Este documento trata sobre hidrología subterránea. Explica definiciones básicas como acuíferos, acuitardos y acuicludos. Describe el flujo del agua subterránea a través de la ley de Darcy y conceptos como nivel piezométrico, superficie piezométrica e isopiezas. También cubre temas como porosidad, permeabilidad, interacción río-acuífero, intrusión marina, protección y vulnerabilidad de acuíferos e impactos de ob

1. Hidrologia Subterránea
Hidrología Subterránea
Jesus Carrera
Arquitectura del Paisaje
• Definiciones básicas
• Flujo del agua subterránea.
• Ley de Darcy
• Características
• Protección de las aguas subterráneas
• Recarga artificial
• Humedales

2. Hidrologia Subterránea
AGUAS SUBTERRÁNEAS:
DEFINICIONES BÁSICAS

3. Hidrologia Subterránea
ACUÍFEROS Y ACUITARDOS
• ACUÍFERO: Formación geológica que
contiene agua y la transmite
(permeabilidad alta)
• ACUITARDO: Formación geológica que
contiene agua pero apenas la transmite
(permeabilidad baja)
• ACUICLUDO: Contiene agua que no
fluye (perm. muy baja)

4. Hidrologia Subterránea
• ACUÍFERO CONFINADO
• ACUÍFERO LIBRE

5. Hidrologia Subterránea
EN UN ACUÍFERO NORMAL
• Movimiento muy lento (pocos m/día). Bueno y
malo a la vez
• Gran tiempo de renovación. Bueno y malo a la
vez
• Perturbación amortiguada y con retraso
• Muy heterogeneos
Captación Transmite Almacena
Acuífero
Acuitardo
Acuícludo
SI SI SI
SI
SI
POCO???
NO NO

6. Hidrologia Subterránea
NIVEL PIEZOMÉTRICO
Es la variable de estado en temas de hidráulica
(como la temperatura en temas de calor)
Es la energía por unidad de peso del agua
Bernouilli:
Veloc. del agua subterránea V: desde
a
si
( es muy pequeño)
Nivel piezométrico
- Se mide en metros respecto al nivel de
referencia (mar)
- Es el nivel del agua en los pozos
2
2
= + +
γ
p v
h z
g
1
mm
siglo
10
dia
m
4 2 2 22
4 9
2 2
(10 ) /
10 10 0.5 10
dia 2 2.9.8 /
−
− −
= ≈ = =
m sm m v
v m
s g m s
2
2
v
g
= +
γ
P
h z

7. Hidrologia Subterránea
SUPERFICIE PIEZOMÉTRICA
Es la representación de la distribución espacial de
niveles
Superfície piezométrica: la indicada por los
niveles. En acuíferos libres coincide con la
freática
Isopiezas: curvas de igual nivel piezométrico
2015
10
0 5 km N
Superficie
piezométrica
A
A’
A’A SECCIÓN A-A’
20
10
Línea de Flujo: Indica
la dirección del flujo de
agua. Es perpendicular
a las isopiezas
Isopiezas

8. Hidrologia Subterránea
Representación de la evolución temporal de los
niveles en un pozo
HIDROGRAMA

9. Hidrologia Subterránea
POROSIDAD Y PEMEABILIDAD
POROSIDAD (Ø)
Volumen de poros dividido entre volumen total
PERMEABILIDAD (conductividad
hidráulica) (K)
Facilidad con que el agua se mueve a través de
un medio poroso
No confundirlas
La porosidad es grande si la proporsión de
poros es grande
La permeabilidad es grande si los poros son
grandes y están bien conectados

10. Hidrologia Subterránea
L
∆h = h1 – h2Q
Q
h1
h2
Plano de
referencia
horizontal
h1
h2
K= caudal de agua por unidad de superfície /
pérdida de nivel por unidad de longitud
grad h= gradiente de h =
q flujo (velocidad de Darcy): Caudal por unidad
de superficie
La velocidad del agua es
LEY DE DARCY
= −q K grad h
=q Q A
=
φ
q
v
1 2−
=
h h
grad h
L

