Ministerio de Educación, Ciencia y Tecnología
Universidad Nacional de San Luis
FACULTAD DE CS. FISICO MAT. Y NAT.

ANEXO II

PROGRAMA DEL CURSO: HIDROGEOLOGIA

DEPARTAMENTO DE:   GEOLOGIA
AREA: únicaAÑO: 2001 (Id: 598)
Estado: Aprobado

 

I - OFERTA ACADÉMICA

CARRERAS PARA LAS QUE SE OFRECE EL MISMO CURSO

PLAN DE ESTUDIOS
ORD. Nº

CRÉDITO HORARIO

   

SEM.

TOTAL

LICENCIATURA EN CIENCIAS GEOLOGICAS1/89140140

II - EQUIPO DOCENTE

Funciones

Apellido y Nombre

Total hs en
este curso

Cargo y Dedic.

Carácter

Responsable

GIACCARDI, ALDO DARIO 90  hs.PROFESOR ADJUNTO EXC.Interino
Jefe Trab. Prác.MORLA, PEDRO NICANOR 60  hs.JEFE DE TRABAJOS PRAC. SEMI.Efectivo

III - CARACTERÍSTICAS DEL CURSO

CREDITO HORARIO SEMANAL
MODALIDAD
REGIMEN

Teórico/

Práctico

Teóricas

Prácticas de

Aula

Práct. de lab/ camp/

Resid/ PIP, etc.

1c
 Hs.
4 Hs.
6 Hs.
1 Hs.
Asignatura
Otro: 
Duración: 16 semanas
Período del 12/03/01 al 22/06/01

IV.- FUNDAMENTACION

Los factores aéreos, superficiales y subsuperficiales que intervienen en el ciclo hidrológico y que implican la conservación de los volúmenes ( ecuación =0) es la primera fase del conocimiento de esta ciencia. Por lo cual es necesario entender porque se deben tener en cuenta los factores climatológicos tales como precipitación, temperatura, insolación , factores que suceden en la superficie como evaporación y transpiración y factores actuantes en el orden subsuperficial como infiltración, direcciones de flujo, velocidades y modo de yacencia (acuíferos libres, semiconfinados y confinados). .En el momento de conceptualizar las relaciones subsuperficiales será necesario condicionar estos elementos a los ambientes geológicos, ya que estos serán los encargados directos de la mayor parte de la distribución, disposición y movimiento de las aguas subterráneas. Y por último saber interpretar los antecedentes que se registren en una región dada y como procesar y filtrar tal información. Agregar el conocimiento de análisis de los mapeos hidrogeológicos, ya sean hidroquímicos, isofreáticos, isopáquicos, de vulnerabilidad de acuíferos, etc. y su modo de construcción. Con todos estos conceptos llegar a la posibilidad de realizar una prospección hidrogeológica , que es el fín último y primordial de un hidrogeológo, ya que el recurso agua es un recurso natural factible de ser racionalmente explotado y que para ello se necesita del conocimiento acabado del comportamiento del mismo.


V.- OBJETIVOS

1.- Conocer el ciclo hidrológico en general y en particular, es decir cada una de las partes intervinientes y los factores que inciden en cada una y de que forma. Saber cuales son los datos que deben recopilarse y analizar para lograr un acercamiento lo más lógico posible al equilibrio natural.2.- Conocer la mecánica de flujo de las aguas subterráneas, como los mecanismos de infiltración y su asociación al medio geológico. 3.- Estimación de las ecuaciones de equilibrio del sistema (Balance), mediciones específicas en pozos. El Balance hídrico como una forma de control de la explotación de los acuíferos.4.- Interpretación de mapas hidrogeológicos, representaciones estadísticas, químicas, etc. Interpretación de los resultados locales referidos al contexto regional, con el fín de crear un profesional que pueda prospectar, evaluar y planificar el recurso hídrico.

