Caract hidrogeológica determinar deterioro acuifero Yarada.pdf

http://dx.doi.org/10.18271/ria.2018.424 Journal of High Andean Research, 2018; 20(4): 477 - 490 VOL 20 Nº 4 Re...

http://dx.doi.org/10.18271/ria.2018.424 Journal of High Andean Research, 2018; 20(4): 477 - 490 VOL 20 Nº 4 Revista de Investigaciones Altoandinas Periodo Octubre - Diciembre ISSN: 2306-8582 (V. impresa) - ISSN: 2313-2957 (V. digital) REV. INVESTIG. ALTOANDIN. Caracterización hidrogeológica para determinar el deterioro de la calidad del agua en el acuifero la yarada media Hydrogeological characterization to determine the deterioration of water quality in the a yarada media aquifer Edwin Pino V.1*, Fátima Coarita A.2 1 Departamento de Ingeniería Civil, Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann, Tacna, Perú 2 Departamento de Ingeniería Geológica-Geotecnia, Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann, Tacna, Perú * Autor para correspondia, e-amil: [email protected] REPORTE DE CASO RESUMEN INFORMACIÓN DEL ARTÍCULO Se caracterizó hidrogeológicamente el acuífero La Yarada Media usando como Artículo recibido: 19-11-2017 parámetros las pruebas de bombeo de larga duración (métodos de Jacob y de Artículo aceptado: 30-09-2018 recuperación de Theis); asimismo, se caracterizó la calidad del agua en función a los On line: 29-10-2018 parámetros fisicoquímicos y la normatividad vigente verificándose el deterioro de la calidad del agua en el acuífero. Entre los años 2010 y 2015 se utilizaron 42 pruebas de bombeo, las cuales determinaron que la transmisividad al sureste fluctúa entre 602 y 4 PALABRAS CLAVES: 235 m2/d (altas a muy altas), indicador que el acuífero es libre y presenta buenas caracterización hidrogeológica, condiciones hidráulicas; al noroeste fluctúa entre 53 y 494 m2/d, representando valores deterioro calidad agua, bajos y medios, relacionado con las tobas de la Formación Huaylillas —siendo la zona geología, más afectada por el continuo descenso del nivel piezómetro. Al sureste la permeabilidad hidrodinámica, fluctúa entre 13 y 86 m/d: valores altos a diferencia del sector ubicado al noroeste donde hidroquímica. la permeabilidad tiene una fluctuación entre 1 y 9,8 m/d, indicativo de valores bajos. La sobreexplotación del acuífero ha provocado que valores altos y medios de la transmisividad y permeabilidad cambien actualmente a medios y bajos, respectivamente, en el Asentamiento 4; debido a que este nivel estático se encontraba en los depósitos cuaternarios y ahora ha descendido hasta encontrarse en contacto con la Formación Huaylillas. Aún más, se ha provocado que la calidad del agua pase de aceptable a mala, evidenciando un deterioro que está relacionado con el incremento de los volúmenes de explotación y la disminución de la recarga secundaria de agua de buena calidad. CASE REPORT ABSTRACT INFORMATION OF ARTICLE The aim is to hydrogeologically characterize the La Yarada Media aquifer using the parameters by means of long-term pumping tests (Jacob and Theis recovery methods), as Artículo recibido: 19-11-2017 Artículo aceptado: 30-09-2018 well as to characterize the water quality referred to the physicochemical parameters On line: 29-10-2018 according to the current regulations and verify the possible deterioration of water quality in the aquifer. Between 2010 and 2015, 42 pumping tests were used, determining that the transmissivity to the southeast fluctuates between 602 and 4 235 m2/d (high to very high), KEYWORDS: indicating that the aquifer is free and has good hydraulic conditions, to the northwest it hydrogeological characterization, fluctuates between 53 and 494 m2/d, representing low and medium values, related to the water quality deterioration, tuffs of the Huaylillas Formation —being the area most affected by the continuous geology, decrease in the piezometer level—. To the southeast, the permeability fluctuates between hydrodynamics, 13 and 86 m/d, high values unlike the sector located to the northwest where the hydrochemistry. permeability has a fluctuation between 1 and 9.8 m/d, representing low values. The overexploitation of the aquifer has caused that high and average values of transmissivity and permeability, now change to means and lows respectively in Settlement 4, since this static level was in the Quaternary deposits and has now descended, being in contact with the Huaylillas formation. Even more, it has caused the water quality to go from acceptable to bad, evidencing its deterioration that is related to the increase of the exploitation volumes and the decrease of the secondary recharge of water of good quality. © RIA - Vicerectorado de Investigación de la Universidad Nacional del Altiplano Puno Perú. Este es un artículo de acceso abierto distribuido bajo los términos de la Licencia Creative Commons cc BY NC ND (CC BY-NC-ND), https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ Rev. Investig. Altoandin. 