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22 5. HIDROGEOLOGÍA LOCAL DEL TRAZADO 5.1. Descripción de la red de observación hidrogeológica La red piezométrica construida para la observación del efecto del túnel se ha realizado de acuerdo con la ubicación y diseños propuestos en el informe realizado por la UPC para el GIF [42]. A continuación se presentan las características principales de los pozos y piezómetros (véase también Tabla 5.1). Se ha promovido que algunos de los piezómetros puedan ser incorporados a la red de observación de la Agencia Catalana del Agua, que en esta zona apenas dispone de éstos. Para ello, se ha mantenido el diámetro interior de 159 mm en los piezómetros con rejilla en el acuífero Principal e Inferior (PZP-1 y PZP-2), así como en los piezómetros adyacentes a éstos con rejilla en el acuífero Superior (PZ-4 y PZ-16). El resto de piezómetros tienen la tubería de PVC con diámetro Interior menor (115 mm). La ubicación de la rejilla en los acuíferos Principal e Inferior se determinó a partir de la observación directa de testigo continuo. El sondeo denominado SPZ-4 ha permitido la ubicación de la rejilla del piezómetro PZP-1, tras su realización éste sondeo se ha sellado con bentonita. El sondeo denominado SPZ-16 ha permitido la ubicación de la rejilla del piezómetro PZP-2, este sondeo se ha sellado con bentonita hasta la profundidad de 17 m, profundidad a partir de la cual se ha instalado la tubería de PVC que configura el piezómetro PZ-16. Se ha seguido en estos pozos la evolución de los niveles y la profundidad del fondo. En el Apartado 5.2.3 se discute la evolución de estos niveles. Junto a los piezómetros PZ-7, PZ-8, PZ-11, PZ-12 y PZ-14 ubicados en el acuífero Superficial se realizaron otros puntos de control, en principio análogos a los anteriores, aunque con prefiltro de geotéxtil en lugar de arena graduada. La nomenclatura para referirnos a estos pozos será el nombre del piezómetro original de proyecto junto con la letra N. De esta forma, al nuevo piezómetro junto al PZ-7 original se le denomina PZ-7N. Aunque no se sabe con certeza, se estima que el piezómetro PZ-15 tiene prefiltro de geotéxtil debido a la evolución del fondo de éste y al caudal específico extraído respecto a los piezómetros más próximos. La experiencia nos ha demostrado que el filtro de geotéxtil no facilita el desarrollo del pozo, por lo que no es buena solución. Sin embargo, no impide la medida de niveles. Se han realizado dos pozos y dos piezómetros de control (P-L1, P-L2, PZ-L1 y PZ-L2) no contemplados en el informe de la UPC [43]. Éstos se han ubicado en la Cuña de limos entre los acuíferos Superficial y Principal. El diseño de éstos, así como la interpretación de resultados obtenidos en ensayos se especifica en el Apartado 5.3.2. Desde la realización de los piezómetros se han hecho varias campañas de seguimiento de medida de los niveles en los mismos. Se ha seguido la evolución de profundidad del fondo (Figura 5.1) y aptitud como puntos fiables de toma de medidas de nivel, si son operativos como pozos para la realización de ensayos de bombeo y otros ensayos hidráulicos como ensayos Slug (o de pulso). En la Tabla 5.1 se resumen las características de todos los pozos y piezómetros ejecutados (operativos o no).

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5. HIDROGEOLOGÍA LOCAL DEL TRAZADO

5.1. Descripción de la red de observación hidrogeológica La red piezométrica construida para la observación del efecto del túnel se ha realizado de acuerdo con la ubicación y diseños propuestos en el informe realizado por la UPC para el GIF [42]. A continuación se presentan las características principales de los pozos y piezómetros (véase también Tabla 5.1).

• Se ha promovido que algunos de los piezómetros puedan ser incorporados a la red de observación de la Agencia Catalana del Agua, que en esta zona apenas dispone de éstos. Para ello, se ha mantenido el diámetro interior de 159 mm en los piezómetros con rejilla en el acuífero Principal e Inferior (PZP-1 y PZP-2), así como en los piezómetros adyacentes a éstos con rejilla en el acuífero Superior (PZ-4 y PZ-16). El resto de piezómetros tienen la tubería de PVC con diámetro Interior menor (115 mm).

• La ubicación de la rejilla en los acuíferos Principal e Inferior se determinó a partir

de la observación directa de testigo continuo. El sondeo denominado SPZ-4 ha permitido la ubicación de la rejilla del piezómetro PZP-1, tras su realización éste sondeo se ha sellado con bentonita. El sondeo denominado SPZ-16 ha permitido la ubicación de la rejilla del piezómetro PZP-2, este sondeo se ha sellado con bentonita hasta la profundidad de 17 m, profundidad a partir de la cual se ha instalado la tubería de PVC que configura el piezómetro PZ-16. Se ha seguido en estos pozos la evolución de los niveles y la profundidad del fondo. En el Apartado 5.2.3 se discute la evolución de estos niveles.

• Junto a los piezómetros PZ-7, PZ-8, PZ-11, PZ-12 y PZ-14 ubicados en el acuífero

Superficial se realizaron otros puntos de control, en principio análogos a los anteriores, aunque con prefiltro de geotéxtil en lugar de arena graduada. La nomenclatura para referirnos a estos pozos será el nombre del piezómetro original de proyecto junto con la letra N. De esta forma, al nuevo piezómetro junto al PZ-7 original se le denomina PZ-7N. Aunque no se sabe con certeza, se estima que el piezómetro PZ-15 tiene prefiltro de geotéxtil debido a la evolución del fondo de éste y al caudal específico extraído respecto a los piezómetros más próximos. La experiencia nos ha demostrado que el filtro de geotéxtil no facilita el desarrollo del pozo, por lo que no es buena solución. Sin embargo, no impide la medida de niveles.

• Se han realizado dos pozos y dos piezómetros de control (P-L1, P-L2, PZ-L1 y

PZ-L2) no contemplados en el informe de la UPC [43]. Éstos se han ubicado en la Cuña de limos entre los acuíferos Superficial y Principal. El diseño de éstos, así como la interpretación de resultados obtenidos en ensayos se especifica en el Apartado 5.3.2.

Desde la realización de los piezómetros se han hecho varias campañas de seguimiento de medida de los niveles en los mismos. Se ha seguido la evolución de profundidad del fondo (Figura 5.1) y aptitud como puntos fiables de toma de medidas de nivel, si son operativos como pozos para la realización de ensayos de bombeo y otros ensayos hidráulicos como ensayos Slug (o de pulso). En la Tabla 5.1 se resumen las características de todos los pozos y piezómetros ejecutados (operativos o no).

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Tabla 5.1 Resumen de las principales características de los piezómetros y pozos.

