modelamiento numerico agua subterranea 121016170550 phpapp01

7/17/2019 Modelamiento Numerico Agua Subterranea 121016170550 Phpapp01

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Modelamiento numérico de

agua subterránea



Problemática de las aguas

subterráneas.



• El modelamiento del transporte de

contaminantes y el flujo de aguasubterránea se ha empleado paraubicar muchos sitios de desechospeligrosos con diferentes grados deéxito.

• Los modelos pueden usarsedurante todas las fases del sitio deinvestigación y en los proceso deremediación.

• La capacidad de viabilidad parapredecir la velocidad y la direccióndel flujo de agua subterránea y eltransporte de contaminantes es “ rít o” en un plan de remediaciónde agua subterránea.

Problemática de las aguassubterráneas.



Modelamiento como una

herramienta de gestión.



Para la gestión de cualquier sistemarequiere de la toma de decisionesencaminadas a lograr objetivos enlos sistemas, sin violar lasespecificaciones técnicas y notécnicas impuestas en el contrato.

En un sistema de agua subterránea,las decisiones de gestión pueden serrelacionadas a la velocidad deextracción y ubicación de un pozo de

bombeo así como la calidad del aguaen un pozo de recarga artificial,localización y velocidad de extracciónen pozos de bombeo durante lasoperaciones de bombeo-tratamiento.

Modelamiento como unaherramienta de gestión.



• Los objetivos de gestión deben serevaluados en función de tiempo ycosto necesario para lograr losobjetivos de remediación.

• Las decisiones de gestión estánorientadas a minimizar costos yaumentar al máximo los beneficiosobtenidos de la operación delsistema.

• El valor de la función objetivo degestión (por ejemplo, minimizar elcosto y maximizar eficientemente laremediación), por lo generaldepende tanto de los valores de las

variables de decisión (por ejemplo,distribución de áreas y tiempo debombeo) y en la respuesta delacuífero a las aplicaciones de estasdecisiones.




• Las limitaciones típicas pueden ser:

• las concentraciones de un cierto contaminante que no deberíaexceder un valor específico, o que el nivel de agua en un lugarespecífico no debe descender por debajo de los niveles

especificados.

• Solo mediante la comparación de los valores pronosticados con lasrestricciones especificadas se pueden tomar decisiones y concluirsi se ha violado o no una restricción especifica.

• Una parte esencial de un buen proceso de toma de decisiones, escomo el sistema responde a la implementación de las decisionestomadas pero debe ser conocidas antes de que seanimplementadas.




• En el manejo de un sistema de agua subterránea en cada decisiónque se realice con respecto a la cantidad y calidad de agua, esnecesaria una herramienta para realizar la toma de decisiones apartir de la información de la respuesta a futuro sobre el sistemapara efectos de toma de decisiones en la gestión.

• Dependiendo de la naturaleza del problema de gestión, variablesde decisión, el objetivo, funciones y limitaciones, la respuesta delsistema y como puede distribuirse espacialmente, de lasconcertaciones de contaminantes, niveles de agua, etc.


d l



Ejemplos de potenciales aplicacionesde modelos incluyen:

• Diseño y / o evaluación de lossistemas de bombeo y tratamiento.

• Diseño y /o evaluación de lossistemas de concentraciónhidráulica.

• Evaluación física de un sistema decontención (por ejemplo, capas debaja permeabilidad)


d l i



Ejemplos potenciales deaplicaciones de modelosincluyen:

• Análisis de alternativaspasivas.

• Evaluación del transportede contaminantes.

• Evaluación de los procesosde atenuación/trasformación.

• Evaluación del impacto delíquidos en fase no acuosa(NAPL) sobre lasactividades de remediación(estudios de disolución.)




¿Qué es un modelo de agua

subterránea?



Modelo de agua subterránea

Un modelo puede ser definido como una versiónsimplificada de un sistema del mundo real (tal como, unsistema de agua subterránea) que aproximadamente simulalas relaciones sobresalientes entre las respuestas a laestimulación del sistema en el mundo real.



• Los sistemas del mundo real son muy complejos, es necesariosimplificarlos para tomar decisiones en gestión y planeación.

