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HIDRÁULICA DE POZOS
Objetivos:
• Describir los tipos de acuíferos.• Fundamentar la filtración hacia pozos• Fundamentar la filtración hacia pozos•Analizar la sensibilidad de los parámetros que intervienen en el caudal extraído del pozo•Comentar el efecto de las barreras hidrogeológicas en el movimiento del agua hacia el pozo.
CARACTERÍSTICAS DE LOS ACUÍFEROS
nivel freático
franja capilar
zona casi saturada
zona subsaturada
p< pa
zona saturada
p> pa
capa impermeable
TIPOS DE ACUÍFEROS
• Acuíferos: estructuras geológicas subterráneas permeables, susceptibles de almacenar y transmitir el agua el agua
• Acuitardos. Capaces de almacenar el agua en cantidades muy importantes, pero la trasmiten con dificultad
TIPOS DE ACUÍFEROS
• Acuicludos. Pueden almacenar agua en grandes cantidades pero no la transmiten. Se drenan con mucha dificultad dificultad
• Acuifugos. Formaciones que no almacenan ni transmiten agua (rocas compactas).
CAPA
CIDA
D DE
ALMAC
ENAR
CAPACIDA
D DE
DREN
AR
CAPA
CIDA
D DE
TRAN
SMITIR
FORM
ACIONE
S
CARA
CTER
ÍSTICA
S
LAS FORMACIONES GEOLÓGICAS FRENTE AL AGUA
CAPA
CIDA
D DE
ALMAC
ENAR
CAPACIDA
D DE
DREN
AR
CAPA
CIDA
D DE
TRAN
SMITIR
FORM
ACIONE
S
CARA
CTER
ÍSTICA
S
LAS FORMACIONES GEOLÓGICAS FRENTE AL AGUA
CAPA
CIDA
D DE
ALMAC
ENAR
CAPACIDA
D DE
DREN
AR
CAPA
CIDA
D DE
TRAN
SMITIR
FORM
ACIONE
S
CARA
CTER
ÍSTICA
S
LAS FORMACIONES GEOLÓGICAS FRENTE AL AGUA
ACUÍFEROS
ACUITARDOS
ACUIFUGOS
ACUICLUDOS
ALTA
ALTA
ALTA
NULA
Gravas, arenas, calizas
Limos, arenas finas y arcillosas
Arcillas
Granitos, Neis,mármoles
ALTA
BAJA
NULA
NULA
ALTA
MEDIA/BAJA
MUY BAJA
NULA
CAPA
CIDA
D DE
ALMAC
ENAR
CAPACIDA
D DE
DREN
AR
CAPA
CIDA
D DE
TRAN
SMITIR
FORM
ACIONE
S
CARA
CTER
ACUÍFEROS
ACUITARDOS
ACUIFUGOS
ACUICLUDOS
ALTA
ALTA
ALTA
NULA
Gravas, arenas, calizas
Limos, arenas finas y arcillosas
Arcillas
Granitos, Neis,mármoles
ALTA
BAJA
NULA
NULA
ALTA
MEDIA/BAJA
MUY BAJA
NULA
CAPA
CIDA
D DE
ALMAC
ENAR
CAPACIDA
D DE
DREN
AR
CAPA
CIDA
D DE
TRAN
SMITIR
FORM
ACIONE
S
CARA
CTER
ACUÍFEROS
ACUITARDOS
ACUIFUGOS
ACUICLUDOS
ALTA
ALTA
ALTA
NULA
Gravas, arenas, calizas
Limos, arenas finas y arcillosas
Arcillas
Granitos, Neis,mármoles
ALTA
BAJA
NULA
NULA
ALTA
MEDIA/BAJA
MUY BAJA
NULA
CAPA
CIDA
D DE
ALMAC
ENAR
CAPACIDA
D DE
DREN
AR
CAPA
CIDA
D DE
TRAN
SMITIR
FORM
ACIONE
S
CARA
CTER
Fuente: Alfredo Iglesias López
ACUÍFERO SUPERFICIALBIEN ALIMENTADO ∆∆∆∆h
NP Inicial (ambos acuíferos)
TIPOS DE ACUÍFEROS SEGÚN SU ESTRUCTURA Y FUNCIONAMIENTO
Acuífero semiconfinado con goteo vertical
ACUÍFERO SUPERFICIALBIEN ALIMENTADO ∆∆∆∆h
NP Inicial (ambos acuíferos)
TIPOS DE ACUÍFEROS SEGÚN SU ESTRUCTURA Y FUNCIONAMIENTO
Acuífero semiconfinado con goteo vertical
BIEN ALIMENTADO
FORMACIÓNSEMIPERMEABLE