Emplazamiento Instrumentado

Rejilla Fecha Perforación Exterior Interior Teórico Medida*

PZ-1 Acf. Superficial

(CDSb) No 147 125 115.4 17 16 5-15 No 22/09/2003 1.5 2.7 No

PZ-2 Acf. Superficial

(CDSb) No 147 125 115.4 17 15 5-15 No 24/09/2003 1.3 No

PZ-3 Acf. Superficial

(CDSb) No 147 125 115.4 17 15.5 5-15 Si 18/09/2003 0.7 5 No

PZ-4 Acf. Superficial

(CDSb) ** 300 180 158.6 17 15 5-15 No 18/09/2003 1.7 3.3 No

PZ-6 Acf. Superficial

(CDSb) No 147 125 115.4 17 13 5-15 No 10/09/2003 0.4 No

PZ-7 Acf. Superficial

(CDSb) No 147 125 115.4 17 15.5 5-15 No 02/09/2003 4.1 1.4 No

PZ-7N Acf. Superficial

(CDSb) No 147 125 115.4 17 17 5-15 Si 02/09/2003 0 >10 No

PZ-8 Acf. Superficial

(CDSb) No 147 125 115.4 17 13 5-15 No 09/09/2003 0 >10 No

PZ-8N Acf. Superficial

(CDSb) No 147 125 115.4 17 13.5 5-15 Si 09/09/2003 0 >10 No

PZ-11 Acf. Superficial

(CDSb) No 147 125 115.4 17 7 5-15 No No

PZ-11N Acf. Superficial

(CDSb) No 147 125 115.4 17 17 5-15 Si 15/09/2003 1.7 3.5 Si

PZ-12 Acf. Superficial

(CDSb) Si 147 125 115.4 17 13 5-15 No No

PZ-12N Acf. Superficial

(CDSb) No 147 125 115.4 17 16.5 5-15 Si 25/08/2003 1.2 6.3 Si

PZ-13 Acf. Superficial

(CDSb) Si 147 125 115.4 17 15.8 5-15 No 22/08/2003 1.8 6 Si

PZ-14 Acf. Superficial

(CDSb) Si 147 125 115.4 17 7 5-15 No No

PZ-14N Acf. Superficial

(CDSb) No 147 125 115.4 17 17 9-13 Si 02/09/2003 4.3 1 No

PZ-15 Acf. Superficial

(CDSb) No 147 125 115.4 17 17 5-15 20/09/2003 1.5 4 Si

PZ-16 Acf. Superficial

(CDSb) ** 300 180 158.6 17 15 5-15 No 16/09/2003 3.8 1.8 No

PZ-17 Acf. Superficial

(CDSb) No 147 125 115.4 17 14.5 5-15 No 29/09/2003 3.1 Si

PZ-18 Acf. Superficial

(CDSb) No 147 125 115.4 17 16 5-15 No 23/09/2003 2.3 Si

PZ-9 Cuña Limos

(CDSa) No 300 125 115.4 32 24 21-28 No No

PZ-9N Cuña Limos

(CDSa) No 300 125 115.4 32 9 21-28 No No

PZ-10 Cuña Limos

(CDSa) No 200 125 115.4 37 36 30-35 No No

P-L1 Cuña Limos

(CDSa) No 400 180 158.6 34 21-24 NoSi, con aire comprimido

P-L2 Cuña Limos

(CDSa) No 400 180 158.6 34 21-24 NoSi, con aire comprimido

PZ-L1 Cuña Limos

(CDSa) No 87 34 No Si

PZ-L2 Cuña Limos

(CDSa) Si 87 34 No Si

PZP-1 Acf. Inferior

(CDI) ** 300 180 158.6 51 54 53.5-56 No No

PZP-2 Acf. Principal

(CDM) ** 300 180 158.6 60 58 42-48 No No

* En la Figura 5.1 se muestra la evolución del fondo de los sondeos** Véase segundo punto del Apartado 5.1

Nombre piezómetro

Extracción testigo

Diámetros (mm)

Q medio (l/s)

Descenso medio (m)

Desarrollo Tubería PVC Fondo sondeo

Profundidades (Respecto cota terreno, m)

Prefiltro geotéxtil

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Figura 5.1 Evolución del fondo de los piezómetros ubicados en el Acuífero Superficial.

5.1.1. Desarrollo y limpieza de los piezómetros Las operaciones de limpieza y desarrollo constituyen parte integrante del proyecto y construcción de un pozo. El desarrollo tiene como fin, eliminar las fracciones más finas del material acuífero entorno a la zona de admisión del pozo. Con ello se estabiliza la formación y se alcanza una granulometría más gruesa en dicha zona. De este modo se reducen los problemas de colmatación y se obtiene una mayor capacidad específica en el pozo [44]. Para el correcto desarrollo se recomendó la realización mediante aire comprimido, especialmente en aquellos piezómetros que dieron mayor problema de colmatación tras su construcción. Los piezómetros que lo permitieron se han desarrollado mediante una bomba sumergible multicelular de 4", SERIE SP-4, Modelo 12SP 30 de 3CV y diámetro de impulsión de 2". En la Tabla 5.1 se especifican la fecha, el caudal y el descenso

Page 4: 5. HIDROGEOLOGÍA LOCAL DEL TRAZADO

25

medio durante el desarrollo. Los piezómetros que no se han podido desarrollar con la bomba mencionada se desarrollarán con aire comprimido.

5.1.2. Ubicación y cotas de los piezómetros de control Las cotas de los puntos de referencia, respecto a las que se mide la profundidad de agua, son necesarias para obtener los niveles piezométricos. Cuanto más precisas sean éstas, con mayor detalle se establece la piezometría. Para ello se ha puesto especial cuidado en la nivelación. En la Tabla 5.2 se dan las coordenadas de los pozos y piezómetros a partir de los cuáles se han tomado datos de niveles o realizado ensayos. Los piezómetros ubicados en el acuífero Superficial se han colocado enfrentados entre sí (par de piezómetros uno a cada lado del trazado del túnel). Esta ubicación permitirá, una vez finalizada la obra, controlar el efecto barrera que puede darse tras la construcción de la pantallas. Tabla 5.2 Coordenadas UTM de los piezómetros de control (05/11/2003).

OBSERVACIONES X Y Z (cota brocal)

H (altura brocal)

Z (cota terreno)

PZ-1 424672.004 4577066.652 6.74 0 6.74 PZ-2 424646.920 4577024.704 6.75 0 6.75 PZ-3 424779.279 4577027.733 7.99 0.17 7.82 PZ-4 424764.353 4576965.411 7.09 0.12 PZ-6 424964.487 4576869.261 6.09 0.11 PZ-7 425037.276 4576909.194 5.59 0.06 5.53

PZ-7N PZ-7 más alejado de la traza que

PZ-7N 425036.858 4576905.979 5.07 0.14 4.93 PZ-8 425046.254 4576855.96 5.76 0.14 5.62

PZ-8N PZ-8 más cerca de PZ-6 que PZ-

8N . 425053.847 4576854.771 5.85 0.13 5.72 PZ-9 425123.462 4576917.552 6.69 0.27 6.42 PZ-10 425131.509 4576860.729 6.09 0.45 5.64

PZ-11N más alejado de la traza que PZ-11 425255.156 4576954.113 7.31 PZ-12 425271.792 4576898.103 6.05 0.22 5.83

PZ-12N PZ-12N más alejado de la traza

que PZ-12 425270.226 4576894.844 5.86 0.07 5.79 PZ-13 425365.599 4576972.887 5.85 0.23 5.62

PZ-14N 425373.241 4576944.986 5.49 5.49 PZ-15 425501.276 4577027.892 5.04 -0.18 5.22 PZ-16 425526.944 4576982.636 5.05 0.18 4.87 PZ-17 425624.663 4577069.068 4.77 PZ-18 425638.757 4577031.17 4.38 PZP-1 424762.139 4576966.566 7.12 0.04 7.08 PZP-2 425534.809 4576987.549 5.16 P-L1 425235.105 4576961.002 7.18 0.53 6.650 P-L2 Entre PZ-12 y PZ-14N 425300.015 4576911.194 6.74 0.55 6.19

PZ-L1 Junto pozo P-L1 425236.685 4576963.824 PZ-L2 Junto pozo P-L2 6.44 0.25 6.19

5.2. Piezometría Los datos de niveles obtenidos en los pozos corresponden a diversas campañas de campo realizadas durante los meses de septiembre del 2003 a enero del 2004. Las medidas en los pozos se han realizado con sonda manual, midiendo directamente la profundidad a la que se alcanza el agua. En la Cuña de Limos se han seguido la evolución de las presiones de agua desde diciembre hasta enero a través de los sensores

Page 5: 5. HIDROGEOLOGÍA LOCAL DEL TRAZADO

26

de cuerda vibrante instalados en los piezómetros de nueva construcción (PZ-L1 y PZ-L2). Se ha tenido en cuenta al realizar la piezometría local del acuífero Superficial la alteración de los niveles producidos por el desarrollo de los pozos y los ensayos de bombeo.

5.2.1. Acuífero Superficial (CDSb) A partir de la red de observación hidrogeológica descrita en los apartados anteriores se ha podido precisar con detalle la piezometría local del Acuífero Superficial en el trazado del túnel. La evolución piezométrica de los puntos de control desde agosto hasta noviembre de 2003 se muestra en las figuras de la 5.2 a 5.8 dónde se comparan con las precipitaciones. Los piezómetros pares están ubicados en el lado Sur del trazado (aeropuerto), los impares corresponden al lado Norte (Hospital Bellvitge). Las barras corresponden a datos de pluviometría de la estación Fabra de Barcelona del METEOCAT [45] .Los resultados en el periodo de observación han sido los siguientes:

• Todos los piezómetros muestran una evolución de niveles en el tiempo muy similar. Las máximas oscilaciones parecen estar controladas por el régimen de precipitaciones. Las máximas diferencias de niveles en un mismo piezómetro oscilan en este periodo entre 37 cm y 24 cm.

• Los niveles más altos se han medido en el piezómetro PZ-2, situado en el

extremo Oeste del trazado. Los niveles menores se han medido en el piezómetro situado más al Este del trazado. Los máximos y mínimos alcanzados respectivamente han sido +0.810 msnm y -0.095 msnm.

• Comparando los niveles entre cada par de piezómetros enfrentados se observa

que los piezómetros ubicados en el lado Sur del trazado tienen niveles superiores a los situados en el lado Norte.

El sentido predominante del flujo en el trazado interpretado a partir de los datos de campo es de SW-NE, tendiendo a ser más perpendicular hacia el Este. En las figuras de 5.9 a 5.18 se muestran mapas de piezometría local diaria obtenidos mediante métodos de interpolación radial y de mínima curvatura. En la Figura 5.18 se puede ver como están afectando los bombeos a los niveles en el trasdós.

-0.20-0.100.000.100.200.300.400.500.600.700.800.90

20-a

go-0

327

-ago

-03

3-se

p-03

10-s

ep-0

317

-sep

-03

24-s

ep-0

31-

oct-0

38-

oct-0

315

-oct

-03

22-o

ct-0

329

-oct

-03

5-no

v-03

12-n

ov-0

319

-nov

-03

Nive

les (

msn

m.)

0510152025303540

Prec

ipita

ción

Acum

ulad

a Di

aria

(m

m.) Niveles PZ-1

Niveles PZ-2

Figura 5.2 Evolución de los niveles en los piezómetros del acuífero Superficial.

Page 6: 5. HIDROGEOLOGÍA LOCAL DEL TRAZADO

27

-0.20-0.100.000.100.200.300.400.500.600.700.800.90

20-a

go-0

327

-ago

-03

3-se

p-03

10-s

ep-0

317

-sep

-03

24-s

ep-0

31-

oct-0

38-

oct-0

315

-oct

-03

22-o

ct-0

329

-oct

-03

5-no

v-03

12-n

ov-0

319

-nov

-03

Nive

les

(msn

m.)

0510152025303540

Prec

ipita

ción

Acu

mul

ada

Diar

ia

(mm

.)

Niveles PZ-3Niveles PZ-4Niveles PZ-6

Figura 5.3 Evolución de los niveles en los piezómetros del acuífero Superficial.

-0.20-0.100.000.100.200.300.400.500.600.700.800.90

20-a

go-0

327

-ago

-03

3-se

p-03

10-s

ep-0

317

-sep

-03

24-s

ep-0

31-

oct-0

38-

oct-0

315

-oct

-03

22-o

ct-0

329

-oct

-03

5-no

v-03

12-n

ov-0

319

-nov

-03

Nive

les

(msn

m.)

0510152025303540

Prec

ipita

ción

Acu

mul

ada

Diar

ia

(mm

.)

Niveles PZ-7Niveles PZ-8Niveles PZ-6

Figura 5.4 Evolución de los niveles en los piezómetros del acuífero Superficial.

-0.20-0.100.000.100.200.300.400.500.600.700.800.90

20-a

go-0

327

-ago

-03

3-se

p-03

10-s

ep-0

317

-sep

-03

24-s

ep-0

31-

oct-0

38-

oct-0

315

-oct

-03

22-o

ct-0

329

-oct

-03

5-no

v-03

12-n

ov-0

319

-nov

-03

Nive

les

(msn

m.)

0510152025303540

Prec

ipita

ción

Acu

mul

ada

Diar

ia

(mm

.) Niveles PZ-11NNiveles PZ-12N

Figura 5.5 Evolución de los niveles en los piezómetros del acuífero Superficial.

Page 7: 5. HIDROGEOLOGÍA LOCAL DEL TRAZADO

28

-0.20-0.100.000.100.200.300.400.500.600.700.800.90

20-a

go-0

327

-ago

-03

3-se

p-03

10-s

ep-0

317

-sep

-03

24-s

ep-0

31-

oct-0

38-

oct-0

315

-oct

-03

22-o

ct-0

329

-oct

-03

5-no

v-03

12-n

ov-0

319

-nov

-03

Nive

les (

msn

m.)

0510152025303540

Prec

ipita

ción

Acu

mul

ada

Diar

ia (m

m.) Niveles PZ-13

Niveles PZ-14N

Figura 5.6 Evolución de los niveles en los piezómetros del acuífero Superficial.

-0.20-0.100.000.100.200.300.400.500.600.700.800.90

20-a

go-0

327

-ago

-03

3-se

p-03

10-s

ep-0

317

-sep

-03

24-s

ep-0

31-

oct-0

38-

oct-0

315

-oct

-03

22-o

ct-0

329

-oct

-03

5-no

v-03

12-n

ov-0

319

-nov

-03

Nive

les

(msn

m.)

0510152025303540

Prec

ipita

ción

Acu

mul

ada

Diar

ia

(mm

.) Niveles PZ-15Niveles PZ-16

Figura 5.7 Evolución de los niveles en los piezómetros del acuífero Superficial.

-0.20-0.100.000.100.200.300.400.500.600.700.800.90

20-a

go-0

327

-ago

-03

3-se

p-03

10-s

ep-0

317

-sep

-03

24-s

ep-0

31-

oct-0

38-

oct-0

315

-oct

-03

22-o

ct-0

329

-oct

-03

5-no

v-03

12-n

ov-0

319

-nov

-03

Nive

les

(msn

m.)

0510152025303540

Prec

ipita

ción

Acu

mul

ada

Diar

ia

(mm

.) Niveles PZ-17Niveles PZ-18

Figura 5.8 Evolución de los niveles en los piezómetros del acuífero Superficial.

