INTERPRETACIÓN DE UN ENSAYO DE BOMBEO EN UN ACUÍFERO CAUTIVO EN RÉGIMEN VARIABLEa

7/22/2019 INTERPRETACIÓN DE UN ENSAYO DE BOMBEO EN UN ACUÍFERO CAUTIVO EN RÉGIMEN VARIABLEa

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Asignatura: HIDROLOGÍA SUBTERRÁNEA (ITOP)/HIDROGEOLOGÍA (ITM) UPCT

Curso: 2008-2009 Fecha: 19/12/2008Profesora: Marisol Manzano Arellano. Tel. 968.325443

Memoria explicativa de la práctica

Práctica 6: INTERPRETACIÓN DE UN ENSAYO DE BOMBEO EN UN ACUÍFEROCAUTIVO EN RÉGIMEN VARIABLE

1. OBJETIVOS

1. Calcular el valor de los parámetros hidrogeológicos transmisividad (T) y coeficiente dealmacenamiento (S) de un acuífero confinado.2. Evaluar las características hidráulicas de pozo usado para el ensayo de bombeo (eficiencia del

pozo, pérdidas de carga, caudal óptimo, ...)

2. FUNDAMENTOS DEL MÉTODO

Los parámetros T, S y m (porosidad) definen la capacidad de los acuíferos para almacenar ytransmitir agua. El conocimiento del valor de estos parámetros es fundamental para realizarcálculos que son básicos en hidrogeología: filtraciones entre acuíferos o desde la superficie delterreno, comunicación del pozo con otras captaciones próximas, caudales óptimos de bombeo,tiempos de tránsito de contaminantes, existencia de bordes impermeables y zonas de recarga,etc. Los métodos existentes para la determinación de estos parámetros son:

- Campo: A. Ensayos de bombeoB. Ensayos de trazadorC. Ensayos de inyección

- Laboratorio: Ensayos de permeabilidad, de compactación, de lixiviación,...

Los métodos de campo son representativos de un mayor volumen de medio físico que los delaboratorio, por tanto, son preferibles a éstos, aunque si existen datos de laboratorio debenutilizarse como contraste de los de campo.



- Régimen variable . Los niveles en el pozo van variando durante toda la prueba, lo quesignifica que el agua extraída procede total o parcialmente del almacenamiento del

acuífero. Estos ensayos suelen ser a caudal constante (la variable de control es el nivel),pero también se pueden realiza a nivel constante (se va variando el caudal paramantener el nivel constante).

B) A caudal variable:a. Bombeo a caudal crítico .b. Bombeo escalonado . El caudal se aumenta tres o cuatro veces a lo largo del ensayo,

pero se mantiene constante dentro de cada escalón.C) Ensayos de recuperación: se interpreta la evolución de los niveles en el propio pozo de

bombeo durante la recuperación de éstos tras un ensayo de bombeo.

La elección del tipo de ensayo a realizar y la interpretación del mismo en un acuífero dadorequiere conocer las condiciones de contorno de la zona del acuífero que se quiere estudiar (radiodel pozo, profundidad de captación, espesor total y saturado, extensión, heterogeneidad espacial,

etc.) y disponer de un modelo conceptual previo de funcionamiento del acuífero que permita elegirel tipo de prueba a realizar. Los modelos son simplificaciones del funcionamiento real, por eso esnecesario elegir uno que permita utilizar una formulación matemática establecida paracondiciones de funcionamiento y limitaciones que sean admisibles en el medio real a estudiar.

Muchas veces las características del acuífero o las condiciones de contorno del mismo no seconocen suficientemente con anterioridad, por lo que no es posible predecir el comportamiento

del pozo y diseñar el ensayo de bombeo. Es ese caso hay que diseñar un ensayo provisional quepermita variar las características durante la prueba (la distribución de bombeos, los puntos deobservación, etc.).

