Boletín de problemas

Hidrología Superficial y Subterránea 2014-2015
Boletín de problemas
Problema 1
En una cuenca de 216 km2 de área se ha producido un aguacero de intensidad unitaria que ha
originado el hidrograma que se representa en la figura adjunta. Se sabe que dicho hidrograma se
ha obtenido a partir de la combinación de los hidrogramas unitarios de la mayor duración posible
que cumpla la condición más restrictiva de aplicabilidad del método del Hidrograma Unitario.
También se sabe que la duración del aguacero ha sido el triple de la duración del aguacero que
origina dicho hidrograma unitario. Se pide:
a)
b)
Determinar el tiempo de concentración de la cuenca y el tiempo de duración del aguacero.
Calcular el hidrograma unitario de duración máxima posible.
Q (m3/s)
40
30
20
10
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Tiempo (h)
Problema 2
Una plantación de cítricos en la huerta levantina está situada sobre una formación arcillosa de 20
m de espesor que se alimenta verticalmente de un acuífero subyacente de grava arenosa que
tiene un nivel piezométrico artesiano aproximadamente constante de 10 m sobre el nivel del suelo.
Se sabe que la arcilla tiene una franja capilar en reposo de unos 4 m de espesor pero que el nivel
freático es variable y función de la época del año, puesto que la transpiración del cultivo de
cítricos es variable y ejerce un flujo de agua ascendente a través de la arcilla, y ello desde la
grava arenosa hasta la superficie del suelo. La tasa de transpiración varía desde un mínimo de 50
mm/mes durante el periodo de reposo (invierno) hasta un máximo de 130 mm/mes durante el
periodo de fructificación (verano).
Suponiendo que el nivel freático de la arcilla se encuentra en equilibrio con el flujo de agua
ascendente que ejerce la transpiración y que procede de la grava arenosa, se desea conocer:
a) la profundidad del nivel freático al equilibrio durante el periodo de reposo, invierno;
b) la profundidad del nivel freático al equilibrio durante el periodo de fructificación, verano;
c) ¿cuál será en los dos casos anteriores el espesor de la franja capilar al equilibrio?
Parámetros de la arcilla (conductividad hidráulica K = 10-8 m/s)
10 m
arcillas
Zc
NF
20 m
z=0
grava arenosa
Problema 3
Con el objeto de explotar las aguas subterráneas en una determinada propiedad, se realiza una
perforación de unos 30 metros de profundidad y 0.4 m de diámetro, obteniéndose inicialmente
en reposo un nivel de agua de 10 metros de profundidad. Para determinar las propiedades
hidráulicas del acuífero perforado se realiza un ensayo de bombeo a un caudal constante de 10
l/s, y se miden los niveles en dos piezómetros de observación situados a 30 m (A) y a 60 m (B)
del pozo de bombeo. Los descensos medidos en los piezómetros A y B se estabilizan al cabo de
unas 12 horas, alcanzándose los valores de la tabla adjunta.
Piezómetros
distancia
descenso
A
30 m
1.55 m
B
60 m
1.23 m
No se conoce con certidumbre si el acuífero bombeado tiene un comportamiento libre o
confinado. Estimar, en ambos casos, 1) las propiedades hidráulicas del acuífero, 2) el radio de
influencia del bombeo, y 3) el descenso al equilibrio en el propio pozo. 4) Razonar igualmente
sobre el comportamiento probable del acuífero.
Problema 4
Con el fin de satisfacer la demanda de agua potable de una población durante los dos meses del
verano (1.0 Hm3), se estudia la posibilidad de extraer el agua subterránea de un acuífero que está
conectado a un río. Para garantizar la calidad del agua extraída, se estima que el pozo de bombeo
deberá estar a más de 1.5 Km de distancia del río. Por otro lado y debido a la necesidad de
mantener en el río un mínimo de caudal ecológico, no se desea que durante el periodo de
extracción el caudal detraído del río sea superior a 50 l/s. Los parámetros medios del acuífero
son: T = 2000 m2/día, S = 0.1, L = 3000 m.
En primer lugar se quiere conocer la distancia mínima al río a la que debería construirse el pozo
de extracción del agua subterránea.
Una vez seleccionada la distancia más adecuada del pozo al río, se desea conocer a lo largo del año
los caudales que cada mes serían detraídos del río como consecuencia de las extracciones
realizadas durante los dos meses del verano. Aplicar el método de Glover-Jenkins.
Evaluar igualmente cómo se verían afectados los caudales del río si se verifica que durante los
diez meses siguientes a la extracción, la recarga media del acuífero es de 0.6 Hm3.