Geología, Morfología del terreno y Climatología. I TEMA 8 i HIDROGEOLOGÍA. EL AGUA EN EL TERRENO

Transcripción

1 Geología, Mofología del teeno y Cliatología I TEMA 8 i HIDROGEOLOGÍA. EL AGUA EN EL TERRENO. HIDROGEOLOGÍA Ciencia que etudia el agua ubteánea. El agua que e encuenta ente lo ueco del teeno y que puede cicula. El agua ubteánea e utiliza paa: Abateciiento, Regadío e Indutia. El agua exitente en el teeno puede incidi negativaente en la Oba Civile: Altea la popiedade fíica del teeno. - Diinuye la COHESIÓN (Acilla y lio) - Poduce HINCHAMIENTO (Acilla y yeo) - Altean la PRESIÓN (Muo de caga) - Poducen DISOLUCIÓN (Caliza y yeo) Petuba la ejecución de la oba. - CIMENTACIONES (Rebaja el Nivel feático) - TÚNELES (Peencia de agua) - PRESAS (Fuga de agua, inyeccione) - TALUDES (Dene) Adián de la Toe Iidoo

2 Geología, Mofología del teeno y Cliatología. EL CICLO DEL AGUA Ecuación del Balance ídico: P = E + EVT + I ± ΔR Pecipitación (P): Se ide en lito/ = de altua Lo dato e epeentan ediante ioyeta Medida de la (P) en una cuenca: - Media aitética: - Polígono de Tyeen: - Método de la ioyeta: MAPA DE ISOYETAS Adián de la Toe Iidoo

3 Geología, Mofología del teeno y Cliatología Ecoentía (E): Se ide ediante afoo. Exiten fóula epíica (Coutagne) β : 0,007 (zona eca) 0,00 0,0 0,06 0,00 (zona uy lluvioa) Evapotanpiación (EVT): Pédida po Evapoación y tanpiación. Se etian po étodo epíico de cálculo. THORNTHWAITE (EVT Potencial) en la que: N = núeo áxio de oa de ol d = núeo de día del e ε = evapotanpiación potencial edia t = tepeatua edia diaia del e en ºC I = Índice de calo anual a = 675x0-9 xi 3-77x0-7 xi + 97x0-5 xi + 0,4939 TURC (EVT Real) en la que: P = Pecipitación en /año L = t t t = tepeatua edia anual en ºC INFILTRACIÓN (I): El Agua que e infilta. Recuo I = P E EVT RESERVA DE LOS ACUÍFEROS (± ΔR): Puede vaia o no. Depende i e explotan lo Recuo Oigen de la agua ubteánea: Pocede de la pecipitación del agua de lluvia, que en una cieta popoción e infilta. La explotación de la agua ubteánea e ealiza po: Pozo, Galeía y Sondeo. 3. ACUÍFEROS El agua que e infilta (I = P E EVT) paa a foa pate de lo acuífeo. El agua que exite en el teeno eta de vaia foa: CONSTITUCIÓN: Solo e piede po deecación. INHIBICIÓN: Se piede po evapoación. GRAVEDAD: Ocupa lo poo y fiua y puede cicula Adián de la Toe Iidoo 3

4 Geología, Mofología del teeno y Cliatología Ditibución del agua de lluvia en ditinto teeno Natualeza del teeno Evapoación % Ecoentía % Infiltación % Teeno acilloo oizontal in nivele peeable 75 3 Teeno acilloo ilíceo con caliza (tiea de labo) Aenica copacta y poco fiuada Caliza oizontale y uy fiuada Caliza fiuada y con fuete pendiente Ganito y gnei no alteado en upeficie Pizaa no alteada en upeficie Roca volcánica con oquedade Aluviale en la upeficie del teeno con poca acilla La zona atuada po el agua contituye un ACUÍFERO, cuyo teco, que etá a peión atoféica, e conoce coo NIVEL FREÁTICO. Moviiento del agua en el ACUÍFERO: En el uelo (Capacidad de capo) En la zona no atuada (Gavedad. Vetical decendente) En la fanja capila (Aboción) En la zona atuada (Iopieza) Adián de la Toe Iidoo 4