2018; Vol 20 Nro 4 477 - 490 -477-  Caracterización hidrogeológica para determinar el deterioro de la calidad del agua en el acuifero la yarada media INTRODUCCIÓN de salinidad; lo que indica un aumento paulatino de esta en respuesta a la mayor penetración de la cuña salina, en El agua subterránea es una fuente vital que las zonas más cercanas a la costa. proporciona suministros para las áreas urbanas y rurales; se usa en la economía agrícola y beneficia Ante esta problemática, la Autoridad Nacional del tanto a los peces como a los hábitats y ecosistemas. Agua (ANA) ha elaborado un “Plan de ordenamiento Durante las sequías, cuando los suministros de las de la explotación del agua subterránea en el acuífero aguas superficiales son limitados, las aguas Caplina” con el propósito de explotar el recurso subterráneas ofrecen un amortiguador crítico, hídrico de manera eficiente, organizada y sostenida. proporcionando un porcentaje más alto del suministro Uno de los programas del mencionado plan es la de agua (Borchers et al., 2015). ejecución del estudio “Evaluación Hidrogeológica del Acuífero Caplina”, cuya finalidad es evaluar las La región de Tacna tiene como limitante principal para condiciones y características hidrogeológicas del su desarrollo, la severa escasez de agua. Razón por la subsuelo del acuífero Caplina permitiendo de ese cual los agricultores establecidos en las pampas de La modo determinar la reserva explotable de agua en Yarada usan agua subterránea, resultando ser esta su cantidad y calidad, factible de explotar en forma única fuente de abastecimiento. En la actualidad, el sostenible a largo plazo, además de proponer medidas acuífero La Yarada Media viene siendo sobreexplotado; para mejorar su gestión y conservación (ANA, 2009). lo que trae como consecuencia un gradual y permanente descenso del nivel freático, comprometiendo sus Las aguas subterráneas con fines de riego fueron reservas no renovables y causando el fenómeno de clasificadas tomando como base las normas intrusión marina en la Yarada Antigua (INRENA, propuestas por el Laboratorio de Salinidad de 2003). Tacna —conocida como el valle del Caplina— Riverside, California EE.UU.; donde se considera la se encuentra ubicada curiosamente en la zona más árida concentración total de sales, expresada en términos de de la costa peruana, cabecera del desierto de Atacama, y la conductividad eléctrica y la Relación de Adsorción se caracteriza por su escasez de recursos hídricos; lo de Sodio (RAS) (Blasco & Rubia, 1973). El método cual dio lugar a que desde hace varias décadas se elegido para la interpretación de las pruebas de utilicen las aguas subterráneas existentes en su bombeo fue el de Cooper & Jacob (1946), el cual es subsuelo, y de manera especial en las pampas de La una simplificación del método de Theis (1935) para Yarada, a fin de lograr el desarrollo de la agricultura, así determinar el descenso (s) en cualquier punto a un como otras actividades económicas. Sin embargo, tiempo (t). Los métodos de recuperación consisten en debido a la falta de un programa de explotación, el efectuar las interpretaciones del ensayo en base a los acuífero viene siendo sobreexplotado: hecho que ha datos que se obtienen una vez que el pozo detiene su traído como consecuencia un gradual y permanente extracción de agua (Villanueva & Iglesias, 1984). descenso del nivel freático, comprometiendo sus reservas no renovables además de causar el fenómeno En los diagramas de Stiff y Schoeller se disponen Na+ de la intrusión marina, debido a la alta concentración de + K+, Ca2+, Mg2+; Cl-, SO4-2, HCO3-, siendo esta pozos de explotación de aguas subterráneas en la zona disposición apta para las aguas subterráneas y permite próxima a la línea del mar (ANA, 2011). Según apreciar rápidamente los valores de las relaciones estudios realizados por ANA (2010) se determinó un iónicas con respecto a la unidad y la variación de las área crítica de degradación de la calidad del agua relaciones entre cationes o entre aniones; además se subterránea en el acuífero, que comprende un área adapta muy bien a ser utilizado en mapas aproximada de 131 km2 (60 km2 correspondiente a hidroquímicos y las comparaciones se pueden hacer intrusión marina), donde se ubican los valores más altos con rapidez (Custodio & Llamas, 1976). -478- Rev. Investig. Altoandin. 2018; Vol 20 Nro 4 477 - 490  Edwin Pino V., Fátima Coarita A. La necesidad de satisfacer la creciente demanda de de agua superficial; condición que se ha visto agua es la principal impulsora de la recarga gestionada agudizada en las últimas décadas debido a la de los acuíferos, es una técnica estándar para reponer frecuente ocurrencia de sequías, la ampliación de la y/o mejorar la disponibilidad de los recursos hídricos frontera agrícola con la consecuente incorporación de subterráneos. Uno de los objetivos de la recarga del nuevos pozos de explotación de aguas subterráneas y acuífero es proporcionar acuíferos con buena calidad de el acelerado crecimiento poblacional de la ciudad de agua, incluso cuando se utiliza agua de menor calidad Tacna (ANA, 2011). para recargar el acuífero, por ejemplo, efluentes de plantas de tratamiento o agua de escorrentía (Valhondo et al., 2016). La expansión económica acelerada genera deterioro de la calidad del agua por la sobreexplotación del agua subterránea en zonas áridas, que normalmente tienen altas tasas de agotamiento. La