El comportamiento teórico de los distintos tipos de acuíferos y los métodos existentes deavaluación se han visto en clase de teoría. En la Tabla 1 se sintetizan los tipos de ensayo a caudalconstante (que son los más usuales) adecuados para analizar el comportamiento de acuíferosconfinados, semiconfinados y libres, así como los métodos de análisis a usar en cada caso para la

interpretación. Un buen desarrollo de estos aspectos puede verse en la bibliografía recomendadaal final del documento. En esta práctica se verán los aspectos operativos de la interpretación deensayos de bombeo realizados en un acuífero confinado y en régimen variable.

Tabla 1. Tipos de ensayo de bombeo a caudal constante y métodos de interpretación a usar en el estudio de

acuíferos confinados, semiconfinados o libres.



3. ENSAYOS DE BOMBEO EN RÉGIMEN PERMANENTE. ECUACIONES PARA ELANÁLISIS DE DATOS

Acuífero cautivo:

- Requisitos: acuífero homogéneo, isótropo e infinito, no existe recarga vertical (es decir, T es cte. encualquier punto), pozos totalmente penetrantes.

- El flujo es bidimensional y radial. El caudal que sale por el pozo es igual al que atraviesa la superficiecilíndrica de altura constante igual a b y radio r .

-

En un punto cualquiera el nivel piezométrico variará durante el bombeo según la expresión deTHIEM:

Q R

h 0 -h = ----- ln ---- [1]2.π T r

donde:

ho= nivel inicial en el punto de medida rh= nivel en el punto r

Q= caudal de bombeoT= Transmisividadh0-h= descenso de nivel en el punto rR= radio de influenciar= distancia del punto de observación al

eje del pozo

Acuífero libre:

En este caso el flujo no es bidimensional ni radial. El caudal que sale por el pozo es igual al queatraviesa la superficie cilíndrica de altura variable e igual al nivel freático (h) en cada momento. En unpunto cualquiera el nivel piezométrico variará durante el bombeo según la expresión de DUPUIT:



Q 2,25.T.t

h 0 -h = s = 0,183 ---- ln --------- [2]

T r 2 .S

Donde:

s = descenso en el tiempo t (desde el comienzo del bombeo) en el punto de medida situado a ladistancia r del eje del pozo de bombeo.Q = caudal de bombeoT = transmisividad

S= coeficiente de almacenamiento

Con una pequeña transformación matemática en [2] (ver bibliografía recomendada) se llega a laexpresión equivalente siguiente:

Q Q

s = 0,183 ---- log t – 0,183 ----- log t 0 [3]

T T

Es decir, se trata de una recta de la forma y = m.x + n. Por tanto, basta dibujar x (log t) en papelsemilogarítmico frente a y (s) para calcular el valor de la pendiente m . Una vez conocida m, comoel caudal Q se conoce, se calcula T:

T = 0,183.Q/m m = descenso/1 ciclo log.

y = m . x + n



r 2 .S 2,25.T.t 0

t 0 = --------- , y S = ----------

2,25.T r 2

DETERMINACIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS HIDRÁULICAS MÁS RELEVANTES DELPOZO:

Los siguientes factores definen el comportamiento hidráulico de un pozo y se determinan a partir

de los descensos medidos en el propio pozo de bombeo y del valor de T y S calculados mediante lainterpretación de ensayos de bombeo en el propio pozo y en piezómetros de observación:

- Eficiencia de un pozo de bombeo : es la relación entre los descensos teóricos (si no existieranpérdidas de carga) y los reales:

s teórico

E = ------- . 100

s real

donde

sreal: descenso real medido en el pozo de bombeo tras extraer agua durante un tiempo t dado y aun caudal Q conocido.

steórico: descenso teórico que se produciría en el pozo de bombeo al cabo del tiempo t de bombearcon el caudal Q si no existieran pérdidas de carga.

