Balance hídrico global. El ciclo hidrológico y sus fases. Evaporación y condensación. Precipitación. Infiltración. Escorrentía.La cuenca de drenaje: Análisis morfométrico; Tipos de redes de drenaje; Evolución de las cuencas de drenaje Nivel de base drenaje. base. El análisis del flujo y el almacenamiento de agua en el balance global indica el dinamismo del ciclo hidrológico. El volumen total de agua dentro del balance global permanece casi constante pero la distribución en continentes, regiones y cuencas de drenaje cambia constantemente. d j bi t t t Estimación de la distribución del agua global: Fuente de agua Océanos, Mares y Bahías Capas de hielo, Glaciares y Nieves Perpetuas Agua subterránea Dulce Salada Humedad del suelo Hielo en el suelo y gelisuelo (permafrost) Lagos Dulce Salada Atmósfera Agua de pantano Ríos Agua biológica Total Volumen de agua, en metros cúbicos úbi 1,338,000,000 24,064,000 23,400,000 10,530,000 12,870,000 16,500 300,000 176,400 91,000 85,400 12,900 11,470 2,120 1,120 1 120 1,386,000,000 Volumen de agua, Porcentaje de agua en millas cúbicas ill úbi dulce d l 321,000,000 5,773,000 5,614,000 2,526,000 3,088,000 3,959 71,970 42,320 21,830 20,490 3,095 2,752 509 269 332,500,000 -68.7 -30.1 -0.05 0.86 -0.26 -0.04 0.03 0.006 0.003 0 003 Porcentaje total de agua 96.5 1.74 1.7 0.76 0.94 0.001 0.022 0.013 0.007 0.006 0.001 0.0008 0.0002 0.0001 0 0001 100 Fuente: Gleick, P. H., 1996: Water resources. In Encyclopedia of Climate and Weather, ed. by S. H. Schneider, Oxford University Press, New York, vol. 2, pp.817‐823 Los procesos que forman el ciclo del agua son: Precipitación, Evapotranspiración, Infiltración, Escorrentía superficial y Escorrentía subterránea. Precipitación: Caída gravitacional de agua en forma líquida o solida contenida en la atmósfera Evapotranspiración: es el proceso físico de paso del agua de estado líquido a vapor y tiene lugar de forma directa a partir de las superficies de agua (Evaporación) o bien de manera indirecta a través de la transpiración vegetal (Transpiración) (Transpiración). o suelo. Es función del tipo de superficie (roca. pasando al interior del suelo. La capacidad de infiltración de un suelo se expresa en mm/h. Escorrentía Subterránea: El agua infiltrada desciende por gravedad formando un frente de infiltración. se produce el encharcamiento superficial i i iá d h i t fi i l iniciándose l escorrentía superficial. lisa o rugosa) y de sus características hidrológicas. y del estado de humedad. en especial de su permeabilidad. Infiltración: El agua que finalmente llega al suelo. i filt ió El agua en este punto puede: (1) fl i l t l t t d fluir lateralmente y salir d nuevo a l superficie t li de la fi i dando lugar a la Escorrentía Subsuperficial o hipodérmica. Cuando la capacidad de infiltración del suelo es inferior a la intensidad de la lluvia. el proceso recibe el nombre de infiltración. (2) Ser atrapada por las raíces y (3) seguir descendiendo por gravedad hasta alcanzar el nivel freático (línea por la que por debajo todos los poros del sedimento o rocas están llenos de agua) dando lugar a la Escorrentía p g ) g Subterránea. la tí fi i l . es en parte absorbida. representa el ritmo de lluvia que puede ser soportado por el suelo sin que se produzca su encharcamiento superficial. Engloba la escorrentía subterránea. hipodérmica. Recibe el nombre de agua de arroyada. Escorrentía básica: Alimenta los cauces superficiales en periodos sin precipitaciones. movilizada por la gravedad.Escorrentía superficial: Representa el agua no infiltrada ni evaporada que. OTROS CONCEPTOS FUNDAMENTALES: Escorrentía directa: Agua que llega a los cauces superficiales tras un período de tiempo corto tras la precipitación Engloba la escorrentía superficial y hipodérmica precipitación. se resuelve en una red d pequeños hil y canales d agua que d i d siguiendo d d l d de ñ hilos l de descienden i i d la pendiente hasta que finalmente convergen en los cauces superficiales (barrancos y ríos). . HIDROLOGÍA Es una zona de la superficie terrestre en la cual el agua procedente de las precipitaciones caídas sobre ella se dirige hacia un mismo punto de salida salida. Barrancos Barrancos Divisoria Cuenca de drenaje menor Divisoria de drenaje pa a a cue ca para la cuenca de drenaje más grande . morfológicas. La L cuenca vertiente recoge l precipitación y l transforma en escorrentía i la i i ió la f í dependiendo de sus características litológicas.Si el punto de salida se encuentra en el interior de los límites de la cuenca (lago/playa lake) se habla de endorreísmo. edáficas. topográficas. pero si se encuentra sobre el mismo límite se habla de cuenca exorreicas. . climáticas y de vegetación. CUENCA EXORREICA . CUENCA ENDORREICA SALADA DE MEDIANA . Cuenca Hidrogeológica que incorpora las aguas subterráneas. Existen en rigor dos tipos de Cuencas que no tienen necesariamente que coincidir: .La divisoria. es la línea de contorno de la cuenca.Cuenca Hidrográfica definida exclusivamente por la topografía. . . . MONCAYO . . Parámetros morfométricos que caracterizan una CUENCA DE DRENAJE ◦ Geométricos Índice de compacidad o de Gravelius (circunferencia equivalente) p ( q ) El rectángulo equivalente ◦ De relieve Curva hi C hipsométrica é i Desnivel medio Índice de masividad Coeficiente orográfico Índices de pendiente global y de pendiente media ◦ De red hidrográfica Longitud del cauce principal Perfil del cauce Densidad de la red Índice de cauces . Enrejada . Rectangular D.Volcán A. Dendrítico B. Radial Valles excavados en roca menos resistente Crestas de roca resistentes C. así como la VARIACIÓN DEL ALMACENAMIENTO. los componentes del ciclo hidrológico considerándolos como ENTRADAS Y SALIDAS DE AGUA al sistema hidrológico. Se entiende por Almacenamiento a toda el agua contenida en los acuíferos y artificialmente en lagos y embalses.Balance hídrico de una cuenca (water budget) es la comparación cuantitativa de hidrológico. cantidades negativas. Las ENTRADAS se consideran como cantidades positivas y las SALIDAS como positivas. ENTRADAS – SALIDAS= VARIACIÓN DE ALMACENAMIENTO . usal. el hidrograma resultante será distinto según se trate de una cuenca permeable con importantes acuíferos.es/javisan/hidro).usal. el caudal se iba agotando paulatinamente hasta que. En el instante t1 todo el caudal es debido a escorrentía básica (en este caso. o de una cuenca impermeable. . el caudal comienza a aumentar. sin acuíferos (http://web. en el mismo instante que comienza la precipitación.Antes de producirse las precipitaciones. En el instante t2.es/javisan/hidro). Vemos como el conjunto de acuíferos de una cuenca se comportan como un “embalse subterráneo”. Con las mismas precipitaciones. escorrentía subterránea). y otra parte (área de trazos) será debida a la escorrentía directa (http://web usal es/javisan/hidro) (http://web. parte del caudal (líneas contínuas) será debido a la escorrentía básica. ya que guardan el agua cuando hay exceso y la sueltan lentamente cuando no hay precipitaciones. Gout= Agua que nutre a otras cuencas cuencas. 