 0,44 - 0,44

5 Limache 0,77 0,045 0,815

Total 10,208 2,745 12,953

pág.12

3.3. Nuevos estudios en la cuenca del río Aconcagua, años 2007 y 2008.

Desde el año 2002, existen numerosos estudios en los cuales se analizan y comparan diversas opciones de aprovechamiento de los recursos hídricos del Valle del Aconcagua, mejorando la información en base a nuevos antecedentes disponibles o se modificando parámetros de acuerdo a diferentes estrategias propuestas.

Por otro lado, el análisis preliminar de la información generada por la DOH consideraba que potencialmente existiría una “mayor oferta de recursos hídricos” disponibles para ser otorgados en derechos de aprovechamiento, debido a que el modelo que la DGA manejaba no consideraba información hidrogeológica actualizada que indicaría que los acuíferos tendrían mayores potencias en la zona de San Felipe Aconcagua y mayores flujos subterráneos pasantes desde este acuífero al de Aconcagua - Las Vegas.

Uno de los aspectos más relevantes en la discusión inicial del modelo fue la interpretación de la Geometría del acuífero. Para lo anterior, como parte del estudio de la DOH, se reinterpretaron los datos obtenidos de prospecciones geofísicas realizadas en el área.

Por lo tanto, a partir de la gran cantidad de antecedentes hidrogeológicos nuevos sobre el acuífero asociado al valle del Aconcagua, en conjunto con el análisis de estos permitió establecer la necesidad de hacer correcciones a los supuestos y definiciones utilizados en la construcción de los modelos de simulación del funcionamiento de los recursos hídricos de la cuenca que maneja la DGA así como su la actualización de los datos hidrológicos. La importancia de estos nuevos antecedentes radica además en que se han realizado campañas de reconocimiento y evaluación directa del depósito sedimentario principal, aplicando técnicas modernas y con una amplia cobertura (geofísica y pruebas de bombeo, entre otros).

Lo anterior se manifestó en la ejecución del estudio hidrogeológico denominado “Modificación de los modelos DGA Visual Modflow-MOS y MOS-PS para determinación disponibilidad real de aguas subterráneas en el valle del Aconcagua”, primera y segunda Etapa. Realizado por DICTUC S.A. durante los años 20070-2008.

En síntesis, básicamente este estudio surge por la necesidad de la DOH de la V Región de poseer una herramienta de apoyo, corregida y actualizada en función de nuevos antecedentes y el desarrollo tecnológico, para la gestión de los recursos hídricos de la cuenca del Aconcagua.

Para ello, el estudio involucró modificar los modelos MOS y Visual Modflow del valle del Aconcagua que utilizaba la DGA, ajustándose a los nuevos antecedentes desarrollados por la DOH, revisando, corrigiendo y actualizando su configuración y analizando tanto el estado de situación al año 2007 (año del estudio) como futuro de los recursos hídricos de la cuenca.

En el desarrollo de este estudio, además de la recopilación y análisis de datos acorde con los objetivos, se consideró la discusión de los resultados parciales con la contraparte técnica, equipo de asesores y distintos organismos, los cuales incluyeron a profesionales de la Dirección General de Aguas.

El estudio fue realizado en dos etapas. En la primera, realizada durante el año 2007, correspondiente a los estudios básicos de geología, hidrología e hidrogeología, en conjunto con labores de terreno, confeccionando una primera versión del modelo Modflow actualizado hasta esa fecha.

pág.13

La segunda etapa, contempló la construcción, calibración, validación, y operación del modelo bajo los distintos escenarios simulados y su respectiva evaluación; y la realización del informe final el cual además de los resultados de esta etapa, incluye todos los aspectos y avances generados en la etapa preliminar.

En síntesis, se desarrolló un nuevo modelo integrado denominado “MOS ACN 2008” el cual consolida la estructura y rutina de los modelos MOS y MOS-PS en un único programa, el cual, incluyendo las correcciones y actualizaciones, representa el funcionamiento hidrológico de toda la cuenca del Aconcagua.

Asimismo, se desarrolló un nuevo modelo Visual Modflow denominado “VM ACN 2008”, elaborado a partir de los antecedentes generados, en conjunto con las bases de datos corregidas y actualizadas asociadas a los modelos de simulación subterráneos de la DGA, el cual integra todos los sectores considerados individualmente en aquellos modelos, abarcando así la totalidad de la cuenca, simplificando el proceso de operación y reduciendo el error asociado a las condiciones de borde entre un modelo y otro.

La calibración y la simulación de los diversos escenarios para cada modelo por separado, requirió de su operación en forma conjunta, debido a que los resultados de recarga al acuífero obtenidos desde el MOS ACN 2008 se utilizaron como dato de entrada para VM ACN 2008, permitiendo verificar los resultados de la operación ambas herramientas por si solas, para un mismo recurso y sobre la misma unidad de control o cuenca, verificando así la consistencia de ambos modelos respecto de algunos parámetros subterráneos.

Se establecieron diferentes escenarios de simulación asociados a distintas alternativas de utilización de los recursos tanto superficiales y como subterráneos, considerando como ejes los criterios (o restricciones) de sustentabilidad determinados por la DGA para los modelos hidrogeológicos de simulación basado en diferencias finitas (tipo Modflow).

En consecuencia, el modelo hidrogeológico desarrollado permitió resolver la situación actual de disponibilidad de agua subterránea del valle (Escenario 1), al mes de Enero del año 2007, y estimar su máximo crecimiento (Escenario 2) bajo los criterios de sustentabilidad de acuíferos definidos por la DGA.

Además, se simula un Escenario 3 en el cual se obtiene primero un incremento adicional de explotación sustentable que se logra manteniendo dichos criterios, pero aceptando una condición consensuada de compensación de los recursos superficiales del río Aconcagua, y luego, además de lo anterior, el aumento extra que resulta obviando en la evaluación 1 o 2 pozos activos secos adicionales en el sector de la desembocadura (acuífero 8).

pág.14

4. ACTUALIZACIÓN DE LA MODELACIÓN HIDROGEOLÓGICA DEL ACONCAGUA (MOS ACN

2008 y VM ACN 2008)

De acuerdo a la información generada por la DOH, esta consideraba que potencialmente existiría una “mayor oferta de recursos hídricos” disponibles para ser otorgados en derecho, debido a que el modelo DGA no consideraba información hidrogeológica actualizada que indicaría que los acuíferos tendrían mayores potencias en la zona de San Felipe Aconcagua y mayores flujos subterráneos pasantes desde este acuífero al de Aconcagua - Las Vegas.

Por lo tanto, la definición de la geometría del acuífero, fue un elemento relevante en la discusión inicial, por lo tanto, como parte del estudio de la DOH, se reinterpretaron los datos obtenidos de prospecciones geofísicas realizadas en el área.

En consecuencia, uno de los objetivos fundamentales fue el determinar el contexto geológico, junto con la geometría y características hidrogeológicas del relleno del valle del río Aconcagua, para definir un modelo geológico conceptual, el cual se utilizaría como base para definir algunas condiciones de borde del modelo hidrogeológico numérico, además de la condición inicial de permeabilidad antes de la calibración.

