hidrogeologia cabo lamb - IGMEaguas.igme.es/divulgacion/JornadasIGME/2010/J6... · Mediante la...
75
Un modelo para el estudio de la hidrogeología en la Península Antártica Cabo Lamb (Isla Vega)
Transcript of hidrogeologia cabo lamb - IGMEaguas.igme.es/divulgacion/JornadasIGME/2010/J6... · Mediante la...
Un modelo para el estudio de la hidrogeología en la Península Antártica Cabo Lamb (Isla Vega)
Objetivo de la presentación
¿Porqué hidrogeología en la Antártida?¿Cómo se hace la crio-hidrogeología?
¿Para qué?¿Dónde?
Objetivo de la presentación
¿Porqué hidrogeología en la Antártida?¿Cómo se hace la crio-hidrogeología?
¿Para qué?¿Dónde?
Mediante la presentación del trabajo en Cabo Lamb
Primero una breve introducción
Particularidades de la crio-hidrogeología
La hidrogeología es la ciencia que estudia la fase subterránea del ciclo hidrológico y su relación con el resto de las fases (superficial, atmosférica).
El objeto principal de la investigación hidrogeológica es el acuífero como tal y los balances de masa y energía en el mismo.
Particularidades de la crio-hidrogeología
La hidrogeología es la ciencia que estudia la fase subterránea del ciclo hidrológico y su relación con el resto de las fases (superficial, atmosférica).
El objeto principal de la investigación hidrogeológica es el acuífero como tal y los balances de masa y energía en el mismo.
La “inmutabilidad” de los acuíferos forma parte esencial del paradigma de la hidrogeología.
El permafrost o la ruptura del paradigma
El permafrost o la ruptura del paradigma
Estructura dinámica del acuífero
Fuentes de recarga con un comportamiento “especial”
Particularidades de la crio-hidrogeología
Estructura dinámica del acuífero
Fuentes de recarga con un comportamiento “especial”
Control del flujo hídrico por la temperatura
Particularidades de la crio-hidrogeología
Sobre el control por la temperatura
-1
4
9
14
19
24
1 157 313 469 625 781 937 1093 1249 1405 1561 1717 1873 2029 2185 2341 2497Muestra
ºC
Sobre el control por la temperatura
Objetivos de la crio-hidrogeología
Establecer un modelo conceptual del funcionamiento de los sistemas hidrogeológicos ligados al permafrost en ambientes antárticos
¿Cómo se mueve el agua?¿Cómo se mueven los nutrientes?¿Cómo la actividad antrópica modifica el flujo de masa?
Objetivos de la crio-hidrogeología
Establecer un modelo conceptual del funcionamiento de los sistemas hidrogeológicos ligados al permafrost en ambientes antárticos
¿Cómo se mueve el agua?¿Cómo se mueven los nutrientes?¿Cómo la actividad antrópica modifica el flujo de masa?
A la búsqueda de un modelo
A la búsqueda de un modelo
La condiciones de Fresina, Silva y Sanchez: Cuando se muestrea el agua en un sistema crio-hidrogeológico se tiene una imagen del mismo válida exclusivamente para un momento y condiciones determinadas y normalmente difícilmente extrapolable a otras, aunque sean similares.
A la búsqueda de un modelo
La condiciones de Fresina, Silva y Sanchez: Cuando se muestrea el agua en un sistema crio-hidrogeológico se tiene una imagen del mismo válida exclusivamente para un momento y condiciones determinadas y normalmente difícilmente extrapolable a otras, aunque sean similares.
Control del sistema por la temperatura
Situación 1- Ablación en cabeceras y áreas de recarga con temperaturas superiores a la media estival.
