Geohidráulica

Hidrogeología (GE-115)Hidrogeología (GE-115)E. ManriqueE. Manrique

FORMACIÓN GEOLÓGICA VERSUS ACUÍFERONo todas las formaciones geológicas que almacenan agua son capaces de trasmitirla, el concepto de acuífero queda inexorablemente ligado a las propiedades de la roca almacén. De acuerdo con este planteamiento se recuerda los siguientes términos:

Acuífero: formación geológica capaz de almacenar y trasmitir agua, bien hacia surgencias naturales o hacia captaciones artificiales (arenas y gravas, areniscas, calizas carstificadas). Buenos para su explotación económica.

Acuitardo: formación geológica capaz de almacenar volúmenes importantes de agua pero que son transmitidos lentamente (arcillas limosas y limos). En general, poco interesantes para una explotación económica

Acuicludo: formación geológica capaz de almacenar agua (inclusos hasta saturación) pero que no la trasmite (arcillas). No es interesante para su explotación económica.

Acuifugo: formación geológica que ni almacena ni trasmite agua (rocas intrusivas no alteradas).


La geohidráulica de los acuíferos Cuencas sedimentarias, depósitos aluviales


Travertino cerca Izcuchaca - Huancavelica

La geohidráulica de los acuíferos en formaciones cársticas


La geohidráulica de los acuíferos En volcánicos


La Geohidráulica se ocupa de la ubicación, la cantidad y el flujo del agua subterráneo. Sus procesos hidroquímicos pertenecientes al ciclo hidrológico que dependen de: a) la estructura ecológica-geológica, b) la composición petrológica de la litósfera. Este Último influye en los proceses geoquímicos y en la composición hidroquímica del agua subterránea. Ambos factores explican la velocidad relativamente lenta del flujo subterráneo y su largo tiempo de residencia en comparación con el agua superficial en el ciclo hidrológico.La mayoría de las aguas subterráneas son de origen meteórico. El agua de lluvia se infiltra directamente en el terreno o indirectamente a partir del flujo de agua superficial (lagunas, ríos, manantiales). Una muy pequeña parte del agua subterránea (agua juvenil) que se origina a partir del magma procedente del interior de la Tierra.Con los conocimientos expuestos, el flujo de agua subterráneo se determinan aplicando las leyes físicas que influyen en el flujo, desarrollando métodos matemáticos para definir los parámetros físicos; luego, establecer de modelos matemáticos.

La geohidráulica de los acuíferos cuencas sedimentarias, depósitos aluviales y formaciones cársticas


Modelos matemáticos en aguas subterráneas

A partir de 1960, el empleo de los métodos numéricos alcanza gran desarrollo debido al uso cada vez más creciente de las computadoras, lo cual hace que estos métodos sean mayormente aplicados en problemas de flujo con resultados confiables.

Los modelos matemáticos permiten la solución de las ecuaciones que rigen el movimiento del agua subterránea en el contexto de las particularidades hidrogeológicas e hidrológicas que caracterizan al acuífero en su concepción regional.

Los modelos matemáticos, llamados también modelos digitales son técnicas que permiten reemplazar las ecuaciones de flujo por un sistema de ecuaciones lineales cuyas variables y solución son estimadas en número finito de puntos dispersos en el espacio y en el tiempo.


➢De acuerdo a Castany G (1978); construir un modelo es establecer primero las ecuaciones del fenómeno que se desea simular y luego estructurar un algoritmo de resolución de estas ecuaciones.

➢Según Custodio E. y Llamas (1996) se entiende por modelo de un acuífero el procedimiento, ya sea analítico, matemático o analógico, que nos permite realizar la simulación de su comportamiento.

➢Para aplicar todo lo propuesto, es necesario conocer el contexto geológico del acuífero.

Un modelo debe ser representativo del sistema real, debe reproducir los estados del sistema, las acciones sobre él y las leyes que lo relacionan.

Todo lo anterior debe ser elaborado según un modelo geológico conceptual.



Para definir el movimiento del agua en un acuífero se necesita:

a) Descripción geológica del acuífero (un modelo geológico conceptual).

b) Descripción de las propiedades físicas del medio en cada punto del dominio: permeabilidad, transmisividad, coeficiente de almacenamiento, porosidad.

c) Las leyes que rigen el movimiento del agua en un medio poroso, tales como la ley de Darcy y de la conservación de la masa.



Entre los tipos de modelos de aguas subterráneas se tiene:

a) Modelos conceptuales: presentación esquemática de la geología e hidrogeología de un lugar en estudio.

b) Modelos matemáticos: analíticos y numéricos.


Para armar los modelos matemáticos se tiene como herramientas el entendimiento de los procesos físico químicos, químicos y bioquímicos. Para ello se agrupan dentro de dos categorías: cantidad y calidad de agua subterránea.


La ecuación que describe el movimiento del agua en un acuífero heterogéneo, anisotrópico y de flujo permanente, se expresa por la siguiente ecuación diferencial, que considera las ecuaciones del flujo y conservación de la masa para simular el flujo de agua subterránea:


Visual MODFLOW es un programa modular tridimensional desarrollado en 1983 por USGS (United State Geological Service) para solución de problemas de flujo de aguas subterráneas.

Ejemplo de para elaborar un modelo con Visual MODFLOW.

Mapa base para la modelación del acuífero

de la Yarada - Tacna.


En base a las informaciones de pozo, topografía, geología y geofísica de las profundidades estimadas se obtiene la siguiente imagen:

Superficie del terreno y del basamento

acuífero tridimensiona de la Yarada - Tacna.

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