GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DIVISIÓN DE ESTUDIOS Y PLANIFICACIÓN

LEVANTAMIENTO DE INFORMACIÓN

HIDROGEOLÓGICA PARA LA MODELACIÓN DEL ACUÍFERO DE PICA, CUENCA DE LA PAMPA DEL

TAMARUGAL, REGIÓN DE TARAPACÁ

RESUMEN EJECUTIVO

REALIZADO POR:

GHD

S.I.T. Nº 294

Santiago, Diciembre 2012

MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS

Ministro de Obras Públicas Abogada Sra. Maria Loreto Silva Rojas

Director General de Aguas (TP)

Abogado Sr. Francisco Echeverría Ellsworth

Jefe División de Estudios y Planificación Ingeniero Civil Sr. Adrián Lillo Zenteno

Inspector Fiscal

Ingeniero Civil Sra. Andrea Osses Vargas

Profesionales División de Estudios y Planificación Ingeniero Civil Sr. Miguel Caro Hernández

GHD

Jefe de Proyecto

Oscar Bustamante

Profesionales Adam Tilling

Sergio Payacan Bárbara Soto Chris Nicol

Introducción

La Dirección General de Aguas (DGA), dependiente del Ministerio de Obras Públicas (MOP), ha adjudicado a GHD el proyecto denominado “Levantamiento de Información Hidrogeológica para Modelación Acuífero de Pica, Cuenca de la Pampa del Tamarugal, Región de Tarapacá”.

De acuerdo a los Términos de Referencia el “objetivo general del estudio es el levantamiento de la información hidrogeológica para el desarrollo de un modelo conceptual de la cuenca hidrogeológica del acuífero de Pica y Matilla, con miras a la modelación matemática”.

El alcance del trabajo incluye:

Recopilación de antecedentes en gabinete;

Caracterización hidrológica e hidrogeológica;

Definición y caracterización de los acuíferos principales;

Desarrollo de una herramienta SIG;

Prospecciones geofísicas;

Catastro de pozos;

Desarrollo del modelo conceptual (incluye recargas y descargas naturales); y

Recomendaciones para la red de monitoreo y la gestión del acuífero.

Metodología

La metodología utilizada para desarrollar el estudio involucra la recopilación y evaluación de la información necesaria para completar los distintos componentes del modelo hidrogeológico conceptual que constituirán la base de un modelo numérico del acuífero, esto incluye la revisión y evaluación de informes y datos anteriores combinados con nueva información obtenida a través de un programa de trabajo en terreno, incluyendo catastro de pozos y prospecciones geofísicas.

Modelo Conceptual

Los resultados del estudio indican el siguiente modelo conceptual del acuífero:

Unidades Hidrogeológicas

o Existe un sistema de acuífero que comprende un acuífero freático (no confinado) y posiblemente múltiples capas confinadas más profundas (artesianas).

o El acuífero freático existe dentro del miembro 5 (M1c) de la formación Altos de Pica y está compuesto por capas variables de arenas, gravas, conglomerados de gravas y arcillas. El espesor del acuífero freático es variable con un promedio de aproximadamente 100 a 150 m. Este es el acuífero más importante del área del estudio desde donde se extraen las aguas subterráneas.

o En base a las prospecciones de gravimetría la cuenca sedimentaria parece tener un espesor de aproximadamente 200 – 300 m en dirección Norte-Sur. Existen

áreas de basamento más profundo, incluyendo la cuenca de más de 400 m entre Pica y Matilla

o La formación Longacho representa el basamento impermeable.

Niveles de agua subterránea.

o En el área de las localidades de Pica/Matilla la profundidad del agua subterránea generalmente oscila entre 15 y 30 m bajo el nivel de suelo.

o La profundidad del agua subterránea aumenta (>100 m) hacia el Oeste de Matilla y al Este de Pica.

o La dirección de flujo es al Oeste con un gradiente hidráulico promedio de 0.04.

o El gradiente hidráulico es más pronunciado en las zonas correspondientes a los puntos altos del basamento debido a la más baja transmisividad.

o Se observaron tendencias generalmente estables en el nivel de aguas subterráneas en las áreas Pica/Matilla y Puquío de Núñez durante el período monitoreado (1992 – 2011).

Calidad de Agua subterránea

o Las vertientes de Pica y el acuífero profundo tienen un calidad de agua dulce con valores de CE <500 µS/cm.

o En el área de Pica/Matilla, la CE de las aguas subterráneas del acuífero freático varían generalmente entre 500 y 6000 uS/cm. Esta variabilidad es consistente con la mezcla de diferentes fuentes de agua.

o La mayor parte del agua subterránea de Pica/Matilla tiene una CE menor a 2000 µS/cm

En el área de Pica/Matilla, existe un ascenso vertical de agua artesiana de por lo menos 200 o 300 m de profundidad con temperaturas entre 31 y 34° C incluyendo la descarga de agua caliente en las vertientes de Pica.

