Asignatura: HIDROLOGÍA SUBTERRÁNEA (ITOP)/HIDROGEOLOGíA (ITM), UPCT

Curso: 2008-2009 Profesora: Marisol Manzano Arellano ([email protected])

Fecha: 12/11/2008 Tel. 968.325443

Memoria explicativa de la práctica Práctica 3: CUANTIFICACIÓN DE LAS RESERVAS DE AGUA SUBTERRÁNEA EN UN ACUÍFERO MEDIANTE MÉTODOS GEOMÉTRICOS 1. Objetivos 1.

Cuantificar de forma razonable la cantidad de agua subterránea que hay en cada momento en un acuífero en función de su espesor saturado usando métodos geométricos sencillos. 2. Conocer cómo irá disminuyendo el volumen de agua disponible si el acuífero es explotado hasta provocar el consumo de reservas y, por tanto, el descenso del nivel freático/piezométrico.

2. Fundamentos del método Se trata de cuantificar el volumen de terreno saturado en un acuífero de geometría tipo sinclinal mediante métodos gráficos. Los datos necesarios son: a) mapas de isohipsas (cotas absolutas) de la base y del techo del acuífero y b) espesores saturados del acuífero. De forma resumida, el método consiste en los siguientes cálculos y pasos (que se detallan más adelante): 1. 2. 3. 4.

5.

Calcular el volumen de roca/terreno permeable (acuífero) que hay entre la base o muro del acuífero y la superficie del terreno (V’ en Fig. 1a y en Tabla 1). Calcular el volumen de roca/terreno permeable que hay entre el techo del acuífero y la superficie del terreno (V’’ en Fig. 1b y en Tabla 1). Idem entre la base y el techo del acuífero y la cota del nivel piezométrico (V’Np y V”Np, respectivamente, en Tabla 1). Calcular el volumen de roca/terreno permeable total que hay entre la base y el techo del acuífero (VR en Tabla 1), el volumen de terreno saturado (entre la base del acuífero y el nivel piezométrico, Vsat en Tabla 1) ) y el volumen de agua subterránea contenida en el volumen de terreno saturado (llamado aquí, en sentido laxo, reservas, R en la Tabla 1). Establecer la curva de explotación del acuífero. Esta curva muestra la evolución de las reservas acumuladas en el acuífero con la profundidad. Conceptualmente equivale a dibujar la variación del volumen total de agua disponible en el acuífero conforme varía el espesor saturado del mismo debido a cambios del nivel piezométrico regional.

A efectos de simplificación de los cálculos, en general se considerará que el nivel piezométrico (Np) es único para todo el acuífero (es decir, la superficie piezométrica es horizontal) y que la porosidad eficaz (φ) del terreno también es constante. Esto introduce ciertos errores en los cálculos que son aceptables, no obstante, para el objetivo de la aplicación. 3. Descripción detallada de los pasos 1 a 5 Supongamos un acuífero de geometría sencilla y con forma de cubeta sinclinal (Figura 1).

1

A)- Pasos 1 y 2: Para calcular "volúmenes" de roca es necesario conocer con detalle la geometría (en tres dimensiones) del acuífero. Para ello hay que realizar un número suficiente de cortes geológicos que permita dibujar mapas realistas de isohipsas (cotas absolutas) de la topografía de la base y del techo del acuífero. Estos cortes deben tener escalas horizontal y vertical idénticas para que los cálculos que se describen a continuación sean aplicables. A partir de las superficies contenidas entre dos isohipsas contíguas planimetradas en estos mapas (S'n en la Fig. 1a y S"n en Fig. 1b) y del espesor (conocido) de acuífero, se calculan los volúmenes de roca/terreno que hay por encima del muro (V'n) y por encima del techo (V'’n) del acuífero. Los cálculos se realizan por intervalos entre cotas de espesor fijo, al cual llamaremos I. Habitualmente se toma I = 100 m. Los volúmenes calculados para cada intervalo se van acumulando para obtener los totales. Se recomienda ir anotando los datos en un estadillo del tipo del que se muestra en la Tabla 1.

a) 600

V’ = volumen de roca o terreno por encima de la base del acuífero

V'n = S’ac(0-(n-1))•I + S'n•I/2 Np

Nf

msnm

500 400 300

V’

200 100

V'(0-100) = S’0•I + S'1•I/2

0

S’Np S’5 S’4 S’3 S’2

V‘(500 12 112,6 5,63 Np: 423 msnm

TECHO

S'Np 2 km 1,8 3,7 14,4 34,5 30,2 7,4 -

S'Np ac 2 km 1,8 5,5 19,9 54,4 84,6 92 -

V'Np 3 km 0,09 0,365 1,27 3,715 6,95 2,0309 -

V'n = (S'ac (n-1) . I) + (S'n . I/2) V'Np = (S'ac (Np-1) . INp) + (S'Np . I/2) V'Rn = V'n - V''n V'sat n = V'Np - V''Np Excepciones:

V'