1 mm de precipitación equivale a 1 l/m2 o bien 1 dm3/m2 . R= Esc. Todos los componentes se expresan en volumen de agua [m3]. Si ese volumen de agua lo dividimos por la superficie donde se produce el resultado se expresa en unidades de longitud [L].Superficial + Esc.( (P+Gn)-(ET+R+Gout)=ΔS ) ( ) P= Precipitación ET=Evapotranspiración. Subterránea Gn= Agua procedente de otras cuencas. etc.Si la cuenca hidrográfica coincide con la topográfica y por tanto no existen entradas ni salidas de agua subterránea en la cuenca. . bombeo. la ecuación anterior queda reducida a la siguiente expresión: P – (R + ET ) = ΔS Si las condiciones hídricas en la cuenca son las mismas al inicio y al final del intervalo de tiempo considerado. pero en un acuífero hay que considerar entradas y salidas desde y hacia otros acuíferos. salida hacia los cauces o el mar. y entonces debe cumplirse: P = R+ ET Para calcular el balance hídrico de un acuífero concreto se emplea la misma ecuación (Entradas – Salidas= Δ almacenamiento). la variación del almacenamiento es cero. infiltración o recarga artificial. http://web.Si explotamos el agua que se puede renovar (considerando un periodo de unos años) se dice que explotamos los recursos. y estamos produciendo sobreexplotación. se dice que estamos explotando las reservas. Los niveles del agua en los pozos cada año se encuentran más b j d ñ t á bajos.usal. Si utilizamos más agua de la que puede renovarse.es/javisan/hidro . es/javisan/hidro Balance en condiciones naturales: De los 100 que se reciben por precipitaciones.usal. . 84 se pierden como ET.http://web. 16 salen de la cuenca hacia el mar (Escorrentía total) total). es/javisan/hidro http://web usal es/javisan/hidro Comienzan los bombeos: La superficie freática desciende.usal. Esto provoca: a) La humedad del suelo ha disminuído. la franja de la ribera ya no recibe alimentación desde abajo(ET disminuye). c) Como la pendiente de la superficie freática es menor. . la infiltración aumenta (de 10 a 12). la escorrentía subterránea que alimenta el río disminuye (de 6 a 3). b) Los árboles de largas raíces ya no toman agua bajo la superficie freática.http://web. inviable. Si ese precio es aceptable o no para la rentabilidad obtenida. al final.usal. El volumen de los bombeos acabará.es/javisan/hidro Aumentan los bombeos: Suponemos que la ET no ha disminuido. El precio que se ha debido pagar por esa explotación de los recursos hídricos ha sido la desaparición de vegetación y zonas húmedas y la disminución del caudal del río. como ET. hemos visto que mediante una sobreexplotación inicial se ha conseguido explotar el 16% de las precipitaciones. . En el sencillo esquema anterior.http://web. sino que él mismo pierde alimentando los acuíferos. pero el río ahora no se alimenta con parte de la escorrentía subterránea. es una decisión difícil. y. Si se bombeara un volumen mayor lo único que se conseguiría es que la superficie freática estuviera cada año más abajo y que el bombeo fuera más costoso. en su mayor parte. PRECIPITACIONES El agua caída en un punto puede ser medida mediante el uso de Pluviómetros o Pluviógrafos. a lo que se denomina intensidad de precipitación. Los primeros permiten conocer el volumen total de agua caído (mm totales). mientras que los segundos dan el volumen g g de precipitación en función del tiempo (mm/hr). Pluviómetro Pluviógrafo . Cálculo de la Precipitación media de una cuenca hidrológica p g Polígonos de ThiessenCada estación pluviométrica se rodea de un polígono y se supone que todo el polígono recibe la misma precipitación que el punto central. Pm=(P1*S1+P2*S2+….Pn*Sn)/Stotal http://web.es/javisan/hidro . Para trazar los polígonos se trazan las mediatrices (perpendicular p g (p p en el punto medio) de los segmentos que unen las diversas estaciones pluviométricas.usal. Así podemos hacer predicciones. . Frecuentemente p g se calculan P mensual media y P anual media para una serie de años.Los datos obtenidos se representan en Hietogramas . (ej: ¿Cuál es la media de precipitaciones en el otoño en un determinado punto?). más ú il i id d d ió á útiles que l las primeras para predecir el i d i l volumen de escorrentía esperado en una cuenca y así diseñar obras hidraúlicas (canales. presas…) o estimar tasas de erosión.Si disponemos de valores de intensidad se construyen curvas de intensidad-duración. . Si tenemos valores de intensidad de varios años podemos elaborar p curvas de intensidad-duración-frecuencia. . .Cálculo de caudales (aforar) ( ) Existen dos tipos de aforos: (a) directos y (b) indirectos. podremos d t INDIRECTOSb la ió de d determinar el caudal i l d l a partir de la altura de agua.Molinetes.El procedimiento se basa en medir la sección de un cauce y la velocidad del agua y aplicar la ecuación: Caudal (m3/s)= Sección (m2)x Velocidad (m/s).usal. Se emplean molinetes y aforos químicos.Requieren el uso de instrumentos o procedimientos. Dado que la sección del cauce puede variar por erosión o sedimentación. 