4.1. Modelo Geológico Conceptual

El valle del río Aconcagua, desde el límite occidental de la Cordillera principal, al este de la ciudad de Los Andes, hasta la desembocadura en la localidad de Con Con, presenta rasgos geomorfológicos de transición entre las cuencas del centro de Chile y los valles transversales del Norte Chico.

En la parte alta del valle, entre Los Andes y San Felipe, hay un pequeño desarrollo de la “Depresión Central” reflejado en las dimensiones de 15 x 15 km2, en donde se depositan gran cantidad de sedimentos de granulometría gruesa, debido al cambio de energía del río Aconcagua al pasar de un dominio cordillerano de alta energía a uno de baja energía, y al aporte de diferentes esteros al río. En esta zona el basamento se encuentra en promedio a unos 200 m., alcanzando en algunas zonas hasta los 360 m de profundidad y aflorando en otras en numerosos cerros islas constituidos principalmente, por rocas cretácicas volcanosedimentarias de la Formación Las Chilcas. Esta unidad junto con numerosos cuerpos intrusivos representa el basamento impermeable para este sector.

El resto del valle, hacia el norte y oeste de San Felipe, el río se encausa en un valle más estrecho debido probablemente a la aparición del Batolito Cretácico y a una configuración estructural distinta. En este sentido el valle solo se restringe a zonas de debilidad asociadas a fallas de orientación NNE y NNW principalmente, lo que hace que no haya mucho espacio para la acumulación de sedimentos como ocurre en la parte alta del valle y exista, por lo general, solo un curso de agua. También esto se ve reflejado en las formas del basamento que, se interpreta, en general, como una continuación de la morfología observada en superficie.

En la zona inmediatamente al oeste de San Felipe, el valle se estrecha lo que hace confluir los ríos Aconcagua y Putaendo y los esteros Pocuro y Quilpue en un área muy acotada donde el espesor de relleno es estimado entre 120 a 180 m. Aquí al mismo tiempo en que se angosta el valle, el basamento presenta una somerización, explicado por la presencia de roca más dura y más difícil de erodar. Estos factores podrían aumentar localmente la energía del río y otorgar condiciones favorables para un aumento de las permeabilidades para la parte superior del relleno. Desde este

pág.15

sector hacia aguas abajo, la permeabilidad del relleno sedimentario, por lo general, va disminuyendo progresivamente.

En las zonas cercanas a las localidades de Llay Llay, Nogales y, en menor medida Quillota, se observa cierto grado de confinamiento lo que se ve reflejado en bajas permeabilidades para las partes más superficiales del relleno.

En este contexto, se constituyen tres layers, definidos como subdivisiones en profundidad del relleno sedimentario según criterios estratigráficos basados en la información obtenida principalmente de pozos. Estos layers presentan variaciones laterales que fueron representadas en mapas de permeabilidad, mostrando una compleja distribución a lo largo y ancho de todo el valle. Según los resultados las pruebas de bombeo, se establecieron cinco rangos de permeabilidad para representar de la mejor manera posible las variaciones de las propiedades hidráulicas del relleno sedimentario del valle.

El layer 1 o capa superficial posee las mejores características hidrogeológicas debido a su alta permeabilidad, ubicación y gran extensión. Presenta espesores considerables en la parte alta del valle (100 m) y en el resto de la cuenca se ubica en la superficie asociada al cauce del río Aconcagua con un espesor de no más de 50 m. Aguas abajo de la segunda sección del río Aconcagua su permeabilidad disminuye a rangos entre media y baja y, en algunos casos puntuales, muestra muy bajos valores que representarían las zonas de confinamiento.

El layer 2 o capa intermedia también posee buenas características hidrogeológicas en la parte alta del valle, incluyendo parte de la segunda sección de riego, con potencias similares a las del layer 1. En las partes bajas del valle presenta, en general, permeabilidades un poco menores que el layer 1.

El layer 3 representa a sedimentos con moderado a alto contenido de arcillas que se interpretan como los primeros depósitos que rellenaron el valle después de la última glaciación. Además están sometidos a una mayor compactación y tal vez, cementación que los depósitos que los sobreyacen. Por esto presentan permeabilidades entre muy bajas a medias.

Al correlacionar estos tres layers con las unidades hidrogeológicas definidas en trabajos previos se puede establecer cierta similitud entre la Unidad A y el layer 1 y 2 en la parte alta del valle y la Unidad D con el layer 3 a lo largo de casi todo el valle.

La disminución de las permeabilidades hacia el oeste (aguas abajo) se correlaciona muy bien a dos factores principales. Por un lado, a la disminución de la energía y a la capacidad de transporte de los sedimentos por parte de los cursos fluviales, en donde se nota una clara diferencia entre la zonas aguas abajo de la segunda sección y aguas arriba de ésta, y por otro, a la presencia de depósitos terciarios semi-consolidados de la formación Confluencia en la parte baja del valle y que, probablemente se extiendan en subsuperficie incluso aguas arriba de Quillota que es donde afloran por última vez.

Las Figura 3,Figura 4 yFigura 5, muestran la distribución de permeabilidades para cada layer definido.

pág.16

Figura 3 Mapa de distribución de permeabilidades en Layer1

Figura 4 Mapa de distribución de permeabilidades en layer 2

pág.17

Figura 5 Mapa de distribución de permeabilidades en layer 3

La delimitación en superficie del contacto roca relleno, que representa el límite del modelo hidrogeológico conceptual, se trazó, en base a tres criterios: topográfico, geológico y geomorfológico. El principal criterio utilizado fue el topográfico, ya que cambios en la pendiente son indicativos del paso de roca a relleno, incluyendo como parte del relleno sedimentario las superficies planas y con pendiente baja, mientras que aquellas superficies con pendientes abruptas y cuyo espesor estimado de relleno fuese poco significativo, quedaron fuera del límite del modelo.

La Figura 6 muestra el contacto roca relleno para el valle del Aconcagua definido en este estudio.

pág.18

Figura 6 Contacto roca relleno o límite del acuífero del valle del río Aconcagua (DICTUC, 2008)

El relleno sedimentario está representado por depósitos Cuaternarios que se extienden por todo el valle y, en menor proporción, por depósitos Terciarios distribuidos principalmente en la parte baja del valle. Debido a la mayor consolidación que presentan los últimos en relación al relleno Cuaternario en general, sólo se incluyeron como parte del relleno cuando existían evidencias de pozos que indicaran un espesor considerable de sedimentos permeables.

Dentro del valle se definieron 21 cerros islas ubicados, principalmente, en el sector de San Felipe-Los Andes, los cuales se constituyen por rocas volcano-sedimentarias de edad cretácica pertenecientes a la Formación Las Chilcas. En total abarcan un área de poco menos de 8 km2 que no forman parte del relleno sedimentario. De esta forma, la superficie del relleno corresponde a aproximadamente 1.200 km2.

