A Hydrogeological Investigation of the Chocaya Alluvial Fan in Cochabamba, Bolivia
(2024) VTGM05 20241Engineering Geology
Civil Engineering (M.Sc.Eng.)
- Abstract
- The Central Valley of Cochabamba is located in the Andes mountain range, Bolivia. This region experiences several water related challenges such as a scarcity of surface water, an increasing water demand, a growing urbanization in groundwater recharge areas, and a declining water table due to intensive groundwater extraction. The valley has been influenced by both alluvial and fluvial depositions that have shaped its geology, resulting in a complex lithological profile throughout the valley. The center of the valley contains more fine-grained sediment layers, while the northern and eastern parts consist of more coarse-grained depositions that is more beneficial from a groundwater extraction standpoint. Consequently, several groundwater... (More)
- The Central Valley of Cochabamba is located in the Andes mountain range, Bolivia. This region experiences several water related challenges such as a scarcity of surface water, an increasing water demand, a growing urbanization in groundwater recharge areas, and a declining water table due to intensive groundwater extraction. The valley has been influenced by both alluvial and fluvial depositions that have shaped its geology, resulting in a complex lithological profile throughout the valley. The center of the valley contains more fine-grained sediment layers, while the northern and eastern parts consist of more coarse-grained depositions that is more beneficial from a groundwater extraction standpoint. Consequently, several groundwater wells have been constructed in the northern and eastern parts, supplying large populations within the valley with fresh water.
The aim of this investigation is to map a part of the geometry of an alluvial fan, located in the northern part of the valley. This area is important for groundwater extraction and is delimited by the two rivers Chocaya and Chijllawiri. The mapping is performed using the geophysical methods Electrical Resistivity Tomography (ERT) and Transient Electromagnetics (TEM) and the results from the geophysical surveys are then compared with lithological profiles from wells in the area. Overall, the geophysical measurements are mostly conducted in open terrain in close proximity to farmland. However, parts of the area are urbanized, leading to difficulties in achieving a comprehensive geophysical mapping. Besides investigating the geometry of the aquifer, a hydrochemical and isotopic analysis of groundwater, surface water and precipitation is conducted to understand recharge processes and interconnections within the aquifer system in the area.
The geophysical results indicate that a 10-20 m thick surface layer with fine-grained sediments covers the study area. This is followed by a layer of considerable thickness of 30-100 m that appears to contain more coarse-grained sediments. Moreover, a potential aquifer could be distinguished at a depth of 110-140 m where the resistivity drastically decreases in large parts of the survey area. This potential aquifer level is also supported by farmers that use groundwater wells throughout the area. The hydrochemical and isotopic analysis shows that the Chocaya river likely is an important recharge source of groundwater in the aquifer system. Moreover, the analysis indicates a high interconnection within the aquifer with the groundwater approximately flowing in a southeastern direction throughout the aquifer system. (Less) - Popular Abstract (Swedish)
- En grundvattenundersökning i ett område präglat av vattenrelaterade problem.
Staden Cochabamba i Bolivia står inför flera vattenrelaterade utmaningar såsom brist på ytvatten, en ökande vattenanvändning, urbanisering och en sjunkande grundvattennivå. Samtidigt råder det en brist på kunskap angående de processer som påverkar grundvattnet i området. Något som detta examensarbete ämnar att förändra.
Undersökningen genomfördes intill El Paso i Cochabamba, ett område med flera viktiga grundvattentäkter. I anslutning till El Paso rinner två floder, Chocaya och Chijllawiri. Det är just dessa floder som sannolikt bidrar främst till nybildningen av grundvatten. Resultaten visar också på att grundvattnet är väl sammankopplat i området och att... (More) - En grundvattenundersökning i ett område präglat av vattenrelaterade problem.
Staden Cochabamba i Bolivia står inför flera vattenrelaterade utmaningar såsom brist på ytvatten, en ökande vattenanvändning, urbanisering och en sjunkande grundvattennivå. Samtidigt råder det en brist på kunskap angående de processer som påverkar grundvattnet i området. Något som detta examensarbete ämnar att förändra.
Undersökningen genomfördes intill El Paso i Cochabamba, ett område med flera viktiga grundvattentäkter. I anslutning till El Paso rinner två floder, Chocaya och Chijllawiri. Det är just dessa floder som sannolikt bidrar främst till nybildningen av grundvatten. Resultaten visar också på att grundvattnet är väl sammankopplat i området och att det troligtvis rinner i en sydostlig riktning.
För att komma fram till dessa slutsatser undersöktes både geologin och vattenkemi i området. Geologin undersöktes genom att matcha geofysiska mätningar med geologisk information. Detta innebär att ström förs ner i marken, från vilket markens resistivitet kan beräknas. Eftersom olika geologiska material är förknippade med olika resistiviteter, så går det att härleda den förväntade geologin. Sammanställs flera sådana mätningar, kan man även bilda sig en uppfattning om grundvattnets förutsättningar i området. De geofysiska mätningarna nära Chocaya-floden, indikerar att geologin innehåller mer grovkorniga sediment jämfört med mätningarna intill Chijllawiri-floden. Den högre graden av grova material skulle alltså främja infiltration och grundvattenbildning från floden Chocaya.
