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  PROGRAMA DEL CURSO "MODELACIÓN NUMÉRICA DEL FLUJO DE AGUA SUBTERRÁNEA" 3 al 7 DE NOVIEMBRE DE 2003 FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS, INGENIERÍA Y AGRIMENSURA UNIVERSIDAD NACIONAL DE ROSARIO AV. PELLEGRINI 250 - AULA 23 - 2000 ROSARIO OTORGA CREDITOS PARA EL DOCTORADO EN INGENIERIA Y LA MAESTRIA EN RECURSOS HÍDRICOS EN ZONA DE LLANURA PROFESORES: DR. LUIS SEBASTIÁN VIVES MSc MARCELO VARNI INSTITUTO DE HIDROLOGIA DE LLANURAS (IHLLA), AZUL. Organizado por: CENTRO UNIVERSITARIO ROSARIO DE INVESTIGACIONES HIDROAMBIENTALES (CURIHAM), ROSARIO. INSTITUTO DE HIDROLOGIA DE LLANURAS (IHLLA), AZUL. Organismos Patrocinantes: Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires - UNCPBA Universidad Nacional de Rosario - UNR Instituto de Hidrología de Llanuras, Azul - IHLLA Centro Universitario Rosario de Investigaciones Hidroambientales, CURIHAM Facultad de Ciencias Exactas, Ingeniería y Agrimensura, Rosario - FCEIA Asociación Americana para el Manejo Integrado de Cuencas Hidrográficas -AAMICH Grupo Argentino de la Asociación Internacional de Hidrogeólogos GA-AIH INTRODUCCIÓN Dentro del campo de la hidrogeología existe actualmente un consenso general en la importancia del empleo de los modelos matemáticos para reproducir el movimiento del flujo subterráneo, lo que permite lograr un mayor conocimiento del acuífero, reproducir el movimiento actual del flujo y realizar predicciones futuras en diferentes escenarios. De hecho, su manejo se ha extendido en los ámbitos científico y técnico en la mayoría de los países desarrollados llegando a constituirse hoy en una herramienta prácticamente imprescindible para el estudio del flujo de agua en los acuíferos. OBJETIVOS El objetivo del curso es el iniciar a los participantes con las herramientas numéricas de modelación del flujo subterráneo, con especial énfasis en la aplicación práctica. Para ello se ha estructurado el curso de forma que el participante pueda adquirir, en un corto período de tiempo, un manejo razonable de cualquier programa de simulación. PROGRAMA Introducción y Generalidades · La modelación numérica. El proceso de modelación. Utilidad de los modelos. · Métodos generales de resolución de ecuaciones diferenciales en derivadas parciales: diferencias finitas, diferencias finitas integradas, elementos finitos y elementos de contorno. · Clasificación de las ecuaciones diferenciales de 2do. orden: parabólicas, elípticas e hiperbólicas. · Las ecuaciones de flujo y transporte. Solución de la ecuación de flujo por diferencias finitas · Esquema de diferencias finitas. Derivación formal. Derivación por balance de masas. · Integración temporal. Esquemas explícito e implícito. Crank-Nicolson. Comparación. · Estabilidad. Análisis de Von Neumann. Análisis intuitivo. · Consistencia. Error de truncamiento. Convergencia. Error de convergencia. Teorema de Lax. · Condiciones de contorno. Tipos e implementación. · Problemas no lineales. Tipos de problemas. Enfoques de solución. · Métodos de solución de las ecuaciones. El programa MODFLOW (diagrama de bloque, empleo, opciones de simulación, datos necesarios, análisis de los resultados, balance de masas, etc). Aplicación de los modelos de flujo · Tipos de problemas. Datos necesarios para la modelación. Limitaciones de los modelos. Tipos de errores. · El proceso de modelación. Conceptualización. Discretización. Calibración. Verificación. · El proceso de modelación. Análisis de sensibilidad. Simulación. Análisis de errores. Discusión de hipótesis. · Estudio de casos reales. Trabajo Práctico: Datos necesarios para correr el modelo - Cartografía de la zona de estudio con datos topográficos, convenientemente en formato dxf de AUTOCAD. - Datos del acuífero: tipo de acuífero, geometría del techo y piso, materiales, conexiones hidráulicas con arroyos, ríos, otros acuíferos, etc. espesores, mapas de isopiezas del acuífero, etc. - Recarga la acuífero (al menos una estimación), datos climatológicos (precipitación, evapotranspiración, etc.) extracciones (bombeo, etc.) excedentes de riego, manantiales, red de drenaje, de canales, etc, - Si el acuífero está conectado a un río es conveniente tener nivel en el río y los caudales - Propiedades hidráulicas del acuífero; ensayos de bombeo, valores de transmisividad, conductividad hidráulica, coeficientemente de almacenamiento, etc. - Datos de niveles: en los pozos, en lagos o cuerpos de agua, características de los pozos (filtro, penetrante o no penetrante, radio, etc.) - Si el estudio se pretende realizar en estado transitorio se deberá conocer la variación de