Q excesos = min río −
DIQUE TOMA Y CAPTACION POR MEDIO DE VERTEDERO Y CAJILLA LATERAL
5.4 CAPTACIONES SUBTERRÁNEAS
5.4.1 AGUAS SUBTERRÁNEAS 1 Concepto de Acuífero
Un acuífero puede definirse como una formación geológica que puede almacenar significativas cantidades de agua actuando con depósito y reserva de agua subterránea.
Los acuíferos que cumplen más con esta definición son aquellos constituidos por rocas no consolidadas, tales como gravas y arenas, que por otra parte, representan el mayor número de las formaciones en explotación.
La mayoría de los acuíferos conforman grandes extensiones cuya alimentación puede ser natural por el aporte de aguas pluviales, corrientes superficiales, lagos y embalses o bien artificial por la contribución proveniente de agua en exceso de irrigación, pérdidas en canales, etc.
Dentro del acuífero el agua escurre por gravedad desde las zonas de recarga hacia las de descarga como son ríos, lagos, embalses, mar o bien sobre la superficie de la tierra dando origen a los manantiales. La mayor descarga artificial se produce por las extracciones que realiza el hombre mediante la explotación de pozos.
Generalmente el volumen de agua removida o recargada representa una pequeña fracción de la capacidad total del almacenamiento subterráneo.
Los acuíferos se clasifican en dos grandes grupos : a Acuíferos libres
b. Acuíferos confinados
Un acuífero libre es aquel que está a la presión atmosférica y escurre libremente. Su nivel líquido sirve como límite superior de la zona de saturación, que como su nombre lo indica, presenta todos los intersticios del terreno ocupado por agua, a diferencia de la zona superior llamada de áereación que llega hasta la superficie del terreno en donde los espacios vacíos están ocupados parcialmente por agua y aire. Este acuífero libre se encuentra, entre la superficie del terreno y un estrato impermeable. Un pozo construido en un acuífero de esta naturaleza se denomina pozo freático y el nivel del agua dentro de este pozo coincide con el nivel del agua del acuífero en este punto.
Los acuíferos confinados son conocidos comúnmente como artesianos. No corren libremente y están contenidos entre dos estratos impermeables, por lo que están sujetos a una presión mayor que la atmosférica.
Si se construye un acuífero de este tipo, el nivel del agua se elevará sobre el lecho confinado. En este caso se tendrá un pozo artesiano. Si el pozo se construye en un terreno que quede abajo del nivel piezométrico, se origina un pozo artesiano surgente.
Un acuífero confinado se transforma en acuífero libre cuando la superficie piezométrica cae por debajo de la superficie superior del lecho confinado. También es común que exista un acuífero confinado por debajo de un acuífero libre (Figura 5.39).
Figura 5.39 Aguas subterráneas 5.4.1.2 Estudios Previos
El diseñador debe realizar todos los estudios previos que garanticen un conocimiento pleno de las características de la zona de captación, la geología, la geotecnia, la topografía, la hidrología, la hidrogeología y la calidad del agua en la zona de captación. Los estudios previos y su alcance son: Concepción del proyecto
Para justificar el uso de una fuente subterránea de agua, el diseñador debe presentar todas las alternativas técnico-económicas con el fin de escoger la más factible desde el punto de vista de costo mínimo. La selección debe hacerse teniendo en cuenta la calidad del agua en la fuente subterránea y las características que permitan una construcción económica de la obra de aprovechamiento.
Aspectos generales de la zona
En el caso de una fuente subterránea, el diseñador debe conocer o hacer un inventario y análisis de todos los pozos existentes en la zona, que incluya la ubicación, el rendimiento, las variaciones de nivel y el abatimiento del nivel freático. También debe conocer la litología y la calidad de agua en el subsuelo.
Estudios topográficos
El diseñador debe tener un plano topográfico a escala adecuada con la localización de las obras de los pozos existentes y el registro de los niveles de drenajes actuales y los niveles piezométricos.
Condiciones geológicas
El diseñador debe obtener la información fotogeológica, los estudios paleográficos, la delimitación de fallas, y los sondeos correspondientes a la zona del proyecto. Debe seguirse lo establecido en la norma AWWA A-100, sección 2 para las investigaciones geológicas.
