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    CURSO:

    SANEAMIENTO

    DOCENTE:

    ING CARLOS LUNA LOAYZA

    FACULTAD DE INGENIERIA

    PROGRAMA ACADEMICO PROFESIONAL DEINGENIERIA CIVIL

    CAPITULO IV

    CAPTACIONES DE AGUASSUBTERRANEAS

    DOCENTE:

    ING CARLOS LUNA LOAYZA

    FACULTAD DE INGENIERIA

    PROGRAMA ACADEMICO PROFESIONAL DEINGENIERIA CIVIL

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    1.0 DISEO DE CAPTACIONES1.2 CAPTACIONES EN AGUAS SUBTERRANEAS.

    Captaciones SuperficialesAguas pluvialesRos y arroyosLagos y Embalses

    Captaciones de Manantese ladera y de fondo

    Captaciones de Aguas Subterr!neos"o#os "rofundos

    1.0 DISEO DE CAPTACIONES1.2 CAPTACIONES EN AGUAS SUBTERRANEAS.

    En la corteza terrestre se distinguen tres (3) tipos de rocas:

    1. Rocas gneas:rocas formadas por la solidificacin de magma

    o de lava (magma desgasificado en la superficie).2. Rocas metam!"#cas: rocas formadas por alteracin en

    estado slido de rocas a consolidadas de la corteza de la!ierra" cuando #uedan sometidas a un am$iente energ%ticomu diferente al de su formacin original.

    $. Rocas se%#menta!#as:rocas formadas por la consolidacin desedimentos" materiales procedentes de la erosin de rocasanteriores" o de precipitacin a partir de una disolucin#u&mica.

    1.2.1 &as !ocas %e 'a co!te(a te!!est!e.

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    1.0 DISEO DE CAPTACIONES1.2 CAPTACIONES EN AGUAS SUBTERRANEAS.

    1.2.1 &as !ocas %e 'a co!te(a te!!est!e.

    Las rocas gneas intermedias$!cidas %ranito

    Rocas metam&rficas' y

    Rocas sedimentarias muy variadas(

    1.0 DISEO DE CAPTACIONES1.2 CAPTACIONES EN AGUAS SUBTERRANEAS.

    1.2.1 &as !ocas %e 'a co!te(a te!!est!e.Las rocas sedimentarias son las almacenadoras principales deaguas subterr!neas(Tema de Invest!a"#n:

    $P%&'() *as &%"as sedmenta&as a*ma"enan m+s a!(a,

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    '

    1.0 DISEO DE CAPTACIONES1.2 CAPTACIONES EN AGUAS SUBTERRANEAS.1.2.2 Como se "o!man 'as !ocas se%#menta!#as.

    a-. Mete%&/a"#nMeteori#aci&n y Erosi&n( Con)untode procesos mediante los cuales laroca se disgrega & desgasta(El resultado de este proceso son laspartculas de rocas *ue *uedan ae+pensas de los fen&menose+ternos(

    La meteori#aci&n puede ser:a( *umica'b( fsica yc( biol&gica(

    1.0 DISEO DE CAPTACIONES1.2 CAPTACIONES EN AGUAS SUBTERRANEAS.1.2.2 Como se "o!man 'as !ocas se%#menta!#as.

    ).* E!os#n.esplazamiento de las part&culasdesprendidas de una roca.El transporte de part&culas se damediante el agua" viento" ielo" enfuncin de la gravedad.*os modos de transportarse laspart&culas sedimentarias sonlos siguientes: !raccin arrastre" +altacin en el sustrato" +uspensin en el medio" ,lotacin" isueltas como medio #u&mico.

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    1.0 DISEO DE CAPTACIONES1.2 CAPTACIONES EN AGUAS SUBTERRANEAS.1.2.$ &os est!atos geo'g#cos.

    En -eolog&a se llamaestrato a cada una delas capas en #ue sepresentan divididos lossedimentos" las rocassedimentarias" lasrocas metamrficas #uederivan de a#uellas"cuando esas capas sede$en al proceso desedimentacin.

    1.0 DISEO DE CAPTACIONES1.2 CAPTACIONES EN AGUAS SUBTERRANEAS.1.2.$ &os est!atos geo'g#cos.

    efiniciones:Est&at%: C(and% e* espesores mayor de ,cm(

    L+mna: C(and% e*es0es%& es menor de ,cm(

    Pa'(ete: Es (n "%n1(nt%de estratos delgados *ueforman una capa(

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    1.0 DISEO DE CAPTACIONES1.2 CAPTACIONES EN AGUAS SUBTERRANEAS.1.2.+ De"#n#c#n %e ac,"e!os.