• Esta simplificación se introduce como un conjunto de hipótesisque expresa la naturaleza del sistema y el comportamiento de las

características relevantes del problema que se esta investigando.

• Estas hipótesis se refieren, entre otros factores a la geometría delárea de investigación, la forma de las zonas heterogéneas, lanaturaleza del medio poroso (por ejemplo Homogeneidad,Isotropía), las propiedades del fluido, (o líquidos), implicado y eltipo de régimen del flujo en la zona de investigación.

• Debido a que un modelo es una simplificación de un sistema delmundo real, es exclusivo de un determinado sistema de aguassubterráneas.




• Diferentes conjuntos de hipótesis simplificadas darán diversos

modelos, cada uno se aproxima de diferente manera al sistemade agua subterránea que se está investigando.




El primer paso para el modelado consiste en:

• Crear un modelo conceptual que describa de manera teórica el

sistema a partir de hipótesis, estos supuestos deben contemplar:

• La composición y los procesos de transporte que ocurren en elsistema, el mecanismo, que gobierna en el medio, y laspropiedades relevantes del medio.

• Esto es aproximado o previsto por el modelador para construir unmodelo orientado a proporcionar información relevante para unproblema específico.




Contenido de un modelo

conceptual

C t id d d l



Las hipótesis queconstituyen una modeloconceptual puedecomprender temas comolos siguientes:

• La geometría a de losbordes del dominio delacuífero en estudio.

• La composición delmaterial solido delacuífero ( esto serefiere a lahomogeneidad,isotropía, etc.)

Contenido de un modeloconceptual

C t id d d l




• La forma de flujo en un acuífero (porejemplo, en una, dos o tres dimensiones.)

• El régimen del flujo (laminar o no laminar.)

• Las propiedades del agua (con referencias

de homogeneidad, compresibilidad, efectosde disolución de solidos y/o de temperaturaen densidad y viscosidad, etc.)

C t id d d l



• Asumir la presencia de bordes, tales como

superficies freáticas

• Las fuentes o sumidero de agua y contaminantesrelevantes, dentro del dominio y los bordes.

• Las condiciones iniciales dentro del dominioconsiderado.

• Las condiciones en los límites del dominioconsiderado que expresa las interacciones con elmedio circundante.


C t id d d l



• La selección del modelo conceptual apropiado para un problemaes uno de los más importantes pasos en el proceso de modelado.

• La simplificación en exceso puede dar lugar a un modelo quecarezca de la información requerida, mientras que la bajasimplificación puede resultar en un modelo costoso o en la falta dedatos necesarios para la calibración y los paramentos del modelo.

• Es importante que todas las características relevantes de unproblema se incluyan en el modelo conceptual y las que no seande interés se excluyan.


C t id d d l



La selección de un modeloconceptual apropiado y el gradode simplificación, en cualquiercaso depende de:

• Los objetivos de gestión delproblema.

• Los recursos disponibles.

• Los datos de campo

disponibles.

• El marco jurídico y normativoaplicable a la situación


C t id d d l



Los objetivos que determinan lascaracterísticas del problemainvestigado deber serrepresentado en el modelo deacuerdo al grado de precisión.

Por lo tanto un modelo másdetallado es más costoso yrequiere de personal calificado,códigos computacionales mássofisticados y equipos con mayorcapacidad de procesamiento.

Por ello es importante seleccionarel grado apropiado desimplificación en cada caso.


Contenido de n modelo



• Seleccionar un modeloapropiado para undeterminado problema noes necesariamente unaactividad contundente enla primera etapa de las

investigaciones.

• En su lugar, se debeconsiderar como unaactividad continua en laque las hipótesis son

replanteadas, añadidas,eliminadas y modificablescontinuamente en lainvestigación.





Es importante destacar que ladisponibilidad de los datos de campoes necesaria para realizar la

calibración del modelo así como laestimación de parámetros determinael tipo de modelo conceptual paraser seleccionado y el grado deaproximación requerido.





El siguiente paso en el procesode modelado consiste enexpresar el modelo conceptualen forma de modelomatemático.

