Desarrollo de la metodología MEPAM para la determinación de la conexión hidráulica entre una zona de recarga y una de descarga, caso Joya de Luna y Guaxcamá, San Luis Potosí.

Abstract

"En la región Centro-Oriente de México existen zonas con extensos afloramientos de rocas calcáreas plegadas formando sistemas montañosos con intenso desarrollo cárstico. El abastecimiento de agua en esta región se logra en una parte importante a partir de acuíferos controlados por dichos sistemas, por lo que es importante en-tender el comportamiento y dirección de las corrientes de agua subterránea en los sistemas acuíferos de la región. En este trabajo se analiza el flujo subterráneo entre la localidad de Joya de Luna (municipio de Cerritos, San Luis Potosí) y Guaxcamá (municipio de Villa Juárez, S.L.P.) para analizar la posible conexión entre ambas zonas (recarga y descarga) por medio del uso de diversas metodologías, conocidas y nuevas. Se propone la implementación de un método novedoso, eficaz y factible denomi-nado MEPAM (Metodología Polínica Ambiental) para el estudio de conectividad de acuíferos en medios cársticos, en especial en la identificación de la conectividad entre la zona de recarga y de descarga, utilizando granos de polen como trazadores. XIII De manera complementaria, para contrastar y examinar la validación de este mé-todo se emplearon isotopos estables de Deuterio y Oxigeno-18; se empleó además el exceso de deuterio como un factor para el análisis hidrogeológico. Se documentó mediante un levantamiento de la vegetación presente en ambas zonas de estudio, en un radio de 5 km, el tipo de familias existentes en la zona de recarga Joya de Luna y la de descarga en Guaxcamá, y se generó una base de datos con 41 espe-cies polínicas, para la caracterización morfológica. Posteriormente, se hizo una re-colecta de 135 muestras de agua subterránea donde se encontraban suspendidos los granos de polen en los 15 diferentes aprovechamientos de norias y manantiales. El análisis de especies mostró que granos de polen de las especies de Zea mays (Zeama), Avena sativa (Avesa), Cicer arietinum (Cicar) y Quercus sp., característi-cos solo de la zona de recarga se presentaban en la zona de descarga. Los resul-tados polínicos fueron congruentes con la técnica isotópica y el exceso de deuterio en donde se identificaron dos rutas con conexión hidráulica G1 y G2. La ruta G1 conecta a la muestra 11 de la zona de recarga y las muestras 1, 4 y 6 de la zona de descarga. La ruta G2 muestra la conexión hidráulica entre la muestra 15 de la zona de recarga y las muestras 5, 7 y 10 de la zona de descarga. En ambas zonas se presentaron granos de Zeama, Avesa y Cicar. El polen de la familia Quercus sp., propio también de la zona montañosa alta, se detectó en las muestras de los puntos 11, 12 y 15 de la zona de recarga y en los puntos 1, 4, 5, 6, 7, 9 y 10 de la zona de descarga. Adicionalmente, se documenta en este trabajo otro caso de flujo de agua subterrá-nea con condiciones distintas, en las subcuencas de Santa Catarina y Ocampo- XIV Paraíso, en la zona media de San Luis Potosí, 40 km al sur de Joya de Luna, donde la caracterización hidrogeoquímica ha permitido identificar los tipos de aguas sub-terráneas y diversos procesos de interacción agua-roca. La composición del agua subterránea en cada una de estas cuencas refleja la disolución por el agua de lluvia de los minerales de carbonato y magnesio de las rocas carbonatadas de la Forma-ción El Abra (Cretácico medio) y el flujo subterráneo a través de un medio granular con fuerte influencia de material volcánico. Las aguas de tipo Ca-HCO3 y Ca-Mg-HCO3 se modifican durante el flujo subterráneo mediante la incorporación de iones de Na+ y SO-4. Ambas metodologías han permitido identificar las direcciones de flujo subterráneo, la interacción agua-roca, además MEPAM permitió determinar la conectividad hi-dráulica entre Joya de Luna y Guaxcamá."

"In the Central-Eastern region of Mexico there are areas with extensive outcrops of folded calcareous rocks forming mountainous systems with intense karstic develop-ment. The water supply in this region is accomplished in an important part from aq-uifers controlled by these systems, so it is important to understand the behavior and direction of groundwater flows in the aquifer systems of the region. In this work, the underground flow between the town of Joya de Luna (municipality of Cerritos, San Luis Potosi) and Guaxcama (municipality of Villa Juarez, SLP) is analyzed to analyze the possible connection between both zones (recharge and discharge) of the use with different, known and new methodologies. It is proposed the implementation of a novel, effective and feasible method called MEPAM (Environmental Poll Methodology) for the study of connectivity of aquifers in karst environments, especially in the identification of connectivity between the re-charge and discharge zones, using grains of pollen as tracers. In a complementary way, stable isotopes of Deuterium and Oxygen-18 were used to contrast and exam-ine the validation of this method; In addition, excess deuterium was used as a factor for the hydrogeological analysis. It was documented by means of a survey of the vegetation present in both study zones, within a radius of 5 km, the type of families existing in the recharge zone Joya de Luna and the discharge in Guaxcama, and a database with 41 pollen species, for morphological characterization. Subsequently, a collection of 135 groundwater samples of was made where the pollen grains were suspended in the 15 different uses of norias and springs. Species analysis showed that pollen grains of Zea mays (Zeama), Avena sativa (Avesa), Cicer arietinum (Cicar) and Quercus sp., are characteristic species only of the recharge zone, were present in the discharge zone. The pollen results were consistent with the isotopic technique and the deuterium excess in which two routes with hydraulic connection G1 and G2 were identified. Route G1 connects to sample 11 of the recharge zone and samples 1, 4 and 6 of the discharge area. Route G2 shows the hydraulic connection between sample 15 of the recharge zone and samples 5, 7 and 10 of the discharge area. Grains of Zeama, Avesa, and Cicar were presented in both zones. The pollen of the family Quercus sp., also typical of the high mountainous area, was detected in the samples points11, 12 and 15 of the recharge zone and in points 1, 4, 5, 6, 7, 9 and 10 from the discharge area. Additionally, another case of groundwater flow with different conditions is docu-mented in this work, in the sub-basins of Santa Catarina and Ocampo-Paraíso, in the middle zone of San Luis Potosí, 40 km to the south of Joya de Luna, where the hydrogeochemistry characterization has allowed to identify the types of groundwater and various water-rock interaction processes. The composition of the groundwater in each of these basins reflects the dissolution by rainwater of the carbonate and XVII magnesium minerals of the carbonate rocks of the Formation El Abra (Middle Creta-ceous) and the underground flow through a granular medium with strong influence of volcanic material. The waters of type Ca-HCO3 and Ca-Mg-HCO3 are modified during the underground flow by the incorporation of Na + and SO-4 ions. Both methodologies have allowed to identify the directions of underground flow, the water-rock interaction, in addition MEPAM to determine the hydraulic connectivity between Joya de Luna and Guaxcama."