Transcript 4 Metodología y avance estudio hidrogeológico

Complementación estudios componente hidrogeológico
Túneles Seminario y Santa Elena
ATENCIÓN A LOS REQUERIMIENTOS RELACIONADOS CON LA
COMPLEMENTACIÓN DE LOS ESTUDIOS DEL COMPONENTE
HIDROGEOLOGICO DE LOS TÚNELES SEMINARIO Y SANTA ELENA
METODOLOGÍA Y AVANCE
DE LOS TRABAJO
Antonio Dematteis y
Giovanni Ricci
Metodología y Avance de los trabajos
Complementación estudios componente hidrogeológico
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Personal Principal
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LOCALIZACIÓN PROYECTO
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CRONOGRAMA GENERAL
FASE 1
FASE 2
FASE 3
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ORGANIZACIÓN DEL TRABAJO - ASPECTOS GENERALES
Trabajo dividido en tres (3) fases
Cada fase involucra diferentes actividades:
- Trabajo de campo (Medellín)
- Trabajo de oficina (Bogotá y Torino – Italia sede central)
Aspectos generales:
- Tiempo de trabajo reducido
- Presencia constante de un grupo de trabajo en Medellín
- Elaboración de datos del terreno en tiempo «real»
- Comunicación directa y permanente entre los grupos de trabajo (terreno) y oficina
(Bogotá – Italia)
Cada fase concluye con la emisión de un INFORME
Los informes han sido concebidos como estructura lógica – secuencial del trabajo
completo.
Los resultados de cada fase sirven de base para orientar la fase sucesiva.
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FASE 1
Actividades Principales
- Análisis de los datos existentes
- Inventario de puntos de agua (ref. Formato unificado), parámetros como caudal, temp.,
condutividad, pH, entre otros...
- Primera lectura de los niveles piezométricos
- Toma de muestras de agua para análisis químico (ref. Resolución 2115/2007) sobre
puntos considerados estratégicos.
Objetivos
- Primer análisis de los datos sobre el terreno (niveles piezométricos, posición de
manantiales, tipo de circulación)
- Creación de una estructura SIG – Geodatabase
- Optimización de las investigaciones sobre el terreno (para la etapa sucesiva)
INFORME 1 – Contenido
- Análisis de los datos del proyecto existente (Estudio hidrogelógico 2000 y 2009)
- Resultados del inventario de manantiales
- Directrices y aspectos críticos a profundizar en las investigaciones sucesivas (FASE 2)
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FASE 1
Investigaciones previas
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DATOS HISTÓRICOS DEL PROYECTO
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FASE 1
Primer inventario de puntos de agua
 Se cubrió la zona de estudio con dos grupos
de trabajo independientes constituidos por
personal técnico de Geodata y guías
residentes en la zona de influencia del
proyecto.
 Fueron muestreados 356 puntos de agua
(Formato FUNIAS):
•
•
•
•
221 manantiales
13 pozos y aljibes
18 piezómetros
104 quebradas
104
30%
Manantiales
Pozos y aljibes
Manantiales
Pozos y aljibes
221
Piezometros
62%
Quebradas
18
13
5%
221
Piezometros
62%
Quebradas
3%
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PRIMER INVENTARIO PUNTOS DE AGUA - GEODATA
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FASE 1
Primer inventario de puntos de agua
0%
0%
conductividad electrica (μS/cm)
1%
3%
900
800
Conductividad electrica
(μS/cm)700
500
400
0-100
100.1-200
300
200.1-400
200
Gneis de La Ceja
Anfibolitas de
Medellin
Gneis Milonitico de
Sajonia
Dunitas de Medellin
Metabasitas del
Picacho
Conductividad electrica
(μS/cm)
Zona de
Cabalgamiento
>900
Stock De Samarcanda
600.1-900
0
Gabro de San Diego
400.1-600
100
Depositos de
Deslizamiento y de…
77%
600
Depositos
Aluviotorrenciales y…
19%
0-100
100.1-200
200.1-400
400.1-600
77%
600.1-900
Conductividad hidráulica
>900
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FASE 1
Primer inventario de puntos de agua
Q (l/s)
300
250
246
200
150
100
50
30
11
3
6
2
2-20
20-50
50-100
100-200
>200
0
0-2
Caudales l/s
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FASE 2
Actividades principales
- Investigación tomográfica eléctrica sobre los túneles Elena y Túnel Seminario
- Investigaciones electromagnéticas AMT en las zonas de falla que interceptan el trazado
del túnel
- Sondeos en el basamento con recuperación de núcleos y ejecución de pruebas de
permeabilidad tipo Lugeon.