Page 8: 5. HIDROGEOLOGÍA LOCAL DEL TRAZADO

29

424200 424400 424600 424800 425000 425200 425400 425600 425800 426000 426200 4264004576600

4576800

4577000

4577200

4577400

424200 424400 424600 424800 425000 425200 425400 425600 425800 426000 426200 4264004576600

4576800

4577000

4577200

4577400

PZ-1PZ-3

PZ-7 y PZ-7NPZ-11N

PZ-13

PZ-15PZ-17

424200 424400 424600 424800 425000 425200 425400 425600 425800 426000 426200 4264004576600

4576800

4577000

4577200

4577400

PZ-2

PZ-4

PZ-6PZ-8 y PZ-8NPZ-12 y PZ-12N

PZ-14NPZ-16

PZ-18

424200 424400 424600 424800 425000 425200 425400 425600 425800 426000 426200 4264004576600

4576800

4577000

4577200

4577400

Figura 5.9 Ubicación de los piezómetros donde se han tomado las medidas de los niveles en el Acuífero Superficial.

424200 424400 424600 424800 425000 425200 425400 425600 425800 426000 426200 4264004576600

4576800

4577000

4577200

4577400

0.440.55 0.33

0.34

0.04*0.090.16

-0.01-0.06-0.04

424200 424400 424600 424800 425000 425200 425400 425600 425800 426000 426200 4264004576600

4576800

4577000

4577200

4577400

424200 424400 424600 424800 425000 425200 425400 425600 425800 426000 426200 4264004576600

4576800

4577000

4577200

4577400

01-09-2003

Figura 5.10 Piezometría local en el trazado del túnel obtenida mediante interpolación radial (medidas realizadas el día 1 de Septiembre de 2003).

Se han realizado mapas de piezometría local mediante métodos de interpolación radial y de mínima curvatura. Comparando los mapas resultantes con ambos métodos (Figuras 5.11 y 5.12, Figuras 5.13 y 5.14) se observa que en ambos casos el flujo es aproximadamente perpendicular al trazado en el extremo Este del trazado. Con el método de mínima curvatura se obtienen gradientes mayores y la perpendicularidad del flujo es más marcada en la zona central del trazado y menor en el extremo Oeste.

17-09-2003

424200 424400 424600 424800 425000 425200 425400 425600 425800 426000 426200 4264004576600

4576800

4577000

4577200

4577400

0.420.44 0.28

0.37

0.280.20.25

0.02*0.14

0.080.092

-0.010.06

-0.087-0.042

424200 424400 424600 424800 425000 425200 425400 425600 425800 426000 426200 4264004576600

4576800

4577000

4577200

4577400

424200 424400 424600 424800 425000 425200 425400 425600 425800 426000 426200 4264004576600

4576800

4577000

4577200

4577400

Figura 5.11 Piezometría local en el trazado del túnel obtenida mediante interpolación radial (medidas realizadas el día 17 de Septiembre del 2003).

Page 9: 5. HIDROGEOLOGÍA LOCAL DEL TRAZADO

30

424200 424400 424600 424800 425000 425200 425400 425600 425800 426000 426200 4264004576600

4576800

4577000

4577200

4577400

0.420.44 0.28

0.37

0.280.2

0.25

0.092

0.14

0.080.092

-0.010.075

-0.087-0.042

424200 424400 424600 424800 425000 425200 425400 425600 425800 426000 426200 4264004576600

4576800

4577000

4577200

4577400

424200 424400 424600 424800 425000 425200 425400 425600 425800 426000 426200 4264004576600

4576800

4577000

4577200

4577400

17-09-2003

Figura 5.12 Piezometría local en la traza obtenida mediante interpolación de mínima curvatura (medidas realizadas el día 17 de Septiembre del 2003).

09-10-2003

424200 424400 424600 424800 425000 425200 425400 425600 425800 426000 426200 4264004576600

4576800

4577000

4577200

4577400

0.50.52 0.37

0.44

0.340.270.32

0.09*0.22

0.160.17

0.050.11

0.010.04

424200 424400 424600 424800 425000 425200 425400 425600 425800 426000 426200 4264004576600

4576800

4577000

4577200

4577400

424200 424400 424600 424800 425000 425200 425400 425600 425800 426000 426200 4264004576600

4576800

4577000

4577200

4577400

Figura 5.13 Piezometría local en el trazado del túnel obtenida mediante interpolación radial (medidas realizadas el día 9 de Octubre del 2003).

09-10-2003

424200 424400 424600 424800 425000 425200 425400 425600 425800 426000 426200 4264004576600

4576800

4577000

4577200

4577400

0.50.51 0.37

0.44

0.340.27

0.32

0.16

0.22

0.160.17

0.050.1

0.010.04

424200 424400 424600 424800 425000 425200 425400 425600 425800 426000 426200 4264004576600

4576800

4577000

4577200

4577400

424200 424400 424600 424800 425000 425200 425400 425600 425800 426000 426200 4264004576600

4576800

4577000

4577200

4577400

Figura 5.14 Piezometría local en el trazado del túnel obtenida mediante método de mínima curvatura (medidas realizadas el día 9 de Octubre del 2003).

Page 10: 5. HIDROGEOLOGÍA LOCAL DEL TRAZADO

31

16-10-2003

424200 424400 424600 424800 425000 425200 425400 425600 425800 426000 426200 4264004576600

4576800

4577000

4577200

4577400

0.510.56 0.39

0.49

0.390.30.35

0.11*0.23

0.170.19

0.060.17

0.010.04

424200 424400 424600 424800 425000 425200 425400 425600 425800 426000 426200 4264004576600

4576800

4577000

4577200

4577400

424200 424400 424600 424800 425000 425200 425400 425600 425800 426000 426200 4264004576600

4576800

4577000

4577200

4577400

Figura 5.15 Piezometría local en el trazado del túnel obtenida mediante interpolación radial (medidas realizadas el día 16 de Octubre del 2003).

20-10-2003

424200 424400 424600 424800 425000 425200 425400 425600 425800 426000 426200 4264004576600

4576800

4577000

4577200

4577400

0.720.81 0.57

0.71

0.570.460.49

0.28*0.38

0.340.36

0.280.36

0.270.28

424200 424400 424600 424800 425000 425200 425400 425600 425800 426000 426200 4264004576600

4576800

4577000

4577200

4577400

424200 424400 424600 424800 425000 425200 425400 425600 425800 426000 426200 4264004576600

4576800

4577000

4577200

4577400

Figura 5.16 Piezometría local en el trazado del túnel obtenida mediante interpolación radial (medidas realizadas el día 20 de Octubre del 2003).

20-11-2003

424200 424400 424600 424800 425000 425200 425400 425600 425800 426000 426200 4264004576600

4576800

4577000

4577200

4577400

0.650.7 0.53

0.62

0.530.43 0.37

0.30.31

0.190.29

0.13

424200 424400 424600 424800 425000 425200 425400 425600 425800 426000 426200 4264004576600

4576800

4577000

4577200

4577400

424200 424400 424600 424800 425000 425200 425400 425600 425800 426000 426200 4264004576600

4576800

4577000

4577200

4577400

Figura 5.17 Piezometría local en el trazado del túnel obtenida mediante interpolación radial (medidas realizadas el día 20 de Noviembre del 2003).

Page 11: 5. HIDROGEOLOGÍA LOCAL DEL TRAZADO

32

424200 424400 424600 424800 425000 425200 425400 425600 425800 426000 426200 4264004576600

4576800

4577000

4577200

4577400

424200 424400 424600 424800 425000 425200 425400 425600 425800 426000 426200 4264004576600

4576800

4577000

4577200

4577400

0.490.49 0.28

0.042

-0.17-0.49

-0.64

-0.17

-0.12

-0.078-0.054

-0.080.008

-0.07

424200 424400 424600 424800 425000 425200 425400 425600 425800 426000 426200 4264004576600

4576800

4577000

4577200

4577400

Figura 5.18 Piezometría local en la traza obtenida mediante interpolación de mínima curvatura (medidas PZ-1, PZ-2, PZ-3 y PZ-4 corresponden al día 14 de enero de 2004, el resto fueron tomadas el 12 de enero de 2004).

