Determination of hydraulic transmissivity in coastal aquifer by optimal estimation of the Qe-T relationship using Kalman filter

• Autores: Jaime Herrera Barrientos, Héctor José Peinado Guevara, José de Jesús Campos-Gaxiola, Adriana Cruz-Enriquez, Víctor Manuel Peinado-Guevara, María de los Ángeles Ladrón de Guevara Torres, Salvador Belmonte Jiménez, Leonardo Herrera
• Localización: Hidrobiológica, ISSN 0188-8897, Vol. 30, Nº. 3, 2020, págs. 211-219
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Determinación de la transmisibilidad hidráulica en un acuífero costero mediante estimación óptima de la relación Qe-T usando el filtro de Kalman
• Enlaces
  • Texto completo
• Resumen
  • español

    RESUMEN Antecedentes: El conocimiento sobre el manejo del agua como recurso indispensable para desarrollar la agricultura permite tener mayor efectividad en su uso. Objetivos: La actividad agrícola en la parte baja del río Sinaloa depende del agua dulce de las presas regionales y del acuífero. Métodos: El uso del agua subterránea, representa aproximadamente el 15% del agua total usada. Ante la aparición de periodos de sequía prolongados, se perforan nuevos pozos sin el uso de una guía apropiada que oriente a los agricultores sobre la ubicación de las zonas acuíferas que tienen una mayor transmisividad hidráulica con el propósito de explotarlos de manera más racional. Resultados: La Comisión Nacional del agua tiene registrados más de 680 pozos en ambas márgenes del Río Sinaloa. Se analizó la información de 205 de estos pozos de bombeo para uso agrícola o doméstico y la información de capacidad específica. De este número, 79 pozos tienen pruebas de bombeo. Se determina entonces que el objetivo de este trabajo de investigación fue encontrar la relación entre los datos de capacidad especifica (Qe) y transmisividad hidráulica (T) de la zona de estudio usando la fórmula de Thiem, considerando un valor fijo del radio de influencia. Conclusiones: Esta consideración hipotética y las heterogeneidades del medio acuífero suman a la relación T-Qe una componente adicional, se determina que tiene un comportamiento normal. Mediante el filtro de Kalman es posible eliminar o reducir tal componente, mejorando así la determinación de la relación T-Qe de un valor r de 0.95 (sin filtro) a 0.97 (con filtro), para una relación lineal y exponencial. La aplicación de una estimación T-Qe permite caracterizar la zona acuífera, con este procedimiento se obtuvo un mapa sobre la distribución de T, que servirá de guía para futuras explotaciones del agua subterránea en la zona de estudio.

  • English

    ABSTRACT Background: The knowledge on the management of water as a vital resource to develop agriculture allows having greater effectiveness in its use. Goals: The agricultural activity in the lower part of the Sinaloa River depends on the fresh water of the regional dams and the aquifer. Methods: The use of groundwater represents approximately 15% of the total water used. In the presence of prolonged periods of drought, new wells are drilled without the use of an appropriate guide for farmers on the location of aquifer areas with a greater hydraulic transmissivity with the purpose of exploiting them more rationally. The National Water Commission has registered more than 680 wells on both banks of the Sinaloa River. Results: The information of 205 of these pumping wells for agricultural or domestic use and the specific capacity information was analyzed. Then, 79 out of 205 wells have pumping tests. It is then determined that the objective of this research work was to find the relationship between the specific capacity (Qe) and hydraulic transmissivity (T) data of the study area using the Thiem formula, considering a fixed value of the radius of influence. This hypothetical consideration and the heterogeneities of the aquifer environment add to the T-Qe relationship an additional component, it is determined that it has a normal behavior. Using the Kalman filter it is possible to eliminate or reduce such a component, thus improving the determination of the T-Qe relation of an R-value of 0.95 (without filter) to 0.97 (with filter), for a linear and exponential relationship. Conclusions: The application of a T-Qe estimate allows characterizing the aquifer area, with this procedure a map was obtained on the distribution of T, which will serve as a guide for future exploitations of groundwater in the study area.