integración de las investigaciones hidroquímicas se llevan a cabo para evaluar los factores que controlan la contaminación potencial del agua subterránea y la distribución espacial de los contaminantes muestra cómo se afecta a una amplia zona del acuífero (El Alfy et al., 2017). Los principales acuíferos del mundo —de los que dependen cientos de millones de personas— se agotan a un ritmo alarmante, según la NASA. Es así que, de los 37 acuíferos más grandes del mundo, 21 de ellos han superado su punto de sostenibilidad; es decir, se ha Figura 1. Ubicación de la zona de estudio. extraído más agua de la que se ha incorporado a lo largo de diez años de observación. El estudio de la NASA La metodología a seguir para el logro del objetivo confirma las sospechas que ya tenían numerosos contempla la recopilación de información histórica de investigadores, especialmente en los casos de acuíferos estudios, reportes, campaña de monitoreo; a fin de que no son recargables por la lluvia (Todd, 2015). efectuar el análisis de las interrelaciones entre la geología, hidrodinámica e hidroquímica existente. De esta manera, se pretende caracterizar Con este enfoque integrado se buscará las hidrogeológicamente el acuífero La Yarada Media, bajo interacciones entre los elementos mencionados para las condiciones actuales de explotación, interpretando explicar la respuesta de los parámetros hidráulicos y las pruebas de bombeo para obtener los parámetros la calidad de agua resultante, ante la sobreexplotación hidráulicos del acuífero. Asimismo, caracterizar la en el acuífero de La Yarada Media. calidad del agua referida a los parámetros fisicoquímicos en función a la normatividad vigente y verificar el Recopilación de información y fuente de datos posible deterioro de la calidad del agua en el acuífero. Se recopiló información de diferentes instituciones públicas y privadas tales como el Instituto Geológico MATERIALES Y MÉTODOS Minero Metalúrgico (INGEMMET), Autoridad Nacional del Agua (ANA), Proyecto Especial Tacna El acuífero costero de La Yarada se encuentra ubicado (PET), Hi Geoproject SRL, entre otros. La en la región Tacna al sur de Perú, límite con Chile y información fue seleccionada, ordenada, analizada y Bolivia (Figura 1), región caracterizada por la escasez evaluada para disponer de datos confiables. Rev. Investig. Altoandin. 2018; Vol 20 Nro 4 477 - 490 -479-  Caracterización hidrogeológica para determinar el deterioro de la calidad del agua en el acuifero la yarada media Evaluación geomorfológica de limolitas, areniscas y tobas riolíticas – riodacíticas La zona de estudio se ubica geomorfológicamente en de color rosáceo (Acosta et al., 2008). Según los la unidad regional de las Planicies Costaneras, estudios realizados por Flores & Sempere (2002) y iniciándose a la altura de Magollo y extendiendo su Flores et al. (2004) los sedimentos de esta unidad desarrollo por 25 km hasta el litoral, entre los cerros constan de conglomerados y areniscas de coloración de La Yarada y la frontera con Chile. El relieve de esta gris oscura, con clastos mayormente andesíticos y geoforma es llana, presentando una suave inclinación niveles delgados evaporíticos. hacia el suroeste con una pendiente de 0,5 a 1% (INGEMMET y PET, 2008). También se encuentran depósitos antrópicos, conformados por zonas de cultivo y zonas habitadas; La zona de estudio tiene un ancho promedio de 12 km las áreas más apropiadas para la actividad humana y se encuentra entre las cotas 70 a 130 msnm. En el comprenden zonas enmarcadas sobre los depósitos de subsuelo, esta superficie se encuentra cruzada por una sedimentos correspondientes a flujos aluviales serie de paleocauces: los que aparentemente están antiguos de superficies sub horizontales, que se relacionadas con los pozos de mayor rendimiento. convierten en lugares con condiciones favorables Las geoformas recientes están vinculadas al escaso para el emplazamiento de la ciudad de Tacna y la escurrimiento de agua que existe en temporada de actividad agropecuaria, esencialmente por la lluvias, y que dan origen a las pequeñas quebradas presencia de aguas subterráneas en las pampas de La Caramolle y Honda; las cuales están íntimamente Yarada y Hospicio (Acosta et al., 2012). interconectadas con las zonas que tienen mejores características hidroquímicas. Tectónicamente el área de estudio es bastante compleja, puesto que se encuentra ubicada dentro de Evaluación geológica la fosa de Tacna, formada por las deformaciones La historia geológica y la geomorfología del lugar tectónicas profundas que modificaron la geoforma dan como resultado un complejo sistema hídrico pre-existente y produjeron el hundimiento en bloques subterráneo en la cuenca del río Caplina. Los desde Calientes hasta el mar, dejando una profunda acuíferos, que se encuentran actualmente explotados, fosa que poco a poco se fue rellenando hasta tener su se ubican en sedimentos no consolidados; las cuencas actual configuración. que aportan a la recarga están constituidas en su mayoría por rocas volcánicas, rocas volcánico- Evaluación geológica del subsuelo sedimentarias, rocas metamórficas cuya litología y Se ha investigado la geología