Metodología de ponderación morfométrica e hidrogeoquímica para clasificar la susceptibilidad a la meteorización química en las subcuencas del río Caplina, Tacna, Perú

• Vera, Alissa ^[1] ; Verma, Mahendra P. ^[2] ; Pino-Vargas, Edwin ^[1] ; Huayna, German ^[1]
  1. [1] Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann, Tacna, Perú
  2. [2] Instituto Nacional de Electricidad y Energías Limpias, Cuernavaca, Morelos, México / Universidad Politécnica de Nochixtlán “Abraham Castellanos”, Asunción Nochixtlán, Oaxaca, México
• Localización: Tecnología y Ciencias del Agua, ISSN-e 2007-2422, Vol. 13, Nº. 4 (julio-agosto), 2022, págs. 276-340
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Morphometric and hydrogeochemical weighting methodology to classify susceptibility to chemical weathering in the sub-basins of the Caplina River, Tacna, Peru
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    Se formula una metodología de ponderación heurística para clasificar la susceptibilidad a la meteorización química en la cuenca del Caplina desde dos enfoques: hidrogeoquímico y geológico morfométrico. El objetivo principal fue estudiar la recarga hidrológica de una cuenca árida con meteorización química diferencial de formaciones geológicas en contacto debido a la salinización del flujo de agua. Los parámetros en el enfoque morfométrico se analizaron en dos índices propuestos: (1) recarga histórica, a partir de los parámetros de forma y curva hipsométrica; (2) velocidad de escurrimiento en pendientes bajas (3-12 %), con densidad de drenaje < 0.8 km-1. Según su morfometría, las subcuencas Caplina y Magollo son más susceptibles a la meteorización química en la cuenca Caplina. Se interrelacionó la geoquímica (litología, minerales alterables y presencia de alteración hidrotermal) e hidrogeología (porosidad y permeabilidad). Para la validación de la metodología se utilizó el inventario de muestras hidroquímicas del Servicio Geológico Peruano (Ingemmet) y la clasificación resultante de ponderaciones determinó 80 % de fuentes subterráneas y superficiales en la cuenca están salinizadas predominantemente en unidades hidrogeológicas de alta y media susceptibilidad a la meteorización. El mapa final generado a escala 1:500 000 identifica dichas unidades hidrogeológicas: (1) acuíferos fisurados con alteración hidrotermal en las formaciones Chachacumane, Chulluncane, Huilacollo, Volcánico Barroso, aportando tendencias cálcicas sulfatadas en el 41.2 % del total de muestras; (2) acuitardos intrusivos en las formaciones Yarabamba y Challaviento, que influyen en oxidación de sulfuros en la hidroquímica del 17.6 % de muestras. Asimismo, se identifican los acuitardos de origen volcánico de susceptibilidad media a la meteorización, con un considerable aporte sódico en el 20.6 % de muestras del estudio.

  • English

    A heuristic weighting methodology is formulated to classify the susceptibility to chemical weathering in the Caplina basin from two approaches: hydrogeochemical and geological morphometric. The main objective was to study the hydrological recharge of an arid basin with differential chemical weathering of geological formations in contact due to the salinization of water flow. The parameters in the morphometric approach were analyzed in two proposed indices: (1) historical reload, from the parameters of shape and hypsometric curve; (2) runoff speed with low slopes (3-12 %), drainage density < 0.8 km-1. According to their morphometry, the Caplina and Magollo sub-basins are more susceptible to chemical weathering in the Caplina basin. For the validation of the methodology, the inventory of hydrochemical samples of the Peruvian Geological Service (Ingemmet) was used. The resulting classification of weights determined about 80 % of underground and surface sources in the basin are predominantly salinized in hydrogeological units of high and medium susceptibility to weathering. The final map generated at a scale of 1:500 000 identifies two hydrogeological units with high susceptibility to weathering: (1) fissured aquifers with hydrothermal alteration, in the Chachacumane, Chulluncane, Huilacollo, Volcánico Barroso formations, contributing calcium sulfate trends in 41.2 % of the total samples; (2) intrusive aquitards, in the Yarabamba and Challaviento formations, which influence the oxidation of sulfides in the hydrochemistry of 17.6 % of the samples. Likewise, aquitards of the volcanic origin of medium susceptibility to weathering are identified, with a considerable sodium contribution in 20.6 % of the study samples.