Drenaje, en vías de transporte, obras de infraestructura en general, diseño, Ingeniería Civil, Ciclo IX UAP Marzo 2014, principios del flujo del agua subterránea

1. DRENAJE
ING JORGE FARAH BERRIOS MANZUR
TACNA, MARZO 2014

2. DEFINICIÓN
 LA PALABRA DRENAJE, EN GENERAL
SIGNIFICA DESCARGA O REMOCIÓN DE
LOS EXCESOS DE AGUA

3. DEFINICIÓN
 DRENAJE PARA VIAS TERRESTRES ES LA
METODOLOGÍA DE CONTROL DE LAS
AGUAS QUE LLEGAN A LA VÍA Y LA
AFECTAN POR ESCURRIMIENTO
SUPERFICIAL, INDEPENDIENTEMENTE DE
QUE DICHAS AGUAS HAYAN CAIDO
SOBRE O FUERA DE LA VÍA TERRESTRE
PROPIAMENTE DICHA

4. TIPOS DE DRENAJE
 DRENAJE NATURAL
◦ CUANDO EL TERRENO TIENE CAPACIDAD PARA
ELIMINAR LOS SOBRANTES DE AGUA, SOBRE
O DENTRO DEL SUELO, NO IMPORTANDO LA
CUANTÍA DE LA FUENTE (LLUVIA,SOBRE
RIEGO), DEBIDO A SER SUELOS PERMEABLES
PROFUNDOS O A SU POSICIÓN TOPOGRÁFICA

5. TIPOS DE DRENAJE
 DRENAJE ARTIFICIAL
◦ CUANDO PARA LA EVACUACIÓN DE LOS
EXCESOS DEL AGUA INTERVIENE LA MANO
DEL HOMBRE.
◦ DRENES ABIERTOS (ZANJAS ABIERTAS)
◦ DRENES CERRADOS (TUBERÍAS ENTERRADAS)

6. TIPOS DE DRENAJE

7. TIPOS DE DRENAJE EN VÍAS
TERRESTRES
 LAS ESTRUCTURAS DE DRENAJE MÁS
ESPECTACULARES DE UNA VÍA
TERRESTRE SON LOS PUENTES Y LAS
ALCANTARILLAS RESPONSABLES
PRINCIPALES DEL DRENAJE
TRANSVERSAL, DEL PASO DE GRANDES
MASAS DE AGUA, RÍOS,ETC A TRAVÉS DE
LA OBRA EN UNA DIRECCIÓN MAS O
MENOS PERPENDICULAR A ELLA

8. ALCANTARILLA

9. OBRAS COMPLEMENTARIAS DE
DRENAJE
 EL BOMBEO
 LAS GUARNICIONES
 LOS BORDILLOS
 LOS LAVADEROS
 LAS BAJADAS
 LAS BERMAS
 EL USO APROPIADO DE VEGETACIÓN
 LOS BORDOS
 LAS CUNETAS
 LAS CONTRACUNETAS
 LOS CANALES INTERCEPTORES

10. PRINCIPIOS DEL FLUJO DEL
AGUA SUBTERRÁNEA
 SUPERFICIE FREÁTICA
◦ CUANDO SE PERFORA UN POZO A SUFICIENTE
PROFUNDIDAD, SE HALLARÁ LUEGO DE UN
CIERTO TIEMPO AGUA, LA CUAL SUBIRÁ
HASTA CIERTO NIVEL. ESTE NIVEL DE
EQUILIBRIO DONDE LA PRESIÓN
HIDROSTÁTICA EN EL AGUA , IGUALA A LA
PRESIÓN ATMOSFÉRICA ES EL NIVEL
FREÁTICO, SUPERFICIE LIBRE DE AGUA, TABLA
DE AGUA O CAPA FREÁTICA

12.  ENTONCES LA SUPERFICIE FREÁTICA
REPRESENTA EL LUGAR GEOMÉTRICO DE
LOS PUNTOS DE LA MASA DE AGUA,
DONDE LA PRESIÓN ES IGUAL A LA
PRESIÓN ATMOSFÉRICA
 P(nf) = P(atmósfera)
 Presión de Poro

13. PROPIEDAD DE LA CAPILARIDAD
EN AGUA SUBTERRÁNEA
 UNA CIERTA REGIÓN POR ENCIMA DE LA
CAPA FREÁTICA, POR ACCIÓN CAPILAR
SE MANTENDRÁ FRECUENTEMENTE CON
LOS POROS LLENOS DE AGUA, ESTA
REGIÓN SE LA LLAMADA ORLA Ó FRANJA
CAPILAR

