Hydrogeochemical characterization and identification of a system of regional flow. Case study: the aquifer on the Gulf of Urabá, Colombia

Abstract

RESUMEN: La hidrogeoquímica constituye una herramienta fundamental para la verificación de los modelos conceptuales, en particular los modelos de flujo de aguas subterráneas, esto se hace aún más relevante cuando se tienen modelos hidrogeológicos complejos en los que se intercalan capas de distinta permeabilidad e intervienen flujos regionales. Analizando las características del Acuífero del Golfo de Urabá y secciones geológicas, fue posible establecer procesos que explican la evolución del flujo del agua subterránea y las zonas de recarga del acuífero. Se utilizaron 4 líneas de flujo para mostrar la evolución del agua subterránea de facies Ca2+-HCO3- y una concentración de STD de 400 mg/L aproximadamente, pasando por facies Ca2+-Mg2+-HCO3- y Na+-Mg2+-HCO3-, y finalizando con una facies Na+-HCO3-, cerca de la zona de descarga, con STD=1,550 mg/L aproximadamente. Algunos datos de isotopos estables sustentan la verificación de los sentidos de flujo hidrogeológico. También es claro que los ordines de evolución se corresponden con las posibles velocidades de flujo en zona con gradiente homogéneo pero condiciones de conductividad hidráulica más altas en el sur y centro que en el norte.

ABSTRACT: Hydrogeochemistry is an essential tool for the verification of conceptual models, especially of groundwater flow models. This is even more relevant when dealing with complex hydrogeological models that have intercalating layers with different degrees of permeability, and regional flows contributing to the system. The hydrogeochemical characteristics of the Urabá-Colombia Aquifer and geological cross-sections were studied to establish possible processes that explain the groundwater flow evolution and the recharge zones. 4 flow lines were considered to show the groundwater evolution from Ca2+-HCO3- facies and a TDS concentration of approximately 400 mg/L, trough Ca2+-Mg2+-HCO3- and Na+-Mg2+-HCO3- facies, ending with Na+-HCO3- facies close to discharge area, with TDS=1,550 mg/L. Data on stable isotopes confirmed the groundwater flow directions. It is also clear that evolution orders correspond to the possible flow rates in areas with a homogeneous gradient, but with higher hydraulic conductivity conditions to the south and center, compared to the north.