UNIVERSIDAD PRIVADA SAN PEDRO INGENIERIA CIVILABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO

DOCENTE: Ing. Rubn Lpez CarranzaTEMA: Aguas SubterrneaGrupo: A Integrantes:

I. DEFINICIN DE AGUA SUBTERRANEA Las aguas subterrneas constituyen parte del ciclo hidrolgico y son aguas que por percolacin se mantienen en movimiento a travs de estratos geolgicos capaces de contenerlas y de permitir su circulacin. El agua percolada, pasa hacia zonas inferiores por accin de la gravedad, hasta que alcanza un estrato impermeable, entonces discurre en una direccin lateral hacia algunas salidas; la porcin de tierra a travs de la cual tiene lugar el movimiento lateral, se llama zona de saturacin y su agua es llamada subterrnea. El estrato o formacin portadora de agua constituye el acufero.

II. CARACTERISTICAS DE AGUAS SUBTERRANEAS

Constituyen importantes fuente de abastecimiento Su temperatura es uniforme a lo largo del ao Las sequias prcticamente no los afectan A veces el descanso de agua en los pozos, han causado alarma o han sido abandonados, lo cual se ah superado gracias a los modernos mtodos de investigacin del agua subterrnea que permite una aproximacin muy segura para una prolongada produccin.

III. LAS CAPTACIONES DE AGUA SUBTERRANEAS, PUEDEN SER TOMADAS DE : De manera naturales De pozos De galeras filtrantes, estanques o embalses De pozos galeras y posiblemente con caudales aumentados con aguas provenientes de otras fuentes De pozos o galeras cuyo flujo se mantiene constante al retornar al suelo las aguas previamente extradas de la misma fuente

IV. COMPARACION ENTRE AGUAS SUPERFICIALES Y AGUAS SUBTERRANEAS

ACUIFERO: Son formaciones geolgicas capaces de contener agua y de permitir su movimiento a travs de sus poros, cumpliendo dos funciones importantes almacenar agua y conducirla.1. CLASIFICACIN DE ACUIFERO:

a) ACUIFERO LIBRE O NO CONFINADO: Son aquellas formaciones en las cuales el nivel de agua coincide con el nivel superior de la formacin geolgica que la contiene, es decir, la presin en el acufero es la presin atmosfrica.

b) ACUIFERO CONFINADO: Llamados tambin artesianos, en los cuales el agua esta confinada entre dos estratos impermeables y sometida a presiones mayores que la presin atmosfrica.

POZOS Un pozo es una perforacin artificial que se realiza en el acufero, con fines de captar aguas subterrneas. Se pueden clasificar en: tubulares o profundos excavados o tajo abierto y mixtos. Las caractersticas de los tipos de pozos se presentan en el siguiente cuadro 2.3:

I. CARACTERISTICAS DE LOS ACUIFEROS

a) POROSIDADEs el conjunto de aberturas(grietas o espacios inter granulares) o intersticios que se presentan las rocas. Se expresa como la relacin de vacos respecto al volumen total. Mide la capacidad de una formacin para contener agua. La porosidad varia desde valores muy altos en las arcillas (45%) hasta valores muy bajos en las formaciones de grandes cavidades o cavernas. La expresin para determinar el porcentaje de porosidad es:

b) PERMEABILIDAD: Es el volumen de agua que pasa en la unidad de tiempo a travs de una seccin de acufero de rea unitaria (1m2), cuando el gradiente hidrulico es unitarios y en condiciones de temperatura de 60 F (15 C). Representa la facilidad con que el agua fluye a travs de los estratos. La permeabilidad tiene dimensiones de velocidad m/da o m3/da/m2

c) TRANSMISIBILIDAD Es una medida de la capacidad de un acufero para conducir o transmitir agua, y se define como el volumen de agua que pasa en la unidad de tiempo a travs de una franja vertical de acufero de ancho unitario extendido en todo el espesor saturado, cuando la gradiente hidrulica es unitario.