En el área de Pica/Matilla, la temperatura de las aguas subterráneas del acuífero freático varía entre 14° y 31° C debido a una combinación de recarga de agua fría de riego y agua caliente que asciende verticalmente.

El acuífero de Pica/Matilla es generalmente de bajo rendimiento con una baja permeabilidad con valores de transmisividad <2 m2/día. Existen zonas de fracturas específicas de más alta permeabilidad entre 150 y 200 m2/día con una pequeña probabilidad de intercepción debido a la posición esencialmente vertical de las fracturas.

En base a una tasa de flujo de agua subterránea estimada del orden de 0,008 a 0,025 m/día (aproximadamente 3 a 10 m/año), para recorrer 25 km desde Altos de Pica hasta Pica, demoraría aproximadamente 2500 a 8500 años.

El rendimiento del acuífero es generalmente menor a 5 L/s, y en su mayoría menor a 1 lt/s. La única excepción es el sondaje surgente de Chintaguay que tiene un caudal de más de 40 L/s.

El mecanismo principal de recarga para el acuífero del área de estudio se cree que se produce durante cortos períodos de alta precipitación en enero y febrero a elevadas altitudes sobre 3.0000 msnm dentro de la red de fracturas del Miembro 4 (M3t) de la formación Altos de Pica.

Estimaciones de recarga basadas en zonas de precipitación se consideran que tienen un gran potencial de error, sin embargo en este caso no son importantes debido al largo tiempo del flujo. Por lo tanto, la estimación del flujo hacia Pica-Matilla es más importante desde una perspectiva de manejo del recurso.

En términos de la demanda total real de aguas subterráneas, ésta es muy difícil de estimar debido a que no existen medidores de flujo y muchas fuentes de la base de datos de la DGA regional no existen. Para el desarrollo de un modelo conceptual, la demanda real se estimó usando:

o Datos de la Superintendencia de Servicios Sanitarios (2012) de proyecciones de demanda de agua potable y agua servidas; y

o Datos del Censo Agropecuario 2007 del área de riego con un cálculo de consumo promedio de agua para frutales (cítricos y mangos deben tener un coeficiente parecido, porque son perennes y siempre verdes todo el año).

Se presenta a continuación el balance de aguas preliminar basado en las estimaciones de recarga y descarga. Estas estimaciones son muy inciertas.

Los esquemas explicativos del modelo conceptual se presentan en las Figuras A y B.

Zona de recarga 2

100 mm/año

Zona de recarga 1

50 mm/año

Zona de recarga 3

150 mm/año

M1c

M3t

Qa

Qe

MP1c JK1c

MP1c

MP1cQe

MP1c

OM3t

MP1c

OM1c

Qa

MQs

Qe

MP1c

Ks3i

Qe

OM3t

OM1c

OM1cM1c

Og

PPl1rKs1c

Qe

MP1c

MP1c

Qe

M1c

Qe

Ks1c

Ks1c

Og

PPl1r

KTg

Qe

Ks1c

OM3t

Qa

QaOM3t

Qe

OM1c

OM1c

Ks1c

Ks1c

MP1c

Qa

KTg

Qe

Qe

Qa

Ks2cOgKs2c

Ks2c

Ji1m

MP1c

OM1cKsg

OM3t

MP1c

Ks1c

Qa

Ks1c Ks1c

Pica

Matilla

Tambillo

Calamina

La Calera

Cumignalla

Puntamalla

Puquio de Nuñez

Apacheta Chilinchilin

Quebrada De QuismaQuebrada Seca

Quebrada De Infiernillo

Quebrada De Tambillo

Quebrada De Alona

Quebrada De Chacarilla O Del Salado

Quebrada Coya

Qu

ebrada De Alca

Quebrada La Chilena

Quebrada Saguach inca

Quebrada Ucuma

Qu ebrada E mpexaQuebrada Caballuno

Quebrada Higuerita

Quebrada Trab

on

Quebrada De Vicuneria

Quebrada Porqueza

Queb

ra da G

arrapatani

Quebrada Chara

Quebrada V icuñería

Queb

rada C

hara

Quebrada Saguachinca

1500

25002000

3500

3 000

4000

1000

4500

5000

5000

4500

1000

450

0

1000

4500

1000

4 500

1000

1000

1000

1000

1000

4000

1000

1000 1000

1000

1000

4000

1 000

1000

1000

1000

2000

1000

1000

1000

1000

1000

1000

45 00

45 00

40 0 0

1000

4 000

1000

4 000

3000

1000

4500

4000

1500 4000

1000

1000

Salar de Huasco

Salar de Coposa

A-687

A-685

A-75

A-665

A-651

A-625

A-65

A-709

440000

440000

450000

450000

460000

460000

470000

470000

480000

480000

490000

490000

500000

500000

510000

510000

520000

520000

530000

530000

7710

000

7710

000

7720

000

7720

000

7730

000

7730

000

7740

000

7740

000

7750

000

7750

000

7760

000

7760

000

Dirección General de AguasLevantamiento de Información Hidrogeológicapara Modelacion Acuífero de PicaCuenca de la Pampa del Tamarugal