De la solución del modelomatemático se obtiene laspredicciones requeridas de delsistema del mundo real enrespuesta a diferentes fuentes

y/o sumideros.





matemático




Contenido de un modelomatemático

La declaración completa de un modelo matemático contiene lossiguientes elementos:

•

Una definición de la geometría del dominio considerado asícomo de sus bordes.

• Una ecuación o ecuaciones que expresen el equilibrio de lacantidad del contaminante en exceso considerado.

• Las ecuaciones de flujo que se relacionan con el estadocorrespondientes al problema.




• Las ecuaciones constitutivas que definen el comportamiento dellíquido y solidos.

• Una ecuación que expresa condiciones iniciales que describen el

estado inicial del sistema en algún momento inicial.

• Una ecuación o ecuaciones que definan las condiciones de bordeque describan la interacción del dominio considerado con suentorno.


C t id d d l




• Todas las ecuaciones deben expresarse en términos de variablesdependientes seleccionadas para el problema.

• La selección de las variables apropiadas para ser usadas en

casos particulares depende de la disponibilidad de datos.

• El número de ecuaciones que se incluyen en el modelo puede serigual al número de variables dependientes.

• Las condiciones de borde ser de manera que permitan una únicasolución.





• El modelo matemático contiene la misma información que elmodelo conceptual, pero expresado como un conjunto de

ecuaciones que son susceptibles de soluciones analíticas ynuméricas.

• Esto es importante para entender el procedimiento del desarrollodel modelo.



El medio poroso como

medio continuo

El medio poroso como medio



El medio poroso como mediocontinuo

Un medio continuo reemplaza almedio poroso que es un sistemacomplejo de sólidos y vacíos,llenos con uno o más fluidos,contenidos en el acuífero.

La incapacidad para modelar yresolver problemas de flujo de

agua subterránea y transportede contaminantes en el espaciovacío es debido a la falta dedatos detallados sobre lacomposición.

Incluso si los problemas podríanser descritos y resolverse a nivel

microscópico, las mediciones nose pueden tomarse en ese nivelde orden (es decir, un puntodentro del espacio vacío) paravalidar el modelo.




• Para evitar esta dificultad,el dominio del medioporoso se considera comoun proceso continuo convariables de fluido o

material solido definido encada punto.

• El dominio del medioporoso no es considerado

como un todo sino comoun proceso continuo.





El paso de la descripciónmicroscópica del fenómeno detransporte a una descripciónmacroscópica se consigue mediantela introducción del concepto devolumen representativo elemental(REV) al domino del medio poroso.

La principal característica de un REV

es que los promedios de los fluidos ylas características de los sólidos setoman sobre él y es independientede su tamaño.





• Para realizar la adecuación a ladefinición, el REV deber sermucho mayor que la escalamicroscópica en laheterogeneidad asociada con lapresencia de sólidos y espaciosvacíos, y mucho menor que el

tamaño del dominioconsiderado.

• Una vez definido el REV, eldominio del medio porosopuede ser definido como laporción del espacio ocupado porun numero de fases: Fasesolida(es decir, material solido),y una o más fases de fluidos,que un REV pueda albergar.





• Por lo tanto, un valormacroscópico en un punto dentrodel dominio del medio poroso seinterpreta como la media de lavariable tomada sobre el REVcentrada en un punto.

• Al promediar una variable sobre

todos los puntos con un dominiodel medio poroso, un campocontinuo de la variable esobtenido.

• Con la representación del actualmedio poroso como un contínuo seevita la necesidad de conocer la

composición detallada a nivelmicroscópico del espacio vacío.





• Sin embargo, a nivel macroscópico, lageometría compleja de la interface solido-vacío es remplazada por diversoscoeficientes del material sólido, tal como la

porosidad, permeabilidad y la dispersividad.

• Por lo tanto, un coeficiente que aparece enun modelo macroscópico representa el

efecto correspondiente a la composición deespacio-vacío a nivel microscópico.