El sector de unión entre los valles de Limache y Aconcagua, aguas abajo del embalse Los Aromos, no serán considerados en la modelación numérica debido a lo angosto del valle y al poco espesor estimado del relleno.

pág.19

4.2. Modelo Operacional del Sistema (MOS ACN-2008)

El estudio hidrológico comprendió la revisión de los modelos MOS y MOS-PS y su unificación en un

solo modelo denominado “MOS ACN 2008”, la actualización de sus datos hasta el año 2006 y la

revisión de sus parámetros y calibración respectiva.

En la primera sección del río Aconcagua se consideró el modelo denominado MOS-PS del estudio

“Embalses de Regulación para el Río Aconcagua, Estudio de Factibilidad V Región. Año 2001”, el

cual representa esta sección con mayor detalle, incorporando algunas funciones de cálculo

diferentes a las utilizadas originalmente en el modelo MOS (cálculo de la infiltración de agua desde

los canales).

El modelo MOS ACN 2008, se elabora a partir de un nuevo código basado en la última versión

disponible del programa MOS (DGA), incluyendo la representación de la primera sección utilizada

en MOS-PS, incorporando la topología de la zona alta del río Aconcagua. Esto incluye nuevos

posibles embalses y/o extracciones vinculados al sector de la minería, compatibilizando las rutinas

de cálculo de los programas previos, posibilitando así la simulación del comportamiento de todo

valle en un solo paso.

Algunas modificaciones fueron introducidas directamente en el MOS ACN 2008, como por ejemplo:

la separación en cada sector de riego de las áreas ubicadas directamente sobre el acuífero de

aquellas ubicadas fuera este, incorporación de eficiencias de captación el bocatoma en el cálculo de

demanda sobre el río, eficiencias de conducción de los canales (perdida en función del caudal

conducido) y del nodo al punto de captación, asignación de la recarga para el caso de acuíferos

limitados para suavizar el comportamiento de la recarga.

La información de precipitaciones y de caudales en distintos tramos y afluentes del río Aconcagua

fue actualizada hasta el año hidrológico 2005/6, utilizando las estadísticas de precipitaciones de

estaciones meteorológicas situadas en el área de interés (estaciones DGA y DMC), y estadísticas

fluviométricas en las estaciones Juncal en Juncal, río Aconcagua en Chacabuquito, estero Pocuro en

Sifón, río Putaendo en Resguardo Los Patos, Aconcagua en San Felipe y Aconcagua en Romeral.

Los aportes al sistema desde cuencas laterales sin control fluviométrico se sintetizaron

considerando la relación con otras cuencas para aquellas de régimen nival, mientras que para las

cuencas con régimen pluvial se aplicó el modelo de generación de caudales medios mensuales MPL

de la DGA.

Se modificó la delimitación del acuífero, las áreas tanto de los distintos sectores, como de las

subcuencas consideradas en el MOS ACN 2008. Estableciendo concordancia con la delimitación de

sectores en Visual Modflow, a fin de utilizar los resultados de recarga obtenidos desde MOS ACN

2008, como entrada a cada zona del modelo subterráneo (Figura 7).

pág.20

Figura 7 Acuífero considerados en modelo MOS ACN 2008 (DICTUC, 2008)

Los volúmenes totales de los acuíferos y los otros parámetros que dependen de la permeabilidad se

derivan de los datos del modelo VM ACN 2008 a través de su calibración en forma conjunta.

Se actualizaron las demandas de riego, parámetros el cálculo de las pérdidas por conducción, red

de canales, eficiencias prediales (asociadas a la eficiencia de riego en distintos cultivos), etc.

(Figura 8).

pág.21

Figura 8 Sectores de riego utilizados en MOS ACN 2008

La calibración del modelo MOS ACN 2008 se realizó de manera conjunta con la calibración del

modelo hidrogeológico en visual Modflow (VM ACN 2008), para un período de 10 años (1991-

2001), de manera que los resultados del funcionamiento de los acuíferos entregados por MOS ACN

2008 fueran compatibles con el modelo hidrogeológico de flujo, cuyo énfasis fue el establecer los

parámetros representativos de los acuíferos y su recarga.

La calibración consideró además el ajuste de los caudales superficiales modelados para el río

Aconcagua con los caudales históricos medidos en las estaciones de medición DGA, en todo el

período de simulación de MOS ACN 2008 (1950-2006), en aquellas sectores cuyas estaciones

fluviométricas tienen series de caudales históricos, es decir, Aconcagua en Chacabuquito,

Aconcagua en San Felipe, Aconcagua en Romeral, Aconcagua en Panamericana y Aconcagua en

Tabolango.

Se obtuvieron resultados con buenos ajustes entre los caudales superficiales observados y los

simulados, ajustándose también los flujos salientes de los acuíferos de MOS ACN 2008 con los

obtenidos en Modflow. Una muestra de la calibración superficial se muestra en la Figura 9 yFigura

10.

pág.22

Figura 9 Caudales observados y calculados, estación Aconcagua en San Felipe (N07), periodo 1981-1996.

Figura 10 Caudales observados y calculados, estación Aconcagua en San Felipe (N07), periodo 1996-2005 (continuación)

Para la cuenca del río Aconcagua se obtiene con el MOS ACN 2008 una recarga de largo plazo de 18,33 m3/s, considerando el período Abril de 1950-Marzo de 2006. Si se toma en cuenta el período Abril de 1991-Marzo de 2001, considerado en la calibración del modelo hidrogeológico, la recarga resulta en 18,62 m3/s.

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Ene-81 Ene-82 Ene-83 Ene-84 Dic-84 Dic-85 Dic-86 Dic-87 Dic-88 Dic-89 Dic-90 Dic-91 Dic-92 Dic-93 Dic-94 Dic-95

tiempo

Cau

dal (

m3/

s)

Observados Calculados

caud

al (m

3 /s)

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Ene-81 Ene-82 Ene-83 Ene-84 Dic-84 Dic-85 Dic-86 Dic-87 Dic-88 Dic-89 Dic-90 Dic-91 Dic-92 Dic-93 Dic-94 Dic-95

tiempo

Cau

dal (

m3/

s)

Observados Calculados

caud

al (m

3 /s)

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Abr-96 Abr-97 Abr-98 Abr-99 Mar-00 Mar-01 Mar-02 Mar-03 Mar-04 Mar-05

tiempo

Caud

al (m

3/s)

Observados Calculados

caud

al (m

3 /s)

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Abr-96 Abr-97 Abr-98 Abr-99 Mar-00 Mar-01 Mar-02 Mar-03 Mar-04 Mar-05

tiempo

Caud

al (m

3/s)

Observados Calculados

caud

al (m

3 /s)

pág.23

4.3. Modelo Hidrogeológico Conceptual

El modelo hidrogeológico conceptual de la cuenca del río Aconcagua está elaborado con antecedentes de 6.852 captaciones cuya información fue obtenida principalmente desde estudios anteriores complementada con información actualizada. Las principales extracciones de agua subterránea están asociadas a la actividad agrícola (90% de las captaciones).

El análisis de la variación de niveles de la napa se realizó a través de 61 limnigramas de pozos de monitoreo DGA, en su mayoría actualizados hasta el año 2006

Se evidencia que en los valles de Los Andes-San Felipe y Putaendo los niveles muestran importantes fluctuaciones consistentes con la ocurrencia de períodos climatológicos extremos, que se atenúan hacia la confluencia de ambos, y significativas profundidades que van desde los 100 m o más en sus zonas de cabecera hasta alrededor de 10 m en las zonas de salida. En cambio, en el resto del valle, desde el inicio de la segunda sección de riego, los niveles de la napa se presentan en general con profundidades menores a 10 m y mucho más estables en el tiempo.

