Descarga de aguas subterráneas

Caudal volumétrico de agua subterránea a través de un acuífero

La descarga de agua subterránea es el caudal volumétrico de agua subterránea a través de un acuífero .

La descarga total de agua subterránea, según se informa a través de un área específica, se expresa de manera similar como:

${\displaystyle Q={\frac {dh}{dl}}KA}$

dónde

Q es la descarga total de agua subterránea ([L ³ ·T ⁻¹ ]; m ³ /s),

K es la conductividad hidráulica del acuífero ([L·T ⁻¹ ]; m/s),

dh/dl es el gradiente hidráulico ([L·L ⁻¹ ]; sin unidades), y

A es el área por donde fluye el agua subterránea ([L ² ]; m ² )

Por ejemplo, esto se puede utilizar para determinar el caudal de agua que fluye a lo largo de un plano con geometría conocida.

El potencial de descarga

El potencial de descarga es un potencial en mecánica de aguas subterráneas que vincula las propiedades físicas, carga hidráulica , con una formulación matemática para la energía en función de la posición. El potencial de descarga, [L ³ ·T ⁻¹ ], se define de tal manera que su gradiente es igual al vector de descarga. ^[1] ${\textstyle \Phi }$

${\displaystyle Q_{x}=-{\frac {\partial \Phi }{\partial x}}}$

${\displaystyle Q_{y}=-{\frac {\partial \Phi }{\partial y}}}$

De esta manera, la carga hidráulica puede calcularse en términos del potencial de descarga, para un flujo confinado como

${\displaystyle \Phi =KH\phi }$

y para flujo superficial no confinado como

${\displaystyle \Phi ={\frac {1}{2}}K\phi ^{2}+C}$

dónde

${\textstyle H}$es el espesor del acuífero [L],

${\textstyle \phi }$es la carga hidráulica [L], y

${\textstyle C}$es una constante arbitraria [L ³ ·T ⁻¹ ] dada por las condiciones de contorno.

Como se mencionó, el potencial de descarga también puede expresarse en términos de posición. El potencial de descarga es una función de la ecuación de Laplace.

${\displaystyle {\frac {\partial ^{2}\Phi }{\partial x^{2}}}+{\frac {\partial ^{2}\Phi }{\partial y^{2}}}=0}$

cuya solución es una ecuación diferencial lineal. Debido a que la solución es una ecuación diferencial lineal para la cual se cumple el principio de superposición , se puede combinar con otras soluciones para el potencial de descarga, por ejemplo, flujo uniforme, pozos múltiples, elementos analíticos ( método de elementos analíticos ).

Véase también

• Ecuación del flujo de agua subterránea
• Balance energético de las aguas subterráneas
• Descarga de aguas subterráneas submarinas
• Descarga (hidrología)
• Flujo (definición de transporte)
• Ley de Darcy

Referencias

1. Strack, Otto DL (2017). Mecánica analítica de aguas subterráneas. Cambridge: Cambridge University Press. doi :10.1017/9781316563144. ISBN 978-1-316-56314-4.

• Freeze, RA y Cherry, JA, 1979. Aguas subterráneas , Prentice-Hall. ISBN 0-13-365312-9