- Perforaciones en la cobertura del basamento y ejecución de pruebas de bombeo a largo
plazo
Objetivos
AMT
 Profundidad de investigación hasta 500 m de profundidad
 Investigación de las características de resistividad en profundidad a la cota del túnel
(valoración de posible conexión hidraulica con el túnel especialmente en zonas de falla)
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FASE 2
Características Técnicas de las investigaciones
Magnetotelúrica - AMT
 Medida de resistividad del subsuelo
 Medida puntual (sondeo-estación) del valor de resistividad con
inter-distancia de 50 - 100 m
 Interpretación de los resultados para general un perfil contínuo
de resistividad a la cota del túnel
 El método se integra perfectamente con la tomografía eléctrica
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Características Técnicas de las investigaciones
Tomografía eléctrica:
A tlitu d e [m ]





Equipo Syscal Pro de 72 canales
Medida de resistividad del terreno
Profundidad de investigación hasta 100 – 150 m
Necesidad de tendidos sobre el terreno de hasta 1000 m
Interpretación de los resultados para generar un perfil continuo
de resistividad
2420
2420
2400
2400
2380
2380
2360
2360
2340
2340
2320
2320
2300
2300
2280
2280
2260
2260
2240
2240
2220
2220
2200
2200
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
650
700
750
800
850
900
950
1000
1050
1100
1150
1200
1250
1300
1350
1400
P ro g re s s iv e [m ]
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FASE 2
Características Técnicas de las investigaciones
Sondeos, pruebas de permeabilidad tipo Lugeon y pruebas de bombeo:
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FASE 3 – ESTUDIO HIDROGEOLÓGICO
Actividades Principales
- Modelo hidrogeológico conceptual y modelo numérico
- Análisis de la vulnerabilidad de los acuíferos y análisis de los riesgos asociados:
- Riesgo de contaminación en correspondencia con los portales y de las zonas de
baja cobertura y
- Riesgo de afectación (secado) de los puntos de agua (como consecuencia del
potencial drenaje del agua subterránea dentro del túnel)
- Diseño de la red de monitoreo para el control y seguimiento de los riesgos
identificados
Objetivos
- Responder a los requerimientos de la resolución del ANLA No. 0456 del 12 de Junio
del 2012
- En particular, definir un modelo hidrogeológico conceptual y numérico enfocado a
predecir el comportamiento hidrogeológico del macizo y su respuesta a la
construcción del túnel
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FASE 3 – ESTUDIO HIDROGEOLÓGICO
INFORME 3 – Contenido
1. Modelo hidrogeológico conceptual (túnel Seminario y Santa Elena):
-
-
Síntesis de los datos del proyecto del túnel (tomado de la Fase 1)
Interpretación de los datos pluviométricos, análisis de la recarga y balance
hídrico inverso medio.
Mapas y perfiles hidrogeológicos, definición de los acuíferos presentes y de los
principales sistemas de flujo profundo en el macizo, si están presentes
Previsión de la carga hidráulica en los acuíferos y diseño del mapa piezométrico
Hidroquímica y calidad del agua subterránea y superficial, con definición de las
clases geoquímicas presentes en el área, dividida por complejos hidrogeológicos
(iones mayores y metales principales)
Caracterización hidrodinámica de los acuíferos, con base en las pruebas de
bombeo y atributos de la permeabilidad de los acuíferos profundos.