El mapa de equipotenciales para el período Agosto de 1990-Abril de 1991, se elaboró con los registros oficiales DGA, concentrando el análisis en el periodo de Octubre de 1990 a Enero de 1991, para su utilización como condición inicial del nuevo modelo numérico subterráneo (Figura 11).

Figura 11 Mapa de equipotenciales periodo Octubre de 1990 a Enero 1991

pág.24

La Figura 12 muestra las direcciones de flujo de aguas subterráneas obtenidas a partir de las líneas equipotenciales.

Figura 12 Dirección de flujo de aguas subterráneas en el acuífero del valle del Aconcagua

La interrelación de la napa subterránea con el río Aconcagua posee un comportamiento variable lo largo de su cauce. En la mayor parte de la primera sección de riego el acuífero se encuentra desconectado del río. A partir de la zona de confluencia con el río Putaendo (inicio de la segunda sección de riego), se establece un importante grado de conexión, continuado así hasta la parte más baja del valle.

La percolación del río Aconcagua hacia el acuífero en la primera sección de riego es significativa (hasta 12 m3/s según Ingendesa, 1998). En la segunda sección de riego, el río se comporta principalmente como ganador, recuperando un caudal desde el acuífero de 7 a 8 m3/s. En las dos últimas secciones (tercera y cuarta), la napa continúa en conexión con el río Aconcagua, alternando tramos de pérdidas y recuperaciones. No obstante, la menor permeabilidad relativa de los rellenos, la magnitud del intercambio neto entre el acuífero y el río no es relativamente importante comparativamente con las dos primeras secciones.

pág.25

Para la caracterización de la permeabilidad de los rellenos se consideró 606 obras de captación. Los sectores con menor información corresponden al valle de Catemu y a la parte media y alta del valle de Putaendo. Las metodologías de interpretación utilizadas dependieron de la cantidad de información disponible para cada pozo. Cuando se disponía de pruebas de gasto constante, se permitió una interpretación usando métodos de régimen transiente (Jacob).

Para la mayoría de los pozos se tuvo datos de niveles dinámicos estabilizados para pruebas de gasto variable, con sus respectivos caudales ensayados, otros sólo presentan el mismo dato para un único caudal. Esta información fue analizada con las metodologías de régimen permanente, zonas de captura o también denominado flujo natural, Thiem y Babbit & Caldwell

Se estableció la demanda formal vigente de recursos subterráneos para cada sector, actualizada al mes de Enero de 2007, en términos nominales y de usos previsibles, estimándose en 65,1 m3/s y 18,4 m3/s respectivamente. De esta demanda, 51,6 m3/s está comprometida en derechos de aprovechamiento, equivalentes a 15,2 m3/s previsibles.

pág.26

4.4. Modelo Numérico de flujo subterráneo del acuífero del valle de Aconcagua (VM

ACN-2008)

El modelo hidrogeológico numérico unificado del valle del Aconcagua VM ACN 2008 integra todas las secciones de riego del valle consideradas en forma separada en los estudios DGA (2001) e Ingendesa (1998), manteniendo un adecuado nivel de detalle del sistema.

El acuífero fue representado en un dominio rectangular de 58,8 kilómetros de ancho por 100,8 kilómetros de largo, rotado 32º (Cuadro 3).

Cuadro 3 Coodenadas de ubicación de las esquinas dominio VM ACM 2008 (Datum 1956)

Coordenadas UTM Coordenadas Locales Este (m) Norte (m) Este (m) Norte (m)

288.200,00 6.317.600,00 0 0 373.683,25 6.371.015,86 100.800 0 342.524,00 6.420.881,09 100.800 58.800 257.040,75 6.367.465,23 0 58.800

Fuente: elaboración DICTUC para DOH

El tamaño de las grillas es uniforme con celdas de 100 m x 100 m en toda el área, originando una malla de trabajo regular conformada por 588 filas y 1.008 columnas (Figura 13).

Figura 13 Relación de coordenadas en la representación del acuífero en el modelo VM ACN 2008

pág.27

4.4.1. Geometría del acuífero y Límites Impermeables

El acuífero del valle del Aconcagua es representado mediante celdas activas acotado lateralmente por una condición de borde de no flujo o celdas inactivas, con excepción del sector de descarga subterránea hacia el mar en la desembocadura del río Aconcagua y al embalse Los Aromos en el sector de Limache.

Se ha considerado la existencia de tres estratos (layers) con características hidrogeológicas variables: estrato superior (layer 1), estrato intermedio (layer 2) y estrato inferior (layer 3). Los espesores o potencias de cada layer poseen una variación espacial. La profundidad del piso del estrato inferior (layer 3) constituye el borde impermeable inferior del modelo.

Las superficies que delimitan estos estratos (layers) se obtuvieron a partir de 601 perfiles hidrogeológicos procesados mediante el software HydroGeoAnalyst (HGA) (Figura 14)

La cobertura del nivel de terreno en las zonas más planas se generó a partir de las de curvas de nivel de la Comisión Nacional de Riego (CNR) escala 1:10.000, complementada con la información del levantamiento topográfico de la cota de los pozos de monitoreo DGA realizada para este estudio. En las áreas de cerro aledañas al valle se utilizó las curvas de nivel del Instituto Geográfico Militar (IGM). La generación (mediante interpolación) de cotas de terreno de la zona del valle se realizó en forma separada de las zonas con mayor pendiente, siendo luego integradas en un único mosaico generado para de la superficie total de la zona modelada.

En la Figura 14 se observa sobre el modelo el trazado en planta de estas distintas secciones.

Figura 14 Ubicación de perfiles geológicos y de secciones del modelo numérico representadas en elevación

pág.28

En la Figura 15 se presentan vistas en elevación de tres secciones del modelo numérico, a saber, columna nº 703, columna nº 737 y fila nº 458, las que pueden ser comparadas favorablemente con los perfiles geológicos establecidos en el modelo Geológico. Su ubicación en el modelo se muestra en la Figura 14.

La cubeta sedimentaria en el modelo presenta una potencia total promedio, considerando los 3 estratos, de alrededor de 110 m, y un espesor máximo de aproximadamente 365 m.

Figura 15 Ejemplos de vistas de secciones en el VM ACN 2008

pág.29

4.4.2. Mecanismos de Recarga

Los principales mecanismos de recarga considerados son: Recarga superficial (estrato 1), Recarga lateral de las cuencas aportantes (estrato 3) y recarga desde la condición de río (estrato 1).

La recarga superficial corresponde a la infiltración directa de parte de la lluvia, los excedentes de riego y a la percolación desde los canales hacia el acuífero. Ellas son representadas mediante 64 áreas equivalentes a los sectores de riego adoptados en MOS ACN 2008, comprendiendo la mitad de estas zonas a áreas cultivadas en el valle. En las áreas no cultivadas se consideró sólo la infiltración directa de las lluvias.