Situación 2- Acumulación nívea en cabeceras y áreas de recarga con temperaturas inferiores media estival
Situación 3 - Ausencia de acumulación nívea con temperaturas superiores a la media estival
Situación 4 - Ausencia de acumulación nívea con temperaturas inferiores media estival
Evento dominante Situación-1 Situación-2 Situación-3 Situación-4
Aguas de ablación en los en los cauces
Muy Representativo
Poco Representativo
Poco Representativo
Poco Representativo
Aguas de descarga del acuífero freático estival en cauces
Poco Representativo
Poco Representativo
Muy Representativo
Poco Representativo
Acuífero freático estival sin influencia de la recarga vertical
Poco Representativo
Poco Representativo
Muy Representativo
Poco Representativo
Acuífero freático estival con influencia de la recarga vertical
Representativo Poco Representativo
Poco Representativo
Poco Representativo
Suelos con Influencia de la circulación vertical de agua
Representativo Poco Representativo
Poco Representativo
Poco Representativo
Suelos sin Influencia de la circulación vertical de agua
Poco Representativo
Representativo Poco Representativo
Muy Representativo
A la búsqueda de un modelo
Presentación de la zona de estudio
Cabo Lamb, Isla Vega
¿Dónde está la Isla Vega?
¿Dónde está la Isla Vega?
¿Cómo se hace la crio-hidrogeología?
Estudio de formas y estructuras
Muestras de agua para análisis generalesMuestras para isótopos establesPerfiles de suelo completosMuestras de suelo superficialesMuestras de rocasAforos con salAforos con minimolineteNivelación topográfica de todos los puntos relevantesDelimitación topográfica de la cuenca de los lagosDescripciones geológicas, hidrogeológicas y topográficas
Un vistazo al procedimiento operativo
Aspectos geomorfológicos
G1
G2
G2
G3
G4
G5
G6
G7
G1 Actual MoraineG2 Fluvioglaciar sedimentsG3 Valley and aluvial sedimentsG4 Drumlim FieldG5 Coast depositsG6 Slope sedimentsG7 Crioeluvium
Geomorfology Areas
(work in progress)
Crioformas
Campo, campo y campo
Muestreos sistemáticos
Medición in situ
Climatología
Y más campo …..
Hidrogeología de Vega
Construcción del modelo conceptual
Algunos conceptos básicos
Estructuras: PermafrostTalikCriopeg
Acuíferos: suprapermafrostintrapermafrostinfrapermafrost
Funcionamiento hidrogeológico de Cabo Lamb
El modelo conceptual incluye:
Lo que se ve …. y lo que se supone….
Funcionamiento hidrogeológico de Cabo Lamb
Glacier
Lakes Buried ice
Aquifer
Streams
Sea
Snow
I
II
III
IV
V
VI
ClNa
SO
/Cl
pH
4
SO4
Mix
SO ,Na4
ClNa EC D/ O18
DustD/ O18ECClNa
DustSO 4
Cl
EC D/ O18
Funcionamiento hidrogeológico de Cabo Lamb
1. Areas de criopeg costero.
2. Areas de emergencia ocasional de agua suprapermafrost en la costa.
3. Areas de descargas canalizadas de agua suprapermafrost.
4. Talik abierto o cerrado.
5. Aguas intrapermafrost.
6. Areas con desarrollo estacional de talik cerrado.
7. Descargas subpermafrost de aguas de glaciares politermales.
8. Escorrentía glaciar.
9. Lagos originados en termokarst en morrenas recientes.
10. Acuífero suprapermafrost.
Lake
Sea
Aeolian deposits
Creek
Slope deposits Fluvioglacial sediments
Marine sediments Cryoeluvium
400
300
200
0
100
0500100015002000
Spring
Active layer
Basal moraine deposits
Older moraine deposits Lakes and creeks
Talik
Cryopeg
PossibleIntrapermafrost water
Cretacicsediments
Flow
Lake
m.a.s.l.
A A´
1,5
1
2
3
452
5
4
2.712.42
0.83
0.74 Infiltration ice: (SO /Cl ratio: 0.51)4
Undergrund ice: (SO /Cl ratio: 0.51)4
Permafrost
Glaciar
Snow
Active layerboundary
6
Summer snowfall ( : 0.51)SO /Cl ratio4
SO /Cl ratio4
4 Type case (in text)
Water provenance
Profile location
Not a escale scheme (distances and altitudes relatives)
Distance (m)
AA´
0 2 Km
AA´
43 2
Panoramic veiw and profile location
6
Estructura básica del sistema hidrogeológico de Isla Vega 1/4
2 Spring in till sediments
3 Creek (S)1
4 L Lake5
10Active layer
Free Aquifer (in talik) 6
Estructura básica del sistema hidrogeológico de Isla Vega 2/4
Fluvioglaciar sediments
Glaciar ice
100
75
50
0
25
0 250 500 750 1000
Basal moraine deposits
Present moraine deposits
Lakes and creeks
Bedrock
Permafrost table
flow
BB´
1.5
Lake
Glacier
Creek
Active layer
Glaciar runoff
Infrapermafrost Flow??