Parallellt med de geofysiska mätningarna genomfördes även hydrokemiska undersökningar. Dessa indikerar att den närliggande floden Chocaya, spelar en viktig roll för nybildningen av grundvatten. Floden Chijllawiri, som har ett mindre flöde än Chocaya, bidrar sannolikt också till nybildningen enligt den hydrokemiska undersökningen, men förmodligen i mindre grad än Chocaya. Resultaten visar även att grundvattnet är väl sammankopplat, vilket stärks av både liknande geologi och hydrokemi. Dessutom antyder utvecklingen av specifika joner i grundvattnet att uppehållstiden ökar österut och delvis mot söder. Därmed rinner grundvattnet möjligen i sydostlig riktning.
I allmänhet är det ett tunt lager med låg resistivitet som täcker markytan i hela området, troligtvis av finkornig karaktär. Detta följs av ett tjockare jordlager med högre resistivitet, som tros vara mer grovkornigt. Under detta högresistivitetsskikt sker det generellt en kraftig minskning av resistivitet, vilket tydligast ses i de västra delarna av undersökningsområdet. Detta skulle kunna visa på ett lager influerat av finkorniga sediment, såsom lera. Men djupet till detta lager överensstämmer också stor del med rapporterade grundvattennivåer i området och resistivitetsvärdena matchar även värden kopplat till grundvattnet i grovkornigt jordmaterial. Vilket innebär att den kraftiga minskningen av resistivitet skulle kunna visa på en faktisk grundvattenyta. Men för att detta ska kunna bekräftas behöver ytterliggareundersökningar genomföras i området. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
http://lup.lub.lu.se/student-papers/record/9176174
- author
- Öhman, Erik LU and Slaatto, Kristian LU
- supervisor
- organization
- alternative title
- En hydrogeologisk undersökning av en alluvialkon, i den centrala dalen i Cochabamba, Bolivia
- course
- VTGM05 20241
- year
- 2024
- type
- H3 - Professional qualifications (4 Years - )
- subject
- keywords
- Hydrogeology, Geophysics, Isotopic Analysis, Hydrochemistry, Aquifer, Alluvial Fan.
- report number
- ISRN LUTVDG/(TVTG--5188)/1-66/(2024)
- language
- English
- additional info
- Examiner: Gerhard Barmen
- id
- 9176174
- date added to LUP
- 2024-10-08 14:44:07
- date last changed
- 2024-10-08 14:44:07
@misc{9176174,
abstract = {{The Central Valley of Cochabamba is located in the Andes mountain range, Bolivia. This region experiences several water related challenges such as a scarcity of surface water, an increasing water demand, a growing urbanization in groundwater recharge areas, and a declining water table due to intensive groundwater extraction. The valley has been influenced by both alluvial and fluvial depositions that have shaped its geology, resulting in a complex lithological profile throughout the valley. The center of the valley contains more fine-grained sediment layers, while the northern and eastern parts consist of more coarse-grained depositions that is more beneficial from a groundwater extraction standpoint. Consequently, several groundwater wells have been constructed in the northern and eastern parts, supplying large populations within the valley with fresh water.
The aim of this investigation is to map a part of the geometry of an alluvial fan, located in the northern part of the valley. This area is important for groundwater extraction and is delimited by the two rivers Chocaya and Chijllawiri. The mapping is performed using the geophysical methods Electrical Resistivity Tomography (ERT) and Transient Electromagnetics (TEM) and the results from the geophysical surveys are then compared with lithological profiles from wells in the area. Overall, the geophysical measurements are mostly conducted in open terrain in close proximity to farmland. However, parts of the area are urbanized, leading to difficulties in achieving a comprehensive geophysical mapping. Besides investigating the geometry of the aquifer, a hydrochemical and isotopic analysis of groundwater, surface water and precipitation is conducted to understand recharge processes and interconnections within the aquifer system in the area.
The geophysical results indicate that a 10-20 m thick surface layer with fine-grained sediments covers the study area. This is followed by a layer of considerable thickness of 30-100 m that appears to contain more coarse-grained sediments. Moreover, a potential aquifer could be distinguished at a depth of 110-140 m where the resistivity drastically decreases in large parts of the survey area. This potential aquifer level is also supported by farmers that use groundwater wells throughout the area. The hydrochemical and isotopic analysis shows that the Chocaya river likely is an important recharge source of groundwater in the aquifer system. Moreover, the analysis indicates a high interconnection within the aquifer with the groundwater approximately flowing in a southeastern direction throughout the aquifer system.}},
author = {{Öhman, Erik and Slaatto, Kristian}},
language = {{eng}},
note = {{Student Paper}},
title = {{A Hydrogeological Investigation of the Chocaya Alluvial Fan in Cochabamba, Bolivia}},
year = {{2024}},
}