El descenso teórico que se produciría en un tiempo t desde el inicio del bombeo se calculamediante la expresión [4]:

2,3.Q 2,25.T.t

s teórico = ------- log --------- [4]

4.π T r 2.S

Las pérdidas de carga en el pozo de bombeo son la diferencia entre el descenso teórico y el real:

s teórico - s real (en m)

Otros conceptos relevantes sobre el comportamiento de una captación útiles para diseñar elequipamiento de la misma son:



6. EJEMPLO DE APLICACIÓN

En un acuífero cautivo en medio detrítico se realiza un ensayo de bombeo escalonado para evaluarlas características hidráulicas del acuífero y del propio pozo. En la Tabla 1 se recogen los datosde descensos de nivel medidos en el propio pozo de bombeo durante el quinto escalón del ensayo,durante el cual el caudal de bombeo fue de 47 L/seg. En la Tabla 2 se recogen los descensos denivel medidos en un piezómetro de observación situado a 240 m del pozo de bombeo. En la Tabla 3se recogen los descensos residuales de nivel medidos en el pozo de bombeo tras 1395 min debombeo total. Con esta información, calcular:

1. El valor de la transmisividad (T) y el coeficiente de almacenamiento (S) del acuíferoutilizando la aproximación de Jacob explicada en clase.

2. La eficiencia del pozo y las pérdidas de carga en el mismo. Para ello, usar los siguientesdatos: S (coeficiente de almacenamiento) calculado en el piezómetro; T (transmisividad):tomar el valor calculado con los datos de la recuperación del pozo; r (radio del pozo):0,125 m; t (tiempo): 5 h (final del primer escalón del bombeo); sr (descenso real medido alfinal del primer escalón de ensayo de bombeo): 5,65 m.

Tabla 1. Descensos en el pozo de bombeo durante el quinto escalón de un ensayo del bombeoescalonado.

t sp en pozo

(min) bombeo (m)

260 19,91

280 20,1300 20,34

340 20,52

360 20,88

380 21,09

400 21,22

480 21,54

540 21,72

600 22,02

660 22,29780 22,41

840 22,58

900 22,69

960 22,76

1020 22,85

t sp en pozo

(min) bombeo (m)

121 14,82

122 15,66123 16,09

124 16,28

125 16,48

127 16,71

128 16,82

129 15,92

130 17,01

134 17,26

136 17,38

138 17,46

140 17,38

145 17,54

150 17,7

155 17,89



Tabla 2. Descensos medidos durante el Tabla 3. Descensos residuales (s’) medidosen el quinto escalón del ensayo en un piezómetro en el pozo de bombeo tras 1395 minutos de

de observación situado a 240 m del pozo. bombeo total.

1. Transmisividad y coeficiente de almacenamiento:

tr (desde fin depresión (tb+tr )/tr

bombeo (min) residual (m) (min)

0 22,96 -

1 2,02 1396,0

2 2,05 698,5

3 1,89 466,0

4 1,8 349,8

5 1,78 280,06 1,76 233,5

7 1,7 200,3

8 1,68 175,4

10 1,63 140,5

12 1,6 117,3

14 1,55 100,6

16 1,53 88,2

18 1,5 78,5

20 1,48 70,8

25 1,39 56,8

30 1,39 47,5

35 1,35 40,9

40 1,31 35,9

45 1,28 32,0

50 1,25 28,9

55 1,22 26,4

60 1,19 24,3

18.8

19.2

19.6

20

20.4

20.8

21.2

21.6

22

22.4

22.8

23.2

23.6

b o m b e o ( m ) d u r a n t e

e l q u i n t o e s c a l ó n

Δs = 23,65 - 14,8 = 8,85 m

t s1 en piez. 1(min) (m)

0 0

185 0,06

220 0,08

240 0,09

260 0,105

280 0,12

300 0,125

320 0,14

340 0,152

360 0,161

380 0,17

980 0,42

1065 0,45

1140 0,473

1200 0,49



Fig. 2. Transmisividad medida con los datos de descenso residual en el pozo

de bombeo.

Fig. 3. Transmisividad y coeficiente de almacenamiento estimados mediante

Jacob con los descensos medidos en el piezómetro de observación.

