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UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente - ECAPMA Programa Ingeniería Ambiental

Curso Manejo de Aguas Subterráneas

Fase 2 – Balance hídrico y movimiento de las aguas subterráneas

Presentado por: José Julián Rueda Martínez Cód. 91.154.491 Orlando Giraldo Eduardo Javier López Stalin Hitler Pérez Dairo José Aviloria

Abril de 2016

1.

Hipótesis

La conformación litológica de grava y arcilla determina la estabilidad del acuífero, y este contiene un alto porcentaje de porosidad para la grava y la textura muy pequeña relaciona baja porosidad para la arcilla con valor de impermeabilidad mayor y poca capacidad de drenaje, factor incluyente que favorece la poca circulación de agua por el acuífero con baja conductividad hidráulica del material en el acuífero. Para este acuífero las recargas suelen ser limitadas partiendo de la condición misma de la litología, con intercambio horizontal mínimo ya que el material que lo compone (arcillas) disminuyen la conductividad hidráulica. Analizando la Evotranspiración y el Caudal que pasa a través del acuífero de arcilla y grava, podemos inferir, que, debido a su baja permeabilidad, este tipo de acuíferos presentan un bajo intercambio de almacenamiento, son considerados acuíferos pobres con mal drenaje. Por lo tanto, estaríamos frente a un acuífero semiconfinado y su aprovechamiento sería muy auspicioso en épocas de invierno, por el contrario, en épocas de verano disminuiría ostensiblemente su caudal dificultado la obtención del líquido.

2. En un área aproximada de un acuífero de 467025 m2, durante un año, cae una precipitación de 234 cm, se presenta un intercambio de agua subterránea de 1'200.000 m3, la salida de los ríos es 0.7e5 m3, y el cambio de almacenamiento es de 0,3e5 m3. Se señala una transmisividad de la zona con un valor de 354.0 m2/día y para la Conductividad Hidráulica Real un valor de 9.08 m/día. En el área de estudio, se desea calcular el caudal que pasa a través del acuífero de arcilla y grava, usando la Ley de Darcy. La sección de la geología del acuífero de arcilla y grava tiene una profundidad de 1100m por 125000 m de ancho. Existen dos pozos en la zona con una distancia entre los pozos de 9700 m y la caída de carga hidráulica o piezométrica de un pozo a otro, de 180 m. 

Calcular la evapotranspiración.

Calculo de la precipitación que cae en el área del acuífero Datos Precipitación 234 cm/año * 10 = 2340mm Área del Acuífero = 467025 m2 Ahora Multiplicamos la precipitación por el área del acuífero, para saber la cual es la precipitación que cae en el área del acuífero. Antes Se debe convertir el valor de la precipitación a metros para poder realizar la operación 𝐶𝑜𝑛𝑣𝑒𝑟𝑠𝑖𝑜𝑛 = 2340

𝑚𝑚 / 1000 = 2,34𝑚/𝑎ñ𝑜 𝑎ñ𝑜

Entonces 𝑃𝐴 = 𝑝 ∗ 𝐴 𝑃𝐴 = 2,34𝑚/𝑎ñ𝑜 ∗ 467025 𝑚2 𝑃𝐴 = 1092838,5 𝑚3 /𝑎ñ𝑜 Aplicamos la Formula de TURC 𝐸𝑇𝑅 =

P 2

√0,9 + 𝑃2 𝐿

Donde ETR = Evotranspiración real en mm/año P = Precipitación en mm/año 1092838,5 m/año L = 300 + 25t + 0,05t3 = 2738,4 t = Temperatura media anual en oC = 32oC Para hallar L L= 300 + 25t + 0.05 t 3 L= 300 + 25 (32) + 0,05 (32)3 L= 300 + 800 + 1638.4 L = 2738.4 1092838,5 𝑚3 /𝑎ñ𝑜

