Caracterización hidrogeoquímica del agua subterránea del Valle de Querétaro para el estudio de sistemas de flujo

Los niveles piezométricos medidos en el acuífero del Valle Querétaro de los últimos 40 años registran descensos de más de 100 m, con un promedio de 120 m. La Pérez Villareal variación espacial de las condiciones de descenso evidencia la existencia de un sistema acuífero determinado por la estratigrafía del subsuelo, donde las fallas y fracturas pueden actuar como barreras o canales de flujo. Estudios previos han reportado que el acuífero del Valle de Querétaro es multicapa, profundo, con interacciones de secuencias granulares y fracturadas. Para este trabajo 60 muestras de agua de 38 sitios del acuífero fueron caracterizadas. Las propiedades físico-químicas fueron medidas en campo y los aniones cationes y algunos elementos traza se cuantificaron en el laboratorio. En ocho pozos de monitoreo se muestreo agua subterránea en dos profundidades y durante tres periodos de tiempo. Los resultados de iones mayores (diagramas de Piper y Stiff) indican que la mayoría de las aguas son bicarbonatadas-sódico-potásicas, lo que es indicativo de aportes de aguas profundas. Los sólidos disueltos y la conductividad eléctrica de las muestras evidencian que existía un sistema de flujo somero y libre que fluía hacia el centro del Valle de Querétaro hace más de 50 años, coincidiendo con estudios anteriores de evolución piezométrica del acuífero en el hecho de que se está extrayendo agua de reservorios más profundos. La actividad hidrotermal y los patrones en la caracterización química del agua subterránea en zonas aledañas a discontinuidades geológicas indican que las fallas y fracturas determinan el flujo. El diagrama de Piper, junto con el análisis de clusters e índices de correlación, permitieron establecer una relación entre la estratigrafía y la composición química del agua subterránea. Al caracterizar agua subterránea de un mismo sitio en tres periodos diferentes se detectaron ciertos cambios en su composición química. La información aportada en este estudio demuestra que en acuíferos complejos, los registros piezométricos no son suficientes para determinar los sistemas de flujo de agua subterránea. La implementación de un monitoreo de las características químicos y físicas del acuífero dentro del marco geológico específico de la zona de estudio ha probado ser adecuado para el entendimiento de los sistemas de flujo en ambiente complejos.

The piezometric levels measured in the aquifer of the Valley of Querétaro for the last 40 years record decrease of more than 100 m, with an average of 120 m. The spatial variation of the declining conditions evidence the existence of an aquifer system determined by the subsurface stratigraphy, where faults and fractures can act as barriers or channels flow. Previous studies have reported that the aquifer of the Valley of Querétaro is multi-layer, deep, with granular and fractured intercalated sequences. In this kind of aquifers the piezometric measurements are not enought to determine groundwater flow directions. For this work 60 water samples of 38 aquifers sites were characterized. The physicochemical parameters were measured in field and the anions, cations and some trace elements were quantified in the laboratory. In eight minitoring wells groundwater was sampled in two different depths, and during three time periods. The results of major ions (Piper diagrams and Stiff) indicate that most waters are bicarbonate-sodium-potassium, which is indicative of contributions from deep water. The dissolved solids and electrical conductivity of the samples evidence that there was a shallow and free flow system flowing towards the center of Valley of Querétaro more than 50 years ago, consistenting with previous piezometric evolution studies in the fact that groundwater is currently being extracted from deeper reservoirs. Hydrothermal activity and chemical patterns of groundwater in areas surrounding geologic discontinuities suggest that faults and fractures determine the groundwater flow. The Piper diagram, along with the of clusters, and correlation index allowed to establish a relationship between the stratigraphy and chemical composition of ground water. With the characterization of groundwater from the same site in three different periods some changes were detected in their chemical composition. Information brought in this study demonstrate that in complex, the piezometric record is not enough to determine groundwater flow systems. Implementation of a monitoring of the analysis chemical and physical characteristics of the aquifer with the specific geological setting has proven suitable to understanding flow system mechanism in complex environments.