 


VI. - CONTENIDOS

I.- CONCEPTOS BÁSICOS
Tema 1: Definiciones. El agua en la Tierra. Clasificación de las aguas. El ciclo hidrológico: Expresión simplificada. Síntesis de los factores que condicionan el ciclo. Cuenca, Sistema, Modelo y Simulación.
Tema 2:Agua subterránea: Origen. Mecanismos de infiltración: tipos de agua en el subsuelo, concepto de infiltración . Los intersticios en el subsuelo: Poros, grietas y tubos. Volumen de poros. Porosidad absoluta. Porosidad efectiva. Métodos para determinar la porosidad efectiva. Capacidad de las rocas para conducir el agua: concepto de permeabilidad. Métodos para determinar la permeabilidad.El acuífero: superficie freática y nivel freático. Superficie piezométrica. Tipos de acuíferos. Relaciones entre los acuíferos y las superficies de agua libre. Fluctuaciones del nivel piezométrico.
II.- HIDROMETEOROLOGÍA E HIDROLOGÍA DE SUPERFICIE Y SUBTERRÁNEA
Tema 3:Precipitaciones: mecanismos y tipos. Medida de las precipitaciones. Tratamiento de los datos pluviométricos: homogeneización de series pluviométricas (falta de datos y corrección de errores accidentales y sistemáticos). Representación gráfica de datos pluviométricos: Isoyetas. Cálculo de la precipitación media sobre una cuenca: Polígonos de Thiessen y otros. Presentación e interpretación de resultados.
Tema 4: Evaporación y transpiración: conceptos. La evaporación en superficie de agua libre. Factores que la condicionan. Evapotranspiración potencial. Cálculo de la evapotranspiración potencial mediante fórmulas. Determinación semiempírica de la evapotranspiración real a partir de los factores de clima, suelo y vegetación. Determinación de la evapotranspiración real como miembro restante de la ecuación del Balance Hídrico del suelo. Medición de la evapotranspiración real. Presentación e interpretación de resultados
Tema 5:El escurrimiento: conceptos. El escurrimiento superficial. Los factores determinantes del escurrimiento. Las diferentes partes del escurrimiento superficial, subterráneo e interflujo. La realización del hidrograma de escurrimiento. Separación de componentes subterráneo y superficial del hidrograma. Uso de los datos individuales del escurrimiento de estiaje. Medición del escurrimiento superficial: con recipiente, por vertedero, con molinete, por dilución y usando trazadores. Otros procedimientos. Curva H-Q. Estadística de caudales.
Tema 6:Los manantiales. El flujo subterráneo. Cambio de la reserva del agua subterránea. La variación de la reserva de la humedad del suelo. La recarga y descarga del agua subterránea. El balance del agua subterránea. Infiltración: concepto. Factores que condicionan la infiltración.
III- HIDRÁULICA SUBTERRÁNEA
Tema 7:Leyes de flujo del agua subterránea. Flujo y definiciones de velocidad. Flujo laminar. Flujo turbulento. Ecuación de Bernoulli. Ley de Darcy. Gradiente hidráulico y permeabilidad. Condiciones de continuidad. Ecuaciones de movimiento. Dominio de validez de la Ley de Darcy. Homogeneidad, Isotropía, Anisotropía de los medios porosos. La Ley de Darcy expresada en términos de potencial.
Tema 8:Determinación de parámetros hidrogeológicos: Métodos de cálculo de la permeabilidad en laboratorio, permeámetros, fórmulas y métodos gráficos. Trazadores: tipos. La circulación de los trazadores: dispersión. Métodos de cálculo de la Porosidad eficaz: en laboratorio y en el campo. Metodología de los ensayos de bombeo: Métodos de recuperación. Métodos de descenso: Métodos de equilibrio. Métodos de variación.
Tema 9:Ecuación diferencial general del flujo. Transmisividad. Almacenamiento específico y coeficiente de almacenamiento. Soluciones de la ecuación diferencial general de flujo. Potencial de fuerzas y potencial de velocidades : superficies equipotenciales, trayectorías y líneas de corriente. Solución gráfica de la ecuación de Laplace: redes de flujo. El modelo de Toth y el modelo de Hubbert . Hipótesis y Fórmula de Dupuit en acuíferos libres y confinados. Caudal específico.
Tema 10:Hidraúlica de las captaciones: Introducción. Ensayos de bombeo. Métodos de equilibrio (régimen permanente): flujo radial estacionario hacia un pozo. Métodos de variación (régimen transitorio): flujo radial no estacionario hacia un pozo: Método de Theis. La simplificación de Jacob. Acuíferos semiconfinados: concepto. Características de este tipo de acuíferos. Métodos de estudio. Flujo en un campo de pozos. Flujo entre un pozo de bombeo y otro de recarga. Método de recuperación. Método de las imágenes. Método de Cooper-Jacob. Consideración sobre el cálculo del coeficiente de almacenamiento. Análisis de la gráfica de recuperación.
IV- HIDROQUÍMICA Y CONTAMINACIÓN DE LAS AGUAS SUBTERRÁNEAS
Tema 11: Calidad del agua subterránea. Análisis químicos. Expresión del análisis. Constituyentes y gases disueltos. Radionúclidos en el agua subterránea. Adsorción y reducción de sulfatos. Análisis físico. Análisis bacteriológico. Interpretación del análisis químico. Tratamiento gráfico del análisis químico. Relación de la calidad del agua subterránea con el uso. Agua de bebida. Uso industrial. Uso agrícola. Cambio de la calidad.
Tema 12:Contaminación del agua subterránea: posibles orígenes de la contaminación de los acuíferos. Modos de contaminación de las aguas subterráneas: rural, urbana, industrial y minera. Reacción de los acuíferos contra la contaminación. Influencia de la forma de contaminación en la reacción de los acuíferos. Importancia de la zona no saturada. Comportamiento de los diferentes tipos de contaminantes. Procedimiento de descontaminación de acuíferos.
Tema 13:Medidas de contingencia. Redes de monitoreo. Protección de acuíferos y áreas de protección. Protección y abandono de pozos. Seguimiento en el tiempo.
VI- INVESTIGACIÓN, EVALUACIÓN, CAPTACIÓN Y GESTIÓN DEL AGUA SUBTERRÁNEA.
Tema 14:Objetivos y métodos de la exploración del agua subterránea: Introducción. Tipos de estudios de exploración. Técnicas auxiliares en los estudios hidrogeológicos: recopilación de información. Estudio de la demanda de agua. Métodos geológicos. Métodos geofísicos. Estudios climatológicos. Métodos de hidrología de superficie. Métodos hidroquímicos. Métodos hidrogeológicos propiamente dichos: obtención de los datos básicos. Síntesis hidrogeológica. Técnicas especiales.
Tema 15:Representación de los estudios exploratorios: Mapas Hidrogeológicos. Mapas hidroquímicos, de vulnerabilidad de los acuíferos, piezométricos, climáticos, etc. El uso de Sistemas de Información Geográfica (GIS), en la elaboración de mapas con distintos niveles de información.Análisis de sistemas hidrogeológicos: introducción. Procedimientos de solución. Aproximación analítica. Descripción del flujo subterráneo mediante modelos. Reservas y recursos del agua subterránea. Caudal de seguridad. Sobreexplotación.
Tema 16:Recarga artificial de acuíferos: conceptos básicos. Objetivos. Métodos de recarga. Sistemas de recarga en superficie. Sistemas de recarga en profundidad. Sistemas mixtos de recarga. Viabilidad de la recarga artificial. Condiciones para el proyecto. Calidad del agua para recarga.