También se considera la infiltración de los esteros Quilpué, Pocuro, Los Loros y Limache; y los ríos Putaendo y Aconcagua. Este último sólo desde el sector de Los Andes hasta las cercanías de San Felipe (nodo 7 del MOS ACN 2008). Aguas arriba de este punto, la recarga del río Aconcagua se representó como recarga superficial.

La magnitud de la recarga superficial fue obtenida desde el MOS ACN 2008, con series cronológicas de recarga mensual de 56 años (Abril de 1950-Marzo de 2006).

La recarga lateral corresponde a la infiltración de la precipitación sobre las subcuencas contiguas al valle (precipitación indirecta), la cual es ingresada al modelo mediante 10.758 pozos de inyección ubicados en los bordes del modelo frente a las áreas aportantes. La magnitud de esta recarga fue determinada utilizando el modelo MQM (que se asume parte de MOS ACN 2008).

Los montos promedio de recargas en el escenario de calibración se presentan en la Tabla 3.

Tabla 3 Recarga promedio escenario de calibración y Validación (Abr 1955–Mar 2006)

4.4.3. Mecanismos de Descarga Subterránea

Como descarga natural se consideró: la salida subterránea al Océano Pacífico, salida subterránea al embalse los Aromos y afloramientos en cauces naturales. Como descarga artificial se consideró aquella a través de la galería subterránea “Las Vegas” y pozos de producción.

La descarga subterránea hacia el mar es representada a través de una condición de borde de carga constante en el estrato 1 (estrato superior), con una cota de 0 msnm. En el estrato 3 (estrato inferior) se utilizó una condición de borde de carga general (de 0 msnm) con una conductancia calibrada de 100 m2/d. Para el estrato 2 (estrato intermedio) cuyo flujo hacia el mar se consideró como despreciable.

La descarga subterránea al embalse Los Aromos se representó mediante una condición de borde de altura constante en los tres estratos, con una cota fija de 57 msnm (cota promedio del embalse entre 1991 y 2006, proporcionados por la DOH).

Los afloramientos hacia cauces naturales como el río Putaendo en la zona de confluencia con el río Aconcagua y los tramos inferiores de los esteros Lo Campo, Catemu, Los Loros, Rabuco, El Melón, San Isidro y Limache, fueron representados a través de una condición de tipo dren y sus conductancias fueron calibradas, manteniendo correspondencia con los afloramientos entregados por MOS ACN 2008 (Tabla 4).

Superficie

[Km2] [m3/d] [m3/s]

Superficial 1149,07 1.567.632,40 18,01

Lateral - 32.898,90 0,3807

Tipo de RecargaRecarga estimada de largo plazo

pág.30

Tabla 4 Conductancias calibradas de condiciones tipo dren

Condición tipo Dren Conductancia (m2/d)

Putaendo 500 Lo Campo 1.500 Catemu 500

Los Loros 500 Rabuco 50 El Melón 500

San Isidro 400 Limache 600

El río Aconcagua es representado mediante la condición de borde tipo río, desde el nodo 7 del MOS ACN 2008 hasta la desembocadura en el océano y fue dividido en 9 tramos con distintas conductancias altura de agua (Figura 16). El espesor del lecho considerado en todos los tramos de río es de 1 m y la altura de agua varía entre 0,5 m (tramos A, E, F, G, H e I) y 0 m (tramos B, C y D) (Tabla 5).

El sentido y magnitud del flujo hacia y desde el acuífero es calculado por el modelo numérico, ajustados durante la calibración en concordancia con el conocimiento del funcionamiento del río y los resultados entregados por el MOS ACN 2008.

La galería subterránea Las Vegas es representada a través de una condición de borde tipo dren, cuyas dimensiones y cotas fueron proporcionadas por ESVAL. El caudal promedio que colecta la galería es de aproximadamente 1.600 l/s. y su conductancia calibrada es de de 500 m2/d.

Figura 16 Tramos de condiciones tipo río definidos en el río Aconcagua

pág.31

Tabla 5 Tramos de río representados y conductancias definidas

Tramo Ubicación Conductancia

(m2/d)

A Entre el nodo 7 y aguas arriba de la confluencia con el río Putaendo 2.000 B Desde el punto anterior hasta el nodo 12 2.000 C Entre el nodo 12 y 16 1.500 D Entre el nodo 16 y 22 1.500 E Entre el nodo 22 y 27 700 F Entre el nodo 27 y 28 650 G Entre el nodo 28 y 30 600 H Entre el nodo 30 y 31 75 I Entre el nodo 31 y su desembocadura al mar 70

En las Figura 17,Figura 18 yFigura 19, se muestran los mecanismos de descarga adoptados en el modelo para cada layers.

Figura 17 Elementos de descarga natural VM ACN 2008 Layer 1

pág.32

Figura 18 Elementos de descarga natural VM ACN 2008 Layer 2

Figura 19 Elementos de descarga natural VM ACN 2008 Layer 3

pág.33

4.4.4. Propiedades Hidráulicas

La representación de la permeabilidad de los rellenos (K) y el coeficiente de almacenamiento (Sy y Ss para acuíferos confinados), se consideró variable tanto espacialmente como en profundidad, estimándose inicialmente en función de las pruebas de bombeo en consideración a las características sedimentológicas de los rellenos que conforman el acuífero, conforme al funcionamiento hidráulico esperado del sistema.

El valor final de la permeabilidad y del coeficiente de almacenamiento se obtuvo como resultado de la calibración del modelo en régimen transiente.

Las permeabilidades obtenidas varían entre 0,1 y 600 m/d (Figura 20,Figura 21 y Figura 22), mientras que el almacenamiento de largo plazo (Sy), varían entre 1 y 12% en todo el embalse subterráneo. El coeficiente de almacenamiento específico (Ss) obtuvo valores máximos de 0,0005 L/m en el estrato intermedio e inferior.

La distribución espacial del coeficiente de almacenamiento de largo plazo (Sy) se consideró similar a la zonificación obtenida para las permeabilidades, de manera que los sectores de mejores expectativas hidrogeológicas (mayor permeabilidad) tengan asociados mayores coeficientes de almacenamiento.

Figura 20 Distribución de conductividad hidráulica estrato 1

pág.34

Figura 21 Distribución de conductividad hidráulica estrato 2

Figura 22 Distribución de conductividad hidráulica estrato 3

pág.35

4.4.5. Pozos de Extracción y de Observación

Para la calibración y validación del modelo se consideró un total de 56 pozos de observación de la red de monitoreo de la DGA, los cuales fueron asociados con distintos estratos del modelo según el punto de medición del nivel de agua subterránea. Su ubicación general se presenta en la Figura 23.

A partir de los registros oficiales se elaboró el mapa de equipotenciales para el período Agosto de 1990 hasta Abril de 1991, concentrando el análisis en los meses de Octubre de 1990 a Enero de 1991, para su utilización posterior como condición inicial del modelo numérico.

Figura 23 Ubicación de los pozos de observación seleccionados.