del subsuelo a través del estructura, así como la actividad geotérmica estudio de los testigos de taladros diamantinos condicionan tanto los regímenes hídricos perforados y perfiles de los pozos, los cuales fueron superficiales como la calidad química de las aguas proporcionados por el Proyecto Especial Tacna. Con que alimentan los acuíferos (INGEMMET y PET, la finalidad de determinar y visualizar la secuencia y 2008). En el área de estudio afloran formaciones continuidad de los diferentes estratos del subsuelo, se volcánicas, sedimentarias (Jaén & Ortíz, 1963). El ha confeccionado el Mapa Isométrico Geológico miembro Superior está compuesto por una secuencia (INGEMMET y PET, 2008) (Figura 2). de conglomerados intercalados con niveles delgados -480- Rev. Investig. Altoandin. 2018; Vol 20 Nro 4 477 - 490  Edwin Pino V., Fátima Coarita A. Figura 2. Mapa isométrico geológico. El reservorio acuífero colindante con la Zona II, entre los sectores Zona Z y El cono deyectivo del río Caplina constituye una Las Salinas, la cual varía de 358 a 401 m (Figura 3). unidad fisiográfica que se inicia en la garganta de Por otro lado, los menores espesores llegan hasta los Magollo y se ensancha progresivamente hacia abajo, 183 m en el Asentamiento 4 (Figura 4a). en forma de delta, hasta alcanzar la línea de playa. El acuífero está delimitado en sentido noreste a suroeste El acuífero presenta dimensiones variables, así se por afloramientos rocosos: Formación Moquegua y tiene que en el sector de Magollo presenta un ancho de Huaylillas (ANA, 2009). El límite vertical —según la 4 km, incrementándose notablemente hasta alcanzar prospección geofísica por los métodos de la línea de playa con un ancho de 30 km. De acuerdo a Resistividad Eléctrica y TDM (INRENA, 2003) la prospección geofísica del INRENA (2003), la realizado hasta los 650 m de profundidad— permite mayor profundidad del basamento impermeable determinar la morfología del techo del basamento fluctúa entre los 458 m (sectores de 28 de agosto y La impermeable (rocoso y duro, arcilloso), en el que los Yarada Alta) y 406 m (sectores Zona Z y Las Salinas). mayores espesores del acuífero saturado se observan Por otro lado, las menores profundidades llegan hasta en la Zona II entre los sectores de 28 de Agosto y La los 235 m en el Asentamiento 4 (Figura 4b). Yarada Alta , donde llega hasta 340 m; y en la Zona IV Rev. Investig. Altoandin. 2018; Vol 20 Nro 4 477 - 490 -481-  Caracterización hidrogeológica para determinar el deterioro de la calidad del agua en el acuifero la yarada media Figura 3. Zonas del acuífero La Yarada y La Yarada Media Figura 4a. Espesores del acuífero saturado Figura 4b. Espesores totales del acuífero La superficie freática Con la información de estudios realizados El acuífero de La Yarada tiene como fuentes anteriormente y los resultados de los monitoreos principales de alimentación, las filtraciones de agua realizados entre los años 1999 y 2014, se analizó las que se producen en el río Caplina, seguido por los variaciones de los niveles del agua en la zona de aportes de agua provenientes de las precipitaciones estudio con 24 pozos de control piezométrico, pluviales que se producen en las cuencas de las registrándose descensos anuales que varían entre 0,25 quebradas de Palca, Vilavilani, Viñani, Cauñani, m y 0,67 m. En el sector de la Cooperativa 60 varía Espíritus y quebrada Honda; las cuales discurren y se entre 0,43 m y 0,53 m; en el sector de 28 de agosto, infiltran en el valle y las pampas de La Yarada. La entre 0,49 m y 0,67 m; en el Asentamiento 4, entre recarga también está constituida por las infiltraciones 0,25 m y 0,50 m; y en el Asentamiento 5 y 6, entre 0,40 en los sectores de riego de Bajo Caplina, Uchusuma, m y 0,55 m anuales (Figura 5). Magollo, Copare y pérdidas en la red de agua potable, que en conjunto representa una recarga equivalente de 54 Hm3 (PET, 2006). -482- Rev. Investig. Altoandin. 2018; Vol 20 Nro 4 477 - 490  Edwin Pino V., Fátima Coarita A. entre los años 2013 y 2015, referidas al nivel medio del mar, permitieron realizar el estudio de la morfología de la superficie freática, elaborándose el mapa de curvas isopiezas (Figura 6a) e isodinámicas (Figura 6b) correspondientes al acuífero superficial o Cuaternario. Las curvas isopiezas muestran el sentido del flujo del agua subterránea, teniendo una dirección predominante de noreste a suroeste con una gradiente hidráulica promedio de 0,3% que corresponde a la recarga principal proveniente del río Caplina; y una recarga secundaria con orientación de norte a sur proveniente de la quebrada Honda, con una gradiente hidráulica promedio de 0,5%. Los niveles dinámicos con respecto al nivel del mar representan la morfología de la superficie freática cuando el acuífero está en funcionamiento. Las Figura 5. Variación de los niveles de agua (1999 – curvas isodinámicas correspondientes al período 2014). 