5.2.2. Cuña de Limos (CDSa)

La evolución de los niveles en la Cuña de Limos se ha seguido a partir de los dos piezómetros (PZ-9 y PZ-10) contemplados en la red propuesta [46] y en los dos pozos y piezómetros de nueva construcción (P-L1, P-L2, PZ-L1 y PZ-L2), cuyo diseño se explica en el Apartado 5.3.2. En la ejecución del pozo PZ-9 ubicado en la Cuña de Limos, tubo, sello y relleno se desplazaron al retirar la tubería auxiliar, por lo que la ubicación de éstos dentro del sondeo no se conoce. En este pozo se han medido periódicamente los niveles de agua (Figura 5.19). Pese a que no se conoce la profundidad a la que se toman las medidas, a partir de los resultados obtenidos con los nuevos piezómetros ubicados en la Cuña de Limos puede estimarse dicha profundidad (Figuras 5.20, 5.21 y 5.22).

-8

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

20/0

8/03

27/0

8/03

03/0

9/03

10/0

9/03

17/0

9/03

24/0

9/03

01/1

0/03

08/1

0/03

15/1

0/03

22/1

0/03

29/1

0/03

05/1

1/03

12/1

1/03

19/1

1/03

26/1

1/03

03/1

2/03

10/1

2/03

17/1

2/03

24/1

2/03

31/1

2/03

07/0

1/04

h (m

snm

.)

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0

35.0

40.0

Prec

ipita

ción

Acu

mul

ada

Diar

ia (m

m.)

PZ-10PZ-9

Figura 5.19 Evolución de niveles piezométricos en piezómetros ubicados en la cuña de limos. La rejilla del PZ-9 se encuentra aproximadamente entre las cotas -14.6 y -21.6 y la de PZ-10 entre -24.4 y -29.4.

Page 12: 5. HIDROGEOLOGÍA LOCAL DEL TRAZADO

33

-20-19-18-17-16-15-14-13-12-11-10

-9-8-7-6-5-4-3-2-10

1-di

c-03

8-di

c-03

15-d

ic-0

3

22-d

ic-0

3

29-d

ic-0

3

5-en

e-04

12-e

ne-0

4

h (m

snm

.)

P-L1

Figura 5.20 Evolución de niveles piezométricos en el pozo P-L1.

Figura 5.21 Evolución de presiones de agua medidas en los sensores del piezómetro PZ-L1, corresponden a niveles de unos -1.5 m en Z=-11.3 m, -4m en Z=-17.35 y -5 en Z=-25.35 m.

9.00

10.00

11.00

12.00

13.00

14.00

15.00

16.00

17.00

18.00

19.00

20.00

21.00

22.00

1-di

c-03

8-di

c-03

15-d

ic-0

3

22-d

ic-0

3

29-d

ic-0

3

5-en

e-04

12-e

ne-0

4

Pres

ione

s de

agu

a (m

Ca.

)

PZ-L1 (z=-11.35)

PZ-L1 (z=-17.35)

PZ-L1 (z=-25.35)

Ensayo de bombeo

Ensayo de bombeo

Page 13: 5. HIDROGEOLOGÍA LOCAL DEL TRAZADO

34

9.00

10.00

11.00

12.00

13.00

14.00

15.00

16.00

17.00

18.00

19.00

20.00

21.00

22.00

1-di

c-03

8-di

c-03

15-d

ic-0

3

22-d

ic-0

3

29-d

ic-0

3

5-en

e-04

12-e

ne-0

4

Pres

ione

s de

agu

a (m

Ca.

)

PZ-L2 (z*=-12.5)

PZ-L2 (z*=-17.5)

PZ-L2 (z*=-26)

Figura 5.22 Evolución de presiones de agua medidas en los sensores del piezómetro PZ-L2, corresponden a niveles de unos h=-1.5 m en Z=-12.5 m; h=-4m en Z=-17.5 y h=-5 m en Z=-26 m

5.2.3. Acuífero Principal (CDMa) y Acuífero Inferior (CDIb) En el entorno del trazado se ha realizado un piezómetro con la zona de admisión en el acuífero Principal (PZP-2), junto al piezómetro del acuífero Superficial (PZ-16); y un piezómetro en el acuífero Inferior (PZP-1), junto al piezómetro del acuífero Superficial (PZ-4).

-8-7.5

-7-6.5

-6-5.5

-5-4.5

-4-3.5

-3-2.5

-2-1.5

-1-0.5

0

20/0

8/20

03

03/0

9/20

03

17/0

9/20

03

01/1

0/20

03

15/1

0/20

03

29/1

0/20

03

12/1

1/20

03

26/1

1/20

03

10/1

2/20

03

24/1

2/20

03

07/0

1/20

04

h (m

snm

.)

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0

35.0

40.0

Pre

cipi

taci

ón A

cum

ulad

a Di

aria

(mm

.)

PZ-10PZ-9PZP-1PZP-2

Figura 5.23 Comparación de los niveles medidos entre los pozos ubicados en el acuífero Principal (PZP-2), acuífero Inferior (PZP-1) y en la Cuña deLlimos (PZ-10 y PZ-9).

Page 14: 5. HIDROGEOLOGÍA LOCAL DEL TRAZADO

35

El diseño de la rejilla del piezómetro PZP-1 se ubicó en el acuífero Inferior, a profundidad de 53.5 m a 56 m, correspondiente a un nivel de gravas y arenas por debajo del acuífero Principal. El nivel piezométrico oscila entorno a los -2 msnm. Este nivel contrasta con el nivel del acuífero Principal. Esta diferencia de niveles puede ser debida a dos causas muy diferentes que deberán ser aclaradas, se exponen a continuación:

• El acuífero Inferior está situado por debajo del acuífero Principal. Ambos están separados por una secuencia de arcillas, limos y arenas finas ocres que realiza la función de acuitardo. Este acuífero no se explota actualmente, por lo que su nivel no se ve rebajado antrópicamente. Por tanto, tal y como se había previsto, se están midiendo los niveles del acuífero Inferior.

• Mala ejecución que no garantiza la representatividad de las medidas, tanto

respecto al nivel como a la calidad química. Es importante comprobar que no se hayan conectado el acuífero Superior con el Inferior. Para confirmar este extremo está previsto desarrollar el pozo, medir niveles y toma de muestras para análisis químico (actualmente se dispone de análisis químico en el piezómetro del acuífero Superficial que tiene al lado PZ-4).