1. habrá que actualizar periódicamente el cálculo de la sección. AFOROS INDIRECTOS Si sabemos l sección d un cauce.es/javisan/hidro http://web usal es/javisan/hidro . AFOROS DIRECTOS. http://web. -Aforos Q í 2 f Químicos. Se li á (Q*C0)+(q * C1) = C2 * Q2 como C0=0 y Q2 ≈ Q (es decir que el caudal del río prácticamente no ha variado con el vertido q). fi l l tid ) finalmente: t Q= q * C1 /C2 http://web.2.es/javisan/hidro . A un cauce de caudal Q se añade un pequeño caudal continuo q de una disolución de concentración C1 S cumplirá que: ió C1.S arrojamos una sustancia d concentración conocida a un Si de ó d cauce. más diluidas estarán las muestras analizadas. cuanto mayor sea el caudal. se diluye en la corriente.usal. y aguas abajo tomamos muestras y las analizamos. mensuales y anuales. Caudal por unidad de superficie. Nos permite comparar el caudal de diversas cuencas. siendo sus superficies distintas. medio anual) por la superficie de la cuenca o subcuenca considerada. Caudal específico (m3/s*km2).Representación de caudales Los datos obtenidos mediante el aforo pueden expresarse como: Caudal (m3/s). Las medidas más frecuentes son caudales medios diarios. mes o día. Aportación (m3). Representa el caudal aportado por cada km2 de cuenca Se calcula dividiendo el caudal (normalmente el caudal cuenca. . Volumen de agua aportado por un cauce en un año. usal. Supongamos q p p g que en la figura adjunta 1 cm2 g j 3 en ordenadas.es/javisan/hidro) j Es la representación gráfica del caudal en función del tiempo. Cada cm2 bajo el hidrograma corresponde a 1 día en abcisas y a 5 m corresponderá a un volumen de agua igual a: Volumen = Caudal x tiempo = 5 m3/s x 24*60*60 s = 432000 m3 . El área comprendida bajo un hidrograma es el volumen de agua que ha pasado por el punto de aforo en el intervalo de tiempo considerado.Hidrogramas g (http://web. corresponde a escorrentía p . http://web. Este retardo define el tiempo que tarda el agua en p p p q g alcanzar el punto de salida (tiempo de concentración).usal. en que se encontraba el agotamiento antes de la g crecida. Es importante notar que la nueva curva de agotamiento comienza más alto que el punto Z. p subterránea. El agua aforada desde ese momento es escorrentía básica. Eso es debido a que parte de la precipitación que se infiltró está ahora alimentando al cauce. si se trata de una cuenca sin almacenamiento superficial. que. Así se cumple: tbase (tiempo que dura la crecida)=tprec+tconc Del hietograma de precipitación vemos como sólo una parte de la precipitación se g p p p p p transforma en escorrentía superficial (precipitación neta) mientras que gran parte de la precipitación se infiltra (precipitación efectiva).es/javisan/hidro .En el hidrograma de una crecida se observa como existe un tiempo de retardo entre el p pico de precipitación y el de crecida. El punto marcado en la Figura como X es el momento en que toda la escorrentía directa provocada por esas precipitaciones p p p p ya ha pasado. Para separar el caudal asociado a escorrentía directa y básica en un hidrograma. p g . areniscas. usos del suelo (suelo agrícola.es/javisan/hidro . granitos…). con proyectar la curva de agotamiento previa a la crecida (punto Z) hasta la vertical de la punta del hidrograma (punto Y) y luego unir ese punto con el comienzo de la curva de agotamiento que sigue a la crecida (punto X). calizas. http://web. bosque…) y la presencia de un suelo mejor o peor desarrollado y de las litologías existentes (lutitas. La aportación de cada tipo de escorrentía dependerá en g p p p gran medida de la topografía.usal. basta p g . Años 1943-1944 1944-1945 1945-1946 1946-1947 1947-1948 1948-1949 1949-1950 1950-1951 1951-1952 1952-1953 1953-1954 1954-1955 1955-1956 1956-1957 1957-1958 1958-1959 1959-1960 1960-1961 1961-1962 1962-1963 Qci 1200 1783 1565 2180 2197 1475 1825 1971 3260 1365 2470 1480 2744 1229 2003 2237 2790 4130 2570 2390 Años 1963-1964 1964-1965 1965-1966 1966-1967 1967-1968 1968-1969 1969-1970 1970-1971 1971-1972 1972-1973 1973-1974 1974-1975 1975-1976 1976-1977 1977-1978 1978-1979 1979-1980 1980-1981 1981-1982 1982-1983 Qci 1970 2395 2260 3154 2494 1495 2031 1449 1644 1946 1422 2100 1310 2437 3154 2581 1880 2525 1395 1910 Años 1983-1984 1984-1985 1985-1986 1986-1987 1987-1988 1988-1989 1989-1990 1990-1991 1991-1992 1992-1993 1993-1994 1994-1995 1995-1996 1996-1997 1997-1998 1998-1999 1999-2000 2000-2001 2001-2002 2002-2003 Qci 1668 1350 957 1200 1869 697 1007 1549 1253 2300 2140 1652 1270 2004 1469 855 767 1743 563 2988 . y calcular para cada uno de ellos la probabilidad de que el caudal alcance ese valor.Cálculo de periodos de retorno de avenidas Supongamos que disponemos de n datos de caudales. Si disponemos de n datos. Hay que ordenar los datos disponibles de menor a mayor. y es frecuente disponer de series históricas correspondientes a 30 ó 40 años. mientras que los datos extremos suelen ajustarse a la ley de Gumbel. la gráfica (los más juntos) se suelen ajustarse a la ley normal o de Gauss. datos) Estos datos se representan en una gráfica caudaltiempo que posteriormente se ajusta a una recta de probabilidad Los datos de la parte izquierda de probabilidad. olvidando su orden cronológico. El tratamiento estadístico más común está encaminado a evaluar la probabilidad de que se presente en el futuro un caudal mayor o menor que un determinado valor valor. el periodo de recurrencia para cada valor será el: nx (valor asignado)/ ntotal (número de datos). Es deseable que sean más de 20. 05263158 1.Años 1943-1944 1944-1945 1945-1946 1946-1947 1947-1948 1948-1949 1949-1950 1950-1951 1951-1952 1952-1953 1953-1954 1954-1955 1955-1956 1956-1957 1957-1958 1958-1959 1959-1960 1960-1961 1961-1962 1962 1963 1962-1963 1963-1964 1964-1965 1965-1966 1966-1967 1967-1968 1968-1969 1969-1970 1970-1971 1971-1972 1971 1972 1972-1973 1973-1974 1974-1975 1975-1976 1976-1977 1977-1978 1978-1979 1979-1980 1980-1981 1980 1981 1981-1982 1982-1983 1983-1984 1984-1985 1985-1986 1986-1987 1987-1988 1988-1989 1989-1990 1990-1991 1991-1992 1992-1993 1993-1994 1994-1995 1995-1996 1996-1997 1997-1998 1998-1999 1999-2000 2000-2001 2001-2002 2002-2003 Qci 1200 1783 1565 2180 2197 1475 1825 1971 3260 1365 2470 1480 2744 1229 2003 2237 2790 4130 2570 2390 1970 2395 2260 3154 2494 1495 2031 1449 1644 1946 1422 2100 1310 2437 3154 2581 1880 2525 1395 1910 1668 1350 957 1200 1869 697 1007 1549 1253 2300 2140 1652 1270 2004 1469 855 767 1743 563 2988 Qci ordenados 4130 3260 3154 3154 2988 2790 2744 2581 2570 2525 2494 2470 2437 2395 2390 2300 2260 2237 2197 2180 2140 2100 2031 2004 2003 1971 1970 1946 1910 1880 1869 1825 1783 1743 1668 1652 1644 1565 1549 1495 1480 1475 1469 1449 1422 1395 1365 1350 1310 1270 1253 1229 1200 1200 1007 957 855 767 697 563 Valor asignado 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 P recurrencia 60 30 20 15 12 10 8.46341463 1.61538462 4.5 1.66666667 6 5.28571429 4 3.28571429 4 3.71428571 1.33333333 3.45454545 5 4.33333333 1.66666667 1.76470588 1.93548387 1.57142857 7.11111111 1.75 3.30434783 1.13207547 1.66666667 6 5.25 1.30769231 2.36363636 1.09090909 1.5 2.5 6.42857143 1.45454545 5 4.22222222 2.52941176 3.57894737 1 57894737 1.14285714 2.2244898 1.2 1.57142857 7.06896552 2 06896552 2 1.15789474 3 2.5 6.62162162 1.33333333 3.875 1.60869565 2.15789474 3 Qci 4130 3260 3154 3154 2988 2790 2744 2581 