5 Geología, Mofología del teeno y Cliatología ACUÍFEROS coo Foacione Geológica Acuífeo (Gava, aena, caliza) Acuitado (Aena lioa y aena acilloa) Acuicludo (Acilla) Acuifugo (Ganito, gnei) Tipo de ACUÍFEROS Textua Acuífeo pooo (Mateiale detítico) Acuífeo cático y fiuado (Caliza, yeo) Acuífeo cático y pooo (Calcaenita) Hidáulica y etuctua Acuífeo libe Acuífeo eiconfinado Acuífeo confinado o cautivo Detítico Detítico de aga acilloa Cático Fiuado Detítico de atiz lioa Detítico de gano pooo Cático y pooo Acuífeo pooo (Detítico) Acuífeo cático y fiuado Adián de la Toe Iidoo 5

6 Geología, Mofología del teeno y Cliatología Tipo de ACUÍFEROS. Hidáulica y etuctua Acuífeo libe Acuífeo confinado Acuífeo eiconfinado Adián de la Toe Iidoo 6

7 Geología, Mofología del teeno y Cliatología Funcionaiento idodináico de lo difeente tipo de acuífeo 4. PARÁMETROS HIDROGEOLÓGICOS Pooidad (n): E el conjunto de ueco del teeno, en %, en elación con u voluen total (Adienional). V V t V Pooidad eficaz (n e ): Retención epecífica (Re): Agua de contitución + Agua de Inibición Pooidad total (n t ): n t = n e + Re La Pooidad depende del teeno: Teeno ganula Teeno coeivo Foa y taaño del gano, Copactación y Ceentación Fiuación, Meteoización y Diolución Adián de la Toe Iidoo 7

8 Geología, Mofología del teeno y Cliatología Peeabilidad () (/día): E la capacidad del teeno de deja paa agua a u tavé. Ley de Dacy (856). Ciculación de un fluido en un edio pooo. = V. A, V =. i, =. i. A Coeficiente de Peeabilidad E el caudal () que e filta a tavé de una ección unidad del teeno, con un gadiente unidad (i=), entando el agua a una tepeatua fija. Taniividad (T) ( /día): E el caudal () que e filta a tavé de una ección vetical del teeno de anco la unidad y altua la del acuífeo, cuyo gadiente e la unidad, a una tepeatua fija del agua. T =. b Coeficiente de alacenaiento (S): En acuífeo libe: El voluen de agua extaíble de una unidad de acuífeo atuado. Pooidad eficaz. En acuífeo confinado: el voluen de agua extaíble de una coluna vetical de teeno que tiene po bae la unidad y altua la edia del acuífeo (b), paa ebaja el nivel en una unidad. Ley de DARCY (856). Rige el oviiento del agua en un acuífeo y etablece que el flujo a tavé de un edio pooo e popocional a la pédida de caga, a la ección conideada y la conductividad idáulica (Peeabilidad ). - = V. A, V =. i i = - /L A L Nivel de efeencia =. i. A L 3 /T = []. L/T. L [] = L 3 /L. T = L/T [] (/día, c/eg,.) Adián de la Toe Iidoo 8

9 Geología, Mofología del teeno y Cliatología Peeabilidad y Taniividad T =. b [T] = L/T. L [T] = L /T [T] ( /día, /eg ) MEDIDA DE LA PERMEABILIDAD. Tabla. A pati de dato conocido Valoe de peeabilidad (Según A. Benítez) Peeabilidad c/eg. Tipo de teeno Calificación Capacidad de denaje Uo en pea Gava lipia Bueno acuífeo Aena lipia Denan bien Pate peeable de la pea Aena fina, aena acilloa, ezcla de aena, lio y acilla Acuífeo pobe Denan al Uo en pantalla ipeeable Acilla Ipeeable No denan Adián de la Toe Iidoo 9

10 Geología, Mofología del teeno y Cliatología. Enayo de laboatoio Peeáeto de caga fija (aena) Peeáeto de caga vaiable (acilla) 3. Enayo in itu En excavacione (uelo). Método de Haefeli,50,50,50 ESCALA 0,50 0,50 0,50 0,50 El enayo e baa en llena una excavación con agua ata una altua cualquiea, A) anteniendo el nivel contante y idiendo el caudal de agua neceaio paa ello, o B) anteniendo la velocidad de deceno del nivel de agua. A. NIVEL CONSTANTE = peeabilidad en c/eg = Caudal añadido en c 3 /eg b = Lado de la bae infeio en c = altua de agua obe la bae en c α= coeficiente de capilaidad de valo 3 0,50 B. NIVEL VARIABLE = peeabilidad en c/eg = altua edia del agua en el peiodo edido en c v = velocidad de deceno c/eg Adián de la Toe Iidoo 0

