Lección 12. Piezometría (I). Tipos de nivel piezométrico

Lección 12. Piezometría (I). Tipos de nivel piezométrico. Fluctuaciones del nivel
piezométrico. Superficie piezométrica.
En las lecciones 10 y 11 se ha definido el concepto de nivel piezométrico como la altura
de la superficie libre de agua sobre el nivel del mar, en los acuíferos libres. En los
confinados, es la altura que alcanzaría el agua en el interior de un sondeo hasta
equilibrarse con la presión atmosférica.
Estudio de la piezometría
- Variaciones naturales. Cíclicas (estacionales, de corta duración). Accidentales.
Factores: precipitación, evapotranspiración, mareas.
- Variaciones artificiales. Intervención del hombre.
Factores: recarga, bombeos.
Medidas de nivel piezométrico
Puntos de observación: pozos, piezómetros, zanjas, manantiales, salidas a rios,...
Precisión: nivel del cm. Depende del tipo de acuíferos y del objetivo perseguido.
Variaciones verticales: piezómetros perfectos e imperfectos. Nivel medio.
Simultaneidad. Niveles estático y dinámico. Nivel de referencia.
Las medidas piezómetricas pueden ser:
- Instantáneas
- Continuas no registradas
- Continuas registradas
Las medidas piezométricas instantáneas se realizan mediante la denominada "sonda de
nivel" que se basan en la observación de la profundidad del agua mediante el cierre de
un circuito eléctrico cuando un elemento detector establece contacto con el agua.
Constan de electrodo, cable eléctrico y detector.
Otro tipo de sonda es por flotador. Consiste en un cable metálico en cuyo extremo se
coloca un flotador que, al contacto con la superficie del agua provoca pérdida de tensión
en el cable y el accionamiento de un sistema de frenado. Presenta serios inconvenientes
de uso.
Las medidas continuas no registradas se llevan a cabo mediante "limnímetros" que se
instalan en los pozos de observación. Constan de un sistema de flotador y contrapeso
que debe estar bien calibrado para las oscilaciones previstas del nivel. Da buen resultado
para profundidades no muy elevadas.
Las medidas continuas registradas se llevan a cabo mediante "limnígrafos" que, además
de medir continuamente el nivel mediante flotador y contrapeso, poseen un sistema de
registro gráfico en un papel enrollado a un cilindro que gira uniformemente accionado por
un mecanismo de relojería. El giro completo del tambor suele ser semanal pero puede
adecuarse a otras necesidades (diario, mensual o trimestral).
La máxima sofisticación de estos instrumentos se obtiene mediante un registrador que
almacena los datos en un disquete que permite el tratamiento informativo de los
registros. Incluso, es posible utilizar una emisora que envía los datos a tiempo real hasta
el centro receptor.
Aspectos prácticos de las medidas piezométricas
Cuando se trata de conocer la situación piezométrica de un cierto acuífero, es esencial
que las medidas a realizar en los distintos puntos de observación sean "simultáneas"
entendiendo por tales a aquéllas que se realizan dentro de un período de tiempo tan
corto que no se presuman variaciones debidas a recargas o fuertes bombeos.
En ciertos casos los errores cometidos al considerar de igual manera las medidas
procedentes de piezómetros perfectos (ranuradas en toda la zona saturada y totalmente
penetrantes) y de piezómetros imperfectos (parcialmente penetrantes o diferencialmente
ranurados) pueden cometerse serios errores. Por ello, es conveniente conocer
adecuadamente las características constructivas de cada piezómetro.
En cuanto a la periodicidad de las medidas, depende del objetivo perseguido.
En acuíferos costeros parece necesario tener registros mensuales y , en algún caso,
menores.
Fluctuaciones del nivel piezométrico
La observación de las variaciones de nivel piezométrico en un cierto punto proporciona
información sobre la respuesta del acuífero a procesos de recarga o de extracción, así
como sobre la tendencia en el almacenamiento.
En la figura siguiente se esquematiza la evolución del nivel piezométrico en un punto en
el que se observa unas variaciones en dientes de sierra, que se pueden relacionar con
periodos secos y húmedos, por ejemplo, y una tendencia (marcada con línea de trazos)
que indica un descenso progresivo de niveles, que podría relacionarse con un proceso de
sobreexplotación (explotación superior a la recarga).
NP
Tiempo
Superficies piezométricas
Lugar geométrico de los puntos que señalan la altura piezométrica de cada una de las
porciones de un acuífero referidas a una determinada profundidad. Se las representa
mediante líneas de igual altura piezométrica, llamadas líneas isopiezas.
En los acuíferos libres, la superficie piezométrica coincide, a grandes rasgos, con la
superficie freática, es decir, con el límite de saturación. En los acuíferos confinados la
superficie piezométrica es más elevada que el techo de los mismos. En los acuíferos
permeables por fisuración y/o karstificación y, en general, en acuíferos muy
heterogéneos, puede ser una superficie discontinua.
En acuíferos detríticos, pueden existir niveles más o menos aislados por lechos
semiconfinantes. Un caso particular sería el de acuíferos afectados por intrusión marina
en los que la piezometría está directamente afectada por la densidad del agua, que varía
en función de la salinidad.
Mapas piezométricos
Se refieren a una fecha dada. La equidistancia depende de la precisión y la densidad de
las medidas, de los valores del gradiente hidráulico, de la escala del mapa y de la
precisión de la nivelación. En general, es del orden del metro (0.5, 1 ó 2 m.) para los
mapas 1:10.000 y 1:25.000; y de 5 ó 10 metros para los 1:50.000 y 1:100.000.
Trazado de las curvas isopiezas
- Interpolación interpretativa
- Interpolación triangular
- Tratamiento por ordenador
El fundamento del método es interpolar valores entre puntos cercanos y trazar líneas que
unan puntos de igual piezometría. En cada línea isopieza debe figurar su valor.
El sentido del flujo del agua, por las razones ya comentadas anteriormente, es desde
líneas de mayor altura piezométrica hacia líneas de menor altura piezométrica, en al
dirección de la máxima pendiente, es decir, perpendicularmente a las mismas. Así, es
posible, dibujar flechas que indican el sentido del flujo.
Líneas isopiezas = líneas equipotenciales
PERMITEN:
27,6
27,5
27,2
26,8
27
•
•
•
•
•
Conocer el sentido del flujo
Diferenciar áreas de recarga y descarga
Identificar divisorias hidrogeológicas
Manifestar relaciones río – acuífero
Mostrar diferencias de parámetros
hidrodinámicos
Algunos ejemplos
90
80
70
90
80
70
Río
Río
70
80
70
90
80
90
MAPAS PIEZOMETRICOS
40
35
30
25
20
15
10
5
Q1 = T1 i1 l1
Q2 = T2 i2 l2
Q1 = Q2
Mar
1000 m
i1 = 30-25 / 1000 = 5 %o
i2 = 15-10 / 250 = 20 %o
Límite cerrado
Límite abierto
T1 i1 = T2 i2
Divisoria hidrogeológica
Vaguada de aguas subterráneas
-5
+
++
-5
+
Mar
0
5
10
15
20
25
20
15 10
5