1 10 100 1000

(tb + tr ) / tr

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

D e s c e n s o r e s i d u a l e n e l p o z o d e b o m b e o ( m )

Δs = 1,57 - 0,98 = 0,59 m

Q 0,183 . 170 m3/h . 24 h/día

Tpozo 2 = 0,183 --- = --------- ----------------- ---------- = 1265 m2/día

Δs 0,59 m

10 100 1000 10000

t (min)

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

D e s c e n

s o s e n e l p i e z ó m e t r o d e o b s e r v a c i ó n ( m )

Δs(A) = 0,36 - 0 = 0,36 m

Q 0,183.0,047 m3/seg.86400 seg/día

T(B) = 0,183 --- = ---------------------------------------------- = 991 m2/día

Δs 0,75 m

2,25.T.t0 2,25 . 991 m2/día . (270 min/1440 min/día)

S(B) = ----------- = --------------------------------------------------------- = 7,2.10-3

r 2 2402 m

t0 (A)= 130 min t0 (B)= 270 min

A

B

Δs(B) = 0,75 - 0 = 0,75 m

0,183.0,047 m3/seg. 86400 seg/día

T(A) = ---------------------------------------------- = 2064 m2/día

0,36 m

2,25 . 2064 m2/día . (130 min/1440 min/día)

S(A) = --------------------------------------------------------- = 7,3.10-3

2402 m



Comentario sobre las características hidrogeológicas del acuífero :

Los valores de T calculados mediante los descensos en el piezómetro de observación y larecuperación en el pozo de bombeo (descensos residuales) son del mismo orden de magnitud e indicanque la transmisividad del acuífero estudiado debe estar entre 1000 y 2000 m2/día. El valor de Tcalculado con los descensos medidos en el propio pozo durante el bombeo subestima la capacidad realdel acuífero para transmitir el agua.

El coeficiente de almacenamiento del acuífero es del orden de 7,25.10 -3 (0,007), valor totalmentetípico para acuíferos confinados detríticos.

2. Características hidráulicas del pozo:

• Eficiencia del pozo: calculamos el descenso teórico a las 5 h de bombeo utilizando la T calculadadurante la recuperación del pozo y el S calculado con los descensos en el piezómetro:

2,3.Q 2,25.T.t 2,3.4060,8 m3/d 2,25.1265 m2/d.0,21 dsteórico= ------ log -------- = ----------------- log --------------------

4. T r2.S 4.3,1416.1265 m2/d (0,125 m)2.7,25.10-3

steórico en t (0,21 días) = 3,95 m

s teórico 3,95 m

E = ------- . 100 = ------- . 100 = 70 %s real 5,65 m

La eficiencia del pozo no es muy buena, aunque aún aceptable.

• Pérdidas de carga en el pozo de bombeo:

s teórico - s real (en m) = 5,65 – 3,95 = 1,7 m

Una pérdida de carga del orden de 2 m para un descenso real total de unos 6 m es un valor nodespreciable. Si se trata de una captación nueva, será conveniente evaluar de nuevo su eficienciatras un tiempo de funcionamiento, pues ésta debería mejorar. Por el contrario, si el pozo es antiguoprobablemente indique ya un deterioro no despreciable en la comunicación entre la entubación y el



Hidrología Subterránea (ITOP) / Hidrogeología (ITM)

PRÁCTICA 6. Interpretación de ensayos de bombeo en acuíferos cautivosy con régimen variable

Objetivos

1. Calcular el valor de los parámetros hidrogeológicos T(transmisividad) y S (coeficiente de almacenamiento) delacuífero en el entorno del pozo de bombeo.

2. Evaluar las características hidráulicas del propio pozo(eficiencia, pérdidas de carga, caudal óptimo...)



FUNDAMENTOS DEL MÉTODO

1. Los parámetros T , S y m definen la capacidad de los acuíferospara almacenar y transmitir agua.

2. Conocer el valor de estos parámetros es fundamental para para

realizar cálculos que son básicos en hidrogeología:- flujo entre acuíferos o desde la superficie del terreno,- drenajes,- caudales de bombeo máximos/críticos,

- tiempos de tránsito de contaminantes,- etc.

3. Métodos existentes para la determinación de estos parámetros:

Campo: A. Ensayos de bombeoB. Ensayos de trazadorC. Ensayos de inyección

Laboratorio: Ensayos de permeabilidad, de compactación, de

lixiviación,...




