Groundwater/surface water exchange from temperature time series: a comparative study of heat tracer methods
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Date
2023
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Abstract
En las últimas décadas se han desarrollado varios métodos para estimar intercambios entre aguas superficiales y subterráneas en base a series temporales de temperatura medidas bajo el lecho de cuerpos de agua. Sin embargo, el desempeño de estos métodos no se ha estudiado comparativamente. Aplicamos seis métodos para derivar flujos de intercambio a una serie temporal de temperatura de dos años de duración: tres métodos analíticos, que calculan el flujo utilizando la amplitud o la fase de las señales de temperatura (o ambas); y tres métodos numéricos, que utilizan diferentes esquemas para resolver inversamente la ecuación de transporte de calor en 1D bajo el lecho. Las mediciones de temperatura se realizaron en el contexto de una disputa internacional entre Chile y Bolivia sobre el estatus y uso de las aguas del río Silala. Los flujos estimados oscilaron entre -0,5 y 3,5 m d-1, mientras que los flujos estimados mediante la ley de Darcy oscilaron entre 0,5 y 6 m d-1. Los resultados muestran que el método de mejor desempeño corresponde al método de amplitud. El método de amplitud fue el más apto para estimar el sentido de los flujos, el método combinado de amplitud y fase fue el más apto para capturar la tendencia mensual de los flujos y el método LPMLEn fue el más apto para estimar flujos en condiciones transientes. El uso del calor como trazador demostró ser una herramienta eficaz para monitorear los intercambios entre aguas superficiales y subterráneas en un tramo de río durante dos años y proporcionó estimaciones del flujo de intercambio con menor variabilidad que la ley de Darcy.
Description
Tesis (Master of Science in Engineering)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2023
Keywords
Río Silala, Curso de agua internacional, Métodos térmicos 1D, Interacción entre aguas superficiales y subterráneas