En relación a los pozos de extracción, de un total de 5.139 captaciones con información conocida, se ingresaron al modelo numérico 4.467, correspondiente al total de pozos ubicados dentro de los límites del modelo. Los pozos restantes (641), se encuentran dentro de la cuenca hidrográfica del río Aconcagua, pero fuera de los límites del modelo, en las quebradas adyacentes al valle, y 31 se encuentran fuera de la cuenca hidrográfica (Cuadro 4)

La serie de caudales de explotación para el período de calibración (Abril de 1991 a Marzo de 2006), se determinó considerando que el inicio de la operación corresponde a la fecha real reportada, o en

pág.36

su defecto a la fecha de construcción de la obra o estableciendo supuestos con relación presentación de las solicitudes de derechos de aprovechamiento en la DGA o con los datos aportados en estas.

Para varios sistemas APR se lograron en terreno datos actualizados de producción de sus obras de captación y se consideró la información contenida en el estudio “Modelo de Simulación Hidrogeológico, Valle del Río Aconcagua. DOH-Ingendesa, 1998” para la definición de la explotación de sistemas APR, pozos pertenecientes a ESVAL, además de pozos y norias de terceros cuando no fue posible encontrar información más actualizada.

Cuadro 4 Captaciones según uso estimado, escenario de calibración y validación

Cuando no se dispone de registros históricos de la explotación del pozo, se utiliza el valor del caudal otorgado o solicitado. Dependiendo de la actividad productiva asociada a la captación, se aplica un factor de corrección y un período de funcionamiento en el año (Cuadro 5).

Cuadro 5 Factor de corrección y periodo de funcionamiento para cada tipo de uso de captación.

Uso Coeficiente de Uso Período de Funcionamiento

Riego (R) 0,4 Septiembre a Febrero Agua Potable (AP) 0,75 Enero a Diciembre

Minería (M) 0,75 Enero a Diciembre Industria (I) 0,3 Enero a Diciembre

A. Potable Industrial Minero Riego

1 58 17 0 241 316

2 12 0 0 15 27

3 4 0 0 52 56

4 22 3 4 97 126

5 4 9 4 79 96

6 78 53 14 934 1079

7 91 32 0 1.382 1505

8 38 40 2 59 139

9 106 10 0 1.007 1123

Total 413 164 24 3866 4467

Número de pozos por Tipo de usoTotalAcuifero

pág.37

4.4.6. Zonificación para el Balance de Masa

Las zonas de balance establecidas en el modelo numérico subterráneo (Zone Budget) corresponde a la utilizada en el MOS original adaptada a a los resultados del presente estudio.

Figura 24 zonas de Balance (Zone budget) utilizadas en VM ACN 2008

pág.38

4.4.7. Calibración y Validación del Modelo

La calibración del modelo en régimen transiente consistió en operar el modelo bajo condiciones de explotación estimativas reales (Figura 25), durante el período Abril de 1991-Marzo de 2001, con el fin de ajustar el coeficiente de conductividad hidráulica y los valores de coeficiente de almacenamiento. Se utilizó una discretización temporal mensual de 120 meses (períodos de stress).

Figura 25 Régimen de explotación para calibración transiente del modelo

Las Figura 26 yFigura 27 presentan la recarga superficial y lateral respectivamente impuesta en el modelo.

Figura 26 Recarga superficial periodo calibración

Extracciones período de calibración(Abr91-Mar01)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

abr-91abr-92

abr-93abr-94

abr-95abr-96

abr-97abr-98

abr-99abr-00

abr-01abr-02

Fecha

Q (m

3 /s)

Recarga superficial impuesta período de calibración(Abr91-Mar01)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

abr-91

abr-92

abr-93

abr-94

abr-95

abr-96

abr-97

abr-98

abr-99

abr-00

abr-01

abr-02

Fecha

Q (m

3 /s)

pág.39

Figura 27 Recarga lateral escenario de calibración del modelo

Para este proceso, además de considerar los niveles de los pozos de observación, se analizó el comportamiento esperado de la conexión río Aconcagua-acuífero, la magnitud de la descarga del dren Las Vegas y la correspondencia de los balances obtenidos del MOS ACN 2008 con sus equivalentes en el modelo subterráneo.

La condición inicial del acuífero se estableció a partir del mapa de isopiezas elaborada en el estudio hidrogeológico, complementada con información adicional para los sectores más altos del valle.

Los principales resultados obtenidos en la calibración del modelo en régimen transiente se pueden resumir en:

Coeficientes de almacenamiento (Sy) entre 1 y 12% y coeficientes de permeabilidad entre 0,1 y 600 m/d, consistentes con el conocimiento hidrogeológico del valle.

La Tabla 6 resume el balance promedio global de la zona modelada, observado que la descarga promedio en el dren Las Vegas es de 1,6 m3/s, consistente con los valores históricos medidos y suministrados por ESVAL. Asimismo, el caudal promedio de recuperación del río Aconcagua en la segunda sección de riego del valle (acuíferos 3 y 4) es de 8,1 m3/s, valor que está dentro del rango de las recuperaciones en el río previamente estimadas.

Los valores promedio de escurrimientos subterráneos de entrada y salida de cada acuífero, así como de afloramientos, determinados por el modelo de operación superficial (MOS ACN 2008) son consistentes con aquellos entregados por el modelo Modflow del acuífero (VM ACN 2008).

Se debe tener en cuenta que para una correcta comparación MOS-Modflow de los elementos del balance, éstos se han re-ordenado con el fin de tener una correcta interpretación considerando los diferentes elementos u objetos de balance que poseen ambos modelos.

El modelo muestra, en general, un adecuado nivel de ajuste en el tiempo entre los niveles de la napa observados y modelados. Las diferencias principales se explican debido a que las extracciones consideradas en los miles de pozos de producción del modelo es una aproximación razonable y no precisa de la realidad. Se estima que estas diferencias se encuentran dentro del error esperado para este tipo de modelo.

Recarga lateral impuesta período de calibración(Abr91-Mar01)

0

2

4

6

8

10

12

abr-91abr-92

abr-93abr-94

abr-95abr-96

abr-97abr-98

abr-99abr-00

abr-01abr-02

Fecha

Q (m

3/s)

pág.40

Tabla 6 Balance Promedio scenario de Calibración (Abr91-Mar01) [m3/s]

Entrada Total 24,73

Recarga superficial 16,47

Recarga lateral 0,22

Recarga desde el río Aconcagua 6,79

Almacenamiento 1,25

Salida Total 24,73

Extracciones artificiales 4,56

Afloramientos en el río Aconcagua 14,94

Descarga en otros cauces naturales 3,38

Descarga galería Las Vegas 1,63

Descarga hacia el mar 0,11

Descarga hacia el embalse Los Aromos 0,11

Error de Balance 0,0 m3/s (0,0%)

La validación del modelo en régimen transiente consistió en hacer funcionar el modelo con los mismos parámetros estimados en la etapa de calibración (conductividad hidráulica y almacenamiento) pero con todas las variables (recarga, extracciones, etc.) extendidas al período Abril de 2001-Marzo de 2006, es decir un período siguiente inmediatamente al de calibración, con el fin de verificar la respuesta de los niveles determinados con el modelo en contraste con aquellos registrados o medidos para este período.