2013 – 2015, muestran que en el Asentamiento 4, el Morfología de la superficie freática cono de depresión es más grande, formado por la El nivel de descenso de las capas acuíferas determina presencia de las tobas de la Formación Huaylillas. la superficie piezométrica actual en forma de curvas Dicha depresión se manifiesta en los pozos IRHS-112 isopiezas (Custodio & Llamas, 1976). Las campañas e IRHS-101, cuyos abatimientos están en el orden de de mediciones de niveles piezométricos realizadas 43,01 m y 46,63 m respectivamente. Figura 6b. Isodinámica (2013-2015). Figura 6a. Isopiezas (2013-2015). Rev. Investig. Altoandin. 2018; Vol 20 Nro 4 477 - 490 -483-  Caracterización hidrogeológica para determinar el deterioro de la calidad del agua en el acuifero la yarada media Hidroquímica parámetros hidráulicos: Transmisividad (T) y En la cuenca Caplina, donde se encuentra emplazado Permeabilidad (K) son obtenidos en los pozos que no el acuífero La Yarada Media, se identificaron fuentes captan los niveles de tobas de la Formación de agua con influencia sobre la calidad del agua, Huaylillas. siendo las geotermales Aruma y Paralocos en la Tabla 1 Resultados de la interpretación de pruebas de cabecera de la cuenca, las que emanan aguas con alto bombeo Jacob Recuperación de Theis contenido de Arsénico, Plomo y Sodio en N° Código de pozo T (m2/d) K (m/d) T (m2/d) K (m/d) concentraciones por encima de los valores del 1 IRHS-064 1667,390 37,185 1834,129 40,904 Estándar de Calidad Ambiental (ECA) (Pino et al., 2 IRHS-075 1694,718 32,317 2203,134 42,012 3 IRHS-157 1897,322 40,455 2710,460 57,792 2017). La extracción intensiva continua de aguas 4 IRHS-263 602,871 13,250 602,871 13,250 subterráneas de más de 100 m de profundidad 5 IRHS-266 1628,569 60,362 1879,118 69,649 significa que los riesgos de la calidad del agua en el 6 IRHS-307 1628,683 63,472 2124,369 82,789 7 IRHS-362 1807,081 49,618 2108,261 57,887 sistema acuífero profundo deben considerarse junto 8 ACS-MA 1581,205 52,168 1694,149 55,894 con las limitaciones de cantidad de agua (Lapworth et 9 ACS-P3 1474,245 35,252 1943,323 46,469 al., 2017). El análisis de calidad de agua permitirá 10 ACS-VM 1844,692 38,035 1936,927 39,937 11 AFP-LR 3487,840 70,848 4235,234 86,030 conocer las características químicas actuales del agua 12 ALO-EO 970,607 55,023 818,950 46,426 almacenada en el acuífero y la evolución que 13 APP-02 2676,835 63,014 3059,240 72,016 experimenta con relación a la concentración salina. 14 ASNE 373,719 5,645 342,576 5,175 15 ATP-01 453,982 9,863 314,295 6,828 Se ha determinado los elementos iónicos 16 ATP-02 494,288 9,837 494,288 9,837 mayoritarios disueltos en el agua (Cationes: calcio, 17 AVNH 270,394 15,182 305,972 17,180 18 AVTC 591,346 20,412 739,183 25,515 magnesio, sodio y potasio; Aniones: cloruros, 19 ELIM-01 839,298 35,594 1154,035 48,941 sulfatos, bicarbonatos, carbonatos); los cuales nos 20 P-CV 205,836 3,072 102,918 1,536 permitirán determinar la calidad del agua para su 21 SJ-01 61,089 1,153 53,758 1,015 22 SJ-02 91,354 1,600 82,218 1,440 posterior uso con fines de riego y/o poblacional. Tabla 2 Resultados de la interpretación de pruebas de RESULTADOS bombeo recopilados Recuperación de Theis N° Código de pozo T (m2/d) K (m/d) Caracterización hidrodinámica 1 IRHS-56A (**) 1581,120 23,599 Las pruebas de bombeo con frecuencia implican tasas 2 IRHS-068 (*) 966,381 59,070 de bombeo variables (Wen et al., 2017). Para analizar 3 IRHS-69A (**) 1686,528 21,471 los resultados de parámetros hidráulicos del acuífero 4 IRHS-088 (*) 1006,167 28,035 5 IRHS-089 (*) 1125,136 77,276 y realizar los mapas de variación espacial, se ha 6 IRHS-101 (*) 106,202 1,512 escogido los datos del ensayo de recuperación —por 7 IRHS-102 (*) 224,735 7,613 ser los más representativos— y fueron 8 IRHS-105 (*) 967,273 24,371 9 IRHS-106 (*) 138,545 1,694 complementados con la recopilación de resultados de 10 IRHS-107 (**) 282,343 5,577 pruebas de bombeo ejecutadas entre los años 2010 y 11 IRHS-108 (*) 100,808 1,937 2014 (Tabla 1) y entre 2013 y 2014 (Tabla 2). 12 IRHS-112 (*) 105,408 1,802 13 IRHS-115 (*) 880,812 12,963 14 IRHS-121 (*) 1665,849 28,603 La descripción geológica que se tiene del acuífero 15 IRHS-122 (*) 1080,310 17,153 señala que las mejores características hidráulicas para 16 IRHS-126 (*) 1167,045 20,389 almacenar y ceder agua están ubicadas al sureste; y en 17 IRHS-127 (*) 1992,211 28,481 menor grado, al noroeste por la presencia de las tobas 18 IRHS-133 (*) 100,914 2,631 19 IRHS-146 (*) 1445,192 58,415 del Huaylillas. Hecho que coincide con los resultados 20 IRHS-147 (**) 847,107 22,650 obtenidos, pues los mayores valores para los Fuente: (*) PET 2013-2014, (**) Privado 2010-2014 -484- Rev. Investig. Altoandin. 