14. PERFIL DE HUMEDAD EN EL SUELO

16. DIAGRAMA DE PRESIONES EN EL
PERFIL

17. CLASIFICACIÓN DE LOS
ACUÍFEROS
 COMO ACUÍFERO SE ENTIENDE LA PARTE
SATURADA DEL PERFIL DEL SUELO, Y
QUE TIENE LA FACILIDAD DE ALMACENAR
Y TRANSMITIR EL AGUA
 EL PERFIL DEL SUELO ESTÁ FORMADO
POR SEDIMENTOS NO CONSOLIDADOS O
DÉBILMENTE CONSOLIDADOS,
DEPOSITADOS HORIZONTALMENTE O
SIMPLEMENTE ESTRUCTURADOS, EN
CAPAS MEJOR O PEOR DEFINIDAS

18. CLASIFICACIÓN DE LOS
ACUÍFEROS
 UNA CARACTERÍSTICA COMÚN DE ESTAS
CAPAS, ES LA DE SER DE POCO ESPESOR
EN RELACIÓN CON SU EXTENSIÓN
HORIZONTAL.
 CON FINES HIDROGEOLÓGICOS ESTAS
CAPAS, SE CLASIFICAN EN:

21.  ACUÍFERO LIBRE
◦ LLAMADO TAMBIÉN ACUÍFERO FREÁTICO, ES UNA
FORMACIÓN PERMEABLE SATURADA, LIMITADA EN
SU PARTE INFERIOR POR UNA CAPA IMPERMEABLE.
EL LÍMITE SUPERIOR ES EL NIVEL FREÁTICO QUE
SE ENCUENTRA EN EQUILIBRIO CON LA PRESIÓN
ATMOSFÉRICA. EL AGUA EN UN ACUÍFERO LIBRE
SE LLAMA AGUA FREÁTICA O LIBRE
◦ EL VALOR DE K’ DE LA ZONA NO SATURADA ES
POTENCIALMENTE IGUAL A K DE LA ZONA
SATURADA

22. ACUÍFERO LIBRE

23.  ACUÍFERO CONFINADO
◦ ES UNA FORMACIÓN PERMEABLE
COMPLETAMENTE SATURADA DE AGUA, Y
CUYOS LÍMITES SUPERIOR E INFERIOR SON
CAPAS IMPERMEABLES.
◦ LA PRESIÓN DEL AGUA ES MAYOR QUE LA
ATMOSFERICA.
◦ EL AGUA SE DENOMINA AGUA CONFINADA O
ARTESIANA
◦ EL VALOR DE K’ ES NULO EN RELACIÓN CON K

24. ACUÍFERO CONFINADO

26. SECCIÓN TRANSVERSAL DE UN
SISTEMA DE ACUÍFEROS

27. FLUJO VERTICAL EN UN ACUÍFERO
SEMICONFINADO

30.  PARÁMETROS HIDROGEOLÓGICOS

31. CONDUCTIVIDAD HIDRÁULICA (K)

32. TRANSMISIVIDAD (T)

33. POROSIDAD (n)

34. POROSIDAD(n)

35. POROSIDAD DRENABLE (S)

36. POROSIDAD DRENABLE (S)

37. RETENCIÓN ESPECÍFICA(Sr)

38. RELACIÓN (n),(S),(Sr)

39. Resistencia hidráulica o
resistencia vertical (C)
 Es la resistencia que se opone al flujo
vertical, es una propiedad específica de
los acuiferos semiconfinados, es también
llamada la recíproca del factor fuga o
drenancia.
 Se define como la relación del espesor
saturado de la capa D’ y la conductividad
hidráulica vertical de la misma K’v

40.  Caracteriza la resistencia de la capa
semiconfinante o la fuga o drenancia
hacia arriba o hacia abajo desde el
acuífero o hacia el acuífero
 Dimensionalmente tiene la concepción de
tiempo, y generalmente se expresa en
días. En el caso extremo de que el
acuífero o hacia el acuífero es confinado,

41. Resistencia hidráulica para el caso
de un acuífero semiconfinado
doble

47. Movimiento del agua a través del
suelo

50. Trabajo realizado por unidad
de peso

60. Ejemplos

164. ESTUDIOS NECESARIOS PARA EL
DRENAJE

201. PRESENTACIÓN DE LA INFORMACIÓN