2570 2525 2494 2470 2437 2395 2390 2300 2260 2237 2197 2180 .03448276 1.4 2.27659574 1.53846154 1.85714286 2.75 3.61538462 4.15384615 1.81818182 1.17647059 1.07142857 1.72727273 2.01694915 1 Qci 4130 3260 3154 3154 2988 2790 2744 2581 2570 2525 2494 2470 2437 2395 2390 2300 2260 2237 2197 2180 2140 2100 2031 2004 2003 1971 1970 1946 1910 1880 1869 1825 1783 1743 1668 1652 1644 1565 1549 1495 1480 1475 1469 1449 1422 1395 1365 1350 1310 1270 1253 1229 1200 1200 1007 957 855 767 697 563 Años 1943-1944 1944-1945 1945-1946 1946-1947 1947-1948 1948-1949 1949-1950 1950-1951 1951-1952 1952-1953 1952 1953 1953-1954 1954-1955 1955-1956 1956-1957 1957-1958 1958-1959 1959-1960 1960-1961 1961-1962 1962-1963 Qci 1200 1783 1565 2180 2197 1475 1825 1971 3260 1365 2470 1480 2744 1229 2003 2237 2790 4130 2570 2390 Qci ordenados 4130 3260 3154 3154 2988 2790 2744 2581 2570 2525 2494 2470 2437 2395 2390 2300 2260 2237 2197 2180 Valor asignado 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 P recurrencia 60 30 20 15 12 10 8.39534884 1.52941176 3. Precurrencia Ebro (1943-2003) 4500 4000 3500 3000 C Caudal (m3/s) 2500 Qci 2000 1500 1000 500 0 1 10 Tiempo (años) 100 . Relación Precipitación-Escorrentía (Método Racional) Como ya hemos visto. Pd = Precipitación diaria ( p (mm. M.2-IC "Drenaje superficial" . Para calcular la precipitación neta y por tanto la escorrentía se recurre al denominado Coeficiente de Escorrentía (C). Ministerio de Obras Públicas. p p A = superficie de la cuenca. el caudal de escorrentía es el resultado de multiplicar tres factores: Q = C.2 a 0. C= coeficiente de escorrentía (típicamente 0. obtenido de tablas (MOPU. I = intensidad de precipitación. A Q = caudal.7). ( ) MOPU (1990) y Ferrer (1993) proporcionan la siguiente Fórmula: C = Coeficiente de Escorrentía. 123. (1993). Ministerio de Obras Públicas y Urbanismo (Boletín Oficial del Estado. FERRER. CEDEX.P. el resto se infiltra o evapora.J.). 1990).Instrucción de Carreteras 5. . I .O.U.. 23-5-1990). F. sólo la precipitación neta produce escorrentía. (1990). ) P0= Umbral de escorrentía (mm. Madrid. Públicas Madrid 75 pp pp. .Recomendaciones para el Cálculo Hidrometeorológico de Avenidas.). p Conocido el C.. Zona saturada o de saturación. Poros rellenos de aire y agua. Todos los poros rellenos de agua. El límite superior de la zona saturada se denomina nivel freático. Entre las dos zonas se encuentra la franja de capilaridad dominada por la tensión superficial del agua responsable de la alteración de monumentos y edificios. .Zona no saturada o vadosa. supongamos que recogiéramos 160 litros. nt=Volumen de huecos/Volumen total Porosidad Eficaz.Volumen de huecos conectados que permiten la circulación de agua. Evidentemente los 120 litros que faltan se han quedado mojando los granos.16 ≈ 16% re= 0.28 ≈ 28% 0 28 ne = 160 / 1000 = 0.16 = 0.12 ≈ 12% .28 . Después dejamos que el agua contenida escurra libremente. Re=n n Re nt-ne Los tres conceptos se expresan en porcentaje o en tanto por 1 (12% o 0. Supongamos que hemos necesitado 280 litros. Con estos datos podemos calcular: 1 m3 = 1000 dm3 ≈ 1000 litros nt = 280 /1000 = 0. le introducimos agua hasta que esté completamente saturado (todos los poros llenos de agua). Se calcula como: ne=Volumen de agua drenada por gravedad/ Volumen Total Retención específica: Volumen de agua adherida a granos o a las paredes de las fracturas y por tanto que no circula.12) y por tanto son adimensionales. Ejemplo: Disponemos de 1 m3 de arena seca. Se define tb como la Diferencia entre la Porosidad total y eficaz.Porosidad Total– Relación entre el volumen d poros y el volumen total d roca o id d l l ó l l de l l l de sedimento.0. 09 8 15 48 3 1 2 5 0. Geological Survey Water Supply Paper 2220.es/javisan/hidro Material Suelo Arcilla Arena Grava Caliza Arenisca (semiconsolidada) Granito Basalto (fresco) Porosidad Porosidad eficaz Retención específica 55 50 25 20 20 11 0. 1987 .S.http://web.usal.0 13 *Los valores se dan en porcentaje sin volumen.1 11 40 2 22 19 18 6 0. Fuente: U. no obstante. ( ) (2) La heterometría de los granos. cemento o disolución a favor de fracturas. Depende de: (1) l ( ) El tamaño de l los granos. Si tienen formas diversas pueden acomodarse para ocupar menor espacio disminuyendo la porosidad. A mayor deformación mayor fracturación. Porosidad por Fracturación (Acuífero fisurado)‐ La porosidad viene determinada por la presencia de fracturas. cada ti d roca responde a l esfuerzos d f t ió bt t d tipo de d los f de forma diferente.Porosidad Intergranular (Acúifero Poroso)‐ Poros entre los diferentes granos de un sedimento o roca detrítica. Los finos g ocupan los poros que dejan los gruesos y la porosidad disminuye. (4) La compactación y cementación que disminuyen la porosidad. . (3) La forma y disposición de los granos. Viene determinada por la historia tectónica de la zona y por la litología. Cuanto más á pequeños sean menor será el volumen de huecos y la retención específica aumenta. Porosidad por Disolución (Acuífero kárstico)‐ Porosidad como consecuencia de la disolución de granos. como la parte que depende del fluido normalmente es despreciable. Esta cuestión es fundamental en geología del petróleo. di Afortunadamente. Conductividad hidráulica (K). la viscosidad (μ). Por tanto. la aceleración gravitatoria (g) y la densidad del fluído (ρ). que se duplica entre 5 y 35 º C.La permeabilidad y l porosidad son l bld d la d d los parámetros que d f á definen l las características í hidráulicas de un acuífero. con lo que se duplicaría d li í la l permeabilidad de Darcy y también el caudal circulante por la sección considerada del d l medio poroso. para las aguas subterráneas a efectos prácticos asumimos que la conductividad hidráulica es una característica del medio poroso ( de la permeabilidad).Define la facilidad que un cuerpo ofrece a ser atravesado por un fluido en función de su textura y estructura Se expresa en cm/s o m/s y depende estructura. donde se di í i estudian fl id fluidos d dif de diferentes características. las aguas subterráneas presentan mínimas diferencias de temperatura a lo largo del año en un mismo acuífero. . Solamente habría que considerar l variación d l d la ó de la viscosidad con la temperatura. de la permeabilidad (relativa a la porosidad eficaz de la roca o sedimento). aunque sabemos que K depende tanto del medio como del propio fluido. E el caso d l agua. l En l del la salinidad apenas hace variar el peso específico