Job NumberRevision 0

85-11430

Mar 2012

Esquema del Modelo Conceptual (Vista Planta)

Date

Leyenda

Map Projection: Transverse MercatorHorizontal Datum: WGS 1984

Grid: WGS 1984 UTM Zone 19SAv. Apoquindo 4775, Las Condes, Santiago, Chile T 56 2 433 54 00 F 56 2 433 54 25 E ghdchile@ghd.cl W www.ghd.cl

oFuente: Informacion base Bibl ioteca del Congreso Nacional , Cuencas Hidrográficas DGA, curvas de nive l generadas a partir de AST ER Global Dig ital E levation Model (ASTER GDEM ). Creado por: MJV

© 2009.A pesar que GH D ha tomado las medidas necesar ias para asegurar la ca lidad de este producto, GHD y los proveedores de los datos de esta cartografía no hacen representación ni dan garantías acerca de su precisión, de lo completo o de su aptitud para cualqu ier propósito en particu lar .GHD y los proveedores de los datos, no aceptan responsabi lidad de n ingún tipo (ya sea contractual , extracontractua l o de otro tipo) por cualquier gasto, pérd ida, daños y/o costos (incluyendo daños ind irectos o co la tera les) , que pudieran generarse com o resultado que el producto tenga imprecisiones,insuficiencias o inadecuaciones de cualqu ier form a o por a lguna razón.

Path: G:\85\11430\CADD\SIG\MXD\Informe Final Resumen Ejecutivo\Figura A.mxdFigura A

Sistema de flujo

Pica/Matilla

Zona Norte

Sistema de flujoPica/MatillaPampa del Tamarugal

Acuifero

?

? ? ??

??

Falla inversa(( ((

44 44 Falla normal

Falla

Curvas de nivelintervalo cada 500m

Limite internacional

SimbologíaCentros pobladosRutas

Div. Politico Administrativa

Limite provincialLimite comunal

Cursos de agua superficialSalar

A

A'

Límite hidraúlico

Flujo de agua subterrahacia la Pampa del TamarugalLínea de Sección

Basamento Alto

Límite de cuenca

Zona Sur

0 2.5 5 7.5 101.25Kilometros

1:250,000

$$$$$$$$$

Dirección General de AguasLevantamiento de Información Hidrogeológicapara Modelacion Acuífero de PicaCuenca de la Pampa del Tamarugal

Job NumberRevision 0

85-11430

Mar 2012

Esquema del Modelo Conceptual (Sección)

Date

Av. Apoquindo 4775, Las Condes, Santiago, Chile T 56 2 433 54 00 F 56 2 433 54 25 E ghdchile@ghd.cl W www.ghd.cl

oFuente: Informacion base Bibl ioteca del Congreso Nacional , Cuencas Hidrográficas DGA, curvas de nive l generadas a partir de AST ER Global Dig ital E levation Model (ASTER GDEM ). Creado por: MJV

© 2009.A pesar que GH D ha tomado las medidas necesar ias para asegurar la ca lidad de este producto, GHD y los proveedores de los datos de esta cartografía no hacen representación ni dan garantías acerca de su precisión, de lo completo o de su aptitud para cualqu ier propósito en particu lar .GHD y los proveedores de los datos, no aceptan responsabi lidad de n ingún tipo (ya sea contractual , extracontractua l o de otro tipo) por cualquier gasto, pérd ida, daños y/o costos (incluyendo daños ind irectos o co la tera les) , que pudieran generarse com o resultado que el producto tenga imprecisiones,insuficiencias o inadecuaciones de cualqu ier form a o por a lguna razón.

