info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
Estimación de parámetros geohidrológicos, poroelásticos y geomecánicos con base en el análisis de las variaciones del nivel del agua subterránea en pozos de monitoreo en el Valle de Mexicali.
Estimation of geohydrological, poroelastic and geomechanical parameters based on the analysis of groundwater level variations in monitoring wells of the Mexicali Valley.
Autor
MARIO ALBERTO FUENTES ARREAZOLA
Institución
Resumen
La determinación de las propiedades geohidrológicas, poroelásticas y geomecánicas de los materiales que constituyen una formación acuífera mediante pruebas de estrés directamente en el acuífero o a través de ensayos en laboratorio presentan complicaciones inherentes, alto costo económico, determinaciones espacialmente puntuales de las propiedades, poca o nula factibilidad de realizarse in situ, por mencionar algunas. Una herramienta alternativa que presenta importantes ventajas de implementación y la versatilidad de utilizar datos ya existentes, corresponde al estudio de la respuesta del nivel del agua subterránea en pozos de monitoreo como resultado manifiesto de la variación de la presión de poro, en consecuencia de la deformación de la estructura externa e interna de la formación inducida por la presión barométrica y marea de la Tierra sólida. Los anteriores fenómenos actúan de forma continua y permanente en el sistema pozo-acuífero, y difieren significativamente de la actividad sísmica, proceso reconocido por modificar la presión hidrostática en la formación, pero con ocurrencia estocástica. La respuesta del nivel del agua en un punto de observación es modulada por las propiedades geohidrológicas y poroelásticas de los materiales que constituyen la formación acuífera: porosidad, almacenamiento específico, transmisividad y coeficiente de compresibilidad, son los parámetros más relevantes. Estimaciones razonables de los anteriores parámetros son obtenidas a partir de la determinación de la eficiencia barométrica y sensibilidad a la marea de la Tierra sólida del sistema pozo-acuífero. En este trabajo, ampliamos el análisis de los fenómenos que gobiernan la respuesta del nivel del agua subterránea, consideramos las relaciones geohidrológicas-poroelásticas con el objetivo de determinar, adicionalmente a los parámetros hidráulicos y elásticos, valores correspondientes a las propiedades geomecánicas de los materiales que constituyen la formación acuífera. Las propiedades geomecánicas con frecuencia no son consideradas de interés en estudios geohidrológicos; sin embargo, son necesarias para estudiar la respuesta del subsuelo a procesos de deformación, por ejemplo, subsidencia y licuefacción. Con el objetivo de mostrar la aplicación de la metodología desarrollada, características de los datos, alcances y limitaciones, estimamos valores correspondientes a los parámetros de almacenamiento específico, porosidad, coeficiente de almacenamiento, transmisividad, ..... The determination of the geohydrological, poroelastic and geomechanical properties of the materials that constitute an aquifer formation by stress tests directly in the aquifer or through laboratory tests present inherent complications, high economic cost, spatially punctual properties determinations, little or no feasibility of being carried out in situ, to mention some. An alternative tool that presents important advantages of implementation and versatility of using existing data corresponds to the study of groundwater level response in monitoring wells as a result of the change in pore pressure, as a consequence of the deformation of the external and internal structure of the formation induced barometric pressure and solid Earth tide. The above phenomena act continuously and permanently in the well-aquifer system and differ significantly from the seismic activity, a process recognized by modifying the hydrostatic pressure in the formation, but with stochastic occurrence. The water level response at a point of observation is modulated by the geohydrological and poroelastic properties of the rock materials that constitute the aquifer formation: porosity, specific storage, transmissivity, and compressibility, are the most relevant parameters. Reasonable estimates of the above parameters are obtained from the determination of the barometric efficiency and Earth-tides sensitivity of the well-aquifer system. In this work, we expanded the analysis of phenomena that govern the groundwater level response; we consider the geohydrological-poroelastic relationships with the objective of determining in addition to the hydraulic and elastic parameters, values corresponding to geomechanical properties of the materials that constitute aquifer formation. Geomechanical properties are often not considered of interest in geohydrological studies; however, they are necessary to study the subsoil response to deformation processes, for example, subsidence and liquefaction. In order to show the application of the developed methodology, data characteristics, scope and limitations, we estimate values corresponding to the parameters of: specific storage, porosity, storage coefficient, transmissivity, hydraulic conductivity, bulk modulus, Skempton coefficients, Young´s modulus and elastic-waves propagation velocities; based on the analysis of semi-continuous records of groundwater level and barometric pressure collected in a set of monitoring wells on Mexicali Valley shallow .....
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