Modelo hidrogeológico distribuido 3D desarrollado en el área de influencia del túnel de conducción de la central hidroeléctrica El Edén (Caldas, Colombia)

Abstract

[EN] According to the scheme implemented for the development of Hydroelectric Eden, during the period between 2013 and 2015, are carried out the work of building of a driving tunnel free flow to channel the captured flow of the river La Miel with a purpose of energy production. The tunnel is located in the municipality of Pennsylvania, north-east of the department of Caldas, Colombia, and its route covers an approximate length of 5.8 kilometers, on top of the Eastern flank of the Central Cordillera of the Colombian Andes. The alignment projected of the tunnel crosses geological formations that are mainly composed of metamorphic and meta-volcanic rocks referred as Cajamarca Group, occupying most of the study area. This geological group is considered an aquifer system, due to the fact that it develops secondary porosity associated with intense fracturing of the mass rock in great part of its length, allowing the flow and groundwater storage. According to the literature consulted, the excavation of a tunnel has an impact on groundwater due to change in flow patterns and drainage of the aquifer units. This causes a modification of the natural behavior of the aquifer, presenting decreases of the phreatic level and descents of the groundwater flow that feed the surface channels, which can compromise the medium and long term the availability of the water resources. So the main purpose of this work is based on designing and developing a numerical hydrogeologic model , based on the model of flow MODFLOW, that represent in a estimated way the behavior of the conditions of the natural regime of groundwater in the area where took place the construction of the tunnel Eden. Through the numerical model and its simulation in state and transient regimen, it will be sought quantify and evaluate the possible effects on the aquifer units located in the affected area, as well as the potential impacts that may occur to natural supply of groundwater to surface streams and the water balance in general.

[ES] De acuerdo al esquema ejecutado para el desarrollo de la Central Hidroeléctrica El Edén, durante el periodo comprendido entre los años 2013 y 2015, se llevan a cabo las labores de construcción de un túnel de conducción a flujo libre para canalizar el caudal captado del Río La Miel con fines de producción energética. Dicho túnel se localiza en el municipio de Pensilvania, al nor-oriente del departamento de Caldas, Colombia, y su trazado abarca una longitud aproximada de 5.8 kilómetros, sobre la parte alta del flanco Oriental de la Cordillera Central de los Andes Colombianos. El alineamiento proyectado del túnel El Edén atraviesa formaciones geológicas que están constituidas principalmente por rocas metamórficas y meta-volcánicas denominadas como Grupo Cajamarca, ocupando la mayor parte del área de estudio. Este grupo geológico a su vez es considerado un sistema acuífero, debido a que desarrolla porosidad secundaria asociada a un intenso fracturamiento del macizo rocoso en gran parte de su extensión, permitiendo así el flujo y almacenamiento de aguas subterráneas. Conforme a la literatura consultada, la excavación de un túnel produce un impacto en las aguas subterráneas, debido a la modificación de los patrones de flujo y drenaje de las unidades acuíferas. Lo anterior provoca una modificación del comportamiento natural del acuífero, presentándose descensos del nivel freático y disminución del caudal del agua subterránea que alimenta los cauces superficiales, lo cual puede comprometer a mediano y largo plazo la disponibilidad del recurso hídrico. De manera que el propósito principal del presente trabajo de fin de master se fundamenta en diseñar y elaborar un modelo numérico hidrogeológico, basado en el modelo de flujo MODFLOW, que represente de forma aproximada el comportamiento de las condiciones del régimen natural de las aguas subterráneas en el área donde se llevó a cabo la construcción del túnel El Edén. Por medio del modelo numérico y su simulación en régimen estacionario y transitorio, se buscará cuantificar y evaluar los posibles efectos sobre de las unidades acuíferas localizadas en la zona intervenida, al igual que los impactos potenciales que se pueden producir al aporte natural de aguas subterráneas a las corrientes superficiales y al balance hídrico en general.