Modelo Horizontal en 2

dimensiones

Modelo horizontal en 2



Una segunda aproximaciónfundamental empleadafrecuentemente para solucionarproblemas regionales del flujo ytransporte de contaminantessupone que el flujo de aguasubterránea es esencialmentehorizontal.

• El término “regional.” se utilizapara indicar que se trata de unazona relativamente grande deldominio del acuífero.

• Típicamente, la dimensión

horizontal puede tratarse dedecenas a cientos de kilómetroscon un espesor de decenas acientos de metros.

Modelo horizontal en 2dimensiones




Sin embargo, al momento de considerar los problemas regionales,hay que señalar que debido a la relación de espesor del acuífero enlongitud horizontal, el flujo en el acuífero es prácticamentehorizontal.

Esta observación también es válida cuando los cambios que existenson pequeños entre el espesor de un acuífero confinado o la capasaturada de un acuífero no confinado.

Sobre las bases de esta observación, la hipótesis de que el flujo deagua subterránea es horizontal, se hace a menudo y se incluye en elmodelo conceptual.





• Formalmente, el modelo bidimensional de flujo horizontal seobtiene mediante la integración de la variable en tres dimensionessobre el espesor del acuífero.

• Este procedimiento se conoce como aproximación hidráulica. Elmodelo de flujo horizontal en dos dimensiones es escrito entérminos de las variables que son promediadas sobre el espesorvertical del acuífero y por tanto es función de las coordenadashorizontales solamente.





• Siempre que se justifique sobre la basede la geometría (esdecir, espesor vslongitud horizontal) y elpatrón de flujo, lasuposición

esencialmentehorizontal simplificaenormemente elanálisis matemático delflujo en un acuífero.

• El error introducido por

esta suposición espequeño en la mayoríade los casos de interéspráctico.





• Los supuestos del flujo horizontal falla en regiones donde el flujotiene una componente vertical muy grande (por ejemplo, cercanoa manantiales, ríos, pozos parcialmente perforados).

• Sin embargo, incluso en estos casos, a cierta distancia de la

fuente o sumidero, la suposición de flujo es válida nuevamente.

• Como regla general, se puede asumir que un flujo es horizontal adistancias mayores que 1.5 a 2 veces el espesor del acuífero enesa zona (Bear, 1979).




Balance de Momentum



Balance de momentum

El tercer concepto se refiere al balance de momentumdel fluido.

• En un aproximación continua, sujeta a la

simplificación de los supuestos definidos en el modeloconceptual, la ecuación de balance de momentumreduce a la ecuación de movimiento lineal mejorconocida como la ecuación de la ley de Darcy.

•

Esta ecuación es usada para describir el flujo de unfluido en el dominio del medio poroso. Con ciertasmodificaciones, es aplicable a flujos multifase (porejemplo, flujo de aire-agua en la zona saturada.)



Balance de momentum

Ecuaciones de balance más importantes.

Los siguientes ecuaciones de balance constituyen el centro de losmodelos que describen el flujo y transporte de contaminantes en eldominio del medio poroso.



Balance de momentum

• Balance de masa en 3-D para flujo saturado en el dominiodel medio poroso :

0

=∙ ( ∙ )

Donde

0=

=

K= Conductividad hidráulica



Balance de momentum

• Balance de masa en 2-D para el flujo saturado en unacuífero confinado.

=∙ ∙ − , , + , , (2)

Donde

S = Es la sortividad del acuífero =

T = Transmisividad del acuífero , , = , , =



Balance de momentum

Balance de masa para una solución en 3-D del flujo saturado.∅

=−∙ ( + ∅ ∗ +∅ +

Donde

c= Es la concentración del soluto considerado

ϕ= Es la porosidad del medio

q = Especifica la descarga de agua

J*= La dispersión del flujo (por unidad de área del fluido)

J= Disperisividad del flujo del soluto (por unidad de fluido)

Γ= Fuerza de la fuente del soluto (cantidad añadida por unidad de volumen delmedio poroso por unidad de tiempo).



Coeficientes del modelo y

su estimación



Estimación de coeficientes

• Al pasar del nivel microscópico para describir el transporte a nivelmacroscópico, los coeficientes de distintas formas de transporte yel almacenamiento se introducen.

