En esta presentacion basicamente trata de tres metodos de analisis de la interaccion entre aguas subterraneas y lagunas, mediante monitoreo de pozos, piezometros portatiles y medicion de la infiltracion

1. Análisis de Interacción
entre Aguas Subterráneas y
Lagunas

2. Introducción
Existen 3 métodos para el análisis de la
interacción entre aguas subterráneas y
lagunas:
1. Monitoreo de pozos
2. Piezómetros Portátiles
3. Medición de la Infiltración

3. Monitoreo de Pozos
Es la medición combinada de la carga hidráulica de los
pozos cercanos al cuerpo de agua superficial y el nivel
de este último. Como resultado obtenemos el gradiente
hidráulico.
Existen 2 enfoques de este método:
• Aproximación por segmentos
• Aproximación con redes de flujo
La conductividad hidráulica (K), también necesaria para
el cálculo del flujo, se puede obtener de ‘slug tests’
realizados en los mismo pozos que se realizaron las
mediciones de carga hidráulica.

4. Monitoreo de Pozos
Aproximación por Segmentos
La ribera de una laguna es
dividida en segmentos, el
número de ellos dependen de la
locación y el número de pozos
cercanos. Cada segmento de la
ribera está asociado un pozo,
conductividad hidráulica, y
gradiente hidráulico que serán
aplicados a todo el segmento.
La longitud de cada segmento
multiplicado por la altura
efectiva del acuífero,
corresponderá al área por el
que el flujo de agua entra o
sale de la laguna.

5. Monitoreo de Pozos
Aproximación por Segmentos
La ecuación de Darcy se aplica para calcular el flujo que
transcurre por el plano vertical asociado a cada
segmento.
(h1 – h2)
Q=K*A*
L
Q: Flujo entre laguna y agua subterránea
K: Conductividad Hidráulica
A: Plano transversal producto de la línea de
ribera, m, y la altura efectiva del acuífero,
b.
h1: Carga hidráulica en el pozo
h2: Altura de agua de la laguna
L: Distancia del pozo a la laguna

6. Monitoreo de pozos
Aproximación por Segmentos
Asunciones para el método:
1. Toda el agua intercambiada con la laguna,
atraviesa un plano vertical ubicado en la línea de
ribera ‘m’, que se extiende una profundidad ‘b’.
Flujos por debajo de ‘b’ no realizan intercambio
con la laguna.
2. La dirección del flujo es perpendicular a la línea
de ribera.
3. El gradiente hidráulico entre el pozo y la laguna
es uniforme.
4. El acuífero es homogéneo e isotrópico en cada
segmento.

7. Monitoreo de Pozos
Aproximación por Segmentos
Aunque la ecuación de Darcy es
comúnmente usada para calcular el
flujo entre aguas subterráneas y
superficiales, el supuesto de
profundidad constante, b, no se
cumple en las inmediaciones de la
laguna, donde el nivel freático se
empina.
Bajo estas condiciones es más
apropiado utilizar la ecuación de
Depuit que permite el aumento de la
pendiente:
(h12 – h22)
Q=K*m*
2L
h1: nivel del acuífero en el pozo
h2: nivel del acuífero en el borde
de la laguna

8. Monitoreo de Pozos
Aproximación por Segmentos
Supuestos de la Ley de Depuit:
1. Los sedimentos son homogéneos e isotrópicos
2. El flujo del acuífero es paralelo a la pendiente
del nivel freático.
3. Para pequeñas pendientes las líneas de flujo
son horizontales.

9. Monitoreo de Pozos
Aproximación por Segmentos
Aunque la ecuación de Depuit es más apropiada para las condiciones descritas, el
error obtenido de utilizar la ecuación de Darcy es relativamente pequeño, con
respecto a la incertidumbre de la determinación de la conductividad hidráulica (K).
Los errores son pequeños, aún para
grandes gradiente:
Por ejemplo, para una gradiente de
0.1 y los siguientes valores para un
segmento de 1 metro:
h1 = 60 m, h2 = 50 m, L = 100 m, K
= 100 m/d
Flujo de Depuit = 55 m3/d
Flujo de Darcy = 50 m3/d

10. Monitoreo de Pozos
Aproximación por Segmentos
Ejemplo del método, utilizando la ecuación de Darcy:
Conclusión:
• Flujo de entrada a la Laguna = 29104 m3/d
• Flujo de salida de la Laguna = 29447 m3/d