ENSAYO DE BOMBEO:

Prueba que consiste en bombear agua en una captación (bajounas condiciones prefijadas en la fase de diseño de laprueba) controlando simultáneamente el caudal extraído (quepuede ser constante o variable, según el tipo de ensayo

elegido) y la evolución temporal del nivel de agua en lapropia captación y en otras cercanas.




* Régimen variable.

Los niveles en el pozo van variando durante toda la prueba, lo que

significa que el agua extraída procede total o parcialmente delalmacenamiento del acuífero. Estos ensayos suelen ser a caudalconstante (la variable de control es el nivel), pero también se puedenrealiza a nivel constante (se va variando el caudal para mantener elnivel constante).

Se interpreta la evolución de los niveles durante el ensayo en elpropio pozo y en puntos de observación

1. A caudal constante:

* Régimen permanente.

Los niveles en el pozo de bombeo se estabilizan a partir de un tiempoy ya no varían con el bombeo. Esto implica que el acuífero actúacomo mero transmisor de la recarga y que el bombeo no toma aguadel almacenamiento.

Se interpreta la evolución de los descensos de nivel en puntos de

observación cercanos, no el descenso total.

MÉTODOS DE ENSAYO EXISTENTES




2. A caudal variable* Bombeos escalonados .

El caudal se aumenta tres o cuatro veces a lo largo del ensayo,pero se mantiene constante dentro de cada escalón.

* Bombeos a caudal crítico .

El caudal se va aumentando progresivamente hasta encontrar elvalor del caudal crítico (caudal a partir del cual un pequeñoaumento de caudal de explotación genera un gran aumento deldescenso).

En ambos: Se interpreta la evolución de los niveles durante el ensayoen el propio pozo y en puntos de observación

3. Ensayos de recuperaciónSe interpreta la evolución de los niveles en el propio pozo de bombeodurante la recuperación de éstos tras un ensayo de bombeo.



Tipo de acuífero Método de análisis

Fórmula de Thiem

Interpretación de Fórmula de Theis

descensos Aproximación logarítmica de Jacob

Interpretación de

recuperación

Fórmula de De Glee o de Jacob-HantushInt. Descensos Fórmula de Hantush

Int. Recuperación Análisis ascensos teóricos

Fórmula de Thiem (1) y corrección de Jacob

Fórmula de Dupuit (2)

Fórmula de Theis (3)

Aproximación logarítmica de Jacob (3)

Corrección de Dupuit

Fórmula de Boulton

Fórmula de Neuman

Int. recuperación Fórmula de recuperación de Theis (1)

(1) Para descensos pequeños en comparación con el espesor saturado

(2) Si es admisible la aproximación de Dupuit-Forcheimer

(3) Si los descensos son pequeños encomparación con el espesor saturado y no existe drenaje diferido (es instantáneo).

Régimen permanente

Confinado

Semiconfinado

Régimen permanente

LibreRégimen variable

Régimen variable

Régimen variable

Int. descensos

Fórmula de recuperacion de Theis

Tipo de ensayo

Régimen permanente


Tipos de ensayo de bombeo a caudal constante (el más usual) y métodosde interpretación a usar en el estudio de acuíferos confinados,semiconfinados o libres



FUNDAMENTOS DEL MÉTODOEnsayos de bombeo en régimen permanente. Ecuaciones

ACUÍFERO CONFINADO: Si se cumplen los siguientes requisitos:- acuífero homogéneo, isótropo e infinito,no existe recarga vertical (es decir, Tes constante en cualquier punto) y lospozos son totalmente penetrantes;

- flujo bidimensional y radial (el caudal quesale por el pozo es igual al que atraviesala superficie cilíndrica de alturaconstante igual a h0 y radio r).

