Download - Circulación de las aguas subterráneas
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““Circulación de lasCirculación de las
aguas subterráneas”ag
uas subterráneas”
Coeficiente de almacenamientoCoeficiente de almacenamiento
- Ley de Darcy- Teorema de- Ley de Darcy- Teorema deBernoulli y másBernoulli y más
p o r V
a l
p o r V
a l
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PermeabilidaPermeabilida
ddEs lacapacidad
que tieneun mediode dejar
pasar aguaa travéssuyo.
Transmisivid Transmisivid
adad
Es la capacidadque tiene un
medio detransmitir agua.Caudal que sefiltra a través de
una franjavertical deterreno, deancho unitario y
de igual altura a
Q= K x i x A= K x b x l xi
b
l
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Un medio sellamahomogéneo
cuando suspropiedadesson
constantesen cualquierlugar delmismo, siesas
HomogeneidaHomog
eneidad yd y
heterogeneidaheterog
eneidadd
Isotropía yIsotrop
ía yanisotropíaanisotrop
ía
Un medio eshidráulicamente isótropo
cuando suspropiedades,como la
permeabilidad, nodependen de
la
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Isotropía yIsotrop
ía yanisotropíaanisotrop
ía
ConfiguracionConfig
uraciones dees de
acuíferosacuíferos
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SistemaSistemaestratificadoestratificado
Enacuíferosestratificados dos delas
direccionessonparalelas ala
estratificación y latercera esperpendicul
ar. La
Permeabilidadnormal
Permeabilidadparalela
Permeab.Horizonal:
Kh=1/L bi.KiΣ
Permeab.Vertical:
Kv=1/L bi/KiΣ
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Régimen de flujolaminar y
turbulento
En el régimenlaminar laspartículas siguen
trayectoriasparalelas; enrégimenturbulento las
partículas cortanlas trayectoriaspero avanzan en ladirección de la
corriente,
turbulentolaminar
Ley de
Darcy
10-210-1 1 10 102 103
Gradiente hidráulico, dh/dl
D e s
c a r g a e s p e c í f i c a , v
Flujo laminar: el número de
Reynolds es 10
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Fórmula de
ReynoldsEl número deReynolds es unnúmero
adimensionalque se usaparacaracterizar el
movimientodel fluido
= densidad
del fluido
Cuando mayor es elgradiente hidráulico, mayores el número de Reynolds ymayor es la cercanía a una
zona de descarga o a unbombeo.
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Tipos de regímenes Tipos de regímenes
Flujo permanente: es un flujo en el cualla velocidad y el potencial en un punto
determinado, permanecen constante conrespecto al tiempo. Las líneas de corrientecoinciden con las trayectorias. La cantidadde fluido que atraviesa cualquier sección
es constante.Flujo no permanente: flujo cuyavelocidad en un punto determinado del
sistema, varía con el tiempo. En un mismounto, el otencial varía con el tiem o
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PorosidadPorosidad
Un medio poroso está formado por unagregado de granos entre los cuales existenespacios vacíos (o poros) que pueden estar
ocupados por un fluido.La porosidad puede ser:
Primaria (por poros)
Secundaria (por fracturas)
Porosidad total (m) : es la propiedadintrínseca de las rocas. Es la relación entre elvolumen de poros o huecos Vv y el volumen
m= Vv/Vt . 100
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PorosidadPorosidad
Porosidad eficaz y retención específica:
El volumen de agua contenido en una roca,liberada por la acción de la gravedad Ve
(volumen de agua libre), está determinadopor la porosidad eficaz (me)
El agua de retención se expresa por lacapacidad de retención específica delterreno (ms) que es la relación entre Vs
volumen de agua retenido por una roca
me= Ve/Vt . 100 ms= Vs/Vt . 100ms= mt – me
mt= me +ms
>m
<me
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Determinación de la porosidad total
Métodos gravimétricos: por pesadas y
determinaciones de volúmenes en muestrascoherentes
Método volumétrico: se saturan las
muestras coherentes y se mide el volumenpor inmersión.