?
2.71
0.44
1.52-4.74
0.45
Permafrost
Glaciar
Snow
8
7
10
9
Buried glaciar ice
Water provenance
Summer snowfall ( : 0.51)SO /Cl ratio4
SO /Cl ratio4
4 Type case (in text)Not a escale scheme (distances and altitudes relatives)
Permafrost lower boundary
B
B´
0 2 Km
m.a.s.l.
Distance (m)
BB´
9
8
10
Panoramic veiw and profile location
8 Glaciar RunoffS Stream2
Talik boundary
Fluvioglacial sediments
Present auvial sediments
12.5
10
7.5
0
5
0 10 15 205
Lakes and creeks
Talik
Active layer boundaryflow
CC´
1.5
Active layerActive layer
Creek
2.71
2.42 - 7.19
Control well
3
6
10
Summer snowfall ( : 0.51)SO /Cl ratio4
SO /Cl ratio4
4 Type case (in text)
Facies change boundary
Permafrost
Glaciar
Snow
Water provenance
2.5
Not a escale scheme (distances and altitudes relatives)
Profile location
0 2Km
C
C´
m.a.s.l.
Distance (m)
CC´
3
10
Estructura básica del sistema hidrogeológico de Isla Vega 3/4
Permafrost lower boundary
Fluvioglaciar sediments
Lake sediments
12.5
10
7.5
0
5
0250200150100
Lake
Talik
Active layer boundary
flow
DD´
1,5 SO /Cl ratio4
Summer snowfall ( : 0.51)SO /Cl ratio4
Lake
Active layer Active layer
0.25
3.66.46 8.27
0.83
Permafrost
Glaciar
Snow
Water provenance
410
62.5
40050 300 350
5
Facies change boundary
4 Type case (in text)
0 2Km
D
D´
m.a.s.l.
Distance (m)Control well
D
D´104
Panoramic view and profile location
Estructura básica del sistema hidrogeológico de Isla Vega 4/4
El interesante caso del lago Esmeralda
gzzxS
dSSt zx ++−
= ∫+∞
∞−22),( )(
)(ϕ
El interesante caso del lago Esmeralda
Redozucob
El interesante caso del lago Esmeralda
El interesante caso del lago Esmeralda
El interesante caso del lago Esmeralda
0
2.5
5
7.5
10
m
Esc
ala
verti
cal
0 6020 8040Escala horizontal
0.33
0
4.67-11.16
SO4/Cl0.33
Permafrost
12.5
15
17.5
20
100 160120 180140 200 260220 240
XX`SONE
Talik lacustre
Agua del lago
Capa Activa yAc. Suprapermaf.
Fondo lago
Isotermas °C
Corte X-X`REFERENCIAS
Flujo
Freática
1.3 - 1.51
1
2
33
2
Reduzubov (1966)
0
2
El interesante caso del lago Esmeralda
Las pistas químicas
Aspectos ambientales
Aspectos ambientales del conocimiento crio-hidrogeológico
64
0
80
0
108
1
17
3
25
7
SiO2KMgNO3HCO3
0
20
40
60
80
100
120
346
13
239
4
284
1
1480
5
SO4CaClNa
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
Aspectos ambientales del conocimiento crio-hidrogeológico
6,44
0,00
16,00
0,85
8,49
0,00
3,43
0,00
1,12
0,00
7,75
0,00
31,30
0,65
36,80
0,00
PbBaCdAgMoAsCuCr
0
5
10
15
20
25
30
35
40
5,18
614,00
11,40
11200
0,00
7139,00
0,00
42,90
0,00
537,00
0,00
185,00
Zn Al Mn V Ni Co
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
FIN