Entonces, en un punto cualquiera delacuífero el nivel piezométrico variarádurante el bombeo según la expresión deTHIEM:

Q R

h0-h= ------ ln ----2 π T r

h0: nivel piez. inicialh: nivel en el punto rQ: caudal de bombeoT: transmisividad

h0-h= descensoR: radio de influenciar: distancia del puntoal eje del pozo

Pozo de

bombeo

r

R

r

Piezómetro de

observación

h0

b

h Acuitardo

Acuífero

cautivo

Planta del cilindro de

radio r y altura b

descenso“ s”



Ensayos de bombeo en régimen permanente. Ecuaciones

ACUÍFERO LIBRE:

- En este caso el flujo no es bidimensional ni radial.

- El caudal que sale por el pozo es igual al que atraviesa la superficiecilíndrica de altura variable e igual al nivel freático (h) en cada momento.

- En un punto de observación cualquiera el nivel piezométrico variará

durante el bombeo según la expresión de DUPUIT:


Q Rh20-h2= ----- ln ----

π T r

h0= nivel piez. inicial en el punto de observaciónh= nivel en el punto de obs. al final del bombeoQ= caudal de bombeo

T= transmisividad del acuíferoh0-h= descenso en el punto de observaciónR= radio de influencia (distancia, desde el pozo

de bombeo, a la cual es descenso es nulo)r= distancia del punto de obs. al eje del pozo

de bombeo



Ensayos de bombeo en régimen variable. Ecuaciones y aplicación

PARÁMETROS HIDRÁULICOS DE UN ACUÍFERO CONFINADO:

La resolución matemática de la ecuación de flujo lleva a la fórmula deTHEIS y, para la mayoría de las situaciones, a la simplificación de JACOB(Jacob- Cooper):

- En un punto cualquiera el nivel piezométrico variará durante elbombeo según la expresión:


Q 2,25.T.th0-h= s = 0,183 ---- ln --------

T r2.S

s= descenso medido en el tiempo t , desde el comienzo del bombeo, enel punto de medida situado a la distancia r del eje del pozo debombeo

Q= caudal de bombeo

T= transmisividad del medioS= coeficiente de almacenamiento del medio



- Con una pequeña transformación matemática se llega a la expresión:Q Q

s = 0,183 ---- log t – 0,183 ----- log t0

T T

Cálculo de T:

Basta dibujar log t (x )en papel semi-logarítmico frente a s(y) para calcular elvalor de la pendiente m

Una vez conocida m,como el caudal Q seconoce, T se calcula así

T = 0,183. Q/m

m= descenso/1 ciclo log

que representada en papelsemilogarítmico es una recta

y = m . x + n

ym= ---

x

y

x



Cálculo de S (coeficiente de almacenamiento):

- Operando matemáticamente con la expresión de Jacob-Cooper se

llega a una expresión que proporciona S:

2. MODO DE APLICACIÓN

r2.St0 = -------

2,25.T

2,25.T.t0S = ----------

r2

- Como T y r ya se conocen, para calcular t 0 basta conocer el valor delpunto en el que la recta de ajuste corta al eje X:



Cálculo de S (coeficiente de almacenamiento):

- Operando matemáticamente con la expresión de Jacob-Cooper se

llega a una expresión que proporciona S:


r2 St0 = -------

2,25 T

2,25 T t0S = ----------

r2

- Como T y r ya se conocen, para calcular t0 basta conocer el valor delpunto en el que la recta de ajuste corta al eje X.



Comportamiento hidráulico del pozo de bombeo:

- Se define mediante dos factores: Eficiencia del pozo y Pérdidas de carga.- Se determinan a partir de los descensos medidos en el propio pozo debombeo y del valor de T y S calculados mediante la interpretación deensayos de bombeo en el pozo y en puntos de observación:


1. Eficiencia (E) de un pozo:

E = (steórico / sreal).100

Sreal= descenso real medido en el pozo debombeo tras extraer agua durante untiempo t dado y a un caudal Q conocido.

Steórico= descenso que se produciría en el pozode bombeo al cabo del tiempo t debombear con el caudal Q si noexistieran pérdidas de carga.El descenso teórico se calcula así:

2,3.Q 2,25.T.t s teórico = ------- log ---------

4. T r 2 .S

2. Pérdidas de carga en el pozo de bombeo: steórico - sreal (en m)



Otras características relevantes de una captación:

- Caudal específico: caudal extraíble por unidad (m) de descensoQEsp = Qtotal extraído / stotal producido

- Descenso específico: descenso que se produce por unidad de caudalsEsp = stotal producido / Qtotal extraído


- Caudal crítico: caudal a partir delcual un pequeño incremento delmismo genera un gran aumento deldescenso.

