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Agua subterranea: Agua bajo la superficie terrestre que satura los intersticios del terreno (vacios del suelo). Proviene de la infiltración directa de lluvias y nieve. Aporte indirectos de rios y lagos.

Verano --> Evaporación y vuelta al perfil inicial de contenido de humedad ; Invierno: Recarga de humedad de un suelo con ya alto contenido de humedad.

Porosidad: Maxima fracción volumetrica de agua en el suelo ;N= Vvacio/Vtotal

Porosidad efectiva: Fracción volumetrica que participa en el flujo; Ne= Vdrenado/Vtotal

Permeabilidad: Medida de la capacidad de un material poroso para transmitir agua.

Terrenos en función de almacenar y transmitir aguas:

Acuifero: formaciones de gran porosidad y gran permeabilidad, capaces de almacenar y transmitir agua en forma apreciable (areas).

Acuitardos: Baja permeabilidad, permiten el paso de agua de manera vertical

Acuifijos: Capaces de almacenar aguas y poca transmisibilidad de agua (alta porosidad y poca permeabilidad).

Acuifugos: Baja porosidad y baja permeabilidad (rocas).

ACUIFERO:

Libre: Agua subterranea tiene su superficie expuesta a la atmosfera

Confinado: Acuifero confinado entre estratos impermeables --> Bajo presión.

CARGA HIDRAULICA Y POTENCIAL PIEZOMETRICO

Para que exista flujo en un medio poroso se requiere de un gradiente de energia o potencial piezometrico.

h = z + p/y --> Carga hidraulica.

Tres dominios de la presencia de agua subterranea: Zona no saturada (vacios ocupados por agua y aire y agua bajo succión(h<0)); Franja capilar (vacios ocupados por solo agua y agua bajo succión(h<0)); Zona saturada: (vacios ocupados solo por agua y agua bajo presión igual a la altura de la columna de agua (h>0)).

El sistema suelo-agua permanece en equilibrio en todo el dominio si la carga hidraulica H permanece constante en todo el dominio --> H=cte=h(z)-z

Equilibrio de curva de succión del suelo -> permite conocer el perfil hidrico; perfil hidrico = contenido de humedad que debe tener el suelo con la profundidad cuando se encuentra en equilibrio.

Ley de Darcy --> Conductividad hidraulica (K) o COEFICIENTE DE PERMEABILIDAD --> longitud/tiempo; m/dia o cm/seg. Es en función de las propiedades del fluido y el medio poroso. K = k * (prop fluidos) ; k = Permeabilidad intrinseca.

VOLUMEN DE SUELO Y LAS TRES FASES:

Volumen total = Volumen solido + Volumen Vacíos (Volumen liquido + gaseoso).

Masa total = Masa gaseosa (0) + Masa Liquida + Masa Solida

Peso total = Peso solido + Peso agua

Relacionando con la porosidad:

Porosidad del solido: Volumen solido/Volumen total; Porosidad del agua: Volumen agua/ Volumen total; Porosidad del aire: Volumen aire/Volumen total

Relacionando a densidad:

Densidad del solido : Ms/Vs; Densidad del liquido: Mw/Vw; Densidad del aire: Ma/Va; Densidad total (aparente): Mt/Vt; Densidad del suelo seco: Msolidos/Vt; Densidad Relativa: Densidad solido/Densidad liquido

Porosidad(n): Volumen de vacios / Volumen total

e = indice de huecos = Vv/Vs

Volumen total = Volumen vacios + Volumen solidos = Volumen solidos + e * Volumen solidos = Volumen solidos ( 1 + e )

n = Volumen vacios / Volumen total = V vacios / (Volumen solidos * ( 1 + e)) = e/ (1+e)

FILTRO DE GRAVA:

Un filtro de grava, hace que la zona al rededor del pozo sea más permeable y hace aumentar el diametro hidraulico efectivo del pozo.

El espesor del filtro (EF) debe ser diseñado con los siguientes criterios: EF >= 1,27 cm o 0,5 "; EF = (D entub - D pozo) / 2. ; EF = 1.5 a 10 cm.

Transmisividad: Medida de la facilidad con la que un acuifero transmite agua. Unidad: m3/s/m

T = b*k --> b= espesor saturado del acuifero; K = conductividad hidraulica.

Para un acuifero compuesto de muchos estratos, la transmisividad total es la suma de las T de cada estrato.

Coeficiente de almacenamiento: Volumen de agua, por unidad de area y cambio de altura, que la unidad permeable absorbe o libera.

El coeficiente de almacenamiento (S) de un acuifero confinado es el producto del almacenamiento especifico (Ss) y del espesor del acuifero (b). --> S = b * Ss

--> Volumen drenado = S * A * Delta h

Ensayos de bombeo --> caracteristicas de los acuiferos.

Cuando no existe bombeo el nivel freatico del agua se denomina nivel estatico; cuando existe bombeo se denomina nivel dinamico.

Una prueba de bombeo es una experiencia en la que se extrae agua desde un pozo en condiciones controladas, de caudales bombeados y niveles de depresión en el pozo.

Prueba de gasto constante: Caudal fijo; Prueba de gasto variable: caudal que cambia; Prueba de agotamiento: aumento hasta caudal maximo.

Si se considera un pozo que se encuentra bombeando durante un tiempo largo, la superficie piezometrica adopta la forma de un cono invertido (cono de depresión) o embudo cuyo centro se sitúa en el pozo.

Analisis en condiciones de equilibrio --> Regimen permanente; en condiciones de desequilibrio --> regimen impermanente.

HIDRAULICA DE POZOS

Acuifero confinado: