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 www.nuetoapunte.webcindaio.co
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 www.nuetoapunte.webcindaio.co
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 = 300 + 5t + 0.05 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 www.nuetoapunte.webcindaio.co
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) 50 5 45 Aenica copacta y poco fiuada 50 0 30 Caliza oizontale y uy fiuada 45 5 50 Caliza fiuada y con fuete pendiente 5 5 70 Ganito y gnei no alteado en upeficie 60 30 0 Pizaa no alteada en upeficie 50 5 5 Roca volcánica con oquedade 30 0 70 Aluviale en la upeficie del teeno con poca acilla 30 5 65 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 www.nuetoapunte.webcindaio.co
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 www.nuetoapunte.webcindaio.co
Geología, Mofología del teeno y Cliatología Tipo de ACUÍFEROS. Hidáulica y etuctua Acuífeo libe Acuífeo confinado Acuífeo eiconfinado Adián de la Toe Iidoo 6 www.nuetoapunte.webcindaio.co
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 www.nuetoapunte.webcindaio.co
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 www.nuetoapunte.webcindaio.co
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 0 0-3 0-5 0-7 0-8 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 www.nuetoapunte.webcindaio.co
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 www.nuetoapunte.webcindaio.co
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 www.nuetoapunte.webcindaio.co
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 www.nuetoapunte.webcindaio.co
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 www.nuetoapunte.webcindaio.co
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 www.nuetoapunte.webcindaio.co
Geología, Mofología del teeno y Cliatología Adián de la Toe Iidoo 5 www.nuetoapunte.webcindaio.co 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
Geología, Mofología del teeno y Cliatología Adián de la Toe Iidoo 6 www.nuetoapunte.webcindaio.co 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
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 www.nuetoapunte.webcindaio.co