Samper Tipos de Acuiferos Parte 1 - Hidrologia Subterranea - Apuntes PDF

Curso: Hidrología Subterránea. ETS Ingenieros de Caminos Canales y Puertos. Universidad de Coruña. Curso 2011-2012

Curso: Hidrología Subterránea

Acuíferos: Tipos

Javier Samper Escuela de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos Universidad de A Coruña. España [email protected]

Javier Samper. Tema: Tipos de acuíferos. Créditos: J Samper con aportaciones de J Molinero y estudiantes de Hidrología Subterránea

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Índice • Definición y tipos de acuíferos • Tipos de acuíferos por sus características geológicas


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1. Introducción Acuíferos  “Formaciones geológicas saturadas en agua y capaces de almacenar y transmitir agua” Custodio y Llamas (1983): Acuífero o Embalse Subterráneo “Estrato o formación geológica que permitiendo la circulación de agua por sus poros o grietas, hace que el hombre pueda aprovecharla en cantidades económicamente apreciables para subvenir a sus necesidades”

Carácter relativo del concepto de acuífero


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1. Introducción Formaciones geológicas según su capacidad para almacenar y transmitir agua:

Acuíferos Aqua = agua Fero = lleva

Acuitardos Aqua = agua Tardare = retardar

Acuicludos Aqua = agua Claudere = cerrar

Acuífugos Aqua = agua Fugere = huir

impermeables Formaciones geológicas de baja o muy baja permeabilidad Javier Samper. Tema: Tipos de acuíferos. Créditos: J Samper con aportaciones de J Molinero y estudiantes de Hidrología Subterránea

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1. Introducción Tipo de formación hidrogeológica

Acuífero

Acuitardo

Ejemplos

 Formaciones aluviales con gravas y arena  Formaciones calizas karstificadas  Formaciones aluviales con arenas muy finas, limos y arcillas.  Formaciones margosas

Acuicludo

 Formaciones arcillosas

Acuífugo

 Rocas ígneas y metamórficas “sanas”  Formaciones carbonatadas sin fisuración ni karstificación

Rangos de permeabilidad

Rangos de porosidad

1 – 1000 m/día

10% - 30%

0,1 – 0,001 m/día

20% - 40%

10-4 – 10-7 m/día

> 40%

< 10-6 m/día

< 0,1%


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2. Tipos de acuíferos desde el punto de vista hidráulico

Libre Confinado

Acuitardo Semiconfinado

Acuífero Acuicludos o acuífugos


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2. Tipos de acuíferos desde el punto de vista hidráulico Acuíferos colgados (“bolsas de agua”)

Plummer, Mc Geary y Carlson, 1999. “Physical Geology”. Mc Graw-Hill Javier Samper. Tema: Tipos de acuíferos. Créditos: J Samper con aportaciones de J Molinero y estudiantes de Hidrología Subterránea

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2.1 Acuíferos Libres Superficie libre de agua que está a presión atmosférica  Superficie Freática

agua del suelo edáfico Zona Vadosa

Parcialmente saturado

agua de ascenso capilar

superficie freática Acuífero Libre

Totalmente saturado

agua del acuífero libre

UK GROUNDWATER FORUM Javier Samper. Tema: Tipos de acuíferos. Créditos: J Samper con aportaciones de J Molinero y estudiantes de Hidrología Subterránea

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2.1 Acuíferos Libres Bombeo de agua desde un pozo El agua que se extrae proviene del vaciado de los poros del acuífero.


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2.1 Acuíferos Libres Bombeo de agua desde un pozo


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2.2 Acuíferos Confinados El agua está sometida a una presión de confinamiento Pozo no surgente

Pozo surgente o Artesiano

Nivel Piezométrico Acuífero Libre

Acuífero Libre

Techo del acuífero confinado

Acuífero Confinado

Pozo en el Acuífero libre

Acuífugo o acuicludo


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2.2 Acuíferos Confinados Q

Bombeos en ac. confinados

El agua NO proviene del vaciado del acuífero Descompresión del agua intersticial Consolidación del acuífero  Reducción de la porosidad


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2.2 Acuíferos Confinados Bombeos en ac. confinados SUBSIDENCIA

IMPACTO

Descompresión del agua intersticial Consolidación del acuífero  Reducción de la porosidad


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2.2 Acuíferos Confinados Q

Bombeos en ac. confinados

Acuífero Libre


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2.3 Acuíferos Semiconfinados Formación confinante  Acuitardo Pueden afectar al balance hídrico Problemas de contaminación

U.K Groundwater Forum


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3. Tipos de acuíferos desde el punto de vista geológico

Acuíferos en sedimentos no consolidados

Acuíferos en formaciones rocosas


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3. Tipos de acuíferos desde el punto de vista geológico 3.1 Acuíferos en sedimentos no consolidados Porosidad primaria intergranular Carácter detrítico Predominancia de tamaños gruesos