𝐸𝑇𝑅 =

√0,9 +

(1092838,5 𝑚3 /𝑎ñ𝑜)2 (2738,4)2

1092838,5 𝑚3 /𝑎ñ𝑜

𝐸𝑇𝑅 =

√0,9 + 𝐸𝑇𝑅 =

1092838,5𝑚3 /𝑎ñ𝑜 √0,9 + 159264,21

=

(1,1943𝑒 + 12) 7498874,56

1092838,5 𝑚3 /𝑎ñ𝑜 √159265,113

=

1092838,5 𝑚3 /𝑎ñ𝑜 399,08

𝐸𝑇𝑅 = 2738,39 𝑚3 /𝑎ñ𝑜 Ahora Calculamos la Evotranspiración en el área de acuífero dividendo ETR por área del acuífero 𝐸𝑇𝑅𝐴 =

2738,39 𝑚3 /𝑎ñ𝑜 𝑚 = 0,006 2 467025 𝑚 𝑎ñ𝑜

Convertimos a mm 𝐶𝑜𝑛𝑣𝑒𝑟𝑠𝑖𝑜𝑛 = 0,006𝑚/𝑎ñ𝑜 ∗ 1000 = 6𝑚𝑚/𝑎ñ𝑜 

Calcular el caudal que pasa a través del acuífero de Grava y arcilla.

El caudal que pasa por el acuífero: Q = - K dh/dx * A La constante K: (revisar el entorno de conocimiento) = es la conductividad hidráulica que se define como el caudal que pasa por un área unitaria y mide la capacidad del acuífero de conducir agua.

Reemplazando según los valores aportados en la guía: A = 467025 m² K = 0,00001 m/día. Dh= Dl= Q= 𝐷ℎ (ℎ2 − ℎ1) + 𝐷𝑙 (𝑙2 − 𝑙1) Tomo el área que es 467025 m² y el intercambio de agua subterránea de 1'200.000 m3, para sacar la diferencia entre el intercambio de agua subterránea y el área y así hallar la distancia l1. 𝐷𝑙 = 𝑙1 =

467025 m² 1′200.000 𝑚3

𝑙1 = 0,39𝑚 Ahora. la distancia entre los pozos es: 𝐷𝑙 = 𝑙2 = 9700𝑚 𝐷ℎ = ℎ1 = 180 m 𝐷ℎ = ℎ2 = 1100m𝑚 𝐷ℎ (1100𝑚 − 180𝑚) + 𝐷𝑙 (9700𝑚 − 0,39𝑚) 𝐷ℎ 920𝑚 + 𝐷𝑥 9699,61𝑚 Teniendo estos datos podemos aplicar la Ley de Darcy: 𝑄 = −𝐾 ∗ 𝐷ℎ/𝐷𝑙 ∗ 𝐴 𝑄 = −0,00001 m/día.∗

920𝑚 ∗ 467025 m² 9699,61𝑚

𝑄 = −0,00001 m/día.∗ 0,095 ∗ 467025 m² 𝑄 = −0,44𝑚3 día.

3.

Conclusion

El desarrollo de esta actividad, nos ha permitido apropiar el conocimiento necesario para el manejo de las aguas subterráneas, teniendo en cuenta que se perfilan desde hace varios años, como una alternativa viable para el abastecimiento de agua de las comunidades que sufren desabastecimiento del líquido vital para la vida en nuestro planeta En la fase de elaboración de la presente actividad se logró calcular la Evotranspiración en el área de acuífero, mediante la aplicación de la fórmula de TURC; del igual forma se determinó el caudal que pasa a través del acuífero de arcilla y grava aplicado la Ley de Darcy.

Bibliografía Collazo C. María P. Montaño X. Jorge. Manual De Agua Subterránea. Ministerio de Ganadería, Agricultura y Pesca (MGAP) del Uruguay Montevideo, Uruguay 2012. [Documento en PDF]. [Consultado Abril de 2016]. Disponible en: http://www.cebra.com.uy/presponsable/adjuntos/2012/11/Manual-de-agua-subterranea-bajo.pdf

Diferencias Entre Limo - Arcilla – Arena. [Documento en Línea]. [Consultado Abril de 2016]. Disponible en: http://www.unilibresoc.edu.co/mecsuelos/htm/cap4/45.htm

Todo sobre las aguas subterráneas. [Documento en Línea]. [Consultado Abril de 2016]. Disponible en: http://www.ecologiahoy.com/aguas-subterraneas

Ley de Darcy. Conductividad Hidráulica. [Documento en PDF]. [Consultado Abril de 2016]. Disponible en: http://hidrologia.usal.es/temas/Ley_Darcy.pdf