03.05-1 Pozos de Gran Diámetro

7/24/2019 03.05-1 Pozos de Gran Dimetro

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09/02/2014

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CURSO:

AGUAS SUBTERRANEAS

DOCENTE:

ING CARLOS LUNA LOAYZA

FACULTAD DE INGENIERIA

PROGRAMA ACADEMICO PROFESIONAL DEINGENIERIA CIVIL

POZOS DE GRAN DIMETRO,POZOS PARCIALMENTE

PENETRANTES

FACULTAD DE INGENIERIA

PROGRAMA ACADEMICO PROFESIONAL DEINGENIERIA CIVIL


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5.0 ASPECTOS ESPECIALES5.1 pozos de gran dimetro, pozos parcialmente penetrantes.

Efectos de la penetracin parcial de los pozos (pozosincompletos)

Cuando la longitud de la rejilla () de un pozo nocubre todo el espesor saturado del acufero, laslneas de flujo adquieren una componente vertical ytienen un recorrido mayor originndose perdidas

adicionales de carga. Esto supone que paraobtener un caudal determinado se debe provocarun mayor descenso que en un pozo totalmentepenetrante.

Cuando la conductividad hidrulica vertical esmayor estas perdidas de carga aumentan.

5.0 ASPECTOS ESPECIALES5.1 pozos de gran dimetro, pozos parcialmente penetrantes.

a) Pozo totalmente penetrante, b=, lneas de flujo horizontalesb)


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5..1 !orm"la de #"s$at %1&'()*

Siendo el caudal especfico en el pozo totalmentepenetrante (q).

el caudal especfico en el pozo parcialmentepenetrante (qpp).

Donde:= Longitud de la rejilla

b= Espesor saturado

rp= Radio del pozo

Con en radianes.

5.0 ASPECTOS ESPECIALES5. +escensos en rgimen estacionario.

+=

b

r

bs

Q

s

Q p

ppp

p 2cos

271

2/1

psQ/

pppsQ/


EJEMPLO 01

Un pozo de 0,2 m de radio y caudal especifico de 21 l/s/m tiene unarejilla de 10 m situada en la parte superior de un acufero cautivo de 42m de espesor. Si se prolonga la rejilla hasta alcanzar una penetracinde 20 m. Cual ser el incremento de caudal especifico conseguido al

aumentar en 10 m su rejilla?


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SOLUCION 01

Aplicando la formula de Muskat y despejando Q/sp se obtiene:

Para =20m.

El caudal especifico se incrementa de 21 l/s/m a 34 l/s/m, querepresenta el 61.90%.

1/ 2 1/ 2

2153 / /

10 0.2 180*101 7 cos1 7 cos

42 2*10 2*422 2

p pp

p p

Q

sQl s m

s r

b b

= = =

++

msls

Q

ppp

//3442.2

20.180cos

40

2,071

42

2053

2/1

=

+=


5.. !orm"la de +e -lee*

De Glee estableci una relacin entre el descenso en un pozo parcialmentepenetrante a partir de su caudal, la transmisividad, el espesor y el radio deinfluencia del acufero as como la longitud de la rejilla y el radio del pozo.

Dividiendo entre la ecuacin de Thiem:

Que para valores grandes de puede aproximarse:

b

R

r

b

sTQ

p

ppp

pp

2ln1,02ln

)(2

++

=

;10/ >pr

b

R

r

b

r

R

qq

p

p

pp

2ln1,0

2ln

ln

/

++

=

pr/ bQQpp //


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5


5..' +escensos adicionales*

El descenso adicional debido a la penetracin parcial de un pozo en unacufero confinado en rgimen estacionario puede calcularse en funcinde un pozo equivalente totalmente penetrante sp:

Siendo a1 la distancia de la parte inferior de la rejilla a la base delacufero y a2 la distancia de la parte superior de la rejilla al techo delacufero.