ni la viscosidad. usal. 2/s. Depende de la permeabilidad y del espesor Se expresa en m2/día geológica espesor.Transmisividad.es/javisan/hidro . o cm Transmisividad (T)= Conductividad hidraúlica (K) x Espesor saturado (b) Si observamos el dibujo intuimos que los dos acuíferos deben proporcionar el mismo caudal: uno tiene la mitad de permeabilidad.Define la facilidad del agua para circular horizontalmente por una formación geológica. http://web. pero el doble de espesor que el otro. areniscas.Acuíferos – estratos de roca o sedimentos que contiene agua en cantidad y que permiten que circule a través de ella con facilidad. Acuífugo. gravas o rocas fracturadas. Ej: arcillas y limos. pero el agua esta atrapada. Ej: Arenas. Un m3 de arcillas contiene mas agua que el mismo volumen de j g q arenas. rocas compactas con alteración y/o fracturación moderadas. . y por tanto no podrá circular en el subsuelo ni en condiciones naturales ni hacia un pozo que esté bombeando. Acuitardos – estratos de roca o sedimentos que contienen agua en cantidad apreciable pero el agua circula a través de ella con dificultad. Acuicludos – estratos de roca o sedimentos que contienen agua en cantidad apreciable y que no permite que el agua circule a través de ella. Ej: Arenas arcillosas. Ej: Rocas magmáticas o metamórficas inalteradas y no fracturadas.estratos de roca o sedimentos que no contienen agua. no puede salir por gravedad. encima del techo del acuífero hasta el punto de equilibrio.Acuíferos lib A íf libres.U Una capa i impermeable sirve d bl i de base a una capa permeable parcialmente saturada de agua.usal. sólo disminuye la presión del agua en lo que se conoce como Coeficiente de Almacenamiento. Así en los acuíferos libres se habla de espesor saturado. . Cuando un sondeo comunica la superficie con el acuífero el nivel del agua sube por acuífero. que será menor o (http://web.Todo el espesor del acuífero está saturado de agua y la presión de agua en los poros o fisuras es mayor que la atmosférica (el agua se encuentra a presión). Como consecuencia. La superficie virtual formada por los puntos que alcanzaría el agua si se hicieran infinitas perforaciones en el acuífero. Desde un punto de vista hidráulico se dice que la presión (en la superficie del agua en el pozo o en las fisuras) es exactamente la atmosférica. si extraemos agua de él inicialmente ningún hueco se vacía. El agua se encuentra rellenando los poros o fisuras por gravedad. En ocasiones el nivel del agua supera el de la superficie y el agua desborda por la boca y se dice entonces que los pozos son surgentes o artesianos. La superficie que separa la zona en la que todos los huecos están rellenos de agua se denomina superficie freática o nivel freático si nos referimos a un punto. Acuíferos confinado. se denomina superficie piezométrica y nivel piezométrico en un punto concreto.es/javisan/hidro) g q p g g igual que el espesor del estrato o formación geológica correspondiente. el nivel del agua en la perforación permanece en el mismo nivel en que se cortó. Si se perfora un sondeo y la perforación alcanza la superficie freática de un acuífero libre. En la figura se representa un acuífero lib t íf libre y un semiconfinado separados por un acuitardo. el flujo a través del acuitardo equilibraría los niveles. pero en d d alguna d l ió donde l de las capas confinantes son semipermeables (acuitardos).presión. se h b d á b íf f d ó produciría una filtración vertical ascendente. aunque la permeabilidad del acuitardo sea muy b j se producirá un it d baja. y más abajo un acuífero semiconfinado con una presión mayor.es/javisan/hidro) Si el sistema se mantuviera estable. Pero una situación como la del dibujo puede mantenerse indefinidamente debido a la explotación del acuífero inferior o a la llegada de agua al ó í superior por infiltración de las precipitaciones. No siempre la alimentación debe llegarle desde arriba. Se aprecia que el nivel del agua en el libre es mas alto que en el sondeo que corta el acuífero profundo (l d t l íf f d (la entubación de este sondeo solo estaría ranurada en el acuífero inferior). Por tanto.acuíferos a (http://web. la superficie freática y piezométrica se superpondrían y cesaría el flujo (no habría gradiente hidráulico que obligara al agua a circular). d i á flujo de agua a través del mismo hacia abajo.usal. Si bajo el acuífero semiconfinado hubiera otro acuitardo. Acuíferos semiconfinados. y a través de ellas le llegan filtraciones o rezumes. sin alteraciones desde el exterior durante el tiempo suficiente. . Coeficiente de Almacenamiento (S). Se define como la cantidad de agua cedida por un prisma de acuífero de un metro cuadrado de g p p sección y altura la del acuífero.usal. puesto que se asume que el agua no experimenta descompresión apreciable. j í l Acuífero Confinado o Semiconfinado S=Descompresión del agua p +Descompresión del acuífero Ρ=densidad del agua g=gravedad d d b=espesor saturado del acuífero =compresibilidad del acuífero ne=porosidad eficaz β=Compresibilidad del agua (http://web. cuando el nivel piezométrico baja un metro.es/javisan/hidro) . Al igual que la porosidad es adimensional. Acuífero Libre S=ne Por el contrario la pérdida de presión en p p un acuífero confinado o semiconfinado implican una descompresión del agua y una descompresión del acuífero asociada a la disminución de presión intersticial que ejercía el agua. En la práctica se podría definir como la cantidad de agua que libera un acuífero como consecuencia de la pérdida de presión. En un acuífero libre el coeficiente de almacenamiento S es igual a la porosidad eficaz (ne) S. (ne). de permitir que el agua circule a través de ella (permeabilidad. éste pasaría a ser un acuífero libre.Si descendiéramos el nivel piezométrico hasta el techo d l acuífero confinado o h l h del íf fi d semiconfinado. Los coeficientes de compresibilidad del agua y del acuífero suelen estar entre 10-3 y 10-5. . transmisividad).Su cualidad de transmisor. . RESUMEN: La personalidad hidrogeológica de cualquier roca o formación geológica está definida por dos factores: .Su capacidad de almacenar agua (depende de porosidad y coeficiente almacenamiento). . ρ = densidad del fluido. la energía q que p posee el fluido p permanece constante a lo largo de su recorrido. La energía de un fluido (carga hidraúlica) en cualquier momento ) q consta de tres componentes: Energía Cinética: es la energía debida a la velocidad que posea el fluido. unos pocos