VII. - PLAN DE TRABAJOS PRÁCTICOS

Gabinete:
1.- Tratamiento (dimensiones y unidades) de la información climatológica (P,ET,Q,etc.). Cálculo de la precipitación media de una cuenca: media aritmética, polígonos de Thiessen, Isoyetas. Gráfica de distribución anual.
2.- Escurrimiento superficial. Cálculo de aforo de río por distintos métodos. Curva de altura-caudal. Cálculo del gasto medio diario.
3.- Determinación de la evapotranspiración potencial (ETP) por el método de Thorntwhaite . Determinación de evapotranspiración real (ETR) por fórmula de Turc y Coutagne. Determinación de ETR mediante el balance del suelo.
4.- Determinación de la infiltración por el método del balance de cloruros. Resolución del balance hidrológico.
5.- Construcción e interpretación de mapas isopiésicos.
6.- Determinación de parámetros hidrológicos: Ensayos de bombeo. Régimen permanente, fórmula de Thiem.
7.-En régimen transitorio: Fórmula de Theis.
8.- Métodos de no equilibrio: fórmula simplificada de Thies. Método de Jacob.
9.- Métodos de no equilibrio: método de recuperación de Theis.
10.-Métodos de no equilibrio con filtración vertical. Fórmula de Walton.
11.- Hidroquímica: Representación e interpretación de análisis químicos de agua. Método de Piper-Hill, Schoeller, RAS.
12.- Determinación de reservas y recursos de los embalses subterráneos. Estimación de balances hídrico en diferentes hipótesis de infraestructura de obtención de datos y diferentes sistemas hidrogeológicos.
13.- Determinación de las características más favorables de la zona filtrante de las captaciones: filtros y empaques de grava, estabilizadores de formación.
14.- Cálculo de la eficiencia de una perforación. Predicción de caudales, depresiones y distanciamiento óptimo entre perforaciones.

