Hidrología Subterránea
La hidrología subterránea estudia el agua bajo la superficie terrestre, cómo se almacena en los acuíferos, cómo fluye a través de rocas porosas y fracturadas bajo la ley de Darcy, y cómo se extrae y contamina.
Definition
La hidrología subterránea (hidrogeología) es el estudio de la ocurrencia, el movimiento y la calidad del agua en la zona saturada debajo de la superficie terrestre, regida por la ley de Darcy y las propiedades de almacenamiento y transmisión de los materiales geológicos.
Scope
Esta área abarca las propiedades de los acuíferos y la ley de flujo en medios porosos que rige el agua subsuperficial, el análisis de los sistemas de flujo de agua subterránea y su recarga, la hidráulica de los pozos de bombeo y el transporte de contaminantes disueltos. Aborda el subsuelo saturado como un dominio de flujo, complementando la hidrología de aguas superficiales y la partición agua-suelo tratada en el área del ciclo hidrológico.
Sub-topics
Core questions
- ¿Qué es un acuífero y cómo describen la ley de Darcy y la conductividad hidráulica el flujo a través de él?
- ¿Cómo se organizan los sistemas de flujo de agua subterránea entre las áreas de recarga y descarga?
- ¿Cómo el bombeo de un pozo reduce los niveles piezométricos y qué revelan las pruebas de bombeo sobre un acuífero?
- ¿Cómo se mueven y dispersan los contaminantes disueltos en el agua subterránea?
Key concepts
- Acuíferos, acuitardos y porosidad
- Carga hidráulica y conductividad hidráulica
- Ley de Darcy
- Recarga y descarga
- Hidráulica de pozos y descenso del nivel freático
- Advección y dispersión de contaminantes
Key theories
- Ley de Darcy
- El flujo volumétrico de agua a través de un medio poroso es proporcional al gradiente hidráulico y a la conductividad hidráulica; esta ley empírica es el fundamento constitutivo de casi todo el análisis cuantitativo de las aguas subterráneas.
- Hidráulica transitoria de pozos (solución de Theis)
- La solución de Theis describe el descenso del nivel freático dependiente del tiempo causado por el bombeo de un pozo en un acuífero confinado, lo que permite estimar la transmisividad y el coeficiente de almacenamiento del acuífero a partir de los datos de las pruebas de bombeo.
- Advección-dispersión de solutos
- Los contaminantes disueltos migran con la velocidad media del agua subterránea (advección) mientras se dispersan por dispersión mecánica y difusión molecular, un marco que subyace a la predicción del movimiento de la pluma y la remediación de acuíferos.
Clinical relevance
El agua subterránea suministra una gran parte del agua potable y de riego en todo el mundo; esta área sustenta el desarrollo y la protección de los campos de pozos, la evaluación y remediación de acuíferos contaminados, la gestión del agotamiento de los acuíferos y la intrusión de agua salada, y el análisis de los ecosistemas dependientes del agua subterránea.
History
La hidrología cuantitativa de las aguas subterráneas comenzó con los experimentos de Darcy en 1856 sobre el flujo a través de la arena, fue extendida por Dupuit, Thiem y otros a los pozos, y fue transformada por la solución transitoria de Theis en 1935. El texto de Freeze y Cherry de 1979 sintetizó el campo y ayudó a establecer la hidrogeología moderna, incluyendo el estudio del transporte de contaminantes.
Key figures
- R. Allan Freeze
- John A. Cherry
- Charles V. Theis
- Henry Darcy
Related topics
Seminal works
- freeze1979
- fetter2001
- theis1935
Frequently asked questions
- ¿Cuál es la diferencia entre un acuífero y el agua subterránea?
- El agua subterránea es el agua misma en la zona saturada, mientras que un acuífero es un cuerpo de roca o sedimento lo suficientemente permeable como para almacenar y transmitir cantidades utilizables de esa agua; las capas de baja permeabilidad que impiden el flujo se denominan acuitardos o acuicludos.
- ¿Fluye el agua subterránea bajo tierra en ríos?
- Generalmente no. Excepto en algunos entornos de caliza cavernosa, el agua subterránea se mueve lentamente a través de los poros y fracturas de la roca y el sedimento siguiendo gradientes hidráulicos, a menudo solo metros por año, en lugar de como corrientes subterráneas abiertas.