centímetros al día (cm/día).El movimiento del agua en los acuíferos es extraordinariamente lento siendo velocidades típicas. g = gravedad z = altura con respecto a una cota de referencia. Energía de Presión: es la energía que un fluido contiene debido a la presión que posee. Teorema de Bernoulli En un fluido ideal (sin viscosidad ni rozamiento) en régimen de circulación por un conducto cerrado. P = Presión a lo largo de la línea de corriente. V = velocidad del fluido en la sección considerada. Energía Potencial Gravitacional: es la energía debido a la altitud que un fluido posea. . es/javisan/hidro) La energía total por unidad de masa se denomina potencial hidráulico (Ф). y es igual a la altura de la columna de agua (respecto del nivel de referencia considerado) multiplicada por la aceleración de la gravedad.Para que exista flujo es necesaria una diferencia de carga hidraúlica (energía). de manera que el agua circula desde puntos de mayor carga hacia puntos de menor carga. .usal. La energía cinética de un fluido en un acuífero es despreciable frente a los otros dos términos dada la i éi d fl id íf d i bl f l d é i d d l baja velocidad a la que circula el agua. (http://web. las aguas subterráneas circulan de los puntos de mayor potencial l l b j l b á i l d l d i l hidraúlico (carga hidraúlica despreciando la energía cinética) a puntos de menor potencial o lo que es lo mismo.usal.es/javisan/hidro) (b) (c) Gradiente hidráulico La L pendiente d l nivel f áti di t del i l freático.Es importante recordar que a diferencia de las aguas superficiales que se mueven de las zonas altas a las bajas. (a) (http://web. el agua puede circular de arriba abajo (figura a) como de abajo a fi i t áfi l d i l d ib b j (fi ) d b j arriba (figuras b y c). se d t determina i midiendo la diferencia de elevación entre dos puntos del nivel freático dividida por la distancia entre esos puntos. Pozos Nivel freático Gradiente hidráulico . Como consecuencia tomando como referencia la superficie topográfica. de los puntos en los que la columna de agua es más alta hacia aquellos en los que es más baja. Ley de DarcyEl caudal (Q) que atraviesa un medio poroso por una sección (A) es proporcional a la Conductividad hidraúlica (K) y al gradiente (i). Estos mapas permiten determinar la dirección y sentido de circulación del flujo de agua y por tanto tiene grandes aplicaciones de cara a la prevención d l contaminación d l ió de la i ió de las aguas subterráneas y en último término de las aguas superficiales puesto que las aguas subterráneas alimentan las superficiales.es/javisan/hidro) Mapas de isopiezas Es la representación gráfica del nivel piezométrico de un acuífero en el espacio. En semejanza a un mapa topográfico las isopiezas unen puntos con el mismo potencial hidraúlico (altura de la columna de agua) agua). (http://web.usal. . Las captaciones d agua se ll de llevan a cabo mediante pozos, galerías, d b d l í drenes y habitualmente mediante sondeos. Los sondeos de captación presentan diámetros entre 20 y 60 cm. y la profundidades de entre 30 a 300. Consta de una tubería ciega salvo en la zona del acuífero donde es ranurada para permitir la entrada de agua. CONO DE DESCENSOS Cuando iniciamos el bombeo, el agua del acuífero comienza a fluir radialmente hacia el sondeo. Transcurrido un tiempo, la superficie freática adquiere la forma de un cono invertido denominado cono de descensos. La forma del cono es convexa ya que el flujo necesita un gradiente cada vez mayor para circular por secciones cada vez menores. En un acuífero libre, es la superficie freática la que toma la forma del cono de descensos. En cambio, si lo , que se bombea es un acuífero confinado o semiconfinado, al iniciar el bombeo es dicha superficie p la que forma el cono de descensos. (Margat, 1962) (http://web.usal.es/javisan/hidro) (http://web usal es/javisan/hidro) Si observamos la figura anterior en un cono de descensos de un acuífero confinado, a medida que el agua se acerca al sondeo debe atravesar secciones de menor radio pero el espesor b del acuífero se mantiene p p constante. Por el contrario, en un cono de descensos de un acuífero libre, a medida que el agua se acerca al sondeo debe atravesar secciones de menor radio y también de menor altura (El espesor saturado h va variando). En ambos casos, libre y confinado, el agua circula radialmente hacia el sondeo, pero la diferencia es que en el acuífero libre el agua circula por toda la sección transversal desde el cono hacia abajo, mientras que en el confinado el cono es una superficie virtual que está por encima del acuífero, y el agua solamente circula por el espesor b del propio acuífero. RÉGIMEN PERMANENTE Y VARIABLE‐ É Cuando el flujo varía con el tiempo, estamos en régimen no permanente o variable. variable Cuando iniciamos el bombeo el bombeo, cono de descensos va aumentando tanto en profundidad como en extensión (el flujo varía constantemente): estamos en régimen variable. variable Si en un sondeo de observación próximo al que bombea hemos medido los descensos en varios tiempos sucesivos, observamos que la variación del nivel en ese punto (figura a) es más rápida en los primeros momentos, y progresivamente la velocidad del descenso se va ralentizando. Esto es debido a que cuando el , p g q cono es mayor, para liberar el mismo volumen de agua necesita un descenso menor. En la figura b, entre t1 y t2 ha transcurrido el mismo tiempo que entre t3 y t4; si el caudal de bombeo es constante, el volumen de agua liberado en ambos incrementos de tiempo es el mismo, pero el descenso entre t3 y t4 es menor. En otras palabras: el área rayada comprendida entre t1 y t2 es la misma que entre t3 y t4 Sin embargo el t4. embargo, espesor de la franja entre t3 y t4 (descenso generado) es mucho menor. ( p // (http://web.usal.es/javisan/hidro) /j / ) Cuando un sistema de flujo no varía con el tiempo se dice que está en régimen permanente estacionario o permanente, en equilibrio. En un ensayo de bombeo, cuando los descensos se estabilizan, se alcanza el régimen permanente o de equilibrio (Flujo constante). En estas condiciones la forma y tamaño del cono de condiciones, descensos se mantienen aunque el sondeo siga bombeando ininterrumpidamente. ECUACIÓN DEL CONO DE DESCENSOS Ó La generatriz del cono corresponde a la ecuación s=f(1/r). [s=descenso, r=distancia], ya que a mayor distancia, menor descenso. Será función del caudal (Q): si bombeamos un mayor caudal generaremos un