ING. GASPAR ESCOBAR Omar

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.

• Afectan aguas muy localizadas. PUNTUALES

• Contaminación dispersa en zonas amplias DIFUSAS

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

TIPOS DE

POZOS

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.

Simbología de pozos:

EL AGUA SUBTERRANEA

NO CONFINADOS CONFINADOS

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

•EXPERIMENTO DE DARCY

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.

Gracias por su atención prestada