Las comparaciones realizadas de acuerdo a los antecedentes mencionados, se estima en general razonable, pese a que la incertidumbre en las extracciones es todavía mayor en este quinquenio por el aumento sostenido de las explotaciones de la cuenca.

Figura 28 Extracciones periodo de calibración y validación (Abr91-Mar06).

Extracciones período de calibración + validación (Abr91-Mar06)

02468

101214161820222426

abr-91abr-92

abr-93abr-94

abr-95abr-96

abr-97abr-98

abr-99abr-00

abr-01abr-02

abr-03abr-04

abr-05abr-06

abr-07

Fecha

Q (m

3 /s)

pág.41

Figura 29 Recarga superficial periodo de calibración y validación (Abr91-Mar06).

Figura 30 Recarga lateral periodo de calibración y validación (Abr91-Mar06).

Recarga superficial impuesta período de calibración + validación (Abr91-Mar06)

05

10152025303540455055

abr-91

abr-92

abr-93

abr-94

abr-95

abr-96

abr-97

abr-98

abr-99

abr-00

abr-01

abr-02

abr-03

abr-04

abr-05

abr-06

abr-07

Fecha

Q (m

3 /s)

Recarga lateral impuesta calibración + validación(Abr91-Mar06)

0

2

4

6

8

10

12

abr-91abr-92

abr-93abr-94

abr-95abr-96

abr-97abr-98

abr-99abr-00

abr-01abr-02

abr-03abr-04

abr-05abr-06

abr-07

Fecha

Q (m

3 /s)

pág.42

4.5. Criterios de Sustentabilidad DGA para la explotación de Acuíferos.

La utilización de modelos hidrogeológicos matemáticos de simulación tiene como objetivo el analizar el comportamiento de un acuífero y sus sistemas hidrológicos relacionados ante diferentes condiciones o escenarios de explotación de aguas subterráneas para determinar su explotación máxima sustentable.

El caudal de explotación sustentable es aquel que permite un equilibrio de largo plazo del sistema, otorgando respaldo físico a los derechos de aprovechamiento de aguas subterráneas constituidos, no generando afección a derechos de terceros (tanto derechos superficiales como subterráneos) y no produciendo impactos no deseados a la fuente y al medio ambiente.

Estos escenarios tuvieron como consideración principal las restricciones DGA, que corresponden a los criterios cuantitativos oficiales para estimar el caudal de explotación sustentable de un acuífero en aquellas evaluaciones hidrogeológicas realizadas bajo modelos de simulación basadas en diferencias finitas (tipo Modflow) y corresponden a una interpretación de la Resolución DGA N°341 del año 2005 posterior resolución DGA N° 425 de 2007.

En consecuencia, para determinar el caudal máximo de explotación sustentable en una acuífero, la Dirección General de Aguas utiliza una serie de criterios cuantitativos basados en la interpretación de los criterios para la determinación de área de restricción establecidos en la resolución DGA N° 425 de 2007 (actual DS N° 203 de 2014), lo cual implica la evaluación de un conjunto de indicadores estableciendo ciertas restricciones a la explotación y con ello el caudal máximo de explotación sustentable del Sistema.

4.5.1. Criterios para Sectores Abiertos

Criterio 1: Descensos sustentables en el tiempo a nivel de sector acuífero.

Los descensos generales en el sector a evaluar deben estar estabilizados para una operación del sistema de 50 años, en caso contrario se considera que los descensos son sostenidos.

Si los descensos son sostenidos:

Se considera que el volumen de afección sobre el acuífero en el largo plazo (50 años) no debe afectar más allá de un 5% del volumen total del acuífero. En caso contrario, el sistema acuífero será considerado con afección y se deberá cerrar el acuífero.

05,00

500 <−V

VV

Donde: V50= Volumen del acuífero a los 50 años de operación indicado por el modelo

V0 = corresponde al volumen inicial en el acuífero antes de la operación del modelo.

En caso que los descensos sean sostenidos y no se cumpla la condición de cierre para volúmenes, se deberá aumentar la extracción hasta alcanzar la condición del 5%.

pág.43

Criterio 2: Interferencia río acuífero.

Este criterio busca no afectar los recursos superficiales ya comprometidos. El grado de interacción debe ser menor que 10% de los flujos superficiales pasantes en cada una de las zonas, evaluados como el caudal promedio anual de 85% de probabilidad de excedencia.

La afección sobre el cauce superficial se define como ∆Q, término compuesto por dos variables:

a) Aumento de infiltración en el sector acuífero debido al aumento de la explotación.

b) Disminución de los afloramientos del río.

%85,%10 ANUALQQ ⋅≤∆

Criterio 3: Satisfacción de la demanda.

Para cada sector hidrogeológico, el modelo debe permitir una extracción mínima de un 95% del caudal ingresado como demanda y la oferta estará dada por el caudal de los pozos que el modelo indica que son factibles de obtener.

DEMANDAOFERTA QQ ⋅> %95

Criterio 4: Pozos secos.

En cada sector hidrogeológico no debe haber más de un 5% de pozos desconectados o colgados. En caso contrario el sector quedará cerrado. Esta condición apunta a respetar derechos de terceros sin importar la cantidad que extraiga cada pozo.

%5<POZOSTOTAL

SECOSPOZOS

NN

Criterio 5: Afección a sectores abiertos.

Verificar que el aumento de extracciones desde un sector no afecte la disponibilidad sustentable desde otro sector aguas abajo. El cumplimiento de este criterio estará dado porque ninguno de los sectores abiertos en que se aumente la demanda provoque el no cumplimiento de los criterios para los otros sectores abiertos, o para los sectores cerrados (dichos criterios para los sectores cerrados se especifican en el siguiente punto).

4.5.2. Criterios de Sectores Cerrados

Criterio 1: Descensos sustentables.

No se puede afectar el volumen almacenado del sector acuífero que ha sido cerrado, en más de un digito porcentual. Es decir, si el sector acuífero ha sido cerrado por descensos sostenidos con una

pág.44

afección sobre el volumen total almacenado de N%, no es permitido que esta afección aumente al (N+1)%. Si esto se produce, aquel sector abierto que provoque dicho efecto, deberá ser cerrado.

Criterio 2: Interferencia río acuífero.

No se puede aumentar el grado de interferencia río acuífero en un sector que ha sido cerrado en más de una dígito porcentual. Es decir, si el sector acuífero ha sido cerrado por interferencia río acuífero con una afección del N%, no es permitido que esta afección aumente al (N+1)%. Si esto sucede, el sector abierto que provoque este aumento deberá cerrarse.

Criterio 3: Satisfacción de la demanda.

No se puede disminuir el grado de cumplimiento de la demanda en un sector cerrado en más de una dígito porcentual. Es decir, si el sector acuífero ha sido cerrado por cumplimiento de la demanda de un N%, no es permitido que este cumplimiento disminuya a un (N-1)%. Si esto sucede, el sector abierto que provoque esta disminución deberá cerrarse.

Criterio 4: Pozos secos.