cono mayor. Y en régimen variable, será además función del tiempo. En ambos casos, variable o permanente, será función del acuífero: mejor acuífero, menores descensos. En régimen permanente: En régimen variable: A. b (siendo b el espesor del acuífero). el caudal (Q) que estamos extrayendo es el mismo que el volumen de agua cedido por el acuífero radialmente hacia el sondeo y que atraviesa una sección cilíndrica concéntrica con el sondeo. K =permeabilidad del acuífero.i Q = caudal que atraviesa la sección de área A (igual al caudal constante que está siendo bombeado). puede pasarse a logaritmos decimales: . r .ACUÍFERO CONFINADO (MÉTODO DE THIEM) EN RÉGIMEN PERMANENTE Al estar en régimen permanente. Aplicamos la ley de Darcy al flujo del agua subterránea a través de una de esas secciones cilíndricas. π . A =sección por la que circula el agua = 2. de radio r medido desde el eje del sondeo: Q=K. i = gradiente hid á li = dh/d di t hidráulico dh/dr Como h2-h1=s1-s2 A efectos de facilitar el uso de la fórmula. Sin embargo es muy útil para calcular la transmisividad (T) Gráficamente el cono de descensos viene reflejado (T).s1) (r2. .366Q/T •Corta el eje x en el radio de influencia del cono de descenso. menor pendiente: pensemos que este gráfico es una imagen deformada del cono de descensos. por una recta (recta de Thiem) con el eje x en escala logarítmica (log de la distancia) del tipo y=mx+n que: •Tiene por pendiente m=0 366Q/T m=0. disminuiría la pendiente del cono.s2) Descensos observados distancias r del sondeo a Radio del cono (r3. A mayor T. Gráficamente.s2) (r2. •Corta el eje y en el valor de descenso p en el pozo de bombeo.s0) (r1. S (de escenso en metros) (r0. y por tanto al aumentar la transmisividad.Este tipo de ensayo no permite calcular el coeficiente de almacenamiento dado que al no variar el nivel piezométrico (régimen permanente) no se producen vaciados en el acuífero.s3) r (distancia en metros en escala logarítmica) La recta será más fiable cuantos más puntos de observación tengamos. .1h0 entonces se emplea la denominada corrección de Dupuit siempre que conozcamos el espesor saturado inicial del acuífero libre (h0). el error es aceptable si los descensos producidos son despreciables frente al espesor saturado del acuífero. sino también disminuye la altura de dicho cilindro. Además. aunque esta condición en acuíferos libres de poco espesor (por ejemplo. los descensos medidos en el campo habría que corregirlos antes de realizar los correspondientes cálculos y la representación gráfica. Entonces: Si se realiza un ensayo de bombeo. aluviales) no se cumple. Teniendo en cuenta que h0-h1=s (descenso) y siendo Sc=descenso corregido. habitualmente se acepta si los descensos no superan el 10% de dicho espesor (h0).ACUÍFERO LIBRE EN RÉGIMEN PERMANENTE (MÉTODO DE DUPUIT) La fórmula de Dupuit-Thiem no es válida para acuíferos libres. Si s1<0. . ya que a medida que el agua se acerca radialmente al sondeo no sólo disminuye el radio del cilindro imaginario que atraviesa el agua. el flujo ya no es horizontal como en el caso expuesto del confinado. p p p p No obstante. ACUÍFERO CONFINADO EN RÉGIMEN VARIABLE Un ensayo de bombeo en régimen variable nos permitirá conocer los parámetros hidráulicos del y g p p acuífero. p p del bombeo). la suma del tercer sumando y sucesivos es despreciable frente a los dos primeros. g . Necesitamos. . Se emplea la fórmula de Theis: W(u) es una función compleja de u q ( ) p j que se p puede expresar p como una integral o como una serie: Formula de Jacob (abreviatura de la fórmula de Theis): si u tiene un valor pequeño. no es aplicable en los primeros momentos .5772 –ln u). además del sondeo que bombea. En él mediremos la evolución del descenso con el tiempo. Estos valores pequeños de u se dan con valores grandes de t y pequeños de r (p (por tanto. un sondeo de observación abierto en el mismo acuífero. en general. y sustituyendo u por su valor.03. T y S. Sustituyendo W(u) por estos dos primeros sumandos (-0. se obtiene l expresión: tit d l bti la ió Para que esta simplificación sea aceptable u<0. Una pendiente m=0.Es una recta del tipo y=mx+n con: Gráfica de Jacob y=s (descensos) x log x=log t (logaritmo del tiempo).25T .183Q/T Con m=∆d=caída por ciclo logarítmico t0=r2S/2. . La diferencia d alturas d agua entre l teórica y l d l pozo es l que d L dif i de l de la ó i la del lo denominamos i pérdida de carga y es consecuencia del rozamiento del agua a la entrada del pozo. Es importante económicamente dado que cuanta mayor sea la altura de bombeo mayor será el coste del agua. La diferencia de alturas entre el nivel piezométrico inicial y el final será igual al volumen de agua extraído. sobrecoste de elevación del agua. Nunca se bombeará un caudal tan elevado que provoque que el flujo alcance el régimen turbulento. el flujo adquieren burbujas que disminuyen la eficiencia de la bomba y existiendo altas probabilidades de avería. l b los niveles tienden a recuperarse aunque no alcanzarán l altura l d l á la l previa al bombeo. Bajo esas condiciones.CONSIDERACIONES PRÁCTICAS Finalizado el b l d l bombeo. Cuanto menor es la pérdida de carga mejor está hecho un pozo. Cauda al Régimen laminar Régimen turbulento Descensos . existirán afecciones que serán más importantes cuanto más cerca estén entre sí los pozos. El caudal de explotación y la altura de elevación (dependiente de los descensos y la profundidad a la que se encuentre mi acuífero) determinarán el coste final del agua y consecuentemente su posible rentabilidad. Cuando existen varios pozos explotando un mismo acuífero. Las afecciones se manifestarán por descensos adicionales que deberán sumarse a los descensos de nuestros pozos con el consiguiente pozos. 9. En esta localidad se encuentra el manantial Virgen de la Magdalena por el que surge un caudal de 200 l/s a una temperatura de 23ºC. calcula la aportación anual por la escorrentía (expresarla en hm3/año). su superficie es de 20 km2. el nivel piezométrico se encuentra a 20 m de profundidad.-El caudal medio anual de un manantial es de 125 l/s.-Teniendo en cuenta que la potencia del acuífero es de 10m.2 Zona saturada: . su porosidad eficaz es de 0. Si la precipitación eficaz en la zona es de 80 mm.Contenido en humedad 0.-En un acuífero que tiene 40 km2 de superficie y cuyo coeficiente de almacenamiento es de 0.-En una pequeña cuenca hidrográfica la precipitación eficaz es del 40%. si su extensión es de 20 km2? 