Campo:
1.- Visita a una estación meteorológica y lisimétrica convencionales.
2.- Visita a un sistema telemétrico hidrológico: estación maestra y estación terminal remota.
3.- Ensayos de bombeo y/o de recuperación.
4.- Visita a SERBA (galerías filtrantes)
5.- Visita a instalaciones de desarrollo del agua subterránea para riego, Merlo, San Luis.


VIII - RÉGIMEN DE APROBACIÓN

Dos Parciales aprobados con calificación de 6 puntos y su respectiva recuperación.



IX.a - BIBLIOGRAFÍA BÁSICA

APPELO,C.A.J. Y POSTMA, D. (1993). “ Geochemistry, Goundwater and Pollution”. AA. Balkema Rotterdam/Brookfield.
BRASSINGTON, R. (1988). “Field Hidrogeology”. Open University Press, John Willey & Sons.
BENITEZ, A. (1972). “Captación de aguas subterráneas”. Dossat, 2º edición.
CASTANY,G. (1971). “Prospección y explotación de aguas subterráneas”. Ed. Omega. Barcelona.
DAVIS, S.N. & DE WIEST, R.J. (1971). “Hidrogeología”. Ariel. Barcelona.
FETTER,C.W.J.R. (1980). “Applied Hidrogeology”. Charles E. Merril Pub. Co (3ª Edición, Prentice-Hall, 1994, 691 págs.).
JOHNSON, E. (1986). “Grounwater and Wells”. Johnson division. 2ª Edición. St.Paul, Minnesota.
RICHTER, W. UND LILLICH, W. (1975). “Abriss der Hydrogeologie” E. Schweizerbart´sche Verlags. Buchhandlung, Stuttgart.
STRUCKMEIER, W.F. & MARGAT, J. (1995). “Hydrogeological maps: a guide and standard legend”. International Association of Hydrogeologists. Vol. 17. Ed. Board. Hannover
TODD,D.K. (1972). “Groundwater Hydrology”. John Willey and Sons, Inc. (trad. Ed. Paraninfo).
VRBA, J. & ZAPOROZEC, A. (1994). “Guidebook on Mapping Groundwater Vulnerability”. International Association of Hydrogeologists. Vol. 16. Ed. Board. Hannover
CHOW, V.T. et al (1996). “Hidrología Aplicada”. Mc Graw Hill CUSTODIO, E. y LLAMAS, M.R. (1976) . “Hidrología Subterránea” . Omega . Tomos I y II.
LOHMAN, S.W. (1972). “Gound Water Hydraulics”. U.S. Goverment Printing Office (trad. Castellano edit. Ariel)



IX b - BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA

ANDREWS, R.; BARKER, R. & MENG HENG, L. (1995). “ The application of electrical tomography in the study of the unsaturated zone in chalk at three sites in Cambridge shire, United Kingdom”. Hydrogeology Journal. Vol. 3, num 4. p: 17-31
CUSTODIO GIMENA, E. (1998). “Recarga a los acuíferos: aspectos generales sobre el proceso, la evaluación y la incertidumbre” . Inst. Tec. GeoMinero de España. Bol. Geol. Minero . Vol. 109. Nº 4. p: 13-29. Madrid.
JOHNSON, E. (1986). “Grounwater and Wells”. Johnson division. 2ª Edición. St.Paul, Minnesota.
SAMPER CALVETE, F.J. (1998). “ Evaluación de la recarga por la lluvia mediante balanc de agua: utilización, calibración e incertidumbres”. Inst. Tec. GeoMinero de España. Bol. Geol. Minero . Vol. 109. Nº 4. p: 31-54. Madrid
STRUCKMEIER, W.F. & MARGAT, J. (1995). “Hydrogeological maps: a guide and standard legend”. International Association of Hydrogeologists. Vol. 17. Ed. Board. Hannover
SUKHIJA, B., NAGABHUSHANAM, P. and REDDY, D. V. (1996). “Groundwater recharge in semi-arid regions of India: An overview of results obtained using tracers”TÓTH, J. (1995). “ Hydraulic continuity in large sedimentary basins”. Hydrogeol. Jour. Vol. 3 (4). p: 4-16.
VRBA, J. & ZAPOROZEC, A. (1994). “Guidebook on Mapping Groundwater Vulnerability”. International Association of Hydrogeologists. Vol. 16. Ed. Board. Hannover
HEM,J.D. (1959). “Study and interpretation of chemical characteristics of natural water” U.S. Geol. Survey Water Supply paper.