d) RETENCION ESPECIFICA (Rs): Es el volumen de agua retenido, dividido por el volumen total del material poroso y expresado como porcentaje:

e) PRODUCCION ESPECIFICA: Es la cantidad o volumen de agua que puede ser extrado

CONCLUSION: de lo anterior se deduce que la porosidad es la suma de la produccin especifica y la retencin especifica

NOTA: La condicin de equilibrio se aplica para acuferos libres y acuferos confinados aplicando la LEY DE DARCY.

a) Condicin de equilibrio en acuferos libres

b) Condicin de equilibrio en acufero confinado

PROBLEMAS DE APLICACINPROBLEMA 01Para un pozo de 18 de dimetro, perforado en un acufero libre de 48 m. de espesor, es bombeado durante 18 horas a razn de 25 Lts/seg. Un pozo de observacin ubicado a 17 m. de distancia presenta para este tiempo un abatimiento de 4.80 m. y otro a 25 m. de distancia tiene un abatimiento de 2 m. Determinar a que distancia mnima se recomiendo perforar otro pozo para extraer un gasto similar sin que se produzca interferencia con el primero.Datos:D=18=0.46mro=0.46m/2=0.23mr1=17mr2=25mH=48mQ=25l/s=2160m3/daAbatimiento S:s1=4.8ms2=2.0mh1=48m-4.8m=43.2mh2=48m-2.0m=46.0mSOLUCION:

1) Condicin de Equilibrio en Acuferos Libres:

A) = =B) = = Igualando A) = B)= ho=29.68m.2) Luego: so=48m-29.68m=18.32mDe la frmula general despejamos K: = K=3.013) Transmisibilidad:T=KH = 3.01 x 48m = 144.48 m3/da/m4)

r=114.49m5) D=2rD=2 x 114.49mD=228.98mD=230m.PROBLEMA 02Se ha construido un pozo de 30 cm. de radio que tiene el estrato impermeable a una profundidad de 12 m. con respecto a la superficie. Inicialmente, antes de realizar el bombeo, el nivel fretico se encuentra a una profundidad de 2.5 m. con respecto a la superficie. Realizado el bombeo de agua durante un periodo de 5 das a razn de 13 lps para alcanzar el nivel de equilibrio, se observa que en dos pozos situados a 26 m. y 90 m. de distancia se produce un descenso de 1.4 m. y 0.8 m. con respecto al nivel fretico. Con los datos anteriores, calcular:a) La transmisibilidad y la profundidad de agua en el pozo, con respecto a la superficie del terreno.b) A que distancia mnima se recomienda perforar otro pozo para extraer un gasto similar sin que se produzca interferencia con el primero.SOLUCIONDatos:Q=13 l/seg= 1123.20 m3/daH=12m - 2.5m= 9.5mro=30cm= 0.30mr1=26mr2=90mh1=9.5m-1.4m=8.1mh2=9.5m-0.8m=8.7m

1) Condicin de Equilibrio en Acuferos Libres:

A) = B) = Igualando A) = B)= ho=5.42m.2) Luego: so=9.5m-5.42m=4.08mDe la frmula general despejamos K: = K=44.223) Transmisibilidad:T=KH = 44.22 x 9.5m = 420.09 m3/da/m4)

r=545.08m

5)D=2rD=2 x 545.08mD= 1090.16 m.PROBLEMA 03Para un pozo de 20 de dimetro, perforado en un acufero libre de 48 m. de espesor, es bombeado durante 18 horas a razn de 25 l/Seg. Un pozo de observacin ubicado a 17 m. de distancia presenta para este tiempo un abatimiento de 4.5 m. y otro a 25 m. de distancia tiene un abatimiento de 1.5 m. Determinar a que distancia mnima se recomienda perforar otro pozo para extraer un gasto similar sin que se produzca interferencia con el primero.Datos:D=20=0.508mro=0.508m/2=0.254mr1=17mr2=25mH=48mQ=25l/s=2160m3/daAbatimientos S:s1=4.5ms2=1.5mh1=48m-4.5m=43.5mh2=48m-1.5m=46.5mSOLUCION1) Condicin de Equilibrio en Acuferos Libres:

A) = B) = Igualando A) = B)= ho=34.58m.2) Luego: so=48m-34.58m=13.42mDe la frmula general despejamos K: = K=4.173) Transmisibilidad:T=KH = 4.17 x 48m = 200.16 m3/da/m4)

r=206.32mD=2rD=2 x 206.32mD=412.64m PROBLEMA 04Se ha perforado un pozo tubular de 8 pulg. de dimetro en un acufero libre, para extraer agua a razn de 12 lps. El estrato impermeable se encuentra a una profundidad de 34 m. y el nivel fretico antes de realizar el bombeo se encuentra a 12 m. con respecto a la superficie. Los abatimientos de los pozos de observacin y su distancia del pozo bombeado se indican en el cuadro.