    ACU2FERO:Es un estrato o formaci&n geol&gica *ue permite lacirculaci&n del agua por sus poros y-o grietas' en"%nd"%nes e"%n#m"amente a0&%ve"3a4*es(

    Los acuferos son capas o formaciones con

    materiales muy variadoscomo gravas de ro' cali#asagrietadas' areniscas porosas poco cementadas'arenas de playa' algunas formaciones volc!nicas'dep&sitos de dunas(((

    1.0 DISEO DE CAPTACIONES1.2 CAPTACIONES EN AGUAS SUBTERRANEAS.1.2.+ De"#n#c#n %e ac,"e!os.

    Espacios para la circulaci&n de Aguas en el Sub suelo"oros y grietas

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    1.0 DISEO DE CAPTACIONES1.2 CAPTACIONES EN AGUAS SUBTERRANEAS.1.2.+ De"#n#c#n %e ac,"e!os.

    El perfil del suelo est! conformado por sedimentos noconsolidados o d.bilmente consolidados' depositados/ori#ontalmente o simplemente estructurados en capas( Unacaracterstica de estas capas es de ser de poco espesor enrelaci&n con su e+tensi&n(

    Estas se clasifican en:

    1.0 DISEO DE CAPTACIONES1.2 CAPTACIONES EN AGUAS SUBTERRANEAS.1.2.+ De"#n#c#n %e ac,"e!os.

    a-. Ca0a 0e&mea4*e:Cuando sus propiedades transmisoras de agua sonfavorables' en comparaci&n con los estratos superiores

    o inferiores(

    En una capa de este tipo la resistencia al flu)o verticales pe*ue0a y puede ser generalmente despreciada'deforma *ue1nicamente deben de tenerse en cuentala p.rdida de energa causada por el flu)o /ori#ontal(

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    1.0 DISEO DE CAPTACIONES1.2 CAPTACIONES EN AGUAS SUBTERRANEAS.1.2.+ De"#n#c#n %e ac,"e!os.

    4-. Ca0a sem0e&mea4*e:Cuando sus propiedades transmisoras de agua sonrelativamente desfavorables(El flu)o /ori#ontal a lo largo de una distanciasignificativa o despreciable' pero el flu)o vertical nopuede despreciarse' ya *ue la resistencia /idr!ulica del

    flu)o es pe*ue0a' debido al espesor pe*ue0o de lascapas(El f lu)o de agua en las capas semipermeables seconsidera esencialmente vertical(

    1.0 DISEO DE CAPTACIONES1.2 CAPTACIONES EN AGUAS SUBTERRANEAS.1.2.+ De"#n#c#n %e ac,"e!os.

    "-. Ca0a m0e&mea4*e:Cuando sus propiedades transmisoras de agua sondesfavorables *ue fluyen cantidades de agua

    despreciables sea en forma /ori#ontal o vertical(Capas totalmente impermeables cerca de la superficieson poco frecuentes' pero son comunes a mayorprofundidad donde se /an consolidado 2compactado ycementado3

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    1.0 DISEO DE CAPTACIONES1.2 CAPTACIONES EN AGUAS SUBTERRANEAS.1.2.+ De"#n#c#n %e ac,"e!os.

    La clasificaci&n principal de los acuferos se basa en *a0&es#n 3d&%st+t"a del agua encerrada en losmismos

    1.0 DISEO DE CAPTACIONES1.2 CAPTACIONES EN AGUAS SUBTERRANEAS.1.2.- T#os %e ac,"e!os.a($ Acuferos libres:

    Son a*uellos en los cuales e+iste una superficie libre delagua *ue se encuentra a presi&n atmosf.rica(

    La superficie del agua ser! el nivel fre!tico( 4o tiene por encima material impermeable(

    Permeable

    Impermeable

    Nivel

    Piezomtrico

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    1.0 DISEO DE CAPTACIONES1.2 CAPTACIONES EN AGUAS SUBTERRANEAS.1.2.- T#os %e ac,"e!os.a($ Acuferos libres:

    En estos acuferos' al perforar po#os *ue los atraviesentotal o parcialmente' el agua alcan#a un nivel *ue sera elmismo *ue tendra dentro de la formaci&n geol&gica' esdecir el nivel fre!tico 2nivel real3 coincide con el nivelpie#om.trico 2nivel ideal *ue alcan#ara el agua a presi&natmosf.rica3(

    1.0 DISEO DE CAPTACIONES1.2 CAPTACIONES EN AGUAS SUBTERRANEAS.1.2.- T#os %e ac,"e!os.4-. A"(56e&%s "%n6nad%s:

    Est!n sellados por materiales impermeables' arriba yaba)o(

    Al perforar po#os *ue atraviesen el lmite superior del

    material *ue constituye el acufero' el nivel del aguaasciende /asta *ue se esta4*/a en e* nve*0e/%m)t&"%(

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    1.0 DISEO DE CAPTACIONES1.2 CAPTACIONES EN AGUAS SUBTERRANEAS.1.2.- T#os %e ac,"e!os.4-. A"(56e&%s "%n6nad%s:

    Ca&a"te&5st"as de *%s A"(56e&%s"%n6nad%s: Separados por capas impermeables' arriba y aba)o( "odr!n darse 0%/%s s(&!entessi el nivel del agua *ueda

    por encima del nivel topogr!fico y0%/%s a&tesan%ssi elnivel se estabili#a por deba)o de la cota del terreno(

    Si imaginamos una serie de po#os atravesando un acuferoconfinado' y unimos los niveles *ue alcan#a el agua en cada

    uno' obtendramos una s(0e&6"e 0e/%m)t&"a*ue nocoincide con el nivel fre!tico del acufero libre(

    1.0 DISEO DE CAPTACIONES1.2 CAPTACIONES EN AGUAS SUBTERRANEAS.1.2.- T#os %e ac,"e!os.4-. A"(56e&%s "%n6nad%s:

    Ca&a"te&5st"as de *%s A"(56e&%s"%n6nad%s:

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    1.0 DISEO DE CAPTACIONES1.2 CAPTACIONES EN AGUAS SUBTERRANEAS.1.2.- T#os %e ac,"e!os.

    "-. A"(56e&%s sem"%n6nad%s: Constituyen una variedad de los confinados' y se

    "a&a"te&/an 0%& tene& e* te"3%2parte superior3 o-y elmuro 2parte inferior3 sellado por materiales *ue no sontotalmente impermeables' sino *ue permiten unafiltraci&n vertical *ue alimenta muy lentamente alacufero principal(

    En estos casos la recarga podr! /acerse en ambossentidos en funci&n de la diferencia de 0%ten"a*7 %0&es#n de* a!(a en el acufero(

    1.0 DISEO DE CAPTACIONES1.2 CAPTACIONES EN AGUAS SUBTERRANEAS.1.2.- T#os %e ac,"e!os.

    "-. A"(56e&%s sem"%n6nad%s:

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    1.0 DISEO DE CAPTACIONES1.2 CAPTACIONES EN AGUAS SUBTERRANEAS.1.2.- T#os %e ac,"e!os.

    d-. A"(56e&%s"%*!ad%s: Algunas veces se da una capa de material m!s o menos

    impermeablepor encima del nivel fre!tico(

    El agua *ue se infiltra *ueda atrapada en esta capa paraformar un lente)&n *ue normalmente tiene unae+tensi&n limitada sobre la #ona saturada m!s pr&+ima(

    Los acuferos colgados son m!s comunes de lo *ue sepueda suponer 2E+aminar ilustraci&n siguiente3:

    1.0 DISEO DE CAPTACIONES1.2 CAPTACIONES EN AGUAS SUBTERRANEAS.1.2.- T#os %e ac,"e!os.

    d-. A"(56e&%s"%*!ad%s:

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    E* ""*% 3d&%*#!"%

    1.0 DISEO DE CAPTACIONES1.2 CAPTACIONES EN AGUAS SUBTERRANEAS.1.2./ P!o#e%a%es #%!,'#cas %e 'os ac,"e!os.

    "ermite conocer y estimar el potencial de producci&n deun acufero(

    "ermite conocer la fuente principal de recarga de los

    acuferos( Conocer si un acufero puede soportar una producci&n

    constante en el tiempo( Las aguas subterr!neas dependen del ciclo /idrol&gico y

    del nivel de infiltraci&n de la lluvia en la #ona derecarga(

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    1.0 DISEO DE CAPTACIONES1.2 CAPTACIONES EN AGUAS SUBTERRANEAS.1.2./ P!o#e%a%es #%!,'#cas %e 'os ac,"e!os.

