Cuantificación de la incertidumbre asociada a la simulación del volumen de relleno de cuenca, con énfasis en el impacto de la madurez geomorfológica

Abstract

Este trabajo propone una metodología que permita cuantificar el espesor de la cobertura sedimentaria en distintas cuencas del país entregando también la incertidumbre asociada a este cálculo. La metodología fue aplicada en tres cuencas ubicadas en distintos contextos geomorfológicos con la finalidad de investigar si el contexto morfoestructural impacta la incertidumbre asociada al cálculo del espesor. Como casos de estudio se eligieron las cuencas de Pampa del Tamarugal la que se encuentra controlada por morfoestructuras como la depresión Central y la precordillera, las cuencas de Tongoy – Limarí se encuentra en un contexto costero entre los Altos Talinay, cordillera de la costa, planicies litorales y valles transversales, por último, la cuenca del Bío Bío que se localiza en la depresión central entre la cordillera de la costa y la precordillera. Para todos estos casos se utilizaron los datos disponibles de campañas gravimétricas existentes y que establecen el espesor del relleno sedimentario en distintas estaciones. A modo de complementar los datos gravimétricos de cada cuenca, se añadió información para caracterizar el límite entre la cuenca sedimentaria y el basamento expuesto, además de una grilla de datos asignada a las zonas extensas de basamento en superficie. Por último, se agregó un polígono de filtrado evitando de esta manera cualquier celda con valores de relleno sedimentario en el basamento expuesto. A partir de esta información se diseñó un modelo de bases de datos unificado el que permitió desarrollar un único proceso para el cálculo de las estadísticas básica, correlación espacial, simulación y validación. y trabajar todas las cuencas bajo el mismo orden. El cálculo de la variografía experimental, confirma que las cuencas de Pampa del Tamarugal y Tongoy – Limarí, presentan una dirección de máxima continuidad con la misma orientación que las morfoestructuras que controlan la cuenca con orientación N – S, mientras que en la cuenca del Bío Bío no se le determino una dirección continuidad espacial preferencial. Los modelos de correlación espacial fueron incorporados al proceso de simulación secuencial gaussiana, el que consiste en rellenar celdas con valores que recrean la variabilidad original de los datos, generando múltiples realizaciones equiprobables de la distribución del espesor del relleno sedimentario. A partir de los espesores simulados, el volumen del relleno sedimentario fue calculado para cada realización, multiplicando el valor del espesor simulado en cada celda por las dimensiones de esta última y sumando sobre todas las celdas. Mas aun, a partir de la distribución de los volúmenes obtenidos para cada realización es posible determinar la incertidumbre de los volúmenes estimados asociados. De este procedimiento se obtuvo que la cuenca de Pampa del Tamarugal presenta un volumen promedio de 435 km3 y una incertidumbre relativa del 7,1%, mientras que las cuencas de Tongoy – Limarí cuentan con un volumen promedio de 247 km3 y una incertidumbre de 4,1% por último la cuenca del Bío Bío con un volumen promedio de 5088 km3 y una incertidumbre de 4,5%. Estos valores se relacionaron directamente a los datos disponibles y su distribución espacial, la cual, a su vez, se relaciona indirectamente al contexto geomorfológico de cada cuenca. En el caso de Pampa del Tamarugal su incertidumbre se asoció a la falta de caracterización de las incisiones fluviales profundas y su impacto en la subsuperficie, lo cual resultó en el aumento de la incertidumbre de ten la cuenca. Las cuencas de Tongoy – Limarí presentaron la menor incertidumbre de los casos de estudio, esto se asocia a una relativa mayor cantidad de datos respecto a las otras cuencas. Por último, la cuenca del Bío Bío pese a la gran diferencia en volumen en comparación a las otras cuencas obtuvo una baja incertidumbre asociada a su relativa menor variabilidad espacial, donde se observaron transiciones paulatinas entre los valores medidos en las distintas estaciones gravimétricas.

Este trabajo propone una metodología que permita cuantificar el espesor de la cobertura sedimentaria en distintas cuencas del país entregando también la incertidumbre asociada a este cálculo. La metodología fue aplicada en tres cuencas ubicadas en distintos contextos geomorfológicos con la finalidad de investigar si el contexto morfoestructural impacta la incertidumbre asociada al cálculo del espesor. Como casos de estudio se eligieron las cuencas de Pampa del Tamarugal la que se encuentra controlada por morfoestructuras como la depresión Central y la precordillera, las cuencas de Tongoy – Limarí se encuentra en un contexto costero entre los Altos Talinay, cordillera de la costa, planicies litorales y valles transversales, por último, la cuenca del Bío Bío que se localiza en la depresión central entre la cordillera de la costa y la precordillera. Para todos estos casos se utilizaron los datos disponibles de campañas gravimétricas existentes y que establecen el espesor del relleno sedimentario en distintas estaciones. A modo de complementar los datos gravimétricos de cada cuenca, se añadió información para caracterizar el límite entre la cuenca sedimentaria y el basamento expuesto, además de una grilla de datos asignada a las zonas extensas de basamento en superficie. Por último, se agregó un polígono de filtrado evitando de esta manera cualquier celda con valores de relleno sedimentario en el basamento expuesto. A partir de esta información se diseñó un modelo de bases de datos unificado el que permitió desarrollar un único proceso para el cálculo de las estadísticas básica, correlación espacial, simulación y validación. y trabajar todas las cuencas bajo el mismo orden. El cálculo de la variografía experimental, confirma que las cuencas de Pampa del Tamarugal y Tongoy – Limarí, presentan una dirección de máxima continuidad con la misma orientación que las morfoestructuras que controlan la cuenca con orientación N – S, mientras que en la cuenca del Bío Bío no se le determino una dirección continuidad espacial preferencial. Los modelos de correlación espacial fueron incorporados al proceso de simulación secuencial gaussiana, el que consiste en rellenar celdas con valores que recrean la variabilidad original de los datos, generando múltiples realizaciones equiprobables de la distribución del espesor del relleno sedimentario. A partir de los espesores simulados, el volumen del relleno sedimentario fue calculado para cada realización, multiplicando el valor del espesor simulado en cada celda por las dimensiones de esta última y sumando sobre todas las celdas. Mas aun, a partir de la distribución de los volúmenes obtenidos para cada realización es posible determinar la incertidumbre de los volúmenes estimados asociados. De este procedimiento se obtuvo que la cuenca de Pampa del Tamarugal presenta un volumen promedio de 435 km3 y una incertidumbre relativa del 7,1%, mientras que las cuencas de Tongoy – Limarí cuentan con un volumen promedio de 247 km3 y una incertidumbre de 4,1% por último la cuenca del Bío Bío con un volumen promedio de 5088 km3 y una incertidumbre de 4,5%. Estos valores se relacionaron directamente a los datos disponibles y su distribución espacial, la cual, a su vez, se relaciona indirectamente al contexto geomorfológico de cada cuenca. En el caso de Pampa del Tamarugal su incertidumbre se asoció a la falta de caracterización de las incisiones fluviales profundas y su impacto en la subsuperficie, lo cual resultó en el aumento de la incertidumbre de ten la cuenca. Las cuencas de Tongoy – Limarí presentaron la menor incertidumbre de los casos de estudio, esto se asocia a una relativa mayor cantidad de datos respecto a las otras cuencas. Por último, la cuenca del Bío Bío pese a la gran diferencia en volumen en comparación a las otras cuencas obtuvo una baja incertidumbre asociada a su relativa menor variabilidad espacial, donde se observaron transiciones paulatinas entre los valores medidos en las distintas estaciones gravimétricas.