• La permeabilidad de un medio poroso, transmisividad del

acuífero, coeficiente de almacenamiento del acuífero, y ladispersividad del medio poroso, pueden ser algunos ejemplos detales coeficientes.




• La permeabilidad y la dispersividad son ejemplos de loscoeficientes que expresan los efectos de la composiciónmacroscópica de la interface solido-fluido por un medio poroso.



• Son introducidos en el paso del nivel micro al nivel macro, nivelcontinuo.

• El coeficiente de sortividad y transmisividad de un acuífero sonintroducidas por el promedio adicionado del modelo tridimensional

macroscópico sobre el espesor de un acuífero para obtener unmodelo de dos dimensiones.




Ningún modelo puede ser empleado en cualquier dominioespecificado a menos que los valores numéricos de todoslos coeficientes que aparecen sean conocidos.

Las estimaciones de la recarga natural, la localización y eltipo de limites pueden ser incluidos en la lista decoeficientes del modelo y los parámetros para seridentificados.

La actividad de identificar estos coeficientes del modelo sedenomina problema de identificación.




En principio, la única forma de obtener los valores de loscoeficientes de un modelo, es iniciar la investigación delsistema acuífero para encontrar un periodo o periodos en queinformación histórica esté disponible.

(1) Condiciones iniciales del sistema.

(2) Estimulaciones al sistema tal es el caso de recargasartificiales (cantidad y calidad) introducción de contaminantescon la recarga natural o cambio en las condiciones de borde.

(3) Las observaciones de las respuestas del sistema debidas ala estimulación, deben ser tanto espacial como temporal en ladistribución de los niveles de agua y las concentraciones delsoluto.




Si tales periodos se pueden encontrar.

(i) Se imponen las condiciones iniciales conocidas sobre el modelo.

(ii) estimular el modelo por medio de las estimulaciones conocidas

del sistema real.

(iii) obtener la respuesta del modelo de estas estimulaciones.




Existen varias técnicas para determinar el “mejor” o el “optimo” valorde los coeficientes (esto quiere decir que, los valores pronosticados ylos valores de las mediciones deben ser muy cercanos).

Obviamente, el valor de los coeficientes frecuentemente aceptado

es el “Mejor” para el modelo depende del criterio de “Mejor ajuste” entre los valores pronosticados de las variables de estadorelevantes y los medidos en campo.

Esto dependerá del objetivo del modelo




En adición a la pregunta de selección del criterioapropiado, queda la pregunta sobre cuáles son lascondiciones bajo las cuales se identifica el problema,esto es llamado problema inverso, esto se traduce en

una solución única.

Como se ha mencionado anteriormente, ningúnmodelo puede ser utilizado para predecir el

comportamiento de un sistema a menos que losvalores numéricos de sus parámetros han sidodeterminados por un proceso de identificación.




El análisis de sensibilidad permite almodelador investigar si un cambio encierto parámetro tiene un significadoreal, es decir, si se trata de un parámetroimportante o no.

La aplicación de un modelo exitoso

requiere de un sitio apropiado decaracterización y un experto conexperiencia en el proceso de modelado.




Métodos de solución



Una vez que el modelo se ha construido y definido para unproblema específico, incluyendo los valores numéricos detodos los coeficientes que están considerados en el modelo,los cuales se deben resolver para cualquier conjunto dado deestimulaciones al sistema (es decir, las condiciones de bordo,

fuentes y sumideros).

La siguiente figura muestra un diagrama en el proceso demodelado (van der Heijde et al., 1989)




El método preferible es la solución analítica, comouna solución derivada, se puede emplear paradiversos casos (por ejemplo, diferentes valores decoeficientes, diferentes velocidades de extracción,etc.)

Sin embargo, para la mayoría de casos de interéspráctico, este método de solución no se puederealizar debido a la irregularidad en la forma deldominio, con respecto a la heterogeneidad del

dominio con respecto a diferentes coeficientes yvarias no linealidades. En su lugar, se empleanmodelos numéricos.