2018; Vol 20 Nro 4 477 - 490  Edwin Pino V., Fátima Coarita A. Con los resultados de parámetros hidráulicos de 42 cuaternarios que se encuentran en contacto con la pozos se han graficado las isocurvas de Formación Moquegua. Sin embargo, estas transmisividad y permeabilidad (Figuras 7a y 7b), en características geológicas disminuyen a medida que las que se puede observar que el mayor potencial se avanza hacia el noroeste en el Asentamiento 4, hídrico lo constituye la zona sureste del área de donde se observa que la presencia de la Formación estudio correspondiente a los asentamientos 5 y 6, 28 Huaylillas incidió en el rendimiento de los pozos, de agosto y Cooperativa 60; debido a que en este siendo comparativamente más bajos; ya que estos sector está localizado el mayor espesor de depósitos paquetes representan horizontes impermeables. Figura 7a. Isotransmisividad Figura 7b. Isopermeabilidad Comparación de parámetros hidráulicos actuales Caracterización hidroquímica con años anteriores Para proporcionar una caracterización primaria de los Si comparamos los parámetros hidráulicos actuales procesos hidroquímicos y las rutas que controlan la con la información existente de los parámetros evolución de la calidad del agua, se orienta la hidráulicos del “Estudio hidrogeológico del valle de investigación a un complejo sistema de aguas Caplina” elaborado por el INRENA (2003), se puede subterráneas multicapa (Liu et al., 2017). Según los observar que los valores de transmisividad y valores de conductividad eléctrica (Figura 8a), se permeabilidad obtenidos en la zona central del puede observar que la calidad del agua subterránea acuífero tienden a permanecer dentro de los rangos tiende a mejorar hacia el noroeste por la recarga de la con valores altos a muy altos; pero en pruebas quebrada Honda y al sureste por la recarga de la ejecutadas en el Asentamiento 4 presentan una quebrada Cauñani (menos de 1 500 µS/cm) y a considerable disminución en los valores de los incrementarse hacia el centro (hasta 1 890 µS/cm) parámetros hidráulicos, pues en el año 2002 el nivel debido a la recarga de las cuencas Uchusuma y estático se encontraba en los depósitos cuaternarios y Caplina, además de estar relacionado al lavado de actualmente ha descendido, encontrándose en estratos salinos por la intensa actividad agrícola. El contacto con la Formación Huaylillas; provocando ion cloruro (Figura 8b) es uno de los más conocidos que los rangos con valores altos y medios cambien a por sus efectos de salinidad en el agua, se observa que medios y bajos, respectivamente, afectando el su contenido en las aguas subterráneas fluctúa entre rendimiento en estos pozos. 81,65 y 380 mg/l. El estándar de calidad para agua Rev. Investig. Altoandin. 2018; Vol 20 Nro 4 477 - 490 -485-  Caracterización hidrogeológica para determinar el deterioro de la calidad del agua en el acuifero la yarada media potable es de 250 mg/l, por lo que el 91% (53 pozos) sobrepasa los estándares de calidad para fuentes de de estas fuentes tienen buena calidad para ser usadas agua potable, pero estarían dentro de lo establecido en como agua potable; por el contrario, el 9% (5 pozos) el ECA agua para la categoría 3 con fines agrícolas. Figura 8a Isoconductividad eléctrica Figura 8b Isocloruros Según los diagramas de Piper y Stiff (Figura 9a y 9b) La conformación de diferentes tipos de familia se identifica el tipo de familias de calidad de agua que química de agua se debe a que en las recargas de las predominan dentro del área de estudio. Existen 4 cuencas Uchusuma y Caplina, existe la presencia de familias, siendo la familia Sulfatada Cálcica la actividad volcánica; es decir, presencia de manantiales predominante (79%), seguida de la Sulfatada de origen hidrotermal, la familia dominante en el Magnésica (2%); además existen familias acuífero La Yarada Media es la Sulfatada Cálcica. En hidroquímicas que representan una alta el caso de la subcuenca quebrada Honda no presenta vulnerabilidad debido a su elevada salinidad como la actividad volcánica actual, por lo que son aguas de Sulfatada Sódica (16%) y Clorurada Sódica (3%) en buena calidad y la salinidad que ganan es por el menor incidencia. contacto y el tiempo de residencia del flujo. Figura 9a. Diagrama de Piper (2013-2015). Figura 9b. Diagramas de Stiff (2013-2015). -486- Rev. Investig. Altoandin. 2018; Vol 20 Nro 4 477 - 490  Edwin Pino V., Fátima Coarita A. DISCUSIÓN De esta manera, en el acuífero La Yarada Media, la calidad del agua tiende a degradarse cuando circula Según los resultados de los análisis físicoquímicos, se hacia el centro del acuífero, debido al incremento de generaron mapas de isoconductividad eléctrica, la actividad agrícola y operatividad de nuevos pozos isocloruros y clasificación hidroquímica; además de en el sector de la quebrada Honda y Viñani; los cuales diagramas de potabilidad y aptitud de riego. El análisis progresivamente están disminuyendo la recarga integrado de estos resultados permitió zonificar la secundaria de agua de buena calidad, perjudicando a calidad hidroquímica del agua subterránea, dando los Asentamientos 5 y 6, 28 de Agosto y Cooperativa como resultado que las de mejor calidad tienden a 60, en razón a que estos únicamente podrían recibir la mejorar hacia el noroeste y sureste debido a la recarga recarga principal del río Caplina donde existe secundaria de filtraciones de lluvia en la quebrada actividad volcánica provocando que sean de menor Honda y Viñani. Carrillo-Rivera et al. (2002), calidad. analizaron el origen de las altas concentraciones de sales en las aguas subterráneas, indicando la existencia CONCLUSIONES de flujos termales profundos, portadores de altas concentraciones de este elemento. Estos flujos se Con el análisis de los parámetros hidráulicos y mezclan con aquellos superficiales y de menor análisis fisicoquímico de los pozos