= ),(

4ln

1

2)(

F

r

b

T

Qss

p

ppp

filtrantezonaladerelativadadexcentrici,2/)(

filtrantezonaladerelativalongitud,/

:Donde

21 baa

b

=

=



Otra posibilidad es aplicar la formula de Netherlands HydrologicalColloquium (1964):

Donde tambin es funcin de y .

pppp rT

Qss

ln1

2)(

=


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Una formula adicional se debe a De Glee:

Para acuferos semiconfinados:

En lneas generales se considera que a distancias del pozo mayores aldoble del espesor saturado (r>2b), pueden utilizarse los mismosmtodos que para pozos completos, ya que el efecto de la penetracinparcial del pozo es prcticamente nulo. Para b

++=

p

p

pp rbBb

B

r

b

T

Qs

5.0 ASPECTOS ESPECIALES5.' Ac"/eros omogneos anis2tropos.

Expresin valida cuando el punto de observacin esta a una distancia:

1 4 1( ) ln ln ( , )

2 2

en donde interviene la relacion 1

Hp p p

p V

H

V

KQ bs s F

T r K

K

K

= +

verticalhidrulicadadconductivi

horizontalhidrulicadadconductivi

=

=

V

H

K

K

V

H

K

Kbr .).2a5,1(


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E3E#PLO 0

Acuero coninado en r!"i#en estacionario$ con un po%o de bo#beo

parcial#ente penetrante&


SOL4CIO 0

El descenso en el poso puede calcularse #ediante '(ie#:

)escenso adicional:

mr

R

T

Qs

p

p 5,2)3,0/5000log(.800

1296.366,0ln

2===

= ),(

4ln

1

2)(

F

r

b

T

Qss

p

ppp

tabla)(De786,2)3,0;4,0(),(

3,060/182/)(

4,030/12/

21

==

===

===

FF

baa

b

= 786,2

3,0

30.4ln

4,0

4,01

8002

12965,2)(

pps ms pp 73,35,223,1)( =+=


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*


SOL4CIO 0

+,ue caudal se obtendra con un descenso -sp.p2&5#

= ),(

4ln

1

2

'5,2

F

r

b

T

Qs

p

p

p

pr

R

T

Qs ln

2

'

=

= 786,2

3,0

30.4ln

4,0

4,01

8002

'

3,0

5000ln

8002

'5,2

QQQdamQ de66%/865' 3=

5.0 ASPECTOS ESPECIALES5.6 7om8eo en pozos de gran dimetro.

En los po%os de "ran di#etro el caudal ue se bo#bea proviene una parte del

a"ua al#acenada en el po%o otra parte del acuero& asta ue se produ%ca el

vaciado co#pleto del volu#en al#acenado en el po%o el eecto del bo#beo en

el acuero ser el correspondiente al de un bo#beo a caudal #enor&

Este #is#o eecto se produce ta#bi!n en los pie%#etros po%os deobservacin&

e"n apadpulos 8ooper el eecto del al#acena#iento en el po%o es

despreciable a partir de un tie#po:

En pie%#etros el eecto es despreciable a partir de un tie#po:

T

rt a

2

25>

p

pa

s

ss

T

rt

)(5,12

2 +>


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5.6.1 Interpretaci2n de ensaos de 8om8eo en pozos de gran dimetro

%Papad2p"l"s cooper)

2

2

2

( , )4

Siendo:

4

p p

p

a

p

p

Qs F u

T

r S

r

r Su

Tt

=

=

=




Anlo"a#ente al #!todo de '(eis puede aplicarse #ediante la superposicin

del "rico doble lo"art#ico de descensos tie#pos al de la uncin versus 1/u

elaborado para distintos valores de $ se tienen as dos pares de valores para

un #is#o punto:

8on los cuales se pueden calcular los valores de ' &

ppp uuFts /1),,(y,


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5.0 ASPECTOS ESPECIALES5.5 9ec"peraci2n en pozos de -ran +imetro.

5.5.1 #todo de Porcet

;ecuperacin #as lenta$ se necesita un lu=o adicional para llenar elpo%o&

Eecto de captacin #as i#portante al principio$ a ue niveles varan#as rpido&

El #!todo consiste en dibu=ar la curva descensos vs tie#po para elbo#beo a caudal constante para la recuperacin&