- Caudal óptimo: caudal máximoextraíble de una captación paramantener constante la tasa dedescensos. Se identifica con el

caudal crítico, pero en realidad debeser algo inferior a éste.

C a u d a l , Q

Descenso, s

Punto críticoQop




Con esta información se desea calcular:

1. El valor de la transmisividad (T) y el coeficiente de almacenamiento (S)del acuífero utilizando la aproximación de Jacob explicada en clase.

2. La eficiencia del pozo y las pérdidas de carga en el mismo. Para ello, usarlos siguientes datos: S (coeficiente de almacenamiento) calculado en elpiezómetro; T (transmisividad): tomar el valor calculado con los datos de larecuperación del pozo; r (radio del pozo): 0,125 m; t (tiempo): 5 h (final del

primer escalón del bombeo); sr (descenso real medido al final del primerescalón de ensayo de bombeo): 5,65 m.

En un acuífero cautivo en medio detrítico se realiza un ensayo de bombeo

escalonado para evaluar las características hidráulicas del acuífero y las delpropio pozo.

- La Tabla 1 muestra los datos de descensos de nivel medidos en el propiopozo de bombeo durante el quinto escalón del ensayo, durante el cual el

caudal de bombeo fue de 47 L/seg.- La Tabla 2 muestra los descensos de nivel medidos en un piezómetro deobservación situado a 240 m del pozo de bombeo.

- La Tabla 3 muestra los descensos residuales de nivel medidos en el pozo de

bombeo tras 1395 minutos de bombeo total.

t s en pozo



3. EJEMPLO DE APLICACIÓNt sp en pozo

(min) bombeo (m)

121 14,82

122 15,66

123 16,09

124 16,28

125 16,48

127 16,71128 16,82

129 15,92

130 17,01

134 17,26

136 17,38

138 17,46

140 17,38

145 17,54

150 17,7

155 17,89

160 18

165 18,24

170 18,31

180 17,49

190 18,65

200 18,81

210 18,99

221 19,42

240 19,66

260 19,91

280 20,1

300 20,34

340 20,52

360 20,88

380 21,09

400 21,22

480 21,54

540 21,72

600 22,02660 22,29

780 22,41

840 22,58

900 22,69

960 22,76

1020 22,85

1080 22,87

1140 22,88

1200 22,9

1260 22,921320 22,93

1380 22,95

1395 22,96

tr (desde fin depresión (tb+tr )/tr

bombeo (min) res idual (m) (min)

0 22,96 -

1 2,02 1396,0

2 2,05 698,5

3 1,89 466,04 1,8 349,8

5 1,78 280,0

6 1,76 233,5

7 1,7 200,3

8 1,68 175,4

10 1,63 140,5

12 1,6 117,3

14 1,55 100,6

16 1,53 88,2

18 1,5 78,5

20 1,48 70,8

25 1,39 56,8

30 1,39 47,5

35 1,35 40,9

40 1,31 35,9

45 1,28 32,0

50 1,25 28,9

55 1,22 26,4

60 1,19 24,3

Tabla 1. Descensos en el

pozo de bombeo duranteel 5º escalón del ensayo.

Tabla 2. Descensos en elpunto de observación duranteel 5º escalón del ensayo.