Calcular:a) La transmisibilidad y la profundidad de agua en el pozo durante el bombeo, con respecto a la superficie del terreno.b) Cual ser la distancia mnima que se recomienda perforar otro pozo para extraer un gasto similar sin que se produzca interferencia con el primero.Datos:D=8=0.2032mro=0.2032m/2=0.1016mr1=18mr2=40mH=34m-12m=22mQ=12l/s=1036.80 m3/daAbatimientos S:s1=2.8ms2=1.5mh1=22m-2.8m=19.20mh2=22m-1.5m=20.50m

1) Condicin de Equilibrio en Acuferos Libres:

A) = B) = Igualando A) = B)= ho=6.07m.

2) Luego: so=22m-6.07m=15.93mDe la frmula general despejamos K: = K=5.173) Transmisibilidad:T=KH = 5.17 x 22m = 113.74 m3/da/m4)

r=109.65m5) D=2rD=2 x 109.65mD=219.30mD=220m PROBLEMA 05Para un pozo de 20 de dimetro, perforado en un acufero libre de 45 m. de espesor, es bombeado durante 56 horas a razn de 25 l/Seg. Un pozo de observacin ubicado a 14 m. de distancia presenta para este tiempo un abatimiento de 4.80 m. y otro a 36 m. de distancia tiene un abatimiento de 1 m. Determinar: el abatimiento del pozo bombeado para un gasto mayor, la transmisibilidad del acufero y a que distancia mnima se recomienda perforar otro pozo para extraer un gasto similar sin que se produzca interferencia con el primero.Datos:D=20=0.508mro=0.508m/2=0.254mr1=14mr2=36mH=45mQ=25l/s=2160m3/daAbatimientos S:s1=4.8ms2=1.0mh1=45m-4.8m=40.2mh2=45m-1.0m=44.0mSOLUCION1) Condicin de Equilibrio en Acuferos Libres:

A) = B) = Igualando A) = B) = ho=16.07m.2) Luego: so=45m-16.07m=28.93mDe la frmula general despejamos K: = K=2.043) Transmisibilidad:T=KH = 2.04 x 45m = 91.80 m3/da/m4)

r=46.77m

5) D=2rD=2 x 46.77mD=93.54mD=94m PROBLEMA 06El coeficiente de permeabilidad se estima en cm/seg. De que dimetro deber ser un tubo recto, si la carga es para una cada de 27.5 a 20 cm. alrededor de 5 minutos, si la seccin transversal de la muestra es 15 cm2 y su longitud es 8.5 cm.Datos:K= cm/segL=8.5 cmA=15 cm2T=5 min = 300 seg1=27.5 cm2=20 cma=seccin del tuboSOLUCIONK=2.3 Despejando a:a= a= a= 0.050 cm2a=

D = 0.25 cmPROBLEMA 07El canal del rio corre paralelamente en un tramo de 4 km; la arena tiene una permeabilidad de 1cm/seg. Se pide calcular la cantidad de litros/hora que se adicionan al canal como producto de las filtraciones que se producen a travs del estrato de arena (considere Ud. El tramo de 4 km. Y que en los estratos impermeables no hay filtraciones).

SOLUCIONK= 1cm/seg.A= 4000m x 1m = 4000m2Darcy: Q = A.K. = A.K. .. (1)Donde = 2- 3 (carga hidrulica)= 130- 105= 25mReemplazamos en ..(1)Q = (4000m2).(1 x .(Q = 2/seg x x Q = 720 L/hora.ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO Docente: Ing. Rubn Lpez Carranza