11 Geología, Mofología del teeno y Cliatología Método de Matuo B B H H Nivel ipeeable oeo Nivel ipeeable uy bajo B = Anco de la canaleta = Caudal neceaio paa antene el nivel contante en la canaleta po unidad de longitud H = Epeo de la láina de agua etabilizada dede el fondo de la canaleta ata la upeficie = Peeabilidad en c/eg Ete enayo e ealiza en el inteio de excavacione en uelo eco eiatuado. La peeabilidad () e deteina a pati del caudal infiltado en una excavación con foa de canaleta. La longitud de la canaleta debe e uco ayo que u ancua En ondeo. En uelo. Enayo Lefanc - Caga fija (aena) H H NF E e P = Coeficiente de Peeabilidad (c/eg) NF = Nivel feático P = Pofundidad de la pefoación (c) E = pofundidad de la entubación c) e = entubación po encia del teeno (c) d e = diáeto entubación (c) d = diáeto pefoación (c) = tao enayado (c) H = caga piezoética (c) = Caudal aditido (c 3 /eg) d e Coeficiente de Peeabilidad d Adián de la Toe Iidoo

12 Geología, Mofología del teeno y Cliatología - Caga vaiable (acilla) H H NF H 3 E e l P = Coeficiente de peeabilidad (c/eg) NF = Nivel feático P = Pofundidad de la pefoación (c) E = pofundidad de la entubación c) e = entubación po encia del teeno (c) = adio de la entubación (c) R = adio de la pefoación (c) l = longitud del tao enayado (c) H = altua de la coluna de agua en el tiepo t. H = altua de la coluna de agua en el tiepo t. R Coeficiente de Peeabilidad En oca. Enayo Lugeon Conite en enaya un tao de 5, inyectando agua con peión de ata 0 g/c, duante 0 inuto. = caudal inyectado en l/inuto, edido duante 0 inuto C = Tao enayado (5 eto) P = Peión 0 kg/c Peeabilidad LUGEON UL = lito/eto x inuto Peeabilidad equivalente de DARCY UL =,5 a, x 0-5 c/eg - Paa qué ive? Deteina la peeabilidad de un acizo ocoo. Unidade Lugeón: Aboción de lito de agua po inuto y po eto de ondeo. Adián de la Toe Iidoo

13 Geología, Mofología del teeno y Cliatología - Intepetación Enayo Lugeon. En pozo Enayo de bobeo en acuífeo libe Peeabilidad. T = x, = 500 / 0 = 50 /día Caudal bobeo. Adián de la Toe Iidoo 3

14 Geología, Mofología del teeno y Cliatología Enayo de bobeo en acuífeo confinado Peeabilidad. T = x = 500 /día =T/ = 500/0 =50 /día Caudal bobeo. FÓRMULA DE THIEM. ACUÍFERO LIBRE Pozo de bobeo PB P Pozo de obdevación P Nivel del teeno NF Nivel feático d d Etato Ipeeable p R (Radio de influencia) Según DARCY Adián de la Toe Iidoo 4

15 Geología, Mofología del teeno y Cliatología Adián de la Toe Iidoo 5 Integando, En la figua del acuífeo teneo que: Cuando lo pozo de obevación etán uy alejado del pozo de bobeo, lo deceno y on pequeño y entonce: Depejando el caudal, : Fóula de Tie FÓRMULA DE DUPUIT. ACUÍFERO LIBRE Cuando no e tienen piezóeto e puede eplea la fóula de Tie, teniendo en cuenta que e pueden utitui lo valoe de po el adio del pozo de bobeo p y el valo po el adio de influencia R, aí coo el valo de po (deceno en el pozo de bobeo) y = 0, e obtiene la iguiente expeión: Fóula de Dupuit L L L L R L p L

16 Geología, Mofología del teeno y Cliatología Adián de la Toe Iidoo 6 FÓRMULA DE THIEM. ACUÍFERO CONFINADO Según DARCY Integando En la figua del acuífeo teneo que: Depejando el caudal, : Fóula de Tie L L L L d d, L L

17 Geología, Mofología del teeno y Cliatología FÓRMULA DE THIEM. CAUDAL DE AGUA EN UNA GALERÍA POR METRO DE ESPESOR Nivel del teeno Integando NF dx d Nivel feático x x dx x x x d x x x x x Según DARCY =V. A =. i. A d d i dx dx A dx d Depejando el caudal, : x x Caudal coepondiente a la itad de la galeía Caudal po de galeía filtante Adián de la Toe Iidoo 7