clase 5 hidro

• IntroducciónIntroducción• DefinicionesDefiniciones

TEMA 7 : Conceptos básicosTEMA 7 : Conceptos básicos

ÍNDICEÍNDICE

• ParámetrosParámetros• Ley de DarcyLey de Darcy

• IntroducciónIntroducción El medio subterráneo medio porosoEl medio subterráneo medio poroso

Ciclo Ciclo hidrológicohidrológico


• IntroducciónIntroducción

Suelo edáficoSuelo edáfico

Zona no saturadaZona no saturada

Zona saturadaZona saturada

PrecipitaciónPrecipitación

Escorrentía superficialEscorrentía superficial

Escorrentía hipodérmicaEscorrentía hipodérmica

Escorrentía subterráneaEscorrentía subterránea

EvapotranspiraciónEvapotranspiración

PercolaciónPercolación

InfiltraciónInfiltración

RecargaRecarga



Suelo edáficoSuelo edáfico

Zona no saturadaZona no saturada

Zona saturadaZona saturada

PrecipitaciónPrecipitación

Escorrentía hipodérmicaEscorrentía hipodérmica

Escorrentía subterráneaEscorrentía subterránea

EvapotranspiraciónEvapotranspiración

PercolaciónPercolación

InfiltraciónInfiltración

RecargaRecarga

Zona oxidanteZona oxidante

Zona reductoraZona reductoraPosible alta Posible alta temperaturatemperatura

Larga Larga permanenciapermanencia



Posible alta Posible alta temperaturatemperatura

Larga Larga permanenciapermanencia

AportesAportes

manantialmanantial

recargarecarga

Zona reductoraZona reductora

Zona oxidanteZona oxidante



ÍNDICEÍNDICE



• DefinicionesDefinicionesTEMA 7 : Conceptos básicosTEMA 7 : Conceptos básicos

AcuíferoAcuífero

Tipos:Tipos:

ConfinadoConfinado

• DefinicionesDefinicionesTiposTipos

SemiconfinadoSemiconfinado

LibreLibre


• DefinicionesDefinicionesAcuitardoAcuitardo

Formación porosa que deja pasar agua lentamenteFormación porosa que deja pasar agua lentamente

AcuifugoAcuifugo

Formación porosa que no deja pasar el agua ni la almacenaFormación porosa que no deja pasar el agua ni la almacena

AcuicludoAcuicludo

Formación porosa que no deja pasar el agua pero la almacenaFormación porosa que no deja pasar el agua pero la almacena



ÍNDICEÍNDICE



• ParámetrosParámetrosPorosidad cinemáticaPorosidad cinemática

AA

SecciónSección

FlujoFlujo

Distribución de la velocidadDistribución de la velocidad

Flujo en un tuboFlujo en un tubo

Porción de huecos por los que circula el aguaPorción de huecos por los que circula el agua


• ParámetrosParámetrosPorosidad Porosidad

VVh

VV

GravasGravasArenasArenasLoesLoes

ArcillasArcillas


• Relación porosidad y granulometriaRelación porosidad y granulometria

Distribución de tamaño tamicesDistribución de tamaño tamices

Log (tamaño de partículas en mm)Log (tamaño de partículas en mm)

% que pasa% que pasa

Curva granulométricaCurva granulométrica

Coefciente de uniformidadCoefciente de uniformidadde Hazende Hazen

f = df = d6060 / d / d1010

ArenaArena

Tamaño efectivoTamaño efectivo


• Relación porosidad y granulometriaRelación porosidad y granulometria

ARCILLA LIMO FINO LIMO GRUESO ARENA GRAVA PIEDRAS

1010-4-4 – 2 10 – 2 10-3-3 2 102 10-3-3 – 2 10 – 2 10-2-2 2 102 10-2-2 – 10 – 10-1-1 1010-1-1 – 2 – 2 2 – 302 – 30 > 30> 30

Clasificación de materiales por tamaño (mm)Clasificación de materiales por tamaño (mm)

Origen de la porosidadOrigen de la porosidad

FracturaciónFracturación

DisoluciónDisolución

Deposición de materialDeposición de material Medios porosos homogeneosMedios porosos homogeneos

KarstKarst

Grietas en rocasGrietas en rocas


• Determinación de la porosidadDeterminación de la porosidad

Porosidad totalPorosidad total

Métodos gravimétricosMétodos gravimétricos

Métodos volumétricosMétodos volumétricos Material coherenteMaterial coherente

Porosidad eficazPorosidad eficazMétodo de saturación y drenadoMétodo de saturación y drenado

Método de correlación volumétricaMétodo de correlación volumétrica Curva granulométricaCurva granulométrica