Aunque un modelo numérico deriva del modelo matemático,un modelo numérico para un problema de interés nonecesariamente debe ser considerado como una solución deun método numérico.

Incluso aquellos que consideran un modelo numérico como unmodelo propio, a menudo compraran los resultados obtenidoscon los obtenidos en el modelo analítico (para casos simplesen las que tales soluciones puedan ser derivadas). Uno de losprincipales motivos de realizar esta verificación es paraeliminar los errores producidos por las aproximacionesnuméricas.


é ó



Con la introducción de computadoras y suaplicación a la solución de modelosnuméricos, los modelos físicos y análogos quese empleaban hasta la década de 1970 ahora

son obsoletos para la simulación del régimendel agua subterránea.

Sin embargo, los experimentos en columnas

de suelo aún se llevan a cabo cuando nuevosfenómenos se están investigando para validarlos nuevos modelos.




Modelos analíticos



Modelos analíticos

Durante la primera fase de un estudio decontinuación de agua subterránea, losmodelos analíticos ofrecen una solucióneconómica para evaluar las características

físicas de un sistema de aguas subterránea.

Estos modelos permiten a los investigadoresllevar a cabo un rápido análisis preliminar de

la contaminación del agua subterránea yefectuar el análisis de sensibilidad.



Modelos analíticos

Una serie de supuestos simplificadores conrespecto al sistema de agua subterránea sonnecesarios para obtener una soluciónanalítica.

A pesar de hacer estos supuestos nonecesariamente los modelos definidos puedenser empleados para dar una solución en la

“Realidad” se requiere de juicio del expertoasí como experiencia para aplicar estosmodelos a problemas de campo.



Modelos analíticos

Hay que destacar que también ciertosproblemas de campo tienen poca

disponibilidad de datos, por lo queemplear modelos numéricos complejoses a menudo limitado.



Modelos Numéricos



Modelos Numéricos

Una vez que el modeloconceptual se traduce a unmodelo matemático en formade ecuaciones que describen elsistema, asociando condiciones

iniciales y condiciones deborde; una solución puedeobtenerse a través de llevaracabo la trasformación de unmodelo numérico a la escriturade un código computacional

para resolver el sismaempleando una computadora.



Dependiendo de las técnicas numéricas empleadas en lasolución del modelo matemático, existen varios tipos demodelos numéricos:

Modelo de Diferencias finitasModelo de elementos finitos

Modelo de bordes elementales

Modelos de trayectoria de partículas:

Modelo del método de características

Modelos de pasos aleatorios

Modelos de diferencias finitas integradas.

Modelos Numéricos



Las principales características de losmodelos numéricos son diversas:

• De la solución se obtienen losvalores numéricos de las variablesen espacio y tiempo, solo en ciertospuntos especificados en el dominio

del problema específico.

• Las ecuaciones diferencialesparciales que presentan residuos delas cantidades que se consideranamplias se sustituyen por unconjunto de ecuaciones algebraicas(escrito en términos de los valoresbuscados y discreteados en espaciotiempo en ciertos puntos).

Modelos Numéricos

é



Las principales características de los modelos numéricos son diversas:

• La solución es obtenida para un conjunto específico de valores numéricoso de varios coeficientes en el modelo (en lugar de emplear relacionesgenerales en términos de estos coeficientes).

• Debido a la gran cantidad de ecuaciones que deber ser solucionadas almismo tiempo, se requiere un programa computacional.

• En años recientes, los códigos computacionales han sido diseñados para lamayoría de problemas relacionadas al manejo de agua subterránea.

Modelos Numéricos

é



Algunos códigos son muy ampliosy pueden solucionar una granvariedad de problemas específicosasí como casos especiales,mientras que otros estándiseñados solo para problemasparticulares.

Muchos de los códigos estándisponibles para el dominiopúblico, o por una tarifasignificativa.

Recientemente, muchos códigoshan sido diseñados y adaptadospara equipos personales.

Modelos Numéricos



Incertidumbre

d b



Una gran incertidumbre es asociada al modelamiento de unproblema específico.

El grado de incertidumbre aumenta en la mayoría de los casospor la falta de datos necesarios para realizar la estimación deparámetros en el modelo de validación.

