PROPIEDADES GEOLÓGICAS
Las propiedades hidrológicas dependen del ambiente geológico en que fueron creadas. Por ejemplo, las arcillas, son granos muy pequeños y se asocian a espacios de poro muy pequeño aunque la porosidad total (diferente de porosidad efectiva) es muy alta debido a la superficie de contacto que ocupan, son capaces de abarcar áreas completas (sin dejar espacios entre ellas)..
Como resultado de esto, la arcilla es un material de muy baja conductividad hidráulica, sin embrago, debido a su alta porosidad, puede almacenar cantidades significativas de agua
DEPÓSITOS NO CONSOLIDADOS Ambientes sedimentarios clásticos
Los materiales clásticos son aquellos que han sido transportados de otros lugares: bloques, cantos rodados, guijarros, arenas, limos y arcillas se encuentran en ambientes sedimentarios clásticos, estos materiales son transportados por el agua. Aquellos que son movidos por aire forman depósitos de loess y dunas. Por fuerzas gravitacionales, forman depósitos de talud y por hielo, forman depósitos glaciales.
Los clástos (granos) están asociados a ambientes sedimentarios. La energía asociada a los diferentes ambientes sedimentarios define el tamaño del grano. Un ambiente de alta energía será capaz de transportar sedimentos gruesos, como gravas y arenas, mientras que un ambiente de baja energía favorecerá los depósitos de grano fino. Estos ambientes geológicos son susceptibles a cambios (de baja a alta energía o viceversa) debido a factores como levantamientos, formación de montañas, etc.
Los sedimentos se depositan a lo largo del tiempo, de acuerdo al ambiente, de acuerdo a la Ley de la superposición La comprensión de la distribución de los sedimentos es importante en el transporte de contaminantes. Los sedimentos mas gruesos tienden a ser mas permeables, el agua subterránea tiende a moverse mas rápidamente o través de estos horizontes geológicos y con ella los contaminantes
La existencia de una alta permeabilidad (grano fino), puede inhibir el movimiento de los contaminantes. El rol de la inhibición es particularmente importante cuando los granos mas finos son depositado sobre el depósito mas permeable (a menudo en acuíferos como una capa confinante, acuitardo o acuicludo) como un límite vertical a la migración del contaminante.
Kozeny (1927), presentó un modelo basado en la analogía entre suelos porosos y un ensamble de canales de la misma longitud, pero con diferentes cruces de sección, entonces solucionó la ecuación de Navier-Stockes. La expresión resultante es: 3 donde: 2 cε S = k S es la superficie específica del canal C es un factor variable de acuerdo a la capilaridad es la porosidad k es la permeabilidad intrínseca
Fig. 3.2 Esta figura muestra la relación entre el tamaño del grano y la conductividad hidráulica (capacidad de dejar pasar a través del material agua). Mayor tamaño de partícula, mayor conductividad hidráulica
Fig. 3.3 Curva de distribución del tamaño del grano mostrando el porcentaje de paso a través de diferentes tamaños de tamiz.
La conductividad hidráulica de un depósito clástico depende mucho del origen del depósito. Depósito de grava localizado cerca de su punto de origen tiene un amplio rango de tamaños de granos, conocido como mal clasificado o bien graduado. Tiene una porosidad mas baja que un depósito uniforme
La fuente del material fue un enorme rio de agua generado por un deshielo. El rápido movimiento del agua erosionó el material y lo desplazó grandes distancias, gracias a la distancia se tiene un material bien clasificado. Debido a los grandes poros generados por esta grava uniforme, el depósito tiene alta conductividad hidráulica.
ESTRATIFICACIÓN CRUZADA Los granos pequeños, resultan en un tamaño de poro pequeño y sus depósitos son menos permeables que los depósitos uniformes de grava.
AMBIENTES SEDIMENTARIOS DE PRECIPITACIÓN El carbonato de calcio y carbonato de magnesio pueden ser acumulados y formar depósitos sedimentarios, estos materiales provenientes de plantas y animales acuáticos.
AMBIENTES GLACIARES Al norte de los estados Unidos y Canadá, en áreas de grandes elevaciones continentales, el relieve topográfico ha sido impactado por procesos identificados como glaciaciones del Pleistoceno.
Las geoformas glaciares siempre son valles glaciares que se expanden y avanzan en áreas principalmente montañosas más allá de la margen de hielo. En algunas áreas, el lento movimiento del hielo glaciar cava y transporta depósitos superficiales
El hielo glaciar tiene un enorme potencial erosivo
Los depósitos formados por acción glaciar se clasifican como estratificados o no estratificados.
DEPÓSITOS NO ESTRATIFICADOS TILL Son los materiales erosionados de la superficie de la corteza terrestre y que son depositados directamente por el glaciar tills, generalmente mal clasificados o bien gradados. La mala clasificación se debe a que no hay factores como transporte por viento o aire que puedan seleccionarlo, por lo tanto, en una muestra de till existe la misma posibilidad de encontrar clastos tamaño arena así como tamaño bloque. Muchos fragmentos están arañados y pulidos como consecuencia de haber sido arrastrados por el glaciar.
El till se divide en: Till de abrasión (raspar) que es depositado via transporte de hielo a la superficie glaciar. Y till basal, que es depositado abajo del glaciar. El till de abrasión es importante para fuentes de agua y transporte de contaminantes, el till basal tiene menor permeabilidad. El till tiene un amplio rango de conductividad hidráulica caracterizado por significantes cambios en las propiedades de su material a cortas distancias.
MORRENAS Son acumulaciones de till depositado en la superficie terrestre. La morrena lateral se forma donde el hielo glacial viene en contacto con el valle. Las morrenas medias se originan con el colapso de dos bordes glaciares, en el punto donde se juntan, donde puede formarse un río de hielo. Morrenas Terminales, ocurren a lo largo del margen de hielo, donde el hielo, después de haber avanzado y transportado material, se queda estático y permanece así por un largo periodo de tiempo.
DEPÓSITOS ESTRATIFICADOS Material derivado del hielo glacial, transportados por el agua, llamados drift (sedimentos de arrastre) o derrubios glaciares (todos los sedimentos de orígen glaciar sin importar como fue su depósito).
ESKERS (outwash) Cresta larga, estrecha, compuesta fundamentalmente por arena y grava, estas crestas son depositadas por el agua del deshielo del glaciar, que fluyen dentro, encima y debajo de una masa de hielo glaciar estancada inmóvil.
LAGOS GLACIARES
Los lagos son importantes porque tienen una alta conductividad hidráulica (por las arcillas que forman el fondo), tienen una importancia primordial como barreras de migración vertical de contaminantes en sistemas multiacuíferos.
DEPÓSITOS DELTÁICOS Pueden constituir importantes acuíferos si son de grandes extensiones y compuestos por material grueso, los deltas de los lagos glaciares frecuentemente satisfacen estos requerimentos.
TERRAZAS DE KAME El derrubio estratificado en contacto con el hielo tiene la forma de una colina de laderas empinadas o montículos. Cuando el hielo glaciar ocupa un valle se forman las terrazas de kame a lo largo de los lados del valle.
DRUMLIS Es una variedad especial de paisaje glacial caracterizado por colinas lisas, alargadas y paralelas denominadas drumlis compuestas fundamentalmente por till.