Circulación de las aguas subterráneas

5/17/2018 Circulación de las aguas subterráneas - slidepdf.com

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““Circulación de lasCirculación de las

aguas subterráneas”ag

uas subterráneas”

Coeficiente de almacenamientoCoeficiente de almacenamiento

- Ley de Darcy- Teorema de- Ley de Darcy- Teorema deBernoulli y másBernoulli y más

p o r V

a l

p o r V

a l



PermeabilidaPermeabilida

ddEs lacapacidad

que tieneun mediode dejar

pasar aguaa travéssuyo.

Transmisivid Transmisivid

adad

Es la capacidadque tiene un

medio detransmitir agua.Caudal que sefiltra a través de

una franjavertical deterreno, deancho unitario y

de igual altura a

Q= K x i x A= K x b x l xi

b

l



Un medio sellamahomogéneo

cuando suspropiedadesson

constantesen cualquierlugar delmismo, siesas

HomogeneidaHomog

eneidad yd y

heterogeneidaheterog

eneidadd

Isotropía yIsotrop

ía yanisotropíaanisotrop

ía

Un medio eshidráulicamente isótropo

cuando suspropiedades,como la

permeabilidad, nodependen de

la



Isotropía yIsotrop

ía yanisotropíaanisotrop

ía

ConfiguracionConfig

uraciones dees de

acuíferosacuíferos



SistemaSistemaestratificadoestratificado

Enacuíferosestratificados dos delas

direccionessonparalelas ala

estratificación y latercera esperpendicul

ar. La

Permeabilidadnormal

Permeabilidadparalela

Permeab.Horizonal:

Kh=1/L bi.KiΣ

Permeab.Vertical:

Kv=1/L bi/KiΣ



Régimen de flujolaminar y

turbulento

En el régimenlaminar laspartículas siguen

trayectoriasparalelas; enrégimenturbulento las

partículas cortanlas trayectoriaspero avanzan en ladirección de la

corriente,

turbulentolaminar

Ley de

Darcy

10-210-1 1 10 102 103

Gradiente hidráulico, dh/dl

D e s

c a r g a e s p e c í f i c a , v

Flujo laminar: el número de

Reynolds es 10



Fórmula de

ReynoldsEl número deReynolds es unnúmero

adimensionalque se usaparacaracterizar el

movimientodel fluido

= densidad

del fluido

Cuando mayor es elgradiente hidráulico, mayores el número de Reynolds ymayor es la cercanía a una

zona de descarga o a unbombeo.



Tipos de regímenes Tipos de regímenes

Flujo permanente: es un flujo en el cualla velocidad y el potencial en un punto

determinado, permanecen constante conrespecto al tiempo. Las líneas de corrientecoinciden con las trayectorias. La cantidadde fluido que atraviesa cualquier sección

es constante.Flujo no permanente: flujo cuyavelocidad en un punto determinado del

sistema, varía con el tiempo. En un mismounto, el otencial varía con el tiem o



PorosidadPorosidad

Un medio poroso está formado por unagregado de granos entre los cuales existenespacios vacíos (o poros) que pueden estar

ocupados por un fluido.La porosidad puede ser:

Primaria (por poros)

Secundaria (por fracturas)

Porosidad total (m) : es la propiedadintrínseca de las rocas. Es la relación entre elvolumen de poros o huecos Vv y el volumen

m= Vv/Vt . 100



PorosidadPorosidad

Porosidad eficaz y retención específica:

El volumen de agua contenido en una roca,liberada por la acción de la gravedad Ve

(volumen de agua libre), está determinadopor la porosidad eficaz (me)

El agua de retención se expresa por lacapacidad de retención específica delterreno (ms) que es la relación entre Vs

volumen de agua retenido por una roca

me= Ve/Vt . 100 ms= Vs/Vt . 100ms= mt – me

mt= me +ms

>m

<me



Determinación de la porosidad total

Métodos gravimétricos: por pesadas y

determinaciones de volúmenes en muestrascoherentes

Método volumétrico: se saturan las

muestras coherentes y se mide el volumenpor inmersión.

