Ocurrencia del agua subterranea
Enviado por salvadormartinez • 3 de Septiembre de 2015 • Síntesis • 2.519 Palabras (11 Páginas) • 991 Visitas
OCURRENCIA Y MOVIMIENTO DEL AGUA SUBTERRÁNEA
La ocurrencia y el movimiento del agua subterránea están relacionados a las fuerzas físicas que actúan en el subsuelo y en el ambiente geológico en el cual se da el movimiento del agua subterránea.
Ciclo hidrológico.-Consiste de muchos proceso que interactúan e involucran las tres fases del agua, comenzando desde el flujo del agua desde la atmósfera, hasta la superficie y subsuelo y eventualmente su regreso a la atmosfera. (Figura 1)
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Figura 1. El ciclo hidrológico
El flujo del agua subterránea es solo una parte de la dinámica compleja del ciclo hidrológico, formaciones saturadas debajo de la superficie actúan como medios para la transmisión del agua subterránea y como reservorios para almacenaje del agua. El agua se infiltra a estas formaciones desde la superficie y se transmite lentamente por varias distancias hasta que esta regresa a la superficie por la acción de flujo natural, vegetación o por el hombre.
Distribución en el subsuelo.- El agua subterránea ocurre en el subsuelo en dos amplias zonas.- La zona no saturada conocida también como zona vadosa que consiste de poros en el suelo que están lleno en cierto grado de aire y de agua.
La zona saturada que consiste de poros llenos con agua que se asume tiene una presión hidrostática. (Figura 2)
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Figura 2.- Distribución del agua en el subsuelo.
La zona no saturada sirve como un vasto reservorio en el cual cuando se recarga, típicamente descarga el agua a la zona saturada por un periodo largo después de que cesa en la superficie la recarga. Comúnmente consiste de tres subzonas, Zona de Raíces, Zona intermedia y Franja Capilar.
Fuerzas que actúan en el agua subterránea.- Las fuerzas externas las cuales actúan en el agua en el subsuelo incluyen a la gravedad, la presión desde la atmosfera, así como presión por carga de agua, y la debida a la atracción molecular entre los sólidos y el agua. En el subsuelo el agua puede ocurrir ya sea como vapor de agua que se mueve desde regiones de alta presión a baja presión, como agua condensada que se absorbe por partículas de suelo seco, como agua retenida en las partículas debido a las fuerzas moleculares de adhesión y como agua que no está sujeta a fuerzas atractivas hacia la superficie de la partícula sólida y está sujeta a la influencia de las fuerzas gravitacionales.
En la zona saturada el agua subterránea fluye a través de espacios interconectados en respuesta a la diferencia de la elevación y de la presión del fluido.
La fuerza gobernante se mide en términos de carga hidráulica, la cual es definida por la ecuación de Bernoulli.
(1)[pic 3]
donde: [pic 4]
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La carga por presión (o presión del fluido) se define como:[pic 10]
(2)[pic 11]
Por convención, la carga por presión se expresa en unidades arriba de la presión atmosférica. En la zona no saturada el agua se mantiene por tensión y la carga por presión es menor que la presión atmosférica (). Abajo del nivel freático, en la zona saturada, la carga por presión es mayor que la presión atmosférica . Debido a que las velocidades del agua subterránea son muy bajas, la componente de la velocidad de la carga hidráulica se puede despreciar. Por lo tanto la carga hidráulica generalmente se puede expresar como:[pic 12][pic 13]
(3)[pic 14]
La figura 3 esboza la ecuación 3 dentro de un pozo
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Figura 3.- Relación entre la carga hidráulica, carga de presión y carga de elevación dentro de un pozo.
Nivel freático
De acuerdo con la figura 3, la altura del agua medida en el pozo es la suma de la carga de elevación y de la carga de presión, donde la carga por presión es igual a la altura de la columna de agua por arriba del intervalo de rejilla del pozo.
El nivel freático se define como la localidad en el nivel en el cual el agua se establece dentro de un pozo somero que penetra deposito superficiales y con profundidad justo para encontrar el agua; por eso la carga hidráulica en el nivel freático es igual a la carga de elevación y la presión del agua en el poro en el nivel freático es equivalente a la presión atmosférica.
Superficie piezométrica.
El nivel freático se ha definido como la superficie de un cuerpo de agua subterránea en la cual la presión es la atmosférica y se mide por el nivel en el cual el agua se establece en un pozo que penetra el cuerpo de agua justo para que el agua se mantenga en el pozo. La superficie piezométrica aproxima el nivel al cual el agua ascenderá en un pozo bien ademado y ranurado que puede estar ranurado en el nivel freático o a mayor profundidad. En pozos que penetra a mayor profundidad en el acuífero, la superficie piezométrica puede estar arriba o abajo del nivel freático dependiendo de si existen componentes de flujo ascendente o descendente. La superficie piezométrica puede variar con la profundidad del pozo. En acuíferos confinados la superficie piezométrica ascenderá por arriba de la superficie del acuífero. El nivel freático es la superficie piezométrica para un acuífero libre. En donde la carga varía considerablemente con la profundidad, la superficie piezométrica se desprecia solo si esta describe la carga estática en un estrato en particular en el acuífero. El concepto de superficie piezométrica es rigurosamente válido en la definición de direcciones de flujo horizontal en acuíferos horizontales.
Formaciones acuíferas.
Un acuífero es una unidad geológica que puede almacenar y transmitir agua. Los acuíferos se categorizan generalmente en cuatro tipos de formaciones dependiendo del ambiente geológico en el cual ocurren: no confinados, confinados, semiconfinados y colgados.
Acuíferos no Confinados.- Contienen una superficie freática (nivel freático) como su frontera superficial que fluctúa en respuesta a la recarga y descarga. Los acuíferos no confinados generalmente están cercanos a la superficie de la tierra, están constituidos por estratos de materiales de alta permeabilidad intrínseca hasta la base del acuífero.
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