7. ¿Cuál debe ser la extensión de su área de drenaje para justificar el caudal observado? 5. Si la precipitación anual es de 200 mm/año y la superficie de cuenca es de 68 km2. calcular el volumen de agua contenido en el acuífero.Recarga 0. ¿Qué superficie de cuenca drena? 4.7 hm3/año. 8. y el techo de la formación acuífera se encuentra a 70m de profundidad.5 hm3/año 6.-En la zona de Mediana de Aragón la temperatura media anual es de 15ºC y la precipitación es de 300 mm/año. Considerando que la recarga al acuífero es el 9% de la precipitación.-Mediante un bombeo de ensayo se ha obtenido para un acuífero confinado un valor de coeficiente de almacenamiento de 10-4.-Calcular la recarga (% de precipitación eficaz) de una unidad acuífera perfectamente delimitada a partir de los siguientes datos: Área de recarga: 90 km2 Precipitación media: 450 mm/año Salida por manantiales: 6. ¿Cuántos pozos habrá que construir para conseguir que en un año el nivel piezométrico ascienda 1 metro? Dibujar un esquema del acuífero y del proceso realizado. 3. su coeficiente de almacenamiento es de 10-4.¿Qué tiempo tardará en llegar un contaminante desde el foco de contaminación hasta un pozo de abastecimiento a través de un acuífero fluvial y de la zona no saturada? Zona no saturada . Si se pretende descender el nivel piezométrico 5 m..-Un manantial tiene un volumen de aportación de 4.05.08 se pretende realizar una recarga artificial a través de pozos que son capaces de admitir 40 l/s.Espesor 10m . ¿Cuál es su aportación total anual (expresar el valor en hm3/año)? 2. ¿Qué volumen de agua habrá que extraer del acuífero.PROBLEMAS HIDROGEOLOGÍA 1.2m/año . determinado con agua a 20ºC.2 m y que la conductividad hidráulica del medio poroso es de 100m/día.. Responder razonadamente a las siguientes cuestiones: .. a la zona de influencia de unas captaciones para abastecimiento a una ciudad situada a 1km aguas abajo. La porosidad eficaz media ha resultado ser del orden de 10%. b) El tiempo que tardarán.Permeabilidad (K) 100m/día .Una formación aluvial tiene 500m de anchura y 30m de espesor medio. se desea saber si pasará agua del acuífero al lago o viceversa y.2%.2 (i) En la Zona no saturada R= H x Mr/Tr Siendo: R=recarga en el periodo de tiempo Tr en la zona no saturada H=espesor de la ZNS Mr=el contenido medio de agua de la ZNS 10. en llegar al frente de contaminación accidental producido por unos vertidos industriales inyectados en unos pozos.Gradiente hidráulico 0.. en condiciones de flujo natural. 11.Dado el esquema hidrogeológico de la figura. . constituyendo un acuífero libre cuya transmisibilidad es de 2000 m2 /día.Porosidad eficaz 25% . Calcular: a) El caudal del flujo natural que atraviesa la sección del acuífero en m3/día. 12.Calcular el caudal que pasará por el conducto poroso de la figura adjunta sabiendo que su diámetro interior es de 0. en cualquier caso calcular el caudal de transferencia de uno a otro por hectárea y su equivalente en mm/ año. La pendiente media de la superficie freática según la dirección del flujo es del 0. La profundidad media del nivel freático es de 10 m por debajo del suelo.Dibujar el sentido del flujo en el interior del tubo..Distancia entre el foco y el pozo: 1000m . . 1000 m de longitud y K = 1 m/día. Las dimensiones del filtro. se representa la sección vertical del filtro de una estación depuradora de aguas.13. tal y como puede verse en la figura siguiente: 15. en planta son las siguientes: 5m de largo y 5m de ancho.s.n.n.. 14. y ha sido diseñado para una capacidad de filtrado de 10 L/s.s. Esta capa está conectada con un manantial situado en un valle contiguo a 950 m.Calcular el caudal que perdería un embalse situado a una cota de 1000 m.En la figura adjunta.. Tras 6 hr de bombeo a un caudal constante de 16 l/s se observa que el cono de descensos permanece . Determinar la permeabilidad que deberá tener la arena para de acuerdo con el proyecto de la figura. a través de una capa de 10 m de espesor.4 m.En un acuífero confinado se ha realizado un ensayo de bombeo para medir los parámetros hidraúlicos de dicho acuífero con un pozo de diámetro 0..m. poder filtrar los 10 L/s deseados.m. . Alcanzado el régimen permanente se miden descensos de 4 y 12.8.25 150 m de distancia del Sondeo A se han 150 6. El espesor del acuífero es de 50 m y el nivel freático antes del bombeo se situaba a 10 m bajo la superficie topográfica.Tenemos 10 ha de secano que queremos transformar a regadío.60 constante de 20 l/s y en el sondeo B a 120 5. Los descensos del cono medidos son de 8.6m respectivamente a 20 y 1m de distancia del pozo.En un acuífero confinado se ha 10 2.2m de radio un caudal constante de 30 l/s hasta observarse una estabilización del cono de bombeo.inalterado (régimen permanente)..8 y 1.05 medido los siguientes descensos: Calcular la Transmisividad y Coeficiente de Almacenamiento del acuífero.00 medir los parámetros hidraúlicos. En el 40 3.80 sondeo A se ha bombeado un caudal 70 4.9 a distancias de 1.80 17.. El descenso en el pozo fue de 9. La distribución sería de 5 ha para frutales (6000 melocotoneros y 4000 manzanos) y 5 ha de alfalfa. 16. 18. 7 1. Se necesita calcular: (c) Conductividad hidraúlica y Transmisividad. en el cual se ha observado un descenso de 19. (b) Radio de influencia del pozo. 5. Se necesita calcular: (a) Conductividad hidraúlica y Transmisividad. La cantidad de agua media que se necesitaría es de 1 l/día por melocotonero. 10 50 y 100 m.5m. 2 l/día por manzano y 5 l/día . 2.15 realizado un ensayo de bombeo para 20 3. Tiempo (minutos) S (descenso) (e) Descenso a 50 m del pozo. (d) Radio de influencia del pozo.En un acuífero libre se bombea de un pozo de 0. El agua necesaria debe ser extraída de un acuífero confinado de 20 m de espesor. tubería.3 y 3. 7.6m. Una vez estabilizado el cono de bombeo se han observado descensos de 13. instalación eléctrica)=300 euros/metro excavado Mantenimiento (10%) anual del coste total Coste energía de la bomba= (caudal *altura de elevación *0. cuyo techo está situado a 50 m de profundidad y cuyo nivel piezométrico se sitúa a 10 m por debajo de la superficie topográfica. Otros datos económicos: Coste del pozo (excavación. Hemos realizado un ensayo de bombeo para un caudal de 5 l/s durante varios días.30 y 200 m del pozo.9 m en piezómetros situados a 1.07 euros/Kwh *tiempo de funcionamiento)/rendimiento bomba Rendimiento de la bomba (70%) .por m2 de alfalfa. En el pozo de bombeo se ha alcanzado un descenso de 14.