HIDRAULICA PENDIENTE ACUIFERO FREATICO NIVEL POZO ARTESIANO (AGUA S A RTESI AN AS) AC UIFER O C ON FINAD O (ORIGEN DE LAS AGUAS
IMPERMEABLE ESTRATO AREA DE RECARGA SURGENTE POZO FREATICAS) POZO SOMERO O EXCAVADO
IMPERMEABLE ESTRATO (AGUAS LIBRE POZO FREATICO
Estudios hidrológicos
El diseñador debe hacer un balance hídrico de aguas subterráneas. Debe obtenerse toda la información referente a los niveles freáticos en la zona de la fuente subterránea.
Estudios hidrogeológicos
El diseñador debe desarrollar estudios hidrogeológicos que contengan la información básica geofísica y geológica de los acuíferos, características hidráulicas y la calidad del agua.
En cuanto a la determinación de la conductividad hidráulica y la retención de agua, estas deben realizarse según la norma técnica NTC 3957 (ISO 11275).
Los estudios hidrogeológicos de la cuenca deben contener la siguiente información: formaciones geológicas, características y propiedades físicas de los acuíferos, estimación de la descarga y recarga de la cuenca, nivel de las aguas freáticas, calidad del agua (características físicas, organolépticas, químicas y bacteriológicas), posibles fuentes de contaminación, inventario y análisis de los pozos existentes de la zona de fuente que incluya la ubicación, el rendimiento, las variaciones de nivel y el abatimiento durante el bombeo de las aguas subterráneas.
Los estudios hidrogeológicos, para los niveles de complejidad alto medio alto, deben contener también un estudio geoeléctrico que incluya por lo menos un sondeo por cada dos kilómetros cuadrados. El método de cálculo puede ser el de Schlumberger. En caso de que el diseñador lo considere necesario, deben hacerse perforaciones de prueba.
5.4.1.3 Características de la fuente Calidad del agua
El diseñador debe hacer un análisis de la calidad del agua en los diferentes ambientes de depósitos subterráneos. Debe asegurarse de que exista un perímetro de seguridad sanitario alrededor de la zona de la fuente subterránea dentro del cual no se permitan actividades que produzcan infiltración de contaminantes en el acuífero. Los programas para determinar la calidad del agua pueden hacerse de acuerdo a la norma técnica GTC 30.
Muestreos
Deben hacerse pruebas para conocer las condiciones en que se encuentra el agua del acuífero mediante pozos piezométricos. Este tipo de ensayos debe ser constante durante toda la vida útil de la fuente.
Las programas de muestreo deben cumplir con las normas técnicas NTC ISO 5667-1 y NTC ISO 5667-2. Los muestreos del agua subterránea deben realizarse según la norma técnica NTC ISO 5667-3 y NTC ISO 5667-11.
Capacidad de la fuente subterránea
La capacidad de la fuente subterránea debe ser igual al caudal máximo diario cuando se tenga almacenamiento, y al consumo máximo horario cuando no se tenga almacenamiento. En ambos casos deben incluirse las pérdidas que ocurran en el sistema de acueducto.
Rendimiento y niveles del acuífero
El nivel dinámico fijado por el diseñador no debe ser inferior al nivel de saturación más alto captado, respetándose un cierto nivel mínimo de seguridad para el caudal máximo de explotación. Recarga artificial
Si la fuente de agua para el sistema de acueducto incluye las aguas subterráneas, debe hacerse un estudio para establecer la viabilidad de la recarga artificial del acuífero durante las épocas de invierno.
Cuando se haya asegurado que la infiltración natural no alcanza a cubrir las necesidades de infiltración del proyecto, el diseñador debe estudiar la posibilidad de inyección de agua a través de pozos, galerías de infiltración y/o embalses de infiltración,.
Protección de las fuentes
Debe asegurarse un perímetro sanitario alrededor de cada uno de los pozos de explotación de la fuente subterránea, con el fin de garantizar la no contaminación de las aguas subterráneas.
5.4.2 HIDRÁULICA DE LOS POZOS