hidrologia-140918003017-phpapp02.pdf
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AGUA SUBTERRANEA
El agua subterránea se encuentra debajo del suelo entre grietas y espacios que hay en la tierra, incluyendo arena y piedras. El área donde se acumula el agua en las grietas se llama la zona saturada. La parte de arriba de esta área se le conoce como el nivel freático. El nivel freático puede encontrarse a un pie del suelo como a cientos de pies debajo de la superficie.
USOS DE AGUA SUBTERRANEA
VENTAJAS DESVENTAJAS
Según estimaciones, el 95% o más del agua dulce utilizable se encuentra bajo la superficie del terreno.
Es el único recurso disponible en zonas desérticas.
Hay menores pérdidas por evaporación.
Hay menor exposición a la contaminación.
Su disponibilidad es menos afectada por las variaciones climáticas.
Su distribución es más amplia en el área.
No hay pérdida de la capacidad de almacenamiento.
La temperatura del agua es constante.
Su composición química es casi constante.
No tiene turbiedad ni color.
No necesita purificación, por no existir organismos patógenos.
Hay un gran campo de estudio en nuestro país.
No es visible, por lo tanto se dificultan su estudio, cuantificación, explotación racional y manejo.
En muchas regiones las rocas no contienen suficiente porosidad o permeabilidad para proporcionar la cantidad de agua requerida.
En algunas zonas tiene mayor contenido de sólidos disueltos que el agua superficial, en la misma región.
Falta mucho personal capacitado, a todos los niveles.
Falta de datos.
¿QUÉ ES UN ACUÍFERO?
Es una formación geológica subterránea compuesta de grava, arena o piedra porosa, capaz de almacenar y rendir agua.
ACUIFEROS
Es aquel estrato o formación geológica permeable que permite la circulación y el almacenamiento del agua subterránea por sus poros o grietas.
1.LIBRES O FREATICOS
Es aquel acuífero que se encuentra en directo contacto con la zona sub saturada del suelo
2.CONFINADOS O ARTESIANOS
Se ubica en las partes profundas de la superficie terrestre , separadas por dos capas impermeables.
Esto determina la presión cuando el agua asciende sola desde un pozo asta la superficie
Acuífero semi-confinado:
Se dice semi-confinado cuando el estrato de suelo que lo cubre tiene una permeabilidad significativamente menor a la del acuífero mismo
Detrítico Detrítico de matriz
limosa
Detrítico de matriz
arcillosa
Detrítico de grano
poroso
Fisurado Cárstico Cárstico y
poroso
Tipos de acuíferos según su textura
Modificación de las características físicas, químicas o biológicas del agua, que genera condiciones indeseables, producidas por la acción de procesos naturales o artificiales.
PUNTUALES DIFUSAS
Aguas Residuales Vertederos Industriales Reactivos y tóxicos Derrubios de minas Pozos Sépticos
Excesos de Fertilizantes Explotación de Acuíferos
Lugar de origen Fuentes de contaminación potenciales de aguas subterráneas
Municipal Industrial Agrícola Individual
Cerca de la
superficie del
suelo
•disposición en
suelos de residuos
municipales
•sal para el deshielo
de caminos
•calles &
aparcamientos
•químicos: almacén &
derrames
•combustibles:
almacén & derrames
•arrastre en residuos
de minas
•derrame de químicos
•fertilizantes
•residuos en granjas
almacenamiento &
emisión al campo
•pesticidas
•contaminación del
aire
•fertilizantes
•casas
limpiadores
•detergentes
•petróleo
•pinturas
Por debajo de la
superficie de
suelo
•basureros
•fugas y drenaje de
líneas de aguas
residuales
•tuberías
•tanques de
almacenamiento
subterráneos
almacenamiento
subterráneo
•tanques
•pozos: construidos
inadecuadamente o
abandonados
•sistemas sépticos
•pozos: construidos
inadecuadamente o
abandonados
Pozos excavados:
Grandes diámetros, con profundidad inferiores a los 25 metros; normalmente revestidos con cemento, ladrillos o piedra
Pozos tubulares:
Presentan diámetros pequeños, con profundidades que varían de decenas a centenas de metros, en su mayoría es revestido de tubos intercalados con filtros de donde el agua se extrae con bombas y compresoras.
ALIMENTACION : Se define en lo acuíferos no confinados, la alimentación del subsuelo es directa o indirectamente por la lluvias sobre todo las frecuentes, a pesar de que existan varias interferencias en el camino. L a alimentación natural es un proceso irregular en el cual interviene la geología y el perfil del terreno.
DESCARGA: el exceso del agua del subsuelo genera dos tipos de descarga por evapotranspiración y por salido superficial, si el nivel freático interseca la superficie del terreno.
POROSIDAD: En hidrología es definida como la relación de volúmenes en el vacio ,mide de la capacidad del una formación para contener agua . Por ejemplo una alta porosidad no garantiza grandes volúmenes de agua (pozos).
RENDIMIENTO ESPECIFICO: Simplemente es el volumen del agua, es expresado como el porcentaje total del volumen total del acuífero que drenara libremente o por gravedad del acuífero.
POROSIDAD (%) R.E.(%)
ARCILLA 45 3
ARENA 35 25
GRAVA 25 22
GRAVA Y ARENA 20 16
ARENISCA 15 8
CALIZA 5 2
CUARCITA 1 0.5
Q= Kp. A (hA .hB)/L ^ V= Kp . S
Donde:
• Q : descarga • Kp: constante de proporcionalidad denominada conductividad eléctrica. • A : área proporcional • V : velocidad aparente del agua • S : pendiente de línea de energía= dh/dl
Q= -Kp. A (dh/ dl)
• Signo (-): indica que el flujo es en la dirección de cota piezométrica decreciente. • dh y dl : gradiente hidráulico
Hubbert (1956) mostró que la constante de proporcionalidad de Darcy, K, es una función de propiedades del medio poroso y el fluido que pasa a través de él. De hecho es intuitivo pensar que un fluido muy viscoso, por ejemplo petróleo, se moverá a una tasa menor que agua en un mismo tipo de suelo. La descarga es directamente proporcional al peso específico del fluido, g, e inversamente proporcional a la viscosidad dinámica del fluido, μ. A partir de esta información podemos escribir:
Kp=k.(Pg / μ)
• K : permeabilidad intrínseca del suelo la cual tiene unidades de área. • P: es la densidad del fluido. • g : es la aceleración de gravedad. • μ: viscosidad dinámica del fluido.
VALORES DE Kp Y K PARA DIVERSOS MATERIALES
PERMEABILIDAD Kp
MATERIAL UNIDADES
(meinzer) M/DIA
P. INTRINSECA k
Arcilla 0.01 0.0004 0.0005
Arena 1 000 41 50
Grava 100 000 4.100 5000
Grava y arena 10 000 410 500
Arenisca 100 4’1 5
Caliza densa 1 0.041 0.05
Cuarcita y granito 0.01 0.0004 0.0005
APLICACIÓN DE LA LEY DE DARCY
El nivel del agua subterránea, en un piezómetro a 300 m de distancia del canal, queda 0.50 m por debajo del nivel del nivel del agua en dicho canal. El estrato impermeable está a 10 m por debajo del nivel del agua en el piezómetro. Asumiendo Kp = 3m/día, calcular las pérdidas de agua por filtración a través de las paredes y el fondo del canal.