    &E DE DARC finales del siglo 444 principios del siglo 4" en los Estadosnidos se produce la eplotacin masiva de petrleo"encontrando en dicas eploraciones mucos pozos artesianos.

    *as empresas 7onson fueron los primeros en esta$lecer loscriterios para una eplotacin del funcionamiento de acu&feros"

    $as8ndose en los principios del flu9o del agua principios de laidr8ulica esta$lecidos por arc.

    osteriormente se esta$lece las ecuaciones de upoit" !eim"!eiss 7aco$.

    1.0 DISEO DE CAPTACIONES1.2 CAPTACIONES EN AGUAS SUBTERRANEAS.1.2./ P!o#e%a%es #%!,'#cas %e 'os ac,"e!os.

    &E DE DARCEl movimiento del aguaen el interior de los

    materiales geolgicos semide con la *e de arc(120):

    ;*a velocidad de un fluidoen un medio porosodepende del .

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    a.* &e3 %e Da!c3

    onde:! @ !ransmisividad

    A @

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    1.0 DISEO DE CAPTACIONES1.2 CAPTACIONES EN AGUAS SUBTERRANEAS.1.2./ P!o#e%a%es #%!,'#cas %e 'os ac,"e!os.).* Po!os#%a%

    Se define como elporcenta)e de espacios

    vacos' o igual a lacantidad de /uecos *uetiene la roca(La porosidad se e+presa

    como porcenta)e envolumen de roca total(m 8 P

    .*100

    .

    Vol huecoP

    Vol total=

    1.0 DISEO DE CAPTACIONES1.2 CAPTACIONES EN AGUAS SUBTERRANEAS.1.2./ P!o#e%a%es #%!,'#cas %e 'os ac,"e!os.).* Po!os#%a%

    Los /uecos de una roca pueden estar conectados entres' o no estar conectados(

    La cantidad de /uecos interconectados se denominaPOROSIDAD EFECTIVA7 O EFICAZ(

    Una roca puede ser muy porosa' pero si los /uecos noest!n conectados' n% se&+ 0&%d("tva3d&+(*"amente 8 Este es e* "as% de *as a&"**as(

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    1.0 DISEO DE CAPTACIONES1.2 CAPTACIONES EN AGUAS SUBTERRANEAS.1.2./ P!o#e%a%es #%!,'#cas %e 'os ac,"e!os.).* Po!os#%a%

    A* v%*(men t%ta* de poros del suelo' se llama porosidadt%ta* o simplemente porosidad' su c!lculo se reali#a con lasiguiente f&rmula:

    onde:n 6 "orosidad 293ap6 ensidad aparente 2gr-cm' ;g-dm'

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    1.0 DISEO DE CAPTACIONES1.2 CAPTACIONES EN AGUAS SUBTERRANEAS.1.2./ P!o#e%a%es #%!,'#cas %e 'os ac,"e!os.).* Po!os#%a%ensidad aparente 2a3Los valores representativos de la densidad aparente' paradiferentes clases te+tuales' son:

    Te5t,!a Dens#%a% aa!ente 6g!7cm89

    +uelo arenoso 1.51 H1.0+uelo franco 1.31 H1.50

    +uelo arcilloso 1.00 H 1.30

    1.0 DISEO DE CAPTACIONES1.2 CAPTACIONES EN AGUAS SUBTERRANEAS.1.2./ P!o#e%a%es #%!,'#cas %e 'os ac,"e!os.).* Po!os#%a%ensidad real o densidad de las part&culas (r)Bepresenta la relacin #ue eiste entre el peso de una unidad devolumen real del suelo (Ps) el volumen de las part&culas slidas(s) en estado compacto" sin considerar el volumen de los poros"sus valores se epresan tam$i%n en gr/cm3" Ag/dm3"!/m3. +e usala siguiente frmula

    ar&an en un rango de 2.5 I 2.gr/cmJ

    onde:[email protected] ensidad real (gr/cmJ" Ag/dmJ" !/mJ) @ eso de unidad de volumen real suelo gr" Ag" !t @ olumen part&culas slidas cmJ" dmJ" mJ

    r

    PsD

    Vs=

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    1.0 DISEO DE CAPTACIONES1.2 CAPTACIONES EN AGUAS SUBTERRANEAS.1.2./ P!o#e%a%es #%!,'#cas %e 'os ac,"e!os.c.* Con%,ct##%a% ;#%!,'#ca 6

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    1.0 DISEO DE CAPTACIONES1.2 CAPTACIONES EN AGUAS SUBTERRANEAS.1.2./ P!o#e%a%es #%!,'#cas %e 'os ac,"e!os.%.* T!ansm#s##%a% 6T9.