La profundidad del fondo del piezómetro PZP-1 está a 54.2 m (Diciembre 2003), a menos de un metro del techo de la rejilla. Para el mantenimiento de este piezómetro se propone su desarrollo y limpieza mediante aire comprimido. El piezómetro PZP-2 tiene la rejilla en el acuífero Principal. La rejilla debería estar a una profundidad de 42 m a 48 m, sin embargo, por problemas durante la ejecución del pozo, se estima que ha quedado uno o dos metros por debajo. De esta forma, parte de las ranuras han quedado en los limos ocres que separan los acuíferos Principal e Inferior. La discusión de la evolución de los niveles obtenidos es la siguiente:

• Los niveles medidos inicialmente corresponderían al acuífero Inferior, -2 msnm, (valores coherentes con los obtenidos en el PZP-1). Progresivamente, los finos que separan ambos acuíferos se han introducido en el interior del PVC debido a que la arena de prefiltro que se utilizó en este piezómetro es más gruesa que la especificada (se utilizó gravilla machucada destinada para el relleno del tramo ciego). Por tanto, los finos depositados en el interior del piezómetro sellan la parte transmisiva en contacto con el acuífero Inferior. De manera que, se estaría midiendo la evolución de los niveles del acuífero Principal (-7.5 a -6.5 msnm, la última medida es de -5.5 msnm, Figura 5.23). La última medida de profundidad del fondo es de 48 m (Diciembre 2003), valor que apoya esta explicación, puesto que la base del acuífero Principal en contacto con los finos ocres se ha localizado a esta profundidad.

• Oscilaciones debidas a la influencia de bombeos próximos (muy cerca del

pozo hay una fábrica).

Page 15: 5. HIDROGEOLOGÍA LOCAL DEL TRAZADO

36

5.3. Interpretación de ensayos para la obtención de parámetros hidráulicos

En aquellos piezómetros que permitieron la extracción de un caudal continuo y constante con la bomba anteriormente especificada se realizaron ensayos de bombeo. En puntos de agua correspondientes a formaciones menos permeables, que no permitían extraer un caudal continuo y constante con la bomba disponible, se ha recurrido a ensayos tipo “Slug” o ensayos de Pulso. Este tipo de ensayos consiste en la inyección instantánea de un volumen de agua conocido y posterior medida de la capacidad de absorción de este volumen (medida de la recuperación) por parte del terreno. Dada la relevancia, desde el punto de vista constructivo, del comportamiento hidrogeológico de la Cuña de Limos y debido a los problemas surgidos en la ejecución de los pozos (sobre todo PZ-9), se han realizado 4 piezómetros más de los previstos en el informe de julio de 2003 [46]. El diseño de estos pozos (Figuras 5.24 y 5.25.) se asemeja a la red de pozos propuestos para la obra de excavación, lo cuál ha permitido hacer ensayos preliminares tanto en la ejecución de los mismos, como para el control de los caudales de bombeo, de las presiones de agua derivadas y del posible arrastre de finos. En el Apartado 5.3.2 se exponen resultados obtenidos de un ensayo de bombeo de 48 horas realizado en uno de estos pozos.

5.3.1. Acuífero Superficial La porosidad drenable media del acuífero Superficial puede oscilar entre 0.15 y 0.20 (entre 10-30% según MOP [47]). Unos primeros datos de transmisividad se determinaron a partir de la aplicación de la teoría del almacenamiento en riberas en la Laguna de la Ricarda (Vázquez-Suñé y Hernández), resultando unos valores medios de T = 450 - 900 m2/d. También se han interpretado numerosos ensayos de bombeo y de trazadores mediante calibración automática. Los valores de transmisividad calibrados varían entre 150 y 1100 m2/día, mientras que la porosidad drenable obtenida oscila entre 0.05 y 0.3. Se han realizado ensayos de bombeo con toma de medidas en piezómetros cercanos al pozo bombeado, en la Tabla 5.4 se resumen los valores que se han considerado más apropiados de transmisividad y coeficiente de almacenamiento de los ensayos interpretados (Anejo 2). Los coeficientes de almacenamiento obtenidos del orden de 1E-4 corresponderían al coeficiente de almacenamiento elástico debido a la compresibilidad de las partículas (en arenas son del orden de 1E-4 m-1, mientras que en limos y arcillas suelen ser de 1E-3 m-1). Los coeficientes de almacenamiento menores son coherentes con la porosidad drenable esperada. Las transmisividades resultantes en la zona del trazado donde están ubicados los piezómetros de PZ-15 a PZ-18 (hacia el Este de la traza) son más altas de lo esperado. Se estima que las permeabilidades de las capas que configuran el acuífero Superficial (desde arenas gruesas-medias con poca matriz fina a arenas finas con finos) oscilan entre 1 m/d y 200 m/d. . Durante el bombeo entre las pantallas será necesario ajustar el caudal para asegurar la conectividad hidráulica entre las distintas capas.

Page 16: 5. HIDROGEOLOGÍA LOCAL DEL TRAZADO

37

Tabla 5.3 Transmisividades y coeficientes de almacenamiento obtenidos de la interpretación de ensayos de bombeo en el acuífero Superficial.

5.3.2. Cuña de Limos La determinación de los parámetros hidráulicos de la Cuña de Limos se ha realizado mediante un ensayo de bombeo de 48 horas con toma de medidas durante la recuperación. La interpretación del mismo se ha realizado mediante un modelo de elementos finitos. Este modelo ha permitido simular la respuesta en el tiempo de estos materiales durante el bombeo entre las pantallas (Apartado 6.3.3). Previo a este ensayo, se realizaron dos ensayos de pulso en los piezómetros PZ-9 y PZ-10 (Anejo 2). Los resultados de la interpretación se muestran en la Tabla 5.5. Cabe decir que la fiabilidad de estos ensayos es muy limitada.

Tabla 5.4 Resultados de la interpretación de los ensayos de pulso realizados en los sondeos PZ-9 y PZ-10.

Piezómetro Transmisividad (m2/d)

Conductividad hidráulica media

(m/d)

Coeficiente de almacenamiento

PZ-9 0.01 0.0014 0.003 PZ-10 3 0.6 0.001

5.3.2.1. Descripción de los nuevos pozos de bombeo y piezómetros de control para la caracterización hidráulica de la Cuña de Limos

Se han realizado dos pozos de bombeo: P-L1 y P-L2. A tres metros de cada uno de estos pozos se ha ubicado un piezómetro de control: PZ-L1 y PZ-L2 respectivamete). Estos piezómetros tienen sensores de cuerda vibrante a diferentes cotas. Los diseños de los pozos y piezómetros se muestran en las Figuras 5.24 y 5.25. En el pozo P-L2 se ha colocado prefiltro de epoxi, en el P-L1 no. La ubicación de los sensores en el piezómetro PZ-L2 se ha determinado a partir de la observación directa del testigo extraído durante la perforación de este piezómetro. La ubicación de los sensores en el piezómetro PZ-L1 se ha determinado mediante correlación de los testigos con los CPTU (Figura 5.26).

Piezómetro bombeo

Piezómetro de

control Transmisividad (m2/d)

Conductividad hidráulica media

(m/d) Coeficiente de

Almacenamiento PZ-1 PZ-1 350 50 0.0005 PZ-7 PZ-7N 450 55 0.02

PZ-12N PZ-12 500 40 0.07 PZ-13 PZ-13 600 75 0.01 PZ-16 PZ-15 1300 130 0.0002 PZ-17 PZ-15 1200 120 0.00065 PZ-17 PZ-16 1750 175 0.0015 PZ-17 PZ-18 1100 110 0.0005

Page 17: 5. HIDROGEOLOGÍA LOCAL DEL TRAZADO

38

Figura 5.24 Diseño de los pozos (P-L1 y P-L2) para el ensayo de bombeo en la Cuña de Limos. El pozo P-L2 tiene el tramo de tubería de PVC ranurada con filtro de arena epoxi. El pozo P-L1 no tiene prefiltro de arena epoxi.

400 mm. 160 mm.

50 cm.

20 cm. aprox.

Tramo de tubería de PVC ranurada con filtro de arena preparada con epoxi (aperturas de 0.5 a 0.7 mm., en función tamaño arenas calibradas), 3m.

Arenas calibradas de 0.5 a 1 mm

Sello de bentonita, 5 m.

