Universidad Nacional de Chimborazo Escuela de In geniería CivilHidrologí a TEMA: HIDRÁULICA DE SISTEMAS POROSOS OBJETIVOS 1. Clasificar los tipos de acuíferos que se presenten en la corteza terrestre. 2. Conocer las prop ied ade s de los sist emas porosos y su cla sif icació n según dich as propiedades. 3. Identificar las formul as general es para el cálcul o de la por osidad d el suel o. MARCO TEÓRICO LOS ACUÍFEROS: DEFINICIÓN Y PARÁMETROS FUNDAMENTA LES DEFINICIÓN Es una formación hidrogeológica permea!le" que tiene como función la captación de una conside ra!le cantidad de agua su!terránea" se puede considerar con un yacimiento minero siendo el agua un elemento reno#a!le" las masas más e$tensas de acuíferos pueden alcanzarlos %m 2 &acuífero guaraní' (uede ser representado con un modelo conceptual" !ase de la modelación. )u configuración está dada por* • +as dimensiones • Características geológicas e hidrodinámicas&o condiciones de contorno'. Hidráulica de sis temas poro sos Pág 1
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Universidad Nacional de Chimborazo Escuela de Ingeniería Civil
Hidrología
TEMA: HIDRÁULICA DE SISTEMAS POROSOS
OBJETIVOS
1. Clasificar los tipos de acuíferos que se presenten en la corteza terrestre.2. Conocer las propiedades de los sistemas porosos y su clasificación según dichas
propiedades.3. Identificar las formulas generales para el cálculo de la porosidad del suelo.
MARCO TEÓRICO
LOS ACUÍFEROS: DEFINICIÓN Y PARÁMETROS FUNDAMENTALES
DEFINICIÓN
Es una formación hidrogeológica permea!le" que tiene como función la captación de una
considera!le cantidad de agua su!terránea" se puede considerar con un yacimiento minero
siendo el agua un elemento reno#a!le" las masas más e$tensas de acuíferos pueden alcanzar
los %m2&acuífero guaraní'
(uede ser representado con un modelo conceptual" !ase de la modelación. )u configuración
está dada por*
• +as dimensiones• Características geológicas e hidrodinámicas&o condiciones de contorno'.
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PARÁMETROS FUNDAMENTALES
Es un sistema hidrológicohidrodinámico que tiene características cuantifica!les #inculadas
por*
• ,n reser#orio con un espacio limitado" caracterizado por las condiciones del
contorno y las dimensiones•
-lgunos procesos internos o mecanismos hidrodinámicos" hidroquímicos ehidro!iológicos" que determinan tres funciones del reser#orio en lo que respecta al
agua su!terránea* almacenamiento" conducción &transferimiento de cantidades de
agua o de energía' y un medio de intercam!io geoquímico.• ,na secuencia del ciclo del agua con algunas interacciones con el am!iente" que se
manifiestan por medio de tres comportamientos* hidrodinámico" hidroquímico e
hidro!iológico.• +a #aria!ilidad en el espacio de estas características.•
+a #aria!ilidad en el tiempo de las fuerzas hidrogeológicas.
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El techo o su!strato del acuífero a menudo están constituidos por una formaciónhidrológica semipermea!le. Esta permite" en algunas condiciones hidrodinámicas
fa#ora!les" cam!ios hídricos con el acuífero so!re puesto o el que está de!a5o" esto se llama
conducti#idad entre dos acuíferos. Este fenómeno clasifica al acuífero como semicon:nado.
Prop!"#"!$ "!% M!"o Poro$o
)egún la mo#ilidad del agua se pueden clasificar en ?acuíferos@" ?acuitardos@" ?acuicludos@
y ?acuifugos@. +a #elocidad del agua dependerá de la porosidad y percolación de la roca a
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• +os acuíferos almacenan y transmiten agua su!terránea" por lo general en arenas
porosas y calizas fisurales.• +os acuitardos son !uenos almacenes pero malos transmisores de agua su!terránea
por transmitirla lentamente &por e5emplo" compuestos de limos'.• +os acuícludos son !uenos almacenes pero nulos transmisores &el caso de arcillas'• +os acuífugos no almacenan ni transmiten agua como los constituidos de granitos"
cuarcitas no fisuradas.
)egún las características litológicas en ?detríticos@ o ?car!onatados@
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)egún su te$tura se pueden clasificar en ?porosos@ y ?fisurales@
+os acuíferos ?porosos@ son aquellos en los que el agua se encuentra em!e!ida en una
espon5a dentro de poros intercomunicados entre sí e$istiendo permea!ilidad como en
arenas y gra#as
+os acuíferos ?fisurales@ son aquellos que el agua se encuentra en fisuras o diaclasas
comunicadas entre sí" pero el agua se comporta de forma heterog6nea.
),(E/ICIE E)(EC/IC- <E +1) =-;1) 1 <E +-) /I),-)
+a relación de la superficie total de los granos o de las paredes fisuradas se define comosuperficie específica de un medio poroso &'" la misma que se e$presa en cm 2Dcm3 o cm2Dg.
Esta superficie crece cuando el diámetro del grano o la densidad de la partícula disminuyen.
(11)I<-< 414-+
)e denomina porosidad total a la relación del #olumen de #acíos y el #olumen total de la
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E+ C1;4E;I<1 <E -=,- E+ =-<1 <E )-4,-CIF;
)e de!e considerar el contenido de agua que es la relación #olumen de agua y el #olumen
total" siendo representado en porcenta5es" y el grado de saturación para definir la relaciónfluidosólido" definido por la relación #olumen de agua y #olumen de #acíos.
θ=Vw
Vt
Sw=Vw
Vv
POROSIDAD EFICA&
+a porosidad descri!e la capacidad de las rocas para al!ergar agua pero no la cualidad de
que el agua pueda circular en la ca#idad de la roca.
+a porosidad efecti#a se refiere al porcenta5e de poros interconectados que permiten la
circulación de fluidos. 1 se considera como el #olumen poroso solamente conectados entre
sí.
+a porosidad eficaz depende de la forma" tamaBo y disposición de los granos> disminuye
con el diámetro y aumenta con la uniformidad
+a porosidad efecti#a normalmente es menor que la porosidad total.
POROSIDAD EFICA& EN UN MEDIO POROSO SATURADO
En un medio poroso saturado el efecto acumulati#o de los fenómenos de a!sorción y la
presencia de poros no interconectados o cerrados" hacen que el #olumen de agua li!re en
los poros sea menor al #olumen total del agua saturada en el medio.
<e esto se deduce que la porosidad del medio en relación con la circulación del agua es