Método de drenado por centrifugaciónMétodo de drenado por centrifugación

Método de inyección de mercurioMétodo de inyección de mercurio

Método de bombeoMétodo de bombeo Determinación en campoDeterminación en campo


• AparatoAparato

PorosímetroPorosímetro



ÍNDICEÍNDICE



• Ley de DarcyLey de Darcy

LL

QQ

hh22

hh11

A: sección transversalA: sección transversal

K: PermeabilidadK: Permeabilidad

Ley experimentalLey experimental

KLhhAQ 21



PermeabilidadPermeabilidad

Permeabilidad intrínsecaPermeabilidad intrínseca

kcdK 2

Valores Valores de Kde K

101044 m/d m/d 0.1 m/d0.1 m/d 1010-3-3 m/d m/d 1010-6-6 m/d m/d

MedioMedio Gravas Arenas Limos arcilla


• Determinación Determinación de la permeabilidad de la permeabilidad

PermeámetroPermeámetro


• Ley de DarcyLey de DarcyPorosidad cinemáticaPorosidad cinemática

AA

SecciónSección

FlujoFlujo

Distribución de la velocidadDistribución de la velocidad

Flujo en un tuboFlujo en un tubo

Porción de huecos por los que circula el aguaPorción de huecos por los que circula el agua

Caudal = q * A = vCaudal = q * A = vrr * A * Ahh q = vq = vrr * A * Ahh / A = v * m / A = v * m


• Determinación de la permeabilidadDeterminación de la permeabilidad

Método de trazadoresMétodo de trazadores Velocidad realVelocidad real

Gradiente hidráulicoGradiente hidráulico Porosidad efcicazPorosidad efcicaz

FórmulasFórmulas

HazenHazen k = c dk = c d22

constanteconstante

KonezyKonezy

TerzaghiTerzaghi

imvK r

diámetro equivalente, ddiámetro equivalente, d1010



p

Ley experimentalLey experimental Flujo laminar entre dos placasFlujo laminar entre dos placas

AA

BB

11

AA BB

2b2b dxxpp

extAB FII

dx2pSQvSdxxppQv AB

dx2b2dxx

p

bxp



pzg2

vpzh2

BernouilliBernouilli

Placa horizontalPlaca horizontaldxdp1

dxdh

hRIIbdx

dhb

dydvyy vv

Fluido newtonianoFluido newtoniano b11b21Rh

dydvyIRI h 22 yb2

Iv

Velocidad mediaVelocidad media dxdhKdx

dh3b

3bIvdyb2

1vb

b

22

K3b2



qqGeneralizaciónGeneralización

hgradKq

zh

yh

xh

kkkkkkkkk

qqq

zzzyzx

yzyyyx

xzxyxx

z

y

x

Medio isótropo: K se reduce a un escalarMedio isótropo: K se reduce a un escalar

Medio anisótropo: q y el gradiente no son paralelosMedio anisótropo: q y el gradiente no son paralelos

Medio homogéneo: K es constante en todo puntoMedio homogéneo: K es constante en todo punto

Medio heterogéneo: K no es constante en todo puntoMedio heterogéneo: K no es constante en todo punto



KK11

KK22

KK33

KKii

QQyy

QQzz

BBBB

ee11

ee22

eeii

BB

Medio heterogéneoMedio heterogéneoPermeabilidad equivalentePermeabilidad equivalente

HorizontalHorizontal

BhKB

Qq ey2

yy

i

iii

iii

iyy eKhBeB

hKQQ

BeK

eeK

hBQK ii

i

iiyey

VerticalVertical

BhKB

Qq ey2

zz

BhKB

Qq ey2

zz

2

i

iiz Be

hKQ

i i

i2z

i2

i

zi

ii K

eBQ

BKQehh

i

i

iey

KeeK


ValidezValidez Límite superior: RLímite superior: Ree < 5 < 5

AA

SecciónSección

FlujoFlujo

hAvAqQ

qAAqv

h

Tamaño (m)Tamaño (m)1010-6-6 1010-3-3

11ΦΦ

VERVER

contínuocontínuo

• Ley de DarcyLey de DarcyTEMA 7 : Conceptos básicosTEMA 7 : Conceptos básicos


Roca fracturadaRoca fracturada

fracturafractura

LL

BB

BB

ff NQQ LBNf

dx

dh3bbB2Q

2

f

dxdh

L3Bb2

LB

dxdh

3bbB2Q

232

dxdhKdx

dhL3

b2BQ

AQq e

3

2

L3b2K

3

e Ley cúbicaLey cúbica



Anisotropía en medios fracturadosAnisotropía en medios fracturados

qq

zh

yh

xh

kkkkkkkkk

qqq

zzzyzx

yzyyyx

xzxyxx

z

y

x

qq

h

hh2 2 < h< h11hh2 2 < h< h11 hh11hh11

h

zh

yh

xh

Kqqq

z

y

x

K : escalarK : escalar K : tensorK : tensor



Anisotropía en medios fracturadosAnisotropía en medios fracturados

zz

xx

yy

n

333231

322221

3121113

nn1nnnnnnnn1nnnnnnnn1

L3b2K

21 KKK 11

22

• Fracturas no planasFracturas no planas• RugosidadRugosidad• Apertura variableApertura variable• Apertura depende de Apertura depende de σσ y y σσ


clase 5 hidro

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