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FASE 3 – ESTUDIO HIDROGEOLÓGICO
INFORME 3 – Contenido
1. Modelo hidrogeológico conceptual (túnel Seminario y Santa Elena):
-
Interpretación de los datos pluviométricos, análisis de la recarga y balance
hídrico inverso medio
Mapas y perfiles hidrogeológicos, definición de los acuíferos presentes y de los
principales sistemas de flujo profundo en el macizo, si están presentes
Previsión de la carga hidráulica en los acuíferos y diseño del mapa piezométrico
Definición de la direcciones de flujo,
conexiones hidráulicas entre las diferentes
unidades acuíferas y con las fuentes
superficiales, definición de zonas con
potencial de aprovechamiento, cálculo de
reservas de agua subterránea
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FASE 3 – ESTUDIO HIDROGEOLÓGICO
INFORME 3 – Contenido:
1. Modelo hidrogeológico conceptual (túnel Seminario y Santa Elena)
- Hidroquímica y calidad del agua subterránea y superficial, con definición de las
clases geoquímicas presentes en el área, dividida por complejos hidrogeológicos
(iones mayores y metales principales)
Los muestreos seguirán los protocolos
establecidos, vigilando las cadenas de
custodia, métodos para preservación y
tiempos máximos establecidos para
conservación de muestras para cada
análisis a realizar.
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FASE 3 – ESTUDIO HIDROGEOLÓGICO
INFORME 3 – Contenido:
1. Modelo hidrogeológico conceptual (túnel Seminario y Santa Elena):
-
Caracterización hidrodinámica de los acuíferos, con base en las pruebas de
bombeo y atributos de la permeabilidad de los acuíferos.
Parámetros hidráulicos:
Capacidad especifica
Transmisividad,
Conductividad hidráulica, Coeficiente
de almacenamiento
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FASE 3 – ESTUDIO HIDROGEOLÓGICO
INFORME 3 – Contenido:
2. Modelo hidrogeológico numérico
- El modelo representa medios fracturados, anisótropos y heterogéneos.
- Para este objetivo se adoptará una malla de elementos finitos, que permita
considerar estructuras geológicas complejas (p.e. zonas de falla que puedan
conectar los acuíferos superficiales con el macizo profundo a la cota del túnel)
- Se analizarán en detalle las zonas identificadas como más críticas con base en
el modelo hidrogeológico conceptual
3. Previsión de la vulnerabilidad de los acuíferos y riesgo de contaminación y afectación
(secado)
- Método GOD (Foster 1987, 2002) para la determinación de la vulnerabilidad
intrínseca en los portales y sectores superficiales donde el túnel intercepta
directamente los acuíferos.
- Método DHI (Dematteis et al. 2001, 2011) para la determinación de la
probabilidad de afectación (secado) de los puntos de agua y cursos de agua
superficiales.
4. Diseño e implementación de redes de monitoreo
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FASE 3 – ESTUDIO HIDROGEOLÓGICO
INFORME 3 – Contenido:
3. Previsión de la vulnerabilidad de los acuíferos y riesgo de contaminación y afectación
(secado)
- Método DHI (Dematteis et al. 2001, 2011) para la determinación de la
probabilidad de afectación (secado) de los puntos de agua y cursos de agua
superficiales.
Tal metodología se basa en un enfoque multifactorial, verificando punto por punto las
siguientes variables:
•
•
•
•
•
•
•
•
Frecuencia de la fracturación
Permeabilidad del macizo
Espesor de la cobertura
Amplitud de la zona plástica alrededor del túnel
Distancia del túnel
Intersección con zonas de falla o cárstica
Tipo de manantial (circuito de agua)
Efecto topográfico.
El valor del índice DHI
calculado
para
cada
punto de agua indica la
probabilidad
de
interferencia
con
la
excavación
de
los
Túneles.
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GRACIAS POR SU ATENCIÓN
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