Geofísica en código abierto

Abstract

Este estudio evalúa la aplicación de la tomografía de resistividad eléctrica (ERT) para estudiar el carácter conductivo del subsuelo y monitorizar la dinámica de la intrusión salina en un acuífero costero en la llanura aluvial de Argentona (Cataluña, España). Se implementó un sistema de electrodos en un piezómetro cerca de la línea de costa, realizando mediciones continuas de resistividad durante un evento hidrometeorológico extremo que incluyó tormentas y mareas meteorológicas. Los datos se procesaron mediante algoritmos de inversión no lineal, obteniendo modelos 2D de la distribución espacio-temporal de resistividad/conductividad eléctrica en el subsuelo. Los resultados revelan fluctuaciones diarias en la interfaz agua dulce-agua salada, correlacionadas con los ciclos de marea, y un desplazamiento vertical de la columna de agua durante el pico de máximo caudal. El análisis espacio-temporal demuestra que se es capaz de detectar variaciones de resistividad < 5 % con una resolución temporal de 30 minutos. Este trabajo evidencia que la combinación ERT-pyGIMLi (biblioteca de código abierto para modelado e inversión geofísica) ofrece una herramienta eficaz para la monitorización de acuíferos, proporcionando modelos de alta resolución que ayudan a entender la dinámica hidrogeológica del subsuelo en zonas costeras.

This study evaluates the application of electrical resistivity tomography (ERT) to study the conductive behaviour of the subsurface and monitorize the dynamics of saline intrusion in a coastal aquifer located in the Argentona floodplain (Catalonia, Spain). An electrode array was deployed on a piezometer near the shoreline, performing continuous resistivity measurements during an extreme hydrometeorological event that included storms and tidal surges. The data were processed using nonlinear inversion algorithms, obtaining 2D models of the spatiotemporal distribution of electrical resistivity/conductivity in the subsurface. The results reveal daily fluctuations at the freshwater-saltwater interface, correlated with tidal cycles, and a vertical displacement of the water column during peak flow. The spatiotemporal analysis demonstrates the ability to detect resistivity variations of < 5 % with a temporal resolution of 30 minutes. This work demonstrates that a ERT-pyGIMLi (an open-source library for geophysical modeling and inversion) combination offers an effective tool for coastal monitoring system, providing high-resolution models that help us understand the hydrogeological dynamics of the ubsurface in coastal áreas.