Formaciones de edad geológica reciente Depósitos someros

Tantos tipos como sistemas sedimentarios originarios Javier Samper. Tema: Tipos de acuíferos. Créditos: J Samper con aportaciones de J Molinero y estudiantes de Hidrología Subterránea

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3. Tipos de acuíferos desde el punto de vista geológico 3.1 Acuíferos en sedimentos no consolidados

Acuíferos en formaciones eólicas

Propiedades y parámetros muy homogéneos Permeabilidades relativamente altas


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Acuíferos en formaciones glaciares

Foto: US GEOLOGICAL SURVEY


Propiedades y parámetros muy heterogéneos Permeabilidades relativamente bajas


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Acuíferos en formaciones aluviales y fluviales



Conexión con sistemas activos en la actualidad Ubicación de núcleos de población Facilidad para la excavación de pozos Javier Samper. Tema: Tipos de acuíferos. Créditos: J Samper con aportaciones de J Molinero y estudiantes de Hidrología Subterránea

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Acuíferos en formaciones aluviales y fluviales Gran variabilidad de facies sedimentarias  Heterogeneidad

Acuífero aluvial del río Miño (Tui, Pontevedra)


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3. Tipos de acuíferos desde el punto de vista geológico 3.1 Acuíferos en sedimentos no consolidados Aluvial del Gudalquivir en Andújar


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Acuíferos en formaciones aluviales y fluviales Terrazas fluviales escalonadas

río

Alineaciones de manantiales  escarpes de las terrazas Javier Samper. Tema: Tipos de acuíferos. Créditos: J Samper con aportaciones de J Molinero y estudiantes de Hidrología Subterránea

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Acuíferos en formaciones deltaicas Fuente: US GEOLOGICAL SURVEY Los aluviales ganan espesor DAKOTA Fm. Deltaic, Tamaño de grano más fino Central Kansas Menor heterogeneidad Sistema multiacuífero Acuitardo de limos marinos DAKOTA Fm. Fluvial, Central Kansas


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3.2 Acuíferos en formaciones rocosas Formaciones permeables por porosidad secundaria  por fisuración

 por disolución

Acuíferos fisurados (fracturados)

Acuíferos kársticos


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3.2 Acuíferos en formaciones rocosas 3.2.1 Acuíferos fisurados o fracturados ”Rocas duras” (“hard rock aquifers”) Ígneas Metamórficas Sedimentarias muy consolidadas

Gran importancia en Europa, Australia, India, África, ... 30% del territorio en España (Galicia, Canarias, ...) Desarrollo de regolitos superficiales Javier Samper. Tema: Tipos de acuíferos. Créditos: J Samper con aportaciones de J Molinero y estudiantes de Hidrología Subterránea

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3.2 Acuíferos en formaciones rocosas 3.2.1 Acuíferos fisurados o fracturados Acuífero superficial  Sistema bi-acuífero Acuífero profundo


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3.2 Acuíferos en formaciones rocosas 3.2.1 Acuíferos fisurados o fracturados Acuífero superficial (regolito)  Medio poroso


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3.2 Acuíferos en formaciones rocosas 3.2.1 Acuíferos fisurados o fracturados Acuífero profundo

Circulación por sistemas de fracturas Circulación por vías preferentes”Zonas de fractura”

Fisura o fractura

Familia de fracturas 1

Snow (1963) Ley cúbica

K eq

b 3  12 L

Familia de fracturas 2


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3.2 Acuíferos en formaciones rocosas 3.2.1 Acuíferos fisurados o fracturados ”Zonas de fractura”  Permeabilidades muy altas o muy bajas Pozos de gran productividad Anomalías térmicas  descargas aguas termales Macizo granítico de “Les Guilleries” (Zhang, Samper y Molinero (1998))

ES

120ºC

120ºC

120ºC

120ºC

120ºC

120ºC


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3.2 Acuíferos en formaciones rocosas 3.2.2 Acuíferos kársticos Formaciones geológicas constituidas por rocas sedimentarias consolidadas cuyos poros y fisuras has sido ensanchadas por la acción disolvente del agua subterránea (Custodio y Llamas, 1983) En la fase líquida:

En la fase sólida:

CO2(g) = CO2(d)

CaCO3(s) = CaCO3(d)

CO2(d) + H2O = H2CO3

CaCO3(d) = CO3-2 + Ca -2

H2CO3 = HCO3- + H+

HCO3- = CO3-2 + H+

Fuente de CO2 Capacidad para disolver el CO2


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3.2 Acuíferos en formaciones rocosas 3.2.2 Acuíferos kársticos

Fuente de CO2


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3.2 Acuíferos en formaciones rocosas 3.2.2 Acuíferos kársticos  Sistemas endokársticos bien desarrollados Nivel freático discontinuo  Superficie discreta


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