los niveles en el tiempo y las variables relacionadas con la recarga del acuífero. - El dato más importante es tener el mejor modelo conceptual posible del funcionamiento del sistema. PROGRAMA DETALLADO Lunes 3: Mañana: (a) presentación, estado de modelación y (b) teoría de diferencias finitas. Tarde: estructura VisualModflow y practica de VisualModflow. Martes 4: Mañana: (a) modelos conceptuales de funcionamento de acuiferos y (b) práctica de VisualModflow - primer ejemplo sintético. Tarde: presentación de los ejemplos a modelar por los participantes. Miércoles 5: Mañana: (a) práctica de VisualModflow y (b) segundo ejemplo sintético. Tarde: presentación de las estructuras de los modelos de los participantes y práctica de VisualModflow con los ejemplos de los participantes. Jueves 6: Mañana: (a) Otros modelos de flujo y (b) Modelos de transporte. Tarde: práctica de VisualModflow con los ejemplos de los participantes. Viernes 7: Mañana: (a) Examen y (b) Ejemplos de modelos de flujo y transporte. Tarde: presentación y resumen de la modelaciones de los participantes. Horarios: Mañana: (a) 9:00 a 10:30 y (b) 10:45 a 12:15. Tarde: 14:00 a 18:00 APROBACIÓN DEL CURSO El asistente deberá aprobar el examen y aprobar una monografía (presentar una modelación, con apoyo de consultas por internet y una consulta personal -la semana posterior al curso). La monografía deberá presentarla con el máximo de plazo de un mes. DURACIÓN DEL CURSO Teoría 18 horas, practica 16 horas y exámen 1 hora, total 35 horas. Se estima que la realización de la monografía será entre 20 a 25 horas. BIBLIOGRAFÍA Bear, J. (1972) Dynamics of Fluids in Porous Media. Elsevier, New York. Davis, J.C., 1986, Statistics and Data Analysis in Geology, John Wiley & Sons, New York, 550 p. Deutsch, C.V., & A.G. Journel, 1992, GSLIB: Geostatistical Software Library and User's Guide, Oxford University Press, New York, 340 p. Fetter, C.W. 1993. Contaminant hydrogeology. MacMillan, 458 p. Fetter, C.W. 1994. Applied hydrogeology. MacMillan, 691 p. Freeze, r.a. & Cherry, J.A. 1979. Groundwater. Prentice Hall. Guiguer N. and T. Franz, 1996. Visual Modflow. Versión 2.0. The Integrated Modeling Environment for MODFLOW and MODPATH. Waterloo Hydrogeologic Software. Huyakorn, P. and G. Pinder, 1983. Computational methods in subsurface flow. Academic Press, INC. 473 pp. McDonald, M.G., & A.W. Harbaugh, 1988, A modular three-dimensional finite-difference ground-water flow model, Techniques of Water Resources Investigations 06-A1, United States Geological Survey. Pollock, D.W., 1994, User's Guide for MODPATH/MODPATH-PLOT, Version 3: A particle tracking post-processing package for MODFLOW, the U.S. Geological Survey finite difference ground-water model, U.S. Geological Survey, Open-File Report 94-464, Reston, Virginia, Sept., 1994. Prickett, T. and C. Lonnquist, 1971. Selected digital computer techniques for groundwater resource evaluation. Illinois State Water Survey, Bulletin 55. Traducción de B. Lopez Camacho y Camacho y J. López García, MOP, 127 pp. Wang, H. and M. Anderson. 1982 Introduction to Groundwater Modeling: Finite Difference and Finite Element Methods. W. H. Freeman, New York. Zheng, C., Wang, P., 1998, "MT3DMS: A Modular Three-Dimensional Multispecies Transport Model for Simulation of Advection, Dispersion and Chemical Reactions of Contaminants in Groundwater Systems." University of Alabama. Periódicos: Environmental Science Technology, Journal of Contaminant Hydrogeology, Groundwater, Journal of Hydrology, Ground Water Monitoring & Remediation, Water Resources Research. MODALIDAD Los participantes pueden realizar este curso como modalidad de "asistencia", "postgrado" con validez para la Maestría en Recursos Hídricos en zonas de llanura Y Doctorado en Ingeniería de la FCEIA-UNR. Para todas las modalidades debe tener una asistencia del 75 %. Para obtener el curso con puntaje para "postgrado UNR", requiere que los participantes aprueben el examen y realicen una monografía. INFORMACIÓN FCEIA - ESC. POSGRADO y EDUCACIÓN CONTINUA. AV. PELLEGRINI 250 - 2000 ROSARIO. TEL 0341-4802655. correo-e: capacita@fceia.unr.edu.ar CURIHAM - RIOBAMBA 245 BIS - 2000 ROSARIO. TELEFAX 0341-4808541. correo-e: curiham@fceia.unr.edu.ar MATRICULA DE INSCRIPCION El curso tiene un costo de pesos Ciento Cincuenta ($ 150), incluyendo los materiales. BECAS Y MEDIAS BECAS Se prevé la asignación de becas y medias becas en función del número de inscriptos. Las solicitudes se realizarán por escrito, fundamentando el pedido, y deberá adjuntarse el Currículo Vitae del aspirante. |
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