ubicados en la concentración de sales en diferentes proporciones, zona de estudio se ha logrado caracterizar e dependiendo del régimen de explotación, condiciones interpretar la hidrodinámica e hidroquímica en el hidrogeológicas locales, diseño y operación de los acuífero de La Yarada Media. Se obtuvo los pozos de explotación. En la zona de estudio no se parámetros hidráulicos de 42 pozos, donde la presenta actividad volcánica actual; por tanto, son transmisividad fluctúa entre 602 y 4 235 m2/d al aguas de buena calidad y la salinidad que adquieren se sureste del área evaluada, valores que constituyen puede atribuir al contacto, tiempo de residencia y transmisividades altas a muy altas: lo que permite tránsito del flujo. indicar que el acuífero es libre y presenta buenas condiciones hidráulicas; a diferencia del sector La evaluación del contorno freático se realizó ubicado al noroeste, en el cual la transmisividad tiene teniendo en consideración los períodos críticos de una fluctuación entre 53 y 494 m2/d, valores que son estiaje de los ríos y las mínimas precipitaciones indicadores de transmisividades bajas y medias, ocurridas en la parte alta de la cuenca del Caplina, que relacionada con la unidad de tobas de la Formación son las principales fuentes de recarga del acuífero. Huaylillas y que simboliza la zona más afectada por el continuo descenso del nivel piezómetro. Así mismo, La caracterización de los principales procesos se determinó que la permeabilidad fluctúa entre 13 y hidrogeoquímicos y la interacción entre aguas 86 m/d al sureste del área evaluada, valores que superficiales y subterráneas en los acuíferos costeros se significan permeabilidades altas; a diferencia del han llevado a cabo mediante el uso combinado de sector ubicado al noroeste donde la permeabilidad diferentes indicadores hidrogeoquímicos junto con varía entre 1 y 9,8 m/d. La sobreexplotación del datos de isótopos (Argamasilla et al., 2017). La acuífero ha provocado que la transmisividad y disolución de calcita y las reacciones de intercambio permeabilidad con valores altos y medios cambien a catiónico son los principales procesos que afectan la medios y bajos, respectivamente, en el Asentamiento evolución química del agua subterránea en una cuenca; 4; el nivel estático se encontraba en los depósitos esto ha proporcionado una base para una mejor cuaternarios y en la actualidad ha descendido, comprensión de la configuración hidrogeológica en encontrándose en contacto con la Formación áreas de poca información (Ahmed & Clark, 2016). Huaylillas. Rev. Investig. Altoandin. 2018; Vol 20 Nro 4 477 - 490 -487-  Caracterización hidrogeológica para determinar el deterioro de la calidad del agua en el acuifero la yarada media Se obtuvo los parámetros fisicoquímicos de 58 pozos Acosta, H., Mamani, M., Alvan, A., & Rodrigues, J. muestreados, mediante un análisis integrado que (2012). Geología de los cuadrángulos de La permitió la zonificación de la mejor calidad Yarada, Tacna y Huaylillas: (hojas 37-u, 37-v y hidroquímica en el noroeste y sureste: atribuible a las 37-x). Boletín N°145 Serie A - Carta Geológica recargas secundarias de la quebrada Honda y Viñani; Nacional, 87. y en menor calidad, al centro del área de estudio por recibir la recarga principal del río Caplina, el cual Ahmed, A., & Clark, I. (2016). Groundwater flow and tiene incidencia de actividad volcánica. geochemical evolution in the Central Flinders Ranges, South Australia. Science of The Total La sobreexplotación del acuífero ha provocado que la Environment, 572, 837-851. potabilidad del agua considerada aceptable cambie a doi:10.1016/j.scitotenv.2016.07.123 mediocre en estos tiempos, evidenciando el deterioro en la calidad del agua; lo cual podría considerarse ANA. (2009). Caracterización Hidrogeológica del directamente relacionado con el incremento de la acuífero del valle del CaplinaLa Yarada. Lima: actividad agrícola y operatividad de nuevos pozos en Dirección de Gestión de Calidad de los el sector de la quebrada Honda y Viñani, lo que Recursos Hídricos. progresivamente está disminuyendo las recargas secundarias de agua de buena calidad, perjudicando a ANA. (2010). Caracterización Hidrogeoquímica del los Asentamientos 5 y 6, 28 de Agosto y Cooperativa Acuífero Caplina. Lima: Dirección de Gestión 60, pues como ya se señaló anteriormente, estos se de Calidad de los Recursos Hídricos. verían limitados a recibir la recarga principal del río Caplina, donde existe actividad volcánica en la ANA. (2011). Informe Técnico N° 03 Calidad de naciente de la cuenca: hecho que trae como resultado agua Cuenca Caplina Tacna. Lima: Dirección el deterioro de la calidad del agua; sin embargo, pese a de Gestión de Calidad de los Recursos Hídricos. todo, la clasificación de agua para riego se mantiene invariable con el pasar de los años. Argamasilla, M., Barberá, J., & Andreo, B. (2017). Factors controlling groundwater salinization AGRADECIMIENTO and hydrogeochemical processes in coastal aquifers from southern Spain. Science of The Un agradecimiento especial a las autoridades del To t a l E n v i r o n m e n t , 5 8 0 , 5 0 - 6 8. Gobierno Regional de Tacna, Proyecto