Agua Subterránea (Groundwater)

Geol 3025-Prof. Merle

Monroe & Wicander (4ta ed)

Cap. 16, págs 496-531

Ciclo Hidrólogico

Agua subterránea• Agua que rellena espacios

vacíos en rocas, sedimentos o suelo que se encuentra debajo de la superficie

• Constituye el 22% del agua dulce del planeta

• Proviene de infiltración: escorrentía, lagos, pantanos, pozos y sistemas de tratamiento de aguas.

Por qué es importante el agua subterránea?

• Hay más agua subterránea que agua de ríos

• Agua subterránea esta menos contaminada que agua de rios

• Agua embotellada proviene de agua subterránea

• Se utiliza en el diario vivir: desde uso doméstico hasta en agricultura, industrias y trenes

• Pozos de agua

Porosidad• Porción de espacio no

ocupada entre partículas que forman el suelo o sedimentos

• Depende del tamaño, forma y arreglo del material que compone la roca (tabla 16.1)– Buena distribución

• Se expresa en %• Ocupado por gases

Permeabilidad

• Medida de cuan fácil el fluido puede moverse entre los poros

• Relacionado a interconexiones entre los poros, fisuras y grietas en las rocas, suelos o sedimentos

De qué dependen la porosidad y permeabilidad de rocas, etc?

• Tipo de roca– No clasticas (químicas

o cristalinas)

– Clásticas • Pedazos de rocas pre-

existentes

En rocas no clasticas o cristalinas…

• Bajas porosidades y permeabilidades

• Rocas ígneas y metamórficas

• Rocas sedimentarias químicas

En rocas clasticas…

• Altas porosidades y permeabilidades

• Dependen de:– Tamaño partículas– Forma partículas– Cementación entre

partículas– Modo en que partículas

estan acomodadas (sueltas, litificadas, compactadas)

Ejemplo

• Shale– Compuesta de arcillas

compactadas con muy bajas porosidades y permeabilidades

– Es una barrera hidrológica

Acuifero

• Estrata de roca permeable que transporta agua

• Sedimentos o rocas con altas porosidades y permeabilidad– Ejemplo: areniscas

(sandstones)

Perfil de un acuifero

• Zona de aereación (vadosa)

• Zona de saturación (freatica)– Nivel freático

– Zonas freáticas de percha

Recarga- region donde se infiltra la mayoria del agua que llega al acuifero

• Aquiclude

Zona de aereación (vadosa)• Poros llenos de aire

Nivel freático (water table)

• Linea de división entre la zona de aereación y la zona de saturación

• Puede intersectar la superficie formando lagos, pantanos, ríos y manantiales

• Sigue la forma topográfica (variable)

• Altura varía con precipitación y permeabilidad

Zona freática de percha

• Estratos impermeables sobre nivel freático acumulan agua en forma de lente

• Reserva se agota rápidamente

Zona de saturación

• Poros llenos de fluido

Aquiclude

• Area donde no se puede minar agua• Sedimentos o rocas con bajas permeabilidades

Tipos de aquíferos

• Tipos:– Acuífero no confinado

• No esta rodeado de dos unidades de rocas impermeables

• Cono de depresion

– Acuifero confinado• Artesiano• Entre dos estratos

impermeables– Con flujo– Sin flujo

Acuifero confinado

• Agua atrapada por estratos impermeables (aquicludes)

• Agua bajo presion• Secuencia de rocas inclinadas:

recarga• No existe nivel freatico, pero si

nivel potenciometrico• Potenciometrico (artesian-pressure

surface)– Nivel por encima de superficie

de tierra, el agua sale por si misma al bombearla. Lugar donde se acumula la presion de las estratas impermeables

– Ver figura 16.10

Acuifero confinado: con flujo o sin flujo

• Con flujo: sobre el nivel potenciometrico

• Non-flowing artesian: Cuando la cabeza del pozo esta sobre el nivel potenciometrico (artesian-pressure surface)– Nivel freatico sube y baja dependiendo de la recarga

– Agua minada por bombeo

• Produce cono de depresion

Cono de depresion

• Nivel freatico baja alrededor del bombeo (baja en forma de cono)

• Se bombea agua mas rapido de lo que se puede recargar

• Tamaño varia dependiendo de la razon en que se remueve agua

Sistema acuifero en Puerto Rico• 90 millas al norte de Puerto Rico• Dos acuiferos separados por calizas

– Acuifero superior: Aguadilla hasta San Juan: confinado– Acuifero inferior: debajo del nivel freatico: no confinado

• (1985): 66 millones de galones por dia!• Calizas Topografia Carstica asociada a ellos

– ~30-5 millones de años (Oligoceno- Mioceno)• Declinacion por causa de extraccion

Manantial “Springs”Agua infiltrada alcanza el nivel freatico, una capa de Roca impermeable o zona freatica de percha

Agua subterranea hidrotermal

• Manantiales hidrotermales (hot springs)

• Geysers

Carso (Karst)• Meteorizacion y erosion de roca causado

por agua subterranea

• Crea: sumideros, cuevas, mogotes

Karso en Puerto Rico• Areas compuestas de

roca caliza son disueltas por agua subterranea (meteorizacion y erosion)

• Disolucion forma gran sistema de cuevas y rios subterraneos

Cuevas de Camuy/Rio de Camuy

• Area de karso• Caracterizado por

sumideros, mogotes, sistemas de cuevas y rios subterraneos

Sumideros o dolines (Sinkholes)

• Depresion circular causada por:– Disolucion de rocas

– Colapsos de techos en cuevas

Valles de solucion

Mogotes

• Monte que queda de remanente luego de la disolucion

Venecia

• Se inunda cada vez mas debido a subsidencia por bombeo de agua subterranea

• Desde 1969 no se permite hacer mas pozos y el bombeo esta regulado

Bahia de Galveston, Houston, Texas

• Terrenos hundidos varios metros por extraccion de agua subterranea y petroleo

Torre de Pisa, Italia

• Se viró debido a subsidencia causada por extracción agua subterránea

Intrusión de agua salada al acuifero

• Agua subterranea se encuentra sobre el agua salada en areas de costas

• Forma de lente• Al bombear el agua dulce

aceleradamente el agua salada invade costa adentro contaminando el agua dulce

• Al contaminarse el acuifero, es muy dificil que se reponga a corto plazo

Contaminacion de agua subterranea

• Por:– Industrias

– Pozos septicos

– Relleno del terreno

• Consecuencia: demandas