La calibración de modelos hidrogeológicos es el proceso de ajustar los parámetros hidráulicos para que las cargas hidráulicas y los flujos simulados coincidan con los datos observados. Debido a las complejidades en la distribución de parámetros, la geometría del modelo, la conceptualización de las condiciones de borde y otros factores, la calibración puede ser un proceso que consume mucho tiempo y en ocasiones tener un éxito limitado. Sin embargo, herramientas como PEST, integradas con Model Muse, aceleran significativamente el proceso de calibración y el análisis de incertidumbre de los modelos de aguas subterráneas. Este curso cubrirá ejemplos de calibración automática usando la herramienta PEST para modelos MODFLOW6 en Model Muse. Se emplean algunos códigos en Python para revisar la etapa de implementación de PEST, pero no se requiere conocimiento previo de Python.
Objetivos
Al final del curso, el estudiante será capaz de:
Comprender la implementación de PEST en Model Muse para modelos MODFLOW.
Utilizar parámetros hidráulicos uniformes o distribuidos (pilot points) en PEST.
Aplicar PEST a modelos geoespaciales con una serie de condiciones de frontera.
Contenido
El curso consta de 6 secciones. Estos son los tópicos para cada sesión:
Sesión 1: Implementación básica de PEST en un modelo a escala local
Esta sesión presenta un ejemplo introductorio de uso de PEST con un modelo de aguas subterráneas a escala local que incluye dos condiciones de borde como parámetros y niveles hidráulicos como objetivos de calibración. Los temas cubiertos son:
Visión general de la implementación de PEST en Model Muse.
Configuración de la conductividad hidráulica (K) y recarga como parámetros para la calibración con PEST.
Ejecución de una simulación con PEST y análisis de los resultados.
Sesión 2 - Calibración automática de MODFLOW 6 con PEST en medios heterogéneos con dos tipos de observación
Esta sesión ofrece un ejemplo de un modelo de flujo de agua subterránea multicapa que tiene un flujo regional desde un carga general hacia un carga interpolada sobre vértices, con condiciones de frontera de recarga y drenaje. Aquí se cubrirá:
Implementación de cuatro parámetros PEST para conductividades hidráulicas y de drenaje.
Configuración de niveles hidráulicos y flujo como observaciones en PEST.
Ejecución y análisis de los resultados de PEST.
Sesión 3 - Estimación de parámetros distribuidos usando puntos piloto (pilot points) en un modelo peninsular MODFLOW 6 - PEST
Esta sesión proporciona un ejemplo aplicado de la implementación de puntos piloto de PEST para la conductividad hidráulica en el modelo de flujo de agua subterránea en una península. Se incluirá:
Simulación con PEST con 20 puntos de observación.
Definición de puntos piloto distribuidos a partir de un archivo shapefile.
Conceptualización de conductividades hidráulicas, conductancia GHB y tasa de recarga como parámetros de PEST.
Sesión 4 - Modelación de aguas subterráneas en una zona de talud / Construcción y simulación
Esta sesión abarca la construcción del modelo numérico desde la configuración de las propiedades del acuífero y condiciones de frontera hasta la simulación y visualización de los niveles hidráulicos. Analizaremos la diferencia entre niveles observados y calibrados, haciendo un breve análisis de la distribución de niveles y definición de parámetros para la calibración automática con PEST.
Definición de la malla y condiciones de las capas del acuífero en MODFLOW y Model Muse.
Inserción de objetos que representan flujo regional, mar, recarga, drenaje y evapotranspiración.
Implementación de 24 puntos de observación usando el paquete HOB.
Sesión 5 - Modelación de aguas subterráneas en una zona de ladera / Implementación de PEST
Sobre el modelo regional construido en la Sesión 4, implementaremos PEST para la estimación automática de 2 conductividades hidráulicas y la tasa de recarga. Se explica paso a paso todo el proceso de implementación de PEST y se realiza una discusión sobre el papel de los valores iniciales en el desempeño de la estimación con PEST.
Configuración de PEST y definición de parámetros.
Implementación de puntos de observación en PEST.
Revisión de los archivos de PEST y evaluación del efecto de los valores iniciales en el desempeño de PEST.
Sesión 6 - PEST en un modelo regional en MODFLOW 6 con mallas Voronoi
Podemos trabajar con modelos de agua subterránea basados en mallas Voronoi en Model Muse. Este ejemplo cubre los pasos de generación de la malla del modelo con el paquete Python mf6Voronoi y la configuración de parámetros hidráulicos y puntos de observación en Model Muse. El modelo tiene diferentes unidades geológicas que incluyen un cuaternario y 10 puntos de observación.
Generación de malla y configuración básica del modelo con mf6Voronoi.
Configuración de unidades hidrogeológicas y condiciones de frontera en Model Muse.
Configuración, ejecución y evaluación de PEST con niveles y parámetros.
Examen final
Capacitador
Saúl Montoya M.Sc.
Hidrogeólogo – Modelador Numérico
El Sr. Montoya es Ingeniero Civil de la Universidad Católica en Lima con estudios de postgrado en Manejo e Ingeniería de Recursos Hídricos (Programa WAREM) de la Universidad de Stuttgart – Alemania con mención en Ingeniería de Agua Subterránea e Hidroinformática. El Sr. Montoya tiene gran capacidad analítica para la interpretación, conceptualización y modelamiento del ciclo hídrico superficial, subterráneo y su interacción, también domina los conceptos del transporte de contaminantes y los sistemas de remediación de sitios contaminados.
Encuentra más información sobre las calificaciones y los proyectos principales del Sr. Montoya aquí.
Metodología
Modalidad: Online - Asincrónico
Algunos detalles sobre la metodología del curso:
Los manuales y archivos de los ejercicios serán entregados en nuestra plataforma virtual.
El curso se desarrollará mediante videos grabados disponibles en nuestra plataforma elearning.
Hay soporte a través del foro/correo electrónico de cada curso para preguntas sobre los ejercicios desarrollados.
El video de las clases estará disponible durante 12 meses.
Los exámenes de certificación se organizan de la siguiente manera:
El curso tiene 1 examen que comprende el contenido.
Certificado digital disponible al final del programa con la aprobación del examen.