Relleno.

Tapón de fondo.

Tramo de tubería de PVC ciego, 3 m.

Tramo de tubería de PVC ciego, (10 atm.)

Si se trabaja con tubería auxiliar ésta deberá ser retirada (con precaución para que no se adhiera la

-10

-15

Cotas (msnm)

-18

-21

-28

Si se trabaja con tubería auxiliar ésta deberá ser retirada (con precaución para que no se adhiera la bentonita).

Page 18: 5. HIDROGEOLOGÍA LOCAL DEL TRAZADO

39

Figura 5.25 Esquema de los piezómetros de control (PZ-L1 y PZ-L2) ubicados a 3 m de los pozos P-L1 y P-L2.

Si se trabaja con tubería auxiliar ésta deberá ser retirada (con precaución para que no se adhiera la bentonita)

Sellos de bentonita.

Sensores de cuerda vibrante en arenas

COTAS

50 cm

Sello de bentonita de 5 a 6 m.

Material de relleno

-15.5

PZ-L1 PZ-L2

80-100 mm

-25.5

-27 -27

-24

-17.5

-10

-28 -28

-19

-11.5

-13

Page 19: 5. HIDROGEOLOGÍA LOCAL DEL TRAZADO

40

CPTU-20 Pozo L-1 PZ-L1 Pozo L-2

z=0.98 z=6.5 z=6.5 z=6

COTA (m.) COTA (m.)

Arcillas marrones con intercalaciones de arena fina.

Arenas medias con matriz limosa, hacia base disminuye contenido en matriz.

Sifonamiento. Gravillas y arenas gruesas. Φmedio=2-3 cm.

Descripción testigo PZ-L2

-40-40.5

-41-41.5

65.5

54.5

43.5

32.5

21.5

10.5

0-0.5

-1-1.5

-2-2.5

-3-3.5

-4-4.5

-5-5.5

-6-6.5

-7-7.5

-8-8.5

-9-9.5-10

-10.5-11

-11.5-12

-12.5-13

-13.5-14

-14.5-15

-15.5-16

-16.5-17

-17.5-18

-18.5-19

-19.5-20

-20.5-21

-21.5-22

-22.5-23

-23.5-24

-24.5-25

-25.5-26

-26.5-27

-27.5-28

-28.5-29

-29.5-30

-30.5-31

-31.5-32

-32.5-33

-33.5-34

-34.5-35

-35.5-36

-36.5-37

-37.5-38

-38.5-39

-39.5

-41.5

-40.5-41

-39.5

CPTU-22

z=5.08

PZ-L2

z=6

4.55

5.56

2.53

3.54

0.51

1.52

-1.5-1

-0.50

-3.5-3

-2.5-2

-5.5-5

-4.5-4

-7.5-7

-6.5-6

-9.5-9

-8.5-8

-11.5-11

-10.5-10

-13.5-13

-12.5-12

-15.5-15

-14.5-14

-17.5-17

-16.5-16

-19.5-19

-18.5-18

-21.5-21

-20.5-20

-23.5-23

-22.5-22

-25.5-25

-24.5-24

-27.5-27

-26.5-26

-29.5-29

-28.5-28

-31.5-31

-30.5-30

-33.5-33

-32.5-32

-35.5-35

-34.5-34

-37.5-37

-36.5-36

-40

-39-38.5

-38

Arenas finas con matriz limosa.

Idem. Anterior aunque ligeramente más gruesas.

Ar. fina gris con matriz limosa y fragm. de moluscos.Arena fina limosa gris con matriz arcillosa.

Arena fina con matriz limosa.Limo y arena gris con mucha matriz arcillosa. Testigo continuo muy moldeable. Abundante Materia Orgánica.Arena fina limosa poco moldeable. Laminación subparalela milimétrica. Con frag. de bioclastos y micas.

Pérdida de testigo. Parte recuperada posiblemente revuelta: Limos y arenas finas grises con matriz arcillosa y materia orgánica, hacia base disminuye contenido en arcillas

Limos grises con arcillas. Testigo muy continuo.

Limos con arenas finas grises. Algún tramo centimético con matriz arcillosa. Testigo continuo.

Figura 5.26 Ubicación de los sensores de nivel de los piezómetros PZ-L1 y PZ-L2 y de la rejilla en los pozos P-L1 y P-L2.

5.3.2.2. Descripción del ensayo El ensayo de bombeo que se presenta se ha realizado en el pozo P-L1. La duración del bombeo ha sido de 48 horas. Las medidas en el pozo durante el bombeo y en la recuperación se han realizado mediante sonda manual. Para tener medidas continuas durante la recuperación se han dejado dos transductores de presión (uno de ellos no ha funcionado). Durante el bombeo se han tomado medidas en los sensores del piezómetro

Page 20: 5. HIDROGEOLOGÍA LOCAL DEL TRAZADO

41

h h h hSs K K Kt x x y y z z

∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ = + + ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂

de control. La frecuencia de estas medidas ha sido de aproximadamente 1 hora. Los datos de este ensayo se adjuntan en el Anejo 3. El bombeo se ha realizado mediante una bomba “GRUNDFOSS”, ubicada a un metro del fondo del pozo. Este tipo de bombas tiene los rodetes de plástico. Para asegurar su durabilidad, el agua bombeada tiene que estar libre de arrastres. El agua bombeada durante el ensayo ha salido clara aunque no completamente limpia. Se ha procurado mantener un caudal constante de 0.5 l/min..

5.3.2.3. Interpretación del ensayo El ensayo se ha interpretado mediante la calibración de un modelo de elementos finitos en régimen transitorio. La calibración consiste en ajustar, mediante aproximaciones sucesivas y bajo criterios estadísticos, los parámetros de un modelo con el fin de obtener resultados lo más parecidos posibles a los datos medidos. Para ello, es necesario introducir unos parámetros estimados e iniciales con los que empezar la calibración. A los datos medidos se les puede asignar un peso o importancia. También se puede limitar la variación de los parámetros estimados durante la calibración. El modelo se ha tratado con descensos. Se han incluido zonas correspondientes al acuífero Superficial, aunque para la interpretación de este ensayo no era necesario. Este mismo modelo con algunas rectificaciones ha sido utilizado para simular el bombeo de las sangradoras en el interior de las pantallas.

Metodología Los pasos seguidos en la interpretación de este ensayo han sido:

a.- Definición de una geometría intentando reproducir de forma sintética la geología y sus características hidrogeológicas observadas en campo y dónde esté representado el pozo de bombeo.

b.- Introducción de los puntos de observación. c.- Asignación de los descensos medidos en función del tiempo a cada uno de los

puntos de observación (pozo de bombeo y cada uno de los sensores del piezómetro).

d.- Cálculo de la malla, más refinada en las zona próximas al pozo. e.- Definición de la discretización temporal. f.- Definición de las condiciones de contorno. g.- Asignar parámetros hidráulicos (conductividad hidráulica y coeficientes de

almacenamiento) a cada una de las zonas, a partir de la información previa de la que se dispone.

h.- Definición de los parámetros que van a ser calibrados. i.- Asignación de la desviación de las medidas y de los parámetros que van a ser calibrados. j.- Calibración. k.- Si la calibración no es óptima se repiten los pasos a partir del g.- (o f.-).