Tabla 3. Descensos residuales(s’) en el pozo de bombeo tras1395 minutos de bombeo total.

t s1 en piez. 1

(min) (m)0 0

185 0,06

220 0,08

240 0,09

260 0,105

280 0,12

300 0,125

320 0,14

340 0,152

360 0,161

380 0,17

980 0,42

1065 0,45

1140 0,473

1200 0,49

Ó




10 100 1000 10000

t (min)

14.8

15.2

15.6

16

16.4

16.8

17.2

17.6

18

18.418.8

19.2

19.6

20

20.4

20.8

21.2

21.6

22

22.4

22.823.2

23.6

D e s c e n s

o s e n e l p o z o d e b

o m b e o ( m ) d u r a n t e e l q u i n t o e s c a l ó n

Δs = 23,65 - 14,8 = 8,85 m

Q 0,183.0,047 m3/seg.86400 seg/día

Tpozo = 0,183 --- = ---------------------------------------------- = 84 m2/día

Δs 8,85 m

Ó




10 100 1000 10000

t (min)

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

D e s c e n s o s e n e l p i e z ó m e t r o d e o b s e r v a c i ó n ( m )

Δs(A) = 0,36 - 0 = 0,36 m

Q 0,183.0,047 m3/seg.86400 seg/día

T(B) = 0,183 --- = ---------------------------------------------- = 991 m2/día

Δs 0,75 m

2,25.T.t0 2,25 . 991 m2/día . (270 min/1440 min/día)

S(B) = ----------- = --------------------------------------------------------- = 7,2.10-3

r 2 2402

m

t0 (A)= 130 min

t0 (B)= 270 min

A

B

Δs(B) = 0,75 - 0 = 0,75 m 0,183.0,047 m3/seg.86400 seg/día

T(B) = ---------------------------------------------- = 2064 m2/día

0,36 m

2,25 . 2064 m2/día . (130 min/1440 min/día)S(B) = --------------------------------------------------------- = 7,3.10-3

2402

m

T(A)

S(A)

3 EJEMPLO DE APLICACIÓN




1 10 100 1000

(tb + tr ) / tr

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

D e s c e n s o r e s i d u a l e n e l p o z o d e b o m b e

o ( m )

Δs = 1,57 - 0,98 = 0,59 m

Q 0,183 . 170 m3/h . 24 h/día

Tpozo 2 = 0,183 --- = ------------------------------------ = 1265 m2/día

Δs 0,59 m

3 EJEMPLO DE PLIC CIÓN




CONCLUSIONES SOBRE LAS CARACTERÍSTICASHIDROGEOLÓGICAS DEL ACUÍFERO

- Los valores de T calculados mediante los descensos en el

piezómetro de observación y la recuperación en el pozo de bombeo(descensos residuales) son del mismo orden de magnitud e indicanque la transmisividad del acuífero estudiado debe estar entre1000 y 2000 m2/día.

- El valor de T calculado con los descensos medidos en el propiopozo durante el bombeo subestima la capacidad real del acuíferopara transmitir el agua.







- El valor de T calculado con los descensos medidos en el propiopozo durante el bombeo subestima la capacidad real del acuíferopara transmitir el agua.

- El coeficiente de almacenamiento del acuífero es del orden de7,25.10-3 (0,007), valor totalmente típico para acuíferos

confinados detríticos.

3 EJEMPLO DE APLICACIÓN




EFICIENCIA DEL POZO (E) al final del primer escalón (5 horas de bombeo):

2,3.Q 2,25.T.t0 2,3 . 4060,8 m3/d 2,25 . 1265 m2/d . 0,21 d

steórico = -------- log ----------- = ------------------------- log ------------------------------

4.π.

T r2

.S 4 . 3,1416 . 1265 m2

/d (0,125)2

. 7,25 . 10-3

steórico = 3,95 m

steórico 3,95 m

E = -------- . 100 = ------------- . 100 = 70 %

sreal 5,65 m

La eficiencia no es muy buena,aunque es aceptable

PÉRDIDAS DE CARGA EN

EL POZO DE BOMBEO:steórico - sreal (en m) = 5,65 – 3,95 = 1,7 m

Si el pozo es nuevo, será conveniente evaluar denuevo su eficiencia tras un tiempo de funcionamiento,pues debería mejorar.Si es antiguo, probablemente indique un deterioro nodespreciable en la comunicación entre la entubación yel medio acuífero. Posiblemente la eficiencia empeoreaún más.

Documents

INTERPRETACIÓN DE UN ENSAYO DE BOMBEO EN UN ACUÍFERO CAUTIVO EN RÉGIMEN VARIABLEa