Incertidumbre

id b



Entre ellos, existen incertidumbres de este tipo:

• Mecanismo de transporte.

• Varios fenómenos de sumideros consideradospara una extensa magnitud.

•

Los valores de los coeficientes del modelo, convariación temporal y espacial.

Incertidumbre

I id b



• Condiciones iniciales.

• La ubicación de los bordes del dominio y lascondiciones que prevalecen en ellos.

• El significado de los datos medidos en el modeloempleado en la calibración.

• La capacidad del modelo para hacer frente a unproblema en el que la homogeneidad del materialsolido se extiende por una amplia gama de rangosde escalas.

Incertidumbre

I id b



A menudo se plantea la pregunta, si a la vista detodas las incertidumbres, que siempre existen en

cualquier problema del mundo real, ¿los modelosaun deber ser considerados como una herramientaconfiable para proporcionar estimaciones delcomportamiento del mundo real?: ¡No hay otra

alternativa!

Incertidumbre



Mal uso de los modelos

M l d l d l




Como se mencionó anteriormente, elpaso crucial en el modelado de aguasubterránea es el desarrollo del modeloconceptual.

Si el modelo conceptual está mal, elresto de los esfuerzos en el modeladomatemático y posteriormente almodelado numérico, se obtendránvalores numéricos, pero esto será unapérdida de tiempo y dinero.

Sin embargo, errores y abusos puedenocurrir durante cualquier fase delproceso de modelado.

M l d l d l



A continuación se presenta una lista de los usos y errorescomunes relacionados al modelo.

Se pueden dividir en 4 categorías:

1 Conceptualización inadecuada del problema:

• Delimitación incorrecta del dominio del problema.

• Selección errónea de la geometría del modelo: 2-Dmodelo horizontal o un modelo en 3-D.

• La selección inadecuada de las condiciones de borde.


M l d l d l



• Errores en los supuestos relacionados a ala homogeneidad eisotropía del acuífero.

• La suposición errónea relacionada al transporte de contaminantes.

2 Selección de un código inapropiado para resolver el modelo:

Seleccionar un código más potente y versátil que el problemaestudiado.

Selección de un código que no ha sido probado ni verificado.





3 Incorrecta aplicación del modelo:

• Selección incorrecta de los valores de los parámetros delmodelo y otros datos de entrada.

• Tergiversación de los acuitardos en un sistema de capasmúltiples; errores relacionados con la selección del tamañode la grilla y el intervalo de tiempo.

• Hacer las predicciones con un modelo que ha sido calibradoen condiciones diferentes.

• Cometer errores en la calibración del modelo.

• Selección inadecuada de los parámetros en el cálculo.





4 Mala interpretación de los resultados del modelo:

• Interpretación errónea de los resultados del modelo hidrológico.

• El balance de masa no se logra.




Formato sugerido para un

informe de un modelo deaguas subterránea

Informe de un modelo de aguasb á



subterránea

A continuación se presenta un formato estandarizado el cual sesugiere para un informe que consiste en el modelado y análisis de los

resultados obtenidos del modelo.

Este formato no pretende establecer una estructura para un informede proyecto.

Informe de un modelo de aguasbt á



subterránea

Introducción

• La introducción puede comenzar con la descripción del problemaque se está investigando.

• Esta descripción deberá incluir el dominio, los fenómenos deinterés que se llevan a cabo en el área investigada y quedecisiones están contempladas en relación a estos fenómenos.

• La descripción del problema debe conducir a la toma de decisionespara la gestión del sistema.

• En esta sección se debe definir la metodología empleada para laobtención de la información requerida.




subterránea

Estudios previos

• Esta sección puede contener una descripción deestudios relevantes hechos anteriormente en el

área de interés.

• Puede contener información del mismo problemau otros problemas relacionados.

• El objetivo de esta sección es examinar los datosy conclusiones de las investigaciones realizados,como se relacionan con la investigación actual.




El modelo conceptual

• El objetivo de esta sección es para construir el modeloconceptual del problema, incluyendo el dominio y losfenómenos de transporte involucrados dentro del sistema.