Path: G:\85\11430\CADD\SIG\MXD\Informe Final\Figura 16.mxd

Pampadel

Tamarugal Matilla

Pica

Horstde Pica

$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$

Horstde Pica 35-40°C

800700600500

90010001100120013001400150016001700180019002000

280027002600

2900

21002200230024002500

30003100320033003400350036003700380039004000

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 20000 22000 24000 26000 28000 30000 32000 34000 36000 38000 40000 42000 44000 46000 48000 50000 52000 54000 56000

Cota

(m)

Distancia (m)

MP1cM3t

M1cQe

OM1c

OM3t

MP1c 35-40°COM3t

M3tM1c

M3t

150 mm/año

Zona de Recarga75-85% de precipitación = evaporación15-25% de precipitación = recarga

Cuenca deSalar de Huasco

Host de Huasco

A A'41004200

50 mm/año

Retorno porriego en exceso

185 L/s

14°C

b

Evotranspiraciónpor riego160 L/s

Consumo poragua potable/servidas

20 L/s

b

OM3t

OM1c

MP1cM3t

M1c

Matilla

PicaVertientes50L/s

32°C

napa

35-40°C

9<9<9<

9<9<9<

Qe

100 mm/año

b

b

Figura B

Recomendaciones Clave

La actual base de datos de la DGA tiene 739 l/s de derechos de aguas aprobados, con 371 l/s considerados como volumen efectivo. La estimación preliminar del flujo afluente está entre 235 – 390 L/s. Esto indica que el acuífero está posiblemente sobre-asignado. Como medida de precaución, se recomienda que no se hagan más asignaciones en Pica / Matilla hasta que las estimaciones del balance de aguas hayan sido mayormente investigadas mediante un modelo numérico.

Además, se han recomendado áreas de uso restringido basado en un mapa de zonas de captaciones potenciales creado usando derechos de agua aprobados.

Se recomienda la instalación de medidores de caudal para todas las extracciones de más de 0.5 L/s (90% del total de extracciones).

Se recomienda expandir la red de monitoreo de la DGA para incluir 4 nuevos sondajes de monitoreo ubicados dentro de las zonas de descenso potencial (ver Figura C).

Se recomiendan pruebas del acuífero (pruebas de bombeo, Packer Tests, etc.) para levantar más datos de propiedades de acuífero.

Un modelo numérico de flujo de agua subterránea debe ser desarrollado para explorar más a fondo el balance de agua regional y local, y su incertidumbre. Este modelo también podría ser utilizado para explorar el uso de agua y escenarios de gestión y alternativas para el área de Pica-Matilla.

!.

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"9!

"9!"9!

"9!Sondaje 4

Sondaje 3Sondaje 2

Sondaje 1CONCOVA

ESMERALDA 34

ESMERALDA 28ESMERALDA 11

ENRIQUE AGUAYOGRANJA MARIA JOSE

Comuna de Pica

A-75

A-665

456000

456000

458000

458000

460000

460000

462000

462000

464000

464000

466000

466000

468000

468000

470000

470000

472000

472000

474000

4740007728

000

7728

000

7730

000

7730

000

7732

000

7732

000

7734

000

7734

000

7736

000

7736

000

7738

000

7738

000

Dirección General de AguasLevantamiento de Información Hidrogeológicapara Modelacion Acuífero de PicaCuenca de la Pampa del Tamarugal

Job NumberRevision 0

85-11430

Mar 2012

Puntos de Monitoreo Adicionales Propuestos

Date

Leyenda

Map Projection: Transverse MercatorHorizontal Datum: WGS 1984

Grid: WGS 1984 UTM Zone 19SAv. Apoquindo 4775, Las Condes, Santiago, Chile T 56 2 433 54 00 F 56 2 433 54 25 E ghdchile@ghd.cl W www.ghd.cl

oFuente: Informacion base Bibl ioteca del Congreso Nacional , Cuencas Hidrográficas DGA, curvas de nive l generadas a partir de AST ER Global Dig ital E levation Model (ASTER GDEM ). Creado por: MJV

© 2009.A pesar que GH D ha tomado las medidas necesar ias para asegurar la ca lidad de este producto, GHD y los proveedores de los datos de esta cartografía no hacen representación ni dan garantías acerca de su precisión, de lo completo o de su aptitud para cualqu ier propósito en particu lar .GHD y los proveedores de los datos, no aceptan responsabi lidad de n ingún tipo (ya sea contractual , extracontractua l o de otro tipo) por cualquier gasto, pérd ida, daños y/o costos (incluyendo daños ind irectos o co la tera les) , que pudieran generarse com o resultado que el producto tenga imprecisiones,insuficiencias o inadecuaciones de cualqu ier form a o por a lguna razón.

Path: G:\85\11430\CADD\SIG\MXD\Informe Final Resumen Ejecutivo\Figura C.mxdFigura C

SimbologíaCentros pobladosRutas

Div. Politico AdministrativaLimite provincialLimite comunal

Quebradas intermitentesPunto Este Norte

Sondaje 1 466447 7734893Sondaje 2 465399 7733730Sondaje 3 464477 7734049Sondaje 4 462112 7731854

0 0.5 1 1.5 20.25Kilometros

1:50,000