Nucleares: en laboratorio por emisión deneutrones
Determinación de la porosidad efectiva
Método de saturación y drenado de
muestras, método de drenado por
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El caudal quefluyeperpendicular
mente por uncilindro desección S y
una longitudL rellena dematerial
poroso,
La ley deLa ley deDarcyDarcy
Q=K x i x A,
Q=VxA
V=Kxi
V=velocidad deDarcy
K=conductividadhidráulica
i=gradiente
hidráulico
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Validez de la
ley de Darcy
Para que se cumpla la
ley de Darcy se tienenque dar las siguientescondiciones:
Medio homogéneoe isótropo
Sustratoimpermeable
horizontal
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Estática ydinámica en
medios porosos
h
P
S
La presión en el seno de unlíquido aumenta con laprofundidad. Consideremosuna superficie imaginariahorizontal S, ubicada a unaprofundidad h como en la
figura.La presión que ejerce lacolumna de líquido sobre lasuperficie S (la base delprisma) será:
P=peso específico /Área de la
P= .V/Sɣ
P= .S.h/S= .hɣ ɣ
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Estática ydinámica en
medios porososSi ahoraconsideramos
a dos puntosA y B adistintasprofundidade
s de unacolumna delíquido enequilibrio, elmismo
hahb
AB
“La diferencia de presiónentre dos puntos dentrode una misma masa
líquida es el producto del
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P=Paire + Plíquido= Patmosférica + .hɣ
H= P/ɣ
Presión Absoluta =presión atmosférica local + presión relativa
Estática ydinámica en
medios porosos
Ph< Patm
P = Patm
Agua
capilarPh> Patm
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Coeficiente deCoeficiente dealmacenamiento enalmacenamiento en
acuíferosacuíferos
El coeficiente de almacenamiento (S) esadimensional y es el volumen de agualiberada por un prisma vertical de acuífero de
sección unitaria y altura igual al espesor delacuífero, al producirse un descenso de unaunidad del nivel piezométrico.
En acuíferos libres es igual a la porosidadefectiva o eficaz (me)
En acuíferos confinados (a presión), el aguase libera por expansión del agua, en función
del coeficiente de comprensibilidad del agua
Acuíferosconfinados
S= .b (m. β + α)ɣ
Acuíferoslibres
S=me
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Coeficiente deCoeficiente dealmacenamiento enalmacenamiento en
acuíferosacuíferos
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S= Ss . BS=coef. de almacenamiento
Ss= almac. específico
b= espesor del acuífero
Acuíferos confinados
S= SyS=coef. de almacenamiento
Sy= almac. Específico
Acuíferos libres
En acuíferos confinados:
cuando α es pequeño sonacuíferos rígidos (calizas,gravas)
cuando α es grande sonacuíferos elásticos (con
contenidos de arcillas y
Acuíferosconfinados
S= .b (m. β + α)ɣ
Almacenamientoespecífico
Ss= Volumen del agua
A.(h1-h0)
Elalmacenamiento específico esel volumen deagua que
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Ley de laconservación del
caudal
V1=A1.l1V2=
A2.l2
V1=V2
A1.l1/dt = A2.l2/dt,donde t es tiempo
A1.V1= A2.V2= Q (L3 /
t)
Q= V.A
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Teorema de Bernoulli Teorema de Bernoulli: Ley: Leyde la conservación de lade la conservación de la
energíaenergía
El teorema deBernoullidemuestra que: la
presión, altura yvelocidad de unfluido ideal nopuedenmodificarse
independientemente una de laotra, sino queestán
determinadas por
Z+V2 / 2g + P/ = constanteɣ
Z= energía de la posición
V2 / 2g= energía cinética
P/ = energía de presiónɣ
donde
A
B
Z1+V12 / 2g + P1 / =ɣ Z2+V22 / 2g + P2 /ɣ
V12 / 2g V22 / 2g
P1/ɣP2/ɣ
Z1 Z2
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En mediosporosos:
La energía
cinética V2
/2g0
El nivelpiezométrico es
igual a:PA / + Zɣ A = h
En un sistemaestático h es ctte
A
B
1 2
h
l
h= Z1 + P1 / ɣ
Nivelpiezomét
ricoh= h1- h2
Es lapérdidade carga
h/l=
Gradientehidráulico
La pérdidade cargaen elacuífero es
por
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Los fluidos se ponen en movimientocuando existen variaciones de h y las
partículas van de los puntos de mayor ha los de menor hNivel delagua
A
B
Nivel
piezométricoconstante, elagua estáestacionaria apesar de ser PA< PBIlustraciones donde el agua se mueve de puntos demayor nivel piezométrico a puntos de menor nivel, y no
A
B
h
hA>hB y
PA<P
B
A B
h
hA>hB y
PA= PB
h
B
A hA>hB y
PA> PB
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3 Y si repartiese todos misbienes para dar de comer a lospobres, y si entregase mi cuerpopara ser quemado, y no tengo
amor, de nada me sirve. 4 El amor es sufrido, esbenigno; el amor no tiene envidia,el amor no es jactancioso, no seenvanece;
5 no hace nada indebido, nobusca lo suyo, no se irrita, noguarda rencor; 6 no se goza de la injusticia,
mas se goza de la verdad