Especial doi:10.1016/j.scitotenv.2016.11.173 Tacna, Autoridad Nacional del Agua y Autoridad Local del Agua Caplina-Locumba, por brindar las Blasco, F., & Rubia, J. (1973). Guía para clasificar facilidades logísticas y material bibliográfico las aguas en relación con su calidad para el utilizados en este trabajo. riego. Madrid: Instituto para la Reforma y Desarrollo Agrario (IRYDA). REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Borchers, J., Carpenter, M., Grabert, V., Dalgish, B., Acosta, H., Benavente, C., Cotrina, G., Peña, F., & & Cannon, D. (2015). Land Subsidence from Alván, A. (2008). Estudio geológico del valle Groundwater Use in California. Groundwater. del rio Caplina Tacna-Peru, base para el estudio California: California Water Foundation. hidrogeológico de compatibilización del reservorio acuífero de la Yarada Tacna-Perú. Carrillo-Rivera, J., Cardona, A., & Edmunds, W. Convenio PET-INGEMMET, 82. (2002). Use of abstraction regime and -488- Rev. Investig. Altoandin. 2018; Vol 20 Nro 4 477 - 490  Edwin Pino V., Fátima Coarita A. knowledge of hydrogeological conditions to y 37-v). Boletín 6 - Comisión Carta Geológica control high-fluoride concentration in Nacional; Boletín, 1 - 2. abstracted groundwater: San Luis Potosı́ basin, Mexico. Journal of Hydrology, 261(1-4), 24-47. Lapworth, D., Krishan, G., MacDonald, A., & Rao, doi:10.1016/S0022-1694(01)00566-2 M. (2017). Groundwater quality in the alluvial aquifer system of northwest India: New Cooper, H., & Jacob, C. (1946). A generalized evidence of the extent of anthropogenic and graphical method for evaluating formation geogenic contamination. Science of The Total constants and summarizing well field history. E n v i ro n m e n t , 5 9 9 - 6 0 0 , 1 4 3 3 - 1 4 4 4. American Geophysical Union Transaction, doi:10.1016/j.scitotenv.2017.04.223 27(4), 526-534. Liu, P., Hoth, N., Drebenstedt, C., Sun, Y., & Xu, Z. Custodio, E., & Llamas, M. (1976). Hidrología (2017). Hydro-geochemical paths of multi- Subterránea (Vol. 2). Barcelona, España: Omega. layer groundwater system in coal mining regions — Using multivariate statistics and El Alfy, M., Aref, L., Fathy, A., & Abdulaziz, A.-B. geochemical modeling approaches. Science of (2017). Assessing the hydrogeochemical The Total Environment, 601-602, 1-14. processes affecting groundwater pollution in doi:10.1016/j.scitotenv.2017.05.146 arid areas using an integration of geochemical equilibrium and multivariate statistical PET. (2006). La Yarada en Emergencia. Tacna: techniques. Environmental Pollution, 229, 760- Dirección de Estudios. 770. doi:10.1016/j.envpol.2017.05.052 PET. (2013). Diagnóstico situacional del acuífero Flores, A., & Sempere, T. (2002). Avances sobre la Caplina en el ámbito del sector la Yarada. historia geológica del valle de Tacna Tacna: Dirección de Estudios. (CD_ROM). Congreso Peruano de Geología. Trabajos científicos-Sociedad Geológica del Pino, E., Tacora, P., Steenken, A., Valle, A., Chávarri, Perú, 11. E., Ascencios, D., & Mejía, J. (2017). Efecto de las características ambientales y geológicas Flores, A., Sempere, T., & Fornari, M. (2004). sobre la calidad del agua en la cuenca del río Síntesis actualizada de la estratigrafía del Caplina, Tacna, Perú. Ciencia y Tecnología del Cenozoico en el extremo sur del Peru. Congreso Agua, 8(6), 77-99. doi:10.24850/j-tyca-2017- Peruano de Geología. Resúmenes extendidos - 06-06 Sociedad Geológica del Peru, 444-447. Theis, C. (1935). The relation between the lowering I N G E M M E T y P E T. ( 2 0 0 8 ). E s t u d i o of the piezometric surface and the rate and Hidrogeológico de Compatibilización del duration of discharge of a well using Reservorio Acuífero La Yarada. Lima, Perú. groundwater storage. American Geophysical Union Transaction, 519-524. INRENA. (2003). Estudio Hidrogeológico Valle del Caplina. Lima. Todd C., F. (16 de junio de 2015). New NASA data show how the world is running out of water. The Jaén, H., & Ortíz, G. (1963). Geología de los Washington Post, págs. 1-2. Obtenido de cuadrángulos de La Yarada y Tacna : (hojas 37-u https://www.washingtonpost.com/news/wonk/ Rev. Investig. Altoandin. 2018; Vol 20 Nro 4 477 - 490 -489-  Caracterización hidrogeológica para determinar el deterioro de la calidad del agua en el acuifero la yarada media wp/2015/06/16/new-nasa-studies-show-how- Villanueva, M., & Iglesias, A. (1984). Pozos y the-world-is-running-out-of- Acuíferos: Técnicas de Evaluación Mediante water/?utm_term=.b2c38780176d Ensayos de Bombeo. Madrid: Instituto Geológico y Minero de España. Valhondo, C., Martínez-Land, L., Carreras, J., Hidalgo, J., Tubau, I., De Pourcq, K., & Ayora, Wen, Z., Zhan, H., Wang, Q., Liang, X., Ma, T., & C. ( 2 0 1 6 ). Tr a c e r t e s t m o d e l i n g f o r Chen, C. (2017). Well hydraulics in pumping characterizing heterogeneity and local scale tests with exponentially decayed rates of residence time distribution in an artificial abstraction in confined aquifers. Journal of recharge site. Hidrology and Earth System H y d r o l o g y, 5 4 8 , 4 0 - 4 5. Sciences, 20, 4209-4221. doi:10.1016/j.jhydrol.2017.02.046 -490- Rev. Investig. Altoandin. 2018; Vol 20 Nro 4 477 - 490