• La importancia del modelo conceptual no debe exagerare.Es posible que los datos existentes indican más que unmodo alternativo.

subterránea

Informe de un modelo de aguass bterránea



El modelo matemático.

• El modelo conceptual debe traducirse en una soluciónmatemáticamente bien planteada.

• En esta etapa, los distintos términos que aparecen en el modelo

matemático deber ser analizados con el fin de eliminar efectos nodominantes, además los supuestos de simplificación se puedenañadir al modelo conceptual original en esta etapa.

• En esta sección se debe concluir una lista de coeficientes yparámetros que aparecen en el modelo.

• El modelador debe indicar que los valores de los coeficientes, o almenos los iniciales, están disponibles (Debe incluir el valornúmero real y la fuente de información),así mismo se debeinformar si cuenta no cuenta con la información de loscoeficientes.

subterránea

Informe de un modelo de aguassubterránea



Selección de modelos numéricos y códigos.

• El modelo numérico seleccionado y las razones de preferencia dela elección con respecto a otros modelos (de dominio público o depropietario) deber ser presentada.

Algunas de las preguntas que debe responder son las siguientes:

• ¿El código fue empleado como originalmente fue diseñado ocuenta con alguna modificación para efectos del proyecto? ¿Cuálesfueron las modificaciones?

subterránea




Selección de modelos numéricos y códigos.

• Si esto se realizó, se deben indicar el tipo de contrato, el códigomodificado, este puede estar contenido en el apéndice delinforme.

•

También se debe anexar los detalles del código (Nombre, Versión,Manual, Autor, Etc.).

• Esta sección también puede contener una descripción delHardware que se empleó para la ejecución del código, así comocualquier otro código empleado

subterránea




Calibración del modelo

• Cada modelo deber ser calibrado antes de que pueda serempleado como una herramienta para predecir el comportamientode un sistema.

•

Durante la fase de calibración, las estimaciones de los coeficientesiniciales del modelo pueden modificarse. El análisis de sensibilidadse puede retrasar hasta que un modelo numérico y un código parasu ejecución sean seleccionados.

• Esta sección puede incluir los objeticos de la calibración o ajustes,los parámetros ajustados en función de los coeficientes, o le

criterio de la calibración, los datos disponibles, etc.

• Las conclusiones deben contener el conjunto de parámetros ycoeficientes modificados que se emplearon en el modelo.

subterránea




Ejecución del modelo

• La justificación y la motivación de las diversas ejecuciones delmodelo.

• Resultados del modelo.

• Esta sección incluye todas las tablas y gráficos de salida.

• Intervalos de los valores y las incertidumbres de las estimaciones.

• Resultados del análisis de sensibilidad y la importancia de variosfactores.

subterránea




Conclusiones

• La información deber ser clara para quien toma la decisión

Apéndices.

• Los cuadros, gráficos, figuras, y mapas no se presentan en elcuerpo del informa, junto con la lista de símbolos, referencias,códigos etc. Deber presentarse en esta sección.

subterránea



Gracias por su interés en este

tema



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http://www.gidahatari.com/es/Determinacion_del_Caudal_Ecologico_mediante_Modelamiento_Hidrologico

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http://www.gidahatari.com/es/Factibilidad_e_Impacto_Ambiental_de_Centrales_Hidroelectricas


http://www.gidahatari.com/es/Curso_Hidrogeologia_en_Mineria


http://www.gidahatari.com/es/Desafios_en_Gidahatari

http://www.gidahatari.com/es/Impacto_del_Cambio_Climatico_en_la_Respuesta_Hidrologica_de_una_Cuenca


http://www.gidahatari.com/es/Diseno_de_sistema_de_coberturas_para_botaderos_mineros


http://www.gidahatari.com/es/Desarrollo_de_Modelos_Numericos_de_Aguas_Subterraneas


http://www.gidahatari.com/es/Curso_Sistemas_de_Informacion_Geografica_en_la_Gestion_de_Recursos_Hidricos


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modelamiento numerico agua subterranea 121016170550 phpapp01

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