Modelo numérico El programa calcula en cada nudo la ecuación del flujo [1]: Sin embargo, el flujo que se da hacia el pozo es radial [2]:

[1]

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42

2 2 2h h hrSs K r K rt r r z z

π π π∂ ∂ ∂ ∂ ∂ = + ∂ ∂ ∂ ∂ ∂

Para obtener la ecuación [2] basta con multiplicar la ecuación [1] por: 2 rπ Se ha supuesto problema simétrico, con dominio x ε [0, 200] y z ε [0, -35]. El eje del pozo se ha situado en x=0m. La geometría se muestra en la Figura 4.27. Para simular en el modelo el flujo radial en el problema simétrico, se ha asignado el campo rπ a cada una de las zonas hidráulicas donde hay asignado un valor de conductividad hidráulica o de coeficiente de almacenamiento y el caudal bombeado se ha divido entre 2. Las condiciones de contorno consideradas han sido:

• Nivel fijo nulo en z=-35m para representar el contacto con el acuífero Principal, cuyo nivel no se verá afectado por el bombeo.

• El caudal bombeado en el ensayo se ha introducido mediante una función de tiempo en el tramo z ε [-15, -18] del contorno x=0.

• En el resto de contornos, caudal fijo nulo.

En las Tablas 5.6. y 5.7. se exponen los valores de conductividad hidráulica y coeficiente de almacenamiento que se han asignado a cada una de las zonas.

Figura 5.27 Geometría del modelo para la interpretación del bombeo.

Resultados Se han realizado diversas calibraciones, en este trabajo se presentan los análisis que más se han ajustado a los valores medidos en el pozo. En la Figura 5.33 puede verse como

Sensor -11.5 m

x

z

Sensor -17.5 m

Sensor -25.5 m

Pozo

[2]

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43

los valores calculados y los medidos en el pozo son muy similares en todos los análisis. Sin embargo, no se ha conseguido que los tres sensores del piezómetro ajusten bien en un mismo análisis. Aunque individualmente si se mejoran los ajustes asignando peso a los datos de los sensores. Los ajustes más equilibrados se han conseguido en el análisis 02, cuyos parámetros obtenidos se consideran muy coherentes con la geología observada (Tablas 5.6. y 5.7.). Tabla 5.5 Conductividades hidráulicas estimadas y calculadas.

x (m.)

2 0 a -1 0.2 a 200 Sobre Acf.Superf. 0.01 0.01 0.01 0.013 -1 a -3 0.2 a 200 Acf.Superf. 1 5 5 5 54 -3 a -5 0.2 a 200 Acf.Superf. 2 40 40 40 405 -5 a -8 0.2 a 200 Acf.Superf. 3 1 1 1 16 -8 a -9, -10 a -12 0.2 a 200 Arcillas 0.00005 0.00005 0.00005 0.000051 -9 a -10, -12 a -13 0.2 a 200 Arenas 1 0.157 * 0.0737 209 0.1017 -13 a -16 0.2 a 200 Limos superiores 0.02 * 0.0418 0.079 0.01288 -16 a -24 0.2 a 200 Limos intermedios 0.0015 * 0.00104 0.000149 0.003779 -24 a -30 0.2 a 200 Limos inferiores 0.00454 * 0.00419 0.0139 0.0031715 -30 a -35 0.2 a 200 Capa Inferior 0.00175 * 0.00527 0.0000194 0.0027311 -18 a -28 0.0 a 0.2 Sangradora 10 10 10 1012 -15 a -18 0.0 a 0.2 Rejilla 15-18 0.1 0.1 0.1 0.113 0 a -10 0.0 a 0.2 Relleno 00-10 0.01 0.01 0.01 0.0114 -10 a -15 0.0 a 0.2 Bentonita 0.00001 0.00001 0.00001 0.00001

Análisis 05

Valor Calculado

Orden Descripción Zonasz (m.)Valor

EstimadoParámetros Estimados Análisis 02

Conductividad hidráulica (m/día)

Análisis MS

Tabla 5.6 Coeficientes de almacenamiento estimados y calculados.

x (m.)

2 0 a -1 0.2 a 200 Sobre Acf.Superf. 0.1 0.1 0.1 0.13 -1 a -3 0.2 a 200 Acf.Superf. 1 0.0005 0.0005 0.0005 0.00054 -3 a -5 0.2 a 200 Acf.Superf. 2 0.0001 0.0001 0.0001 0.00015 -5 a -8 0.2 a 200 Acf.Superf. 3 0.0005 0.0005 0.0005 0.00056 -8 a -9, -10 a -12 0.2 a 200 Arcillas 0.002 0.002 0.002 0.0021 -9 a -10, -12 a -13 0.2 a 200 Arenas 1 0.0001 0.0001 0.0001 0.00017 -13 a -16 0.2 a 200 Limos superiores 0.005 0.005 0.005 0.0058 -16 a -24 0.2 a 200 Limos intermedios 0.0005 * 0.000431 0.0000265 0.0008039 -24 a -30 0.2 a 200 Limos inferiores 0.0002 0.0002 0.0002 0.000215 -30 a -35 0.2 a 200 Capa Inferior 0.0005 0.0005 0.0005 0.000511 -21 a -28 0.0 a 0.2 Sangradora 0.0001 0.0001 0.0001 0.000112 -15 a -18 0.0 a 0.2 Rejilla 15-18 0.06 0.06 0.06 0.0613 0 a -10 0.0 a 0.2 Relleno 00-10 0.001 0.001 0.001 0.00114 -10 a -15 0.0 a 0.2 Bentonita 0.001 0.001 0.001 0.00114' -18 a -21 0.0 a 0.2 Almacenamiento 0.001 0.001 0.001 0.001

Orden z (m.) Descripción ZonasValor

EstimadoParámetros Estimados Análisis 02 Análisis 05

Análisis MS

Valor CalculadoCoeficiente de Almacenamiento

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44

Tabla 5.7 Desviaciones estándar asignadas a las medidas.

0.5 0.5 0.50.25 0.25 0.250.25 0.01 0.250.01 0.01 0.25

Sensor SuperiorPozo

Desviación estándar

Sensor InferiorSensor Medio

Análisis MSPuntos de Observación Análisis 02 Análisis 05

Pozo P-L1

0.000

2.000

4.000

6.000

8.000

10.000

12.000

0.000 0.500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500 4.000 4.500t (días)

Des

cens

os (m

.)

Ajuste 02Ajuste 05Ajuste MSValores Medidos

Piezómetro PZ-L1, Sensor Medio (z=-17.5m)

0.000

0.100

0.200

0.300

0.400

0.500

0.600

0.700

0.800

0.000 0.500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500 4.000 4.500t (días)

Des

cens

os (m

.)

Ajuste 02Ajuste 05Ajuste MSValores Medidos

Piezómetro PZ-L1, Sensor Superior (z=-11.5m)

0.000

0.100

0.200

0.300

0.400

0.500

0.600

0.700

0.800

0.000 0.500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500 4.000 4.500t (días)

Des

cens

os (m

.)

Ajuste 02Ajuste 05Ajuste MSValores Medidos

Piezómetro PZ-L1, Sensor Superior (z=-11.5m)

0.000

0.010

0.020

0.030

0.040

0.050

0.060

0.070

0.080

0.090

0.100

0.000 0.500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500 4.000 4.500t (días)

Des

cens

os (m

.)

Ajuste 02Ajuste 05Ajuste MSValores Medidos

Piezómetro PZ-L1, Sensor Inferior (z=-25.5m)

0.000

0.100

0.200

0.300

0.400

0.500

0.600

0.700

0.800

0.000 0.500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500 4.000 4.500t (días)

Des

cens

os (m

.)

Ajuste 02Ajuste 05Ajuste MSValores Medidos

Figura 5.28 Gráficas dónde se comparan los valores medidos con los calculados.