hidrogeologia, Apuntes de Ciencias Ambientales

¡Descarga hidrogeologia y más Apuntes en PDF de Ciencias Ambientales solo en Docsity!

Aqüífers i geologia

Hidrogeologia.

2n curs del Grau en Ciències Ambientals.

Anna Menció.

Departament de Ciències Ambientals.

Aqüífers i geologia.

4.1 L’aigua al subsòl.

4.2 Els aqüífers.

4.3 Paràmetres que defineixen una roca com aqüífer.

4.4 Els aqüífers segons la litologia.

• Zona no saturada (ZNS) o vadosa:

La distribució de l’aigua al subsòl

• Aigua pel·licular : degut a la seva polaritat, l’aigua forma una pel·lícula recobrint els materials.
• Aigua de retenció : degut als processos de tensió superficial, forma un menisc entre els porus i la roca.
• Aigua gravitacional : aniria des de la superfície del sòl fins a la zona freàtica. És l’aigua que tindríem quan els porus queden plens.
• Aigua capil·lar : per forces de tensió superficial, les molècules d’aigua del nivell freàtic pugen fins que s’igualen aquestes forces amb el pes de l’aigua.
• Zona saturada (ZS) o freàtica:
• Aigua freàtica : és l’aigua que ha arribat a la zona saturada. Pressió hidrostàtica → p =  g h on,  = densitat de l’aigua; g = acceleració de la gravetat, h = profunditat respecte el nivell freàtic.

Nivell Freàtic

• Força de la gravetat vs.
• Forces de retenció :
  • Forces d’adsorció,
  • Forces capil·lars i
  • Forces osmòtiques.

La porositat i grau de saturació

• Implica una relació de volums:

  [ , 0   1 ] V total

V buits Porositat

• A la ZNS:

  [ , 0  S  1 ] V buits

V aigua Grau de saturació S

• A la ZS: S = 1.

sòlids

buits

A nivell hidrogeològic ens interessa la porositat per a poder saber la quantitat d’aigua que té un terreny, que vindrà determinat pel grau de saturació.

Tipologia d’aqüífers

Aqüífers lliures

• L’aigua de l’aqüífer està en contacte amb l’atmosfera i la recàrrega es produeix per tota la superfície de l’aqüífer.
• El seu límit superior és la superfície o nivell freàtic.
• A qualsevol punt per sota la superfície freàtica l’aigua es troba a una pressió superior a 1 atm.
• Quan l’explotem, buidem els porus.

aigua

Nivell freàtic

Superfície aigua del terreny

Aqüífers confinats

aigua

Nivell piezomètric

Límit de la zona saturada

Pressió de l'aigua

• L’aqüífer es troba aïllat de l’atmosfera per formacions impermeables.
• Tots els porus de l’aqüífer es troben saturats d’aigua.
• L’aigua es troba a una pressió superior a 1 atm per això quan es perfora el l’aigua puja a través del pou artesianisme.
• La cota on arribaria l’aigua a l’interior del sondeig en un punt determinat és el nivell piezomètric.
• Quan l’explotem els porus no es queden buits, sinó que baixa la pressió hidrostàtica.

Exemples de diferents tipus d’aqüífers.

Exemples d’aqüífer confinat en diferents tipologies de roques.

Roques cristal·lines

Dipòsits glacials

Roques sedimentàries plegades i fracturades.

Aqüífer càrstic

Font: Freeze & Cherry (1979)

Porositat:

La porositat la podem classificar en:

• Porositat intergranular : és típica de roques detrítiques no consolidades (aprox. 20%). Que hi hagi més o menys porositat dependrà de: - Com és l’empaquetament dels clastos (ben o mal granoclassificats). - De la forma del clast. - De la mida del clast. - Porositat intragranular : podria ser que els grans de sorra fossin també porosos (aprox.1%). - Porositat per fissuració : sol ser característic de roques sedimentàries consolidades, r. metamòrfiques i r. plutòniques. - Porositat per dissolució: en medis càrstics a partir de petites fissures i plans d’estratificació l’aigua va dissolent la roca.

Font: Freeze & Cherry (1979)

Font: Domenico & Swchartz (1998)

Permeabilitat:

És la facilitat que un cos ofereix a ser travessat per un fluid. Depèn de les propietats del medi i de les del fluid. Encara que una roca pugui retenir l’aigua, si aquesta no es pot transmetre serà un aqüitard o aqüiclude.

Font: Freeze & Cherry (1979)

4.4 AQÜÍFERS SEGONS LA LITOLOGIA

• Aqüífers en roques sedimentàries no consolidades, per exemple:

aqüífers al·luvials.

• Aqüífers en roques sedimentàries consolidades: gresos, carbonats,

etc.

• Aqüífers en roques ígnies i metamòrfiques (materials fracturats /

fissurats), per exemple:

• Roques intrusives com el granit, granodiorita, etc.
• Roques metamòrfiques com les pissarres, esquistos, gneis, marbres, etc.
• Roques volcàniques com el basalt.

Aqüífers en roques no consolidades.

Són medis granulars amb porositat de tipus primari (degut a la seva

formació), és a dir, estan formats per sorres, graves i còdols poc cimentats.

Solen ser els que presenten millors condicions per emmagatzemar i

transmetre aigua, i fàcils d’explotar perquè es troben en superfície.

Tipus de dipòsits

principals:

• Planes al·luvials i terrasses fluvials.
• Deltes.
• Costes lineals.
• Altres dipòsits com els cons de dejecció o els glacis.

Font: http://www.purdue.edu/eas/mesozoic/lab_05.html

Els deltes i les costes lineals.

Tant en el cas dels deltes com de

les costes lineals s’hi poden

distingir les següents formacions:

1.Un aqüífer lliure superficial: − En els deltes: format per materials sorrencs, creuats per nombrosos paleocanals de granulometria més gruixuda. − A les costes lineals poden presentar tres dominis: el fluvial, el d’albufera, i el de les dunes.

2.Una capa de llims i argiles amb potències de fins a 25 m, que s’estrenyen si anem cap a l’interior.

3.Un aqüífer captiu, format per una unitat més sorrenca originada per antigues planes al·luvials.

El fet que les desembocadures dels

rius puguin presentar deltes o

quedar immerses en costes lineals

depèn del volum de sediments

aportats pel riu i de l’onatge que

puguin redistribuir-los.

Font: ACA / GeoServei

El delta de la Tordera