)urante el bo#beo en un tie#po dt1$ descenso ds& El po%o sure un

descenso i"ual al a"ua extrada #enos la ue penetra en el po%o

procedente del acuero&1).'(.ciadoVolumen va dtQQdsA ==

acuferodelprocedentecaudal'

bombalaporextradocaudal

nivelesdedescensodezonalaenpozodelseccin

=

=

=

Q

Q

A


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En la recuperacin un ascenso i"ual al anterior descenso se produce en

un tie#po dt2$ el a"ua es aportada por el acuero&

'ra%ando una recta paralela al e=e de los tie#pos se cortan las curvas de

bo#beo de recuperacin por los puntos > 8& En estos puntos los

vol#enes aportados por un descenso o ascenso son i"uales$ de donde:

21 '.).'( dtQdtQQ =

dsdtdsdt

dsdt

dtdt

dtQQ

//

/'

21

1

21

1

+=

+=



dt1/ds dt2/ds son respectiva#ente la pendiente de la curva de bo#beo

en el punto > la pendiente de la curva de recuperacin en el punto 8&


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or se#e=an%a de trin"ulos$ se obtiene ue:

,ue per#ite calcular ,? a partir del "rico&

BC

BHQQ ='

5.0 ASPECTOS ESPECIALES5.: Pozos s"rgentes.

En los po%os sur"entes$ cuando estn cerrados i#pidiendo la

salida de a"ua$ esta alcan%a una presin represada por un altura

#ano#!trica ue sera el nivel inicial& i se libera la presin en el

po%o se produce una salida de a"ua un descenso de nivel

pie%o#!trico (asta la boca del po%o& A partir de este #o#ento eldescenso se #antiene constante es el caudal el ue va

descendiendo con el tie#po


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5.:.1 #todo de 3aco8 Loman para el calc"lo de T S enpozos s"rgentese aplica la or#ula de 8ooper @acob para calcular los descensosen un acuero coninado en r!"i#en variable:

i el descenso en el po%o es constante$ lo ue variar con eltie#po ser el caudal& a r#ula anterior puede escribirse co#o:

i se dibu=a un "rico de descensos divididos por caudales enuncin del lo"arit#o del tie#po$ se obtiene una recta cuapendiente da el valor de la trans#isividad&

Sr

Tt

T

Qs

p

p 2

25,2ln

4=

Sr

Tt

TQ

s

p

p

2

25,2ln

1.183,1=


5.:.1 #todo de 3aco8 Loman para el calc"lo de T S en pozos

s"rgentes

En un ciclo lo"art#ico

B prolon"ando la recta (asta cortar el e=e de abscisas se obtiene el valor

de to$ ue per#ite calcular el coeiciente de al#acena#iento:

10/para)/(

1.183,1 12

/12

=

= ttQs

Ttt

T

Srt

o25,2

2

=


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5.0 ASPECTOS ESPECIALES5.( 7om8eos por c"careos.

El bo#beo por cuc(areo o valvuleo consiste en la extraccin instantnea

en el po%o de una cuc(ara o vlvula llena de a"ua& Esta extraccin

produce un descenso instantneo en el po%o ue se propa"a al acuero&

)espu!s de la extraccin el nivel del a"ua vuelve a subir produci!ndose

una recuperacin&

El descenso residual al cabo de un tie#po tras (aber reali%ado la

extraccin es:

=

Tt

Sr

Tt

Vs

4exp

4'

2

extraccinladesdeidotranscurrtiempo

nobservacidepuntoalpozodeldistancia

cuchara)lade(capacidadextradoaguadevolumen

descenso'

=

=

=

=

t

r

V

s


ara valores de r #u peueCos -radio del po%o. el exponencial tiende a

1 el descenso puede aproxi#arse a:

ara n cuc(areos se puede aplicar el principio de la superposicin

su#ando los distintos descensos residuales para cada una de las

extracciones:

Tt

Vs

4' =

)(4...

)(4)(4'

21 nttT

V

ttT

V

ttT

Vs

++

+

=

=

=

n

i ittT

Vs

1

1

4'


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E3E#PLO 0'

En un po%o se (ace un bo#beo por valvuleo extraendo una vlvula

cada 3 #inutos& e extraen 4 vlvulas de un volu#en cada una de

0$2#3& abiendo ue al cabo de dos #inutos de la ulti#a extraccin el

descenso residual es de 0$35#$ se pide calcular la trans#isividad del

acuero&

0.2 1 1 1 10.35

4 11 0 11 3 11 6 11 9T

= + + +

damT /60:Despejando2

=

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