COMPLEMENTO DE DIVULGACION


OBJETIVOS DEL CURSO

1.- Conocer el ciclo hidrológico en general y en particular, es decir cada una de las partes intervinientes y los factores que inciden en cada una y de que forma. Saber cuales son los datos que deben recopilarse y analizar para lograr un acercamiento lo más lógico posible al equilibrio natural.
2.- Conocer la mecánica de flujo de las aguas subterráneas, como los mecanismos de infiltración y su asociación al medio geológico.
3.- Estimar las ecuaciones de equilibrio del sistema (Balance), realizar mediciones específicas en pozos. Tomar el Balance hídrico como una forma de control de la explotación de los acuíferos.
4.- Interpretar los mapas hidrogeológicos, representaciones estadísticas, químicas, etc. Interpretar los resultados locales referidos al contexto regional.
5.- Formar un profesional que pueda prospectar, evaluar y planificar el recurso hídrico.

 

 

PROGRAMA SINTETICO

Tema 1: Definiciones. El agua en la Tierra. Clasificación de las aguas. El ciclo hidrológico: Expresión simplificada. Síntesis de los factores que condicionan el ciclo. Cuenca, Sistema, Modelo y Simulación.
Tema 2:Agua subterránea: Origen. Mecanismos de infiltración: tipos de agua en el subsuelo, concepto de infiltración . Los intersticios en el subsuelo. El acuífero: superficie freática y nivel freático. Superficie piezométrica. Tipos de acuíferos. Relaciones entre los acuíferos y las superficies de agua libre. Fluctuaciones del nivel piezométrico.
Tema 3:Precipitaciones: mecanismos y tipos. Medida de las precipitaciones. Representación gráfica de datos pluviométricos: Isoyetas. Cálculo de la precipitación media sobre una cuenca: Polígonos de Thiessen y otros. Presentación e interpretación de resultados.
Tema 4: Evaporación y transpiración: conceptos. La evaporación en superficie de agua libre. Factores que la condicionan. Evapotranspiración potencial. Cálculo de la evapotranspiración potencial mediante fórmulas. Presentación e interpretación de resultados.
Tema 5:El escurrimiento: conceptos. El escurrimiento superficial. . Las diferentes partes del escurrimiento superficial, subterráneo e interflujo. La realización del hidrograma de escurrimiento. Separación de componentes subterráneo y superficial del hidrograma. Curva H-Q.
Tema 6:El flujo subterráneo. La recarga y descarga del agua subterránea. Infiltración: concepto. Factores que condicionan la infiltración.
Tema 7:Leyes de flujo del agua subterránea. Flujo y definiciones de velocidad. Ley de Darcy. Gradiente hidráulico y permeabilidad. Dominio de validez de la Ley de Darcy.
Tema 8:Determinación de parámetros hidrogeológicos: Métodos de cálculo de la permeabilidad en laboratorio, permeámetros, fórmulas y métodos gráficos. . Metodología de los ensayos de bombeo.
Tema 9:Transmisividad. Almacenamiento específico y coeficiente de almacenamiento. Hipótesis y Fórmula de Dupuit en acuíferos libres y confinados. Caudal específico.
Tema 10:Hidraúlica de las captaciones. Ensayos de bombeo. Método de Theis. La simplificación de Jacob. Método de recuperación. Método de las imágenes.
Tema 11: Calidad del agua subterránea. Análisis químicos. Expresión del análisis. Constituyentes y gases disueltos.
Tema 12:Contaminación del agua subterránea: posibles orígenes de la contaminación de los acuíferos. Modos de contaminación de las aguas subterráneas: rural, urbana, industrial y minera.
Tema 13:Medidas de contingencia. Redes de monitoreo. Protección de acuíferos y áreas de protección.
Tema 14:Objetivos y métodos de la exploración del agua subterránea. Tipos de estudios de exploración. . Métodos geológicos. Métodos geofísicos.
Tema 15:Representación de los estudios exploratorios: Mapas Hidrogeológicos. Mapas hidroquímicos, de vulnerabilidad de los acuíferos, piezométricos, climáticos.
Tema 16:Recarga artificial de acuíferos. Métodos de recarga. Sistemas de recarga en superficie. Sistemas de recarga en profundidad. Sistemas mixtos de recarga.

 


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