ACUÍFERO INFERIORCON ESCASA O NULARECARGA
b
∆∆∆∆h
k'
RECARGA DEL ACUÍFERO INFERIOR POR GOTEO VERTICAL
NP Final del inferior
BIEN ALIMENTADO
FORMACIÓNSEMIPERMEABLE
ACUÍFERO INFERIORCON ESCASA O NULARECARGA
b
∆∆∆∆h
k'
RECARGA DEL ACUÍFERO INFERIOR POR GOTEO VERTICAL
NP Final del inferior
Fuente: Alfredo Iglesias López
ACUÌFERO LIBRE
ξ
Rrp
nivel freático inicial
Q
nivel freático bombeo
I
z
hp
ξp
H
ξr
hr
r r
Qr
ACUÍFERO CONFINADO
ξr
rp
nivel piezomético inicial
Q
nivel piezomético
z
H
hr
r
e
nivel piezomético
en el bombeo
r
Figura 10. Tipos de acuíferos y niveles piezométricosFigura 10. Tipos de acuíferos y niveles piezométricos
Fuente: Alfredo Iglesias López
HIPÓTESIS DE DUPUIT
usM
pocillo
observación θz
ds
dxz
dz
superficie
equipotencial
x
(b)
Qxhx
b x(a)
ux
θφsenK
ds
dzK
ds
dKu
s−=−=−= 2
2
1hKhhK
b
Q ∇−=∇−=
Propiedades elásticas del acuífero
acuicludo
suelo
A B
σ
acuífero
A BM
A B
σ' p
acuífero
p+= 'σσ dpdd += 'σσdpddpdd −=+== ';'0 σσσ
ALMACENAMIENTO DEL ACUÍFERO
VS a
∆=
Almacenamiento específico
N.P.
N.P. - 1 m
1 m
N.P.
N.P. - 1 m
1 m
N.P.
N.P. - 1 m
1 m
pVS
t∆
=0
∆∆∆∆h=∆∆∆∆Va/(S0 ∆∆∆∆Vt)
IMPERMEABLE
IMPERMEABLE
ACUÍFERO
Espesorb
1 m
1 m
IMPERMEABLE
IMPERMEABLE
ACUÍFERO
Espesorb
1 m
1 m
IMPERMEABLE
IMPERMEABLE
ACUÍFERO
Espesorb
1 m
1 m
Fuente: Alfredo Iglesias López
ALMACENAMIENTO DEL AGUA
60 %
50 %
40 %
30 %
porosidad
10-3
arcilla
10-2
limo
10-1 100
arena
101
grava
102
guijarro
20 %
10 %
Tamaño mediano de partícula (mm)
retención específica
rendimiento específico
V
RENDIMIENTO ESPECÍFICO
tiempo
Ec. fundamental del movimiento del agua en un acuífero
I
t
X
Z I
qx qx+dx
nivel freático
dh
t
t + dt
qy+dy
(a) (b)
x x + d x
h(x+d x, y, t + d t)h(x,y,t)
t+dt
dx
X
Y
dy
h
capa impermeable
qy
t
h
T
V
T
I
y
h
x
h
∂∂=+
∂∂+
∂∂
2
2
2
2
T= K hm
t
h
K
V
K
I
y
hh
yx
hh
x
t
hVI
y
hhK
yx
hhK
x
∂∂=+
∂∂
∂∂+
∂∂
∂∂
∂∂=+
∂∂
∂∂+
∂∂
∂∂
;
ecuación de Boussinesq
[ ]
=xzxyxx
kkk
kkk
k
hgradkv −=
EC. DARCY EN MEDIO ANISÓTROPO
[ ]
=
zzzyzx
yzyyyx
kkk
kkkk
tensor k (tres componentes vectoriales,nueve componentes escalares)
EC. DARCY EN MEDIO ANISÓTROPO
z
hk
y
hk
x
hkv xzxyxxx ∂
∂∂∂
∂∂ −−−=
hk
hk
hkv
∂∂∂ −−−=z
hk
y
hk
x
hkv yzyyyxy ∂
∂∂∂
∂∂ −−−=
z
hk
y
hk
x
hkv zzzyzxz ∂
∂∂∂
∂∂ −−−=
EC. DARCY EN MEDIO HOMOGÉNEO E ISÓTROPO
MEDIO HOMOGÉNEO: K no varía en el espacioMEDIO ISÓTROPO: K igual en todas las direcciones
Kxx = Kyy = Kzz = K
02
2
2
2
2
2
=++z
h
y
h
x
h
∂∂
∂∂
∂∂
Ecuación de LAPLACE
Régimen permanente. Medio homogéneo e isótropo. Ausencia fuentes y sumideros)
Grupo sumergido
Grupo motobomba en elCampo de Prácticas
Grupo motobomba en elCampo de Prácticas
Grupo motobomba en elCampo de Prácticas
Impulsión desde depósito cuyo nivel
depende del gasto
ψS
H
pahf
hf
ζ(Q)
ψB
Q
H(Q)
ζpa
ζ(Q)
z
ζ0
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