CI51J HIDRAULICA DE AGUAS SUBTERRANEAS Y SU - U
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CI51J CI51J HIDRAULICA DE AGUAS SUBTERRANEAS Y SU APROVECHAMIENTO TEMA 1 INTRODUCCION OTOÑO 2011 UNIVERSIDAD DE CHILE FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICAS DEPARTAMENTO DE INGENIERIA CIVIL CI51J CONTENIDO Este es un curso introductorio que enfatiza los principios fundamentales que gobiernan al movimiento del agua y contaminantes en sistemas de aguas subterráneas. Algunos tópicos que se incluyen son: • propiedades físicas del agua subterránea y de los acuíferos, • ecuaciones fundamentales del flujo y transporte de contaminantes en medios porosos, • captación de aguas subterráneas y análisis de pruebas de bombeo, • rol del agua subterránea en el ciclo hidrológico, • calidad y contaminación del agua subterránea. CI51J CONTENIDO El énfasis de este curso estará enfocado a dos tipos de aplicaciones en ingeniería: •evaluación de recursos de agua subterránea: conceptos básicos, hidráulica de pozos, parámetros hidrogeológicos, pruebas de bombeo, interacción de aguas superficiales y subterráneas, sistemas de drenaje, entre otros. •contaminación de aguas subterráneas: transporte de contaminantes desde fuentes localizadas, y diseño de sistemas de remediación, entre otros. CI51J TEMAS • HIDRAULICA DE AGUAS SUBTERRANEAS • Hidrología subterránea • Geología e Hidrogeología • Mecánica de Fluidos • CONTAMINACION DE AGUAS SUBTERRANEAS • Hidrogeoquímica • Química y Microbiología del Agua CI51J • HIDROGEOLOGIA • Ciencia que estudia la ocurrencia, distribución, movimiento y características químicas del agua ubicada bajo la superficie de la tierra. • AGUA SUBTERRANEA • En zona Saturada ocupa íntegramente los poros de una formación geológica: Agua Potable. • En Zona No Saturada ocupa parcialmente loa poros de un suelo: Raíces de plantas. CI51J EL AGUA SUBTERRANEA EN EL CICLO HIDROLOGICO CI51J HIDROGEOLOGIA Hidrología de aguas subterráneas estudia la ocurrencia, distribución y movimiento del agua bajo la superficie de la tierra. CI51J CICLO HIDROLOGICO RECARGA: infiltración de precipitaciones DESCARGA: evaporación, bombeos CI51J BALANCE HIDROLOGICO CI51J PERFIL VERTICAL DE SUELO CI51J IMPORTANCIA DE LOS RECURSOS DE AGUAS SUBTERRÁNEAS CI51J DISTRIBUCION DEL AGUA EN EL PLANETA • Importancia del recurso subterráneo • Agua dulce líquida ~ 97% es subterránea AGUAS SUBTERRANEAS EN CHILE • Uno de los recursos naturales más importantes en el desarrollo del país. Consumo de Agua Potable Urbana Según Fuentes 100 Porcentaje 80 60 • Aguas subterráneas ~40% del agua potable urbana 40 20 0 I II III IV V RM VI VII VIII IX X XI XII Total País • En ámbito rural, más del 77% del consumo total Región Fuente Subterránea Fuente Superficial • Aguas superficiales ampliamente explotadas y cada vez más escasas • Recursos hídricos subterráneos atractivos para satisfacer demanda Consumo de Agua Potable Rural Según Fuentes 100 Porcentaje CI51J 80 60 40 20 0 I II III IV V RM VI VII VIII IX X Región Fuente Subterránea Fuente Superficial XI XII Total País CI51J RESEÑA HISTORICA CI51J Se llaman aguas subterráneas a las existentes entre los intersticios del terreno, bajo su superficie. La apertura de pozos para captar el agua de subsuelo ha sido una de las prácticas más antiguas del hombre. Uno de los casos más interesantes son los kanats o qanats que se utilizaban en el sudeste asiático y en el norte de Africa. CI51J CI51J El origen de las aguas subterráneas es uno de los problemas que más han preocupado al hombre desde los tiempos más remotos. La teoría de la infiltración, que supone que todas las aguas subterráneas provienen bien de infiltración directa en el terreno de las lluvias o nieves, o indirecta de ríos o lagos, no ha sido aceptada universalmente, sino desde tiempos relativamente recientes. Algunas teorías que trataron de explicar el origen del agua subterránea: – Infiltración del agua marina – Condensación del agua marina – Condensación del vapor de agua en las rocas – Teoría de infiltración de precipitaciones CI51J Agua subterránea presente en el suelo accede hasta él desde diferentes fuentes: – Infiltración natural – Infiltración desde corrientes naturales – Recarga desde regadío – Recarga desde sistema de agua potable y alcantarillado – Recarga artificial CI51J TEMAS RELEVANTES IDENTIFICAR FUENTES PARA ABASTECIMIENTO DE AGUAS SUBTERRANEAS CI51J FORMACIONES ACUIFERAS CI51J Bombeo desde acuíferos mediante pozos someros CI51J CI51J Problemas de sobreexplotación e interferencia entre usuarios CI51J SOBREEXPLOTACION Si la DESCARGA es mayor que la RECARGA se produce una alteración (desbalance) del sistema acuífero. BOMBEO RECARGA • Precipitaciones • Ríos, lagos, etc • Riego SISTEMA AGUA SUBTERRANEA DESCARGA • Ríos, lagos, etc • Evapotranspiración • Pozos de bombeo CI51J SOBREEXPLOTACION En el caso de un río se tiene la siguiente situación. NATURAL EQUILIBRIO SOBREEXPLOTACION CI51J USO DE POZOS O DRENES PARA REDUCIR NIVEL DE AGUA SUBTERRANEA EN ACUIFEROS SOMEROS CI51J Reducción de Nivel Freático con Pozos de Bombeo CI51J Medición de niveles de agua en pozos profundos CI51J Medición de niveles de agua en pozos profundos CI51J ESTUDIAR CARACTERISTICAS DE SUELOS MEDIANTE ENSAYOS DE TERRENO CI51J Construcción de calicata para análisis de suelo CI51J Calicata de 4 metros de profundidad CI51J Infiltrómetro Doble CI51J Permeámetro Guelph CI51J Insertar Slug CI51J PROBLEMAS DE CONTAMINACION DE AGUAS SUBTERRANEAS CI51J Transporte de Contaminantes CI51J Transporte de Contaminantes CI51J Transporte de Contaminantes CI51J