11. Monitoreo de Pozos
Aproximación con Redes de Flujo
Es un método gráfico que calcula el flujo neto en condiciones
laminares, continuas, en un plano bidimensional. Utiliza la
ecuación de Darcy y la distribución de las líneas de flujo que son
generadas con software.
Las redes de flujo, consisten en líneas equipotenciales y las líneas
de flujo, ambas perpendiculares entre sí. Un número suficiente de
líneas de flujo son dibujados para formar ‘cuadrados’.
Las áreas entre las líneas de flujo se les llama ‘streamtubes’.
Los intervalos entre las líneas equipotenciales se les llama ‘head
drops’

12. Monitoreo de Pozos
Aproximación con Redes de Flujo
Una vez construida nuestras redes de flujo, se aplica la
siguiente forma de la ecuación de Darcy, para aproximar
el flujo que sale o entra de la laguna.
M∗K∗b∗H
Q=
n
M = número de ‘streamtubes’ a través de la red de flujo
H = ‘head drop’ total a través del área de interés
n = número de ‘head drops’ equipotenciales en el área
de interés.

13. Monitoreo de Pozos
Aproximación con Redes de Flujo
A continuación se presenta un ejemplo de
aplicación de este método.
Las líneas equipotenciales representan
intervalos de carga hidráulica de 10 metros y el
flujo total de intercambio con la laguna se da a
través de 7 ‘streamtubes’. Usando los valores de
K=20, b=30, M=7, H=35, n=3.5.
Resulta un flujo de entrada, Q = 42000 m3/d.
Y un flujo de salida, Q = 42000 m3/d.
Estos resultados se diferencian notablemente
con los obtenidos en la aproximación por
segmentos. Por lo que se puede inferir que el
método de los segmentos puede tener errores si
los segmentos no tienen características
uniformes.

14. Piezómetros Portátiles
También llamados Potenciomanómetros
hidráulicos, son unos dispositivos que constan de
una sonda conectada a un manómetro. El
manómetro provee una comparación entre el nivel
de agua de la laguna y la carga hidráulica debajo
del cuerpo de agua, a la profundidad que la
pantalla del final de la sonda se coloque.
La diferencia de los 2 valores nos permiten
conocer la gradiente hidráulica.
Llevando la sonda a diferentes profundidades,
podemos obtener información de la variabilidad de
gradiente vertical con la profundidad. Cuando el
dispositivo está conectado a un medidor de
infiltración, se puede tener información de la
conductividad hidráulica (K) de los sedimentos.
Es un dispositivo útil para determinar rápidamente
la dirección y magnitud del flujo en lagunas y
humedales.

15. Piezómetros Portátiles
El diseño original de los potenciomanómetros
consiste de dos tubos de acero anidados. El
tubo interior contiene adherido una pantalla.
El tubo exterior sirve de cobertura y protege
la pantalla. Una vez sumergida la sonda a la
profundidad deseada, debajo de la interfase
agua-sedimentos, el tubo exterior se abre
para dejar la pantalla expuesta.
Para mejorar las mediciones de diferencias
en la carga hidráulica, aplicando vacío en la
parte superior del manómetro, el agua es
empujada hacia los tubos conectados,
cuando el agua esta libre de burbujas y el
menisco es visible, la diferencia entre ambos
meniscos corresponde a la diferencia de
carga hidráulica.
El dispositivo funciona bien en arenas finas y
materiales gruesos, pero se hace dificil
empujar el agua por la pantalla en
sedimentos con contenido de limo, arcillas y
depósitos orgánicos.

16. Medición de la Infiltración
• Un medidor de la infiltración es el dispositivo comúnmente usado para la
medición de flujo de agua a través de la interfase agua-sedimentos.
• Las primeras versiones de este dispositivo eran costosas y difíciles de manejar, y
estaban diseñadas para medir pérdidas en canales de irrigación.
• Lee (1977) desarrolla una nueva versión, de bajo costo, que consiste de un
recipiente abierto de 208 litros que tiene adherido una bolsa que contiene un
volumen de agua conocido.

17. Medición de la Infiltración
• El recipiente es sumergido en el cuerpo de agua y es colocado en el sedimento
para contener la infiltración que cruza la interfase sedimento-agua.
• El cambio del volumen de agua contenido en la bolsa durante el tiempo de
medición, corresponde a la tasa de infiltración por la capa cubierta por el
recipiente. Este flujo puede ser expresado como una velocidad de infiltración al
dividir por el área correspondiente.

18. Medición de la Infiltración
Cuando las mediciones se hacen en aguas poco profundas, se
adiciona a la instalación un tubo vertical de venteo, que permite
que las burbujas de aire no obstruyan el flujo de entrada a la
bolsa.

19. Gracias por su interés en este
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