11. Hidrologia Subterránea
EJEMPLO
Si la porosidad es 0.2, la velocidad media del agua
será
10 2
0.08 8%
100
grad h
−
=− = =
10 0.08 0.8 /= − = =q k grad h x m d
2 3
. 0.8 6 4.8 /
m
Q q A x m m d
d
= = =
0.8 /
4 /
0.2
q m d
v m d
φ
= = =

12. Hidrologia Subterránea
La transmisividad se mide mediante
ensayos de bombeo
Al bombear baja el nivel. De la velocidad
con que baja, se deducen transmisividad y
coeficiente de almacenamiento.
Medida del
caudal
Generador eléctrico
Cable
Medida del nivel
Bomba eléctrica sumergible
Pozo de bombeo Pozo de observación
Tubería de
impulsión

13. Hidrologia Subterránea
ELEMENTOS DE UN ESTUDIO
HIDROGEOLÓGICO
•CARTOGRAFÍA GEOLÓGICA
•INVENTARIO DE PUNTOS DE AGUA
•MAPAS DE USOS DEL SUELO
•ESTUDIOS METEOROLÓGICOS
•PIEZOMETRÍA
•PARÁMETROS HIDRÁULICOS
•CALIDAD DEL AGUA
•SINTÉSIS (MODELO)
La mayoría de estos elementos están
disponibles en la mayoría de los sitios
consultar!

14. Hidrologia Subterránea
UTILIZACIÓN DE AGUAS SUBT.
PARA SUMINISTRO
PREMISAS BÁSICAS
-A mayor o menor profundidad, siempre hay
agua subterránea rellenando poros y fisuras
-A veces, medios poco permeables, es difícil
extraer este agua.
PRODUCCIONES TÍPICAS
Pozos muy buenos ~ 100 l/seg 8 x 106 l/día
(consumo de una ciudad de 40000 habitantes)
Pozos pobres ~ 0.1 l/seg 800 l/día
(suficiente para 4 personas

15. Hidrologia Subterránea
COSTES
- Excavación ~ 20000 pts/m
- Equipo (muy variable 50000 a 1 Mpts)
- Mantenimiento
VENTAJAS
- Calidad constante (generalmente buena)
- Barato
INCONVENIENTES
- Impactable

16. Hidrologia Subterránea
Formas de interacción
Río-Acuífero
1)Río ganador
hacuífero> hrío
Condiciones naturales habituales
hacuífero
hrío
hacuífero
Vista en planta
Isopiezas
q variable
Río
Zona hiporreica
Sensible a avenidas
Importancia ecológica
Bosque de
ribera
floreciente

17. Hidrologia Subterránea
Vista en planta
Isopiezas
q variable
Río
2) Río perdedor, pero conectado
hacuífero< hrío
Condiciones influidas por bombeo
hacuífero
hrío
Zona hiporreica
Se colmata más
Más sensible a
avenidas
hacuífero
Bosque de ribera
estresado

18. Hidrologia Subterránea
hacuífero
hrío
Vista en planta
Isopiezas
q poco sensible a
traza del río
q controlado por
lecho, se
concentra en
avenidas
Río
Bosque de ribera
extinguido
3) Río perdedor, pero desconectado
(colgado)
hacuífero<< hrío
típicamente hacuífero< hrío – 2 ancho
Condiciones influidas por bombeo intenso

19. Hidrologia Subterránea
INTRUSIÓN MARINA
Sección
Planta
Para que el mar no penetre indefinidamente hacia aguas
adentro es necesario que haya una cierta salida de agua
dulce. La posición del pie es muy sensible a Q.