    Es la cantidad de agua *ue transmite el acufero a trav.sde todo el espesor saturado' en una unidad de superficiepor unidad de tiempo 2t3(

    epende de la permeabilidad(

    epende del Espesor del Acufero 2/3(

    *T k t=

    *T k h=

    1.0 DISEO DE CAPTACIONES1.2 CAPTACIONES EN AGUAS SUBTERRANEAS.1.2./ P!o#e%a%es #%!,'#cas %e 'os ac,"e!os.%.* T!ansm#s##%a% 6T9.

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    1.0 DISEO DE CAPTACIONES1.2 CAPTACIONES EN AGUAS SUBTERRANEAS.1.2./ P!o#e%a%es #%!,'#cas %e 'os ac,"e!os.

    e.* Coe"#c#ente %e A'macenam#ento 6S9.

    Es la cantidad de agua#ue puede ser etra&dadel almacenamiento enun acu&fero" con undescenso unitario de lacarga idr8ulica.

    epende de laporosidad efectiva

    ( )S p=

    1.0 DISEO DE CAPTACIONES1.2 CAPTACIONES EN AGUAS SUBTERRANEAS.1.2./ P!o#e%a%es #%!,'#cas %e 'os ac,"e!os.

    ".* Retenc#n esec"#ca 6Re9.+i llenamos un recipiente con un material poroso completamente seco luego aKadimos agua asta saturar dico material" no ser8 posi$lerecuperar por medio de drena9e la cantidad total de agua aKadida.

    arte del agua #uedara aderida al material granular por atraccinmolecular tensin superficial.El volumen de agua retenido" dividido por el volumen total del materialporoso epresado como porcenta9e" se llama retencin especifica.

    onde:ar @ olumen del agua [email protected] olumen !otal

    R e * 1 0 0r

    t

    a

    V=

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    1.0 DISEO DE CAPTACIONES1.2 CAPTACIONES EN AGUAS SUBTERRANEAS.1.2./ P!o#e%a%es #%!,'#cas %e 'os ac,"e!os.

    g.* P!o%,cc#n esec"#ca 6Pe9.Es la cantidad o volumen de agua #ue puede ser etra&da.

    onde:[email protected] olumen del agua drenadat @ olumen !otal

    e lo anterior se deduce #ue la porosidad es la suma de la produccinespecifica la retencin especifica.

    e * 1 0 0d

    t

    aP

    V=

    R eP n P e= = +

    1.0 DISEO DE CAPTACIONES1.2 CAPTACIONES EN AGUAS SUBTERRANEAS.1.2./ P!o#e%a%es #%!,'#cas %e 'os ac,"e!os.

    P!o#e%a%es #%!,'#cas %e ,n o(o

    .* Caac#%a% esec"#ca %e ,n o(o

    onde:C @

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    1.0 DISEO DE CAPTACIONES1.2 CAPTACIONES EN AGUAS SUBTERRANEAS.1.2./ P!o#e%a%es #%!,'#cas %e 'os ac,"e!os.

    Cono %e %e!es#n o Cono %e De3ecc#n-eometr&a del flu9o de agua en un pozo de $om$eo.

    1.0 DISEO DE CAPTACIONES1.2 CAPTACIONES EN AGUAS SUBTERRANEAS.1.2./ P!o#e%a%es #%!,'#cas %e 'os ac,"e!os.

    P!o#e%a%es #%!,'#cas %e ,n o(o

    onde:LE @ Livel Est8tico

    C @

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    1.0 DISEO DE CAPTACIONES1.2 CAPTACIONES EN AGUAS SUBTERRANEAS.1.2./ P!o#e%a%es #%!,'#cas %e 'os ac,"e!os.

    P!o#e%a%es #%!,'#cas %e ,n o(o

    1. N#e' Estt#co: E' N#e' %e' Ag,a S,)te!!nea en !eoso 6c,an%o e'o(o no se )om)ea9

    LE @ Livel Est8tico (metros" pies)1. Ca,%a': =o',men %e Ag,a E5t!a%a en 'a Un#%a% %e T#emo>

    C @

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