Si en uno de los sectores cerrados, se seca un nuevo pozo, se deberá cerrar aquel sector (abierto) en que se aumentó la demanda y que provocó este nuevo pozo seco en el sector cerrado.

pág.45

4.6. Escenarios de Simulación

La herramienta constituida por el modelo subterráneo unificado Modflow (VM ACN 2008) acoplado a un modelo integral de operación superficial de la cuenca (MOS ACN 2008), se utilizó para el análisis de 4 escenarios con diferentes niveles de explotación y gestión del recurso hídrico.

• Escenario 1: Situación actual con restricción DGA.

• Escenario 2: Máximo crecimiento con restricción DGA.

• Escenario 3: Condiciones especiales, con nuevas restricciones consensuadas.

• Escenario 4: Gestión del acuífero con uso parcial del embalse subterráneo en el proyecto DOH de riego integral del valle del Aconcagua.

A continuación se presenta una reseña de los dos primeros escenarios de simulación, incluyendo el escenario base para el análisis de la interferencia río acuífero, debido a que los escenarios N° 3 y N°4, operan el sistema con niveles de explotación cuyos efectos superan las restricciones determinadas actualmente por la Dirección General de Aguas.

4.6.1. Escenario Base Interferencia del Río Aconcagua

Para evaluar la afectación sobre los recursos superficiales del río Aconcagua se constituye un escenario base propuesto por la DGA el cual corresponde al escenario base utilizado en el informe técnico SIT N° 101 “Evaluación de los recursos subterráneos de la cuenca del Río Aconcagua” del año 2001. Los caudales de extracción de cada modelo DGA durante en el escenario y su equivalencia con la sectorización de VM ACN 2007 para su distribución se presentan en el Cuadro 6 Caudales de extracción escenario base SDT 101 y equivalencia de sectores en VM ACN 2008

Cuadro 6 Caudales de extracción escenario base SDT 101 y equivalencia de sectores en VM ACN 2008

SDT N° 101 de 2001 Sectores VM ACN 2007

Modelo Sectores Acuíferos Extracción Previsible (m3/s)

1 1-San Felipe-Los Andes

2,175 1 y 2 2-Putaendo

2 3-Aconcagua-Las Vegas

1,86 3, 4 y 5 4-Catemu 5-Llaillay

3 6-Rabuco

3,7 6 y 7 7-Nogales 8-Aconcagua-Quillota

4 9-Aconcagua-Desembocadura 0,44 8

5 10-Limache 0,77 9

Total 8,95

pág.46

Para evaluar la interferencia río acuífero se consideró el caudal promedio anual de 85% de probabilidad de excedencia pasante en el río sobre el acuífero, determinado como el caudal del nodo de río (nodo que se encuentra sobre el acuífero) que se encuentra más aguas debajo del respectivo acuífero. Para este análisis se consideraron los nodos N12, N19, N26, N28 y N35 (MOS ACN 2008), correspondientes a los acuíferos 3, 4, 6, 7 y 8 respectivamente.

El caudal sobrante de cada nodo corresponde al promedio de caudales de cada año entre los años 1950 hasta el 2006 (para el mismo escenario utilizado en la calibración y validación del modelo subterráneo). Con estos valores se calculó el el caudal medio anual con un 85% de probabilidad de excedencia (QANUAL,85%) mediante el ajuste de una función de distribución de frecuencia logarítmico-normal de 2 parámetros, con sus pruebas de bondad respectivas. Los resultados se presentan en la Cuadro 7.

Los afloramientos netos asociados al escenario base son determinados mediante la operación del VM ACN 2008 con las extracciones previsibles ingresados a cada sector acuífero bajo un horizonte de 50 años, cuyos resultados se presentan en el Cuadro 7. Afloramiento negativo indica que el río está recargando al acuífero.

Cuadro 7 Caudal medio anual de 85% de probabilidad de excedencia pasante en el río, según nodo ACN representativo y afloramiento promedio respectivamente.

Acuífero QANUAL, 85%

(m3/s)

Nodo Representativo MOS ACN 2007

Afloramiento Promedio en cada sector acuífero (m3/s)

3 3,409 12 5,978

4 2,250 19 1,306

6 8,971 26 -0,019

7 3,773 28 -0,414

8 13,305 35 -0,096

4.6.2. Escenario 1: Situación actual (año 2007) con restricciones DGA

Corresponde a la operación del modelo bajo la situación de demanda comprometida en la cuenca con los derechos de aguas subterráneas otorgados a Enero de 2007 (año del estudio), en conformidad a su uso previsible y evaluando sus efectos conforme a los criterios formales de sustentabilidad de acuíferos establecidos por la DGA y el escenario base previamente establecido.

Como resultado se obtiene el estado de disponibilidad de cada acuífero (acuíferos 1 al 9) hacia el año 2009, en forma cualitativa, estableciendo si es posible o no avanzar a futuro más allá de la demanda comprometida, conformes a los criterios DGA. Si al menos un acuífero satisface todos los criterios de sustentabilidad se pasa a la siguiente actividad (Escenario 2 de máximo crecimiento).

Se realizaron algunas modificaciones con respecto a la calibración, en función de algunos supuestos, como por ejemplo, eliminar las condiciones de borde de altura de carga constante (estrato 1) y carga general (estrato 3) que representan el límite del acuífero con el mar para evitar el ingreso de agua desde el océano por esta vía, y de esta manera obrar conservadoramente. Además, no se considera el funcionamiento de los embalses Puntilla del Viento y Chacrillas (proyecto de riego DOH).

pág.47

Cuadro 8 Explotación previsible y número de pozos en escenario 1

El balance global de los flujos de entrada y salida entregados por el modelo en este escenario se presenta en la Tabla 7:

Tabla 7 Balance promedio VM ACN 2008 Escenario 1 [m3/s]

Entrada Total 31,48

Recarga superficial 22,83

Recarga lateral 0,43

Recarga desde el río Aconcagua 8,19

Almacenamiento 0,03

Salida Total 31,47

Pozos de extracción 13,57

Afloramientos en el río Aconcagua 13,17

Descarga en drenes 4,62

Descarga hacia el embalse Los Aromos 0,10

Error de Balance 0,0 m3/s (0,0%)

N° Pozos Ex prev [m3/s]

N° Pozos Ex prev [m3/s]

N° Pozos Ex prev [m3/s]

N° Pozos Ex prev [m3/s]

N° Pozos Ex prev [m3/s]

1 40 1,193 17 0,25 0 0 192 2,218 249 3,661

2 10 0,248 0 0 0 0 9 0,154 19 0,402

3 4 0,029 0 0 0 0 19 0,213 23 0,242

4 10 0,175 2 0,011 4 0,104 32 0,333 48 0,623

5 1 0,001 4 0,022 2 0,056 43 0,753 50 0,832

6 63 0,907 44 0,162 12 0,476 676 1,169 795 2,714

7 100 1,103 31 0,334 0 0 1392 1,708 1523 3,145

8 31 1,119 42 0,685 0 0 45 0,153 118 1,957

9 115 0,507 20 0,028 0 0 1724 1,05 1859 1,585

Total 374 5,282 160 1,492 18 0,636 4132 7,751 4684 15,161

Acuífero

Tipo de UsoTotal

A. Potable Industrial Minero Rie