20. Hidrologia Subterránea
PROTECCIÓN Y VULNERABILIDAD
DE ACUÍFEROS.
Recuperación de acuíferos muy cara
Abandono de acuíferos
Recurso:
- Latente - Insust.
Protección:
- Limitación de actividades en:
- Zonas delicadas… (recarga…)
- Zonas de protección…(entorno de pozos)
- Seguimiento y control
- Vulnerabilidad (mapas de orientación al vertido de residuos,
IGME)
Marco legal:
Ley de aguas (BOE 8-8-85)
Reglamentos R.D. 840/1986 (BOE 30-4-86)
R.D. 927/1988 (BOE’s 31-8 y 29-9-88)

21. Hidrologia Subterránea
IMPACTO DE LAS OBRAS
PÚBLICAS SOBRE LA CANTIDAD
OBSTRUCCIONES
EFECTOS
1. Inundación de bajos
2. Salinización por evaporación
3. Encharcamiento
4. Rebajamiento del N.F. aguas abajo

22. Hidrologia Subterránea
IMPACTO DE GRANDES
EXPLOTACIONES
1. Secado zonas húmedas
2. Avance intrusión marina
3. Contaminación suministro
4. Secado de pozos existentes

23. Hidrologia Subterránea
IMPACTOS SOBRE LA
CANTIDAD: DRENAJES
EFECTOS
1. Salinización de pozos
2. Secado de marismas y zonas húmedas
3. Secado de pozos
4. Secado de manantiales
5. Subsidencia
6. Secado de freatofitas

24. Hidrologia Subterránea
IMPACTO DE LAS OBRAS
PÚBLICAS SOBRE LA CALIDAD
ASPECTOS COMUNES
EXCAVACIONES
- Aumentan vulnerabilidad del acuífero:
- Eliminan suelo
- Acercan N.F. a la superficie
- Zonas preferentes de vertidos:
- Prod. Industriales tóxicos …!!
- Basuras
- Lixiviado salino
- Aguas duras
- Medio reductor Fe y Mn….
- SH2, NH3, CH4
RELLENOS
- Algunos materiales inertes (p.ej. yeso)
Favorecen la disolución de productos tóxicos
- Algunos productos (p. ej. boratos) son
tóxicos en muy bajas concentraciones

25. Hidrologia Subterránea
IMPACTO DE OBRAS VARIAS
Durante construcción:
- Los comunes a otras obras públicas
- Drenaje
- Excavación
- Rellenos
- Etc
Durante operación:
1. En grandes superficies asfaltadas reducción
de la recarga
2. Debajo de las grandes superficies
(especialmente si hay materia orgánica) se
genera ambiente reductor disolución metales
3. Zonas preferentes de vertidos ilegales /
Gasolineras – pérdidas de gasolina
4. Recarga de materia orgánica (aceite, caucho…),
especialmente nocivo si después el agua se clora
/ En zonas muy frías (empleo de sal contra el
hielo): recarga de ClNa.

26. Hidrologia Subterránea
OBRAS HIDRÁULICAS. REGADÍO
1. Elevación del nivel freático probs.
Asociados
2. Infiltración de aguas de calidad distinta a
la del acuífero
- Movilización contaminante
- Mineralización ….
3. Infiltración excesos de riego
– Salinización
– Pesticidas
– Elev. Nivel freat.
– Nitratos
– Mineralización
4. Descensos de nivel freático, con los
problemas asociados, por drenajes y/o
bombeos.

27. Hidrologia Subterránea
OBRAS SANITARIAS.
VERTEDEROS
Es una de las principales causas de contaminación en todo
el mundo

28. Hidrologia Subterránea
Contaminantes: tipos
• Metales pesados
• Contaminantes orgánicos
DQO: Dem. química oxígeno
COD: Carbono, org. Disuelto
AOC: Carbono orgánico “asimilable”
Elementos traza (asoc)
• Cont. Biológica (microorganismos (bacterias y
virus))
• Elementos “mayoritarios” (se detectan por
caract. organolépticas)

29. Hidrologia Subterránea
OBRAS SANITARIAS. COLECTORES

30. Hidrologia Subterránea
RESTAURACIÓN DE ACUÍFEROS
• Suprimir causas y dejar la recuperación a
mecanismos naturales
• Eliminar contaminante con pozos, zanjas,
drenes
• Dilución por recarga
• Barreras:
– Hidráulicas
– Impermeables
• Extracción - tratamiento – inyección
• Fijación de contaminantes de forma química
• Excavación de zonas contaminadas
LENTO Y/O CARO