Nucleares: en laboratorio por emisión deneutrones

Determinación de la porosidad efectiva

Método de saturación y drenado de

muestras, método de drenado por



El caudal quefluyeperpendicular

mente por uncilindro desección S y

una longitudL rellena dematerial

poroso,

La ley deLa ley deDarcyDarcy

Q=K x i x A,

Q=VxA

V=Kxi

V=velocidad deDarcy

K=conductividadhidráulica

i=gradiente

hidráulico



Validez de la

ley de Darcy

Para que se cumpla la

ley de Darcy se tienenque dar las siguientescondiciones:

Medio homogéneoe isótropo

Sustratoimpermeable

horizontal



Estática ydinámica en

medios porosos

h

P

S

La presión en el seno de unlíquido aumenta con laprofundidad. Consideremosuna superficie imaginariahorizontal S, ubicada a unaprofundidad h como en la

figura.La presión que ejerce lacolumna de líquido sobre lasuperficie S (la base delprisma) será:

P=peso específico /Área de la

P= .V/Sɣ

P= .S.h/S= .hɣ ɣ




medios porososSi ahoraconsideramos

a dos puntosA y B adistintasprofundidade

s de unacolumna delíquido enequilibrio, elmismo

hahb

AB

“La diferencia de presiónentre dos puntos dentrode una misma masa

líquida es el producto del



P=Paire + Plíquido= Patmosférica + .hɣ

H= P/ɣ

Presión Absoluta =presión atmosférica local + presión relativa


medios porosos

Ph< Patm

P = Patm

Agua

capilarPh> Patm



Coeficiente deCoeficiente dealmacenamiento enalmacenamiento en


El coeficiente de almacenamiento (S) esadimensional y es el volumen de agualiberada por un prisma vertical de acuífero de

sección unitaria y altura igual al espesor delacuífero, al producirse un descenso de unaunidad del nivel piezométrico.

En acuíferos libres es igual a la porosidadefectiva o eficaz (me)

En acuíferos confinados (a presión), el aguase libera por expansión del agua, en función

del coeficiente de comprensibilidad del agua

Acuíferosconfinados

S= .b (m. β + α)ɣ

Acuíferoslibres

S=me



Coeficiente deCoeficiente dealmacenamiento enalmacenamiento en




S= Ss . BS=coef. de almacenamiento

Ss= almac. específico

b= espesor del acuífero

Acuíferos confinados

S= SyS=coef. de almacenamiento

Sy= almac. Específico

Acuíferos libres

En acuíferos confinados:

cuando α es pequeño sonacuíferos rígidos (calizas,gravas)

cuando α es grande sonacuíferos elásticos (con

contenidos de arcillas y

Acuíferosconfinados

S= .b (m. β + α)ɣ

Almacenamientoespecífico

Ss= Volumen del agua

A.(h1-h0)

Elalmacenamiento específico esel volumen deagua que



Ley de laconservación del

caudal

V1=A1.l1V2=

A2.l2

V1=V2

A1.l1/dt = A2.l2/dt,donde t es tiempo

A1.V1= A2.V2= Q (L3 /

t)

Q= V.A



Teorema de Bernoulli Teorema de Bernoulli: Ley: Leyde la conservación de lade la conservación de la

energíaenergía

El teorema deBernoullidemuestra que: la

presión, altura yvelocidad de unfluido ideal nopuedenmodificarse

independientemente una de laotra, sino queestán

determinadas por

Z+V2 / 2g + P/ = constanteɣ

Z= energía de la posición

V2 / 2g= energía cinética

P/ = energía de presiónɣ

donde

A

B

Z1+V12 / 2g + P1 / =ɣ Z2+V22 / 2g + P2 /ɣ

V12 / 2g V22 / 2g

P1/ɣP2/ɣ

Z1 Z2



En mediosporosos:

La energía

cinética V2

/2g0

El nivelpiezométrico es

igual a:PA / + Zɣ A = h

En un sistemaestático h es ctte

A

B

1 2

h

l

h= Z1 + P1 / ɣ

Nivelpiezomét

ricoh= h1- h2

Es lapérdidade carga

h/l=

Gradientehidráulico

La pérdidade cargaen elacuífero es

por



Los fluidos se ponen en movimientocuando existen variaciones de h y las

partículas van de los puntos de mayor ha los de menor hNivel delagua

A

B

Nivel

piezométricoconstante, elagua estáestacionaria apesar de ser PA< PBIlustraciones donde el agua se mueve de puntos demayor nivel piezométrico a puntos de menor nivel, y no

A

B

h

hA>hB y

PA<P

B

A B

h

hA>hB y

PA= PB

h

B

A hA>hB y

PA> PB



3 Y si repartiese todos misbienes para dar de comer a lospobres, y si entregase mi cuerpopara ser quemado, y no tengo

amor, de nada me sirve. 4 El amor es sufrido, esbenigno; el amor no tiene envidia,el amor no es jactancioso, no seenvanece;

5 no hace nada indebido, nobusca lo suyo, no se irrita, noguarda rencor; 6 no se goza de la injusticia,

mas se goza de la verdad

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