El drenaje de pozos significa el drenaje de tierras agrícolas mediante pozos. Las tierras agrícolas se drenan mediante pozos bombeados (drenaje vertical) para mejorar los suelos mediante el control de los niveles freáticos y la salinidad del suelo.
El drenaje del subsuelo ( agua subterránea ) para el nivel freático y la salinidad del suelo en tierras agrícolas se puede realizar mediante sistemas de drenaje horizontales y verticales. Los sistemas
de drenaje horizontales son sistemas de drenaje que utilizan zanjas abiertas ( trincheras ) o desagües de tuberías enterradas. Los sistemas
de drenaje verticales son sistemas de drenaje que utilizan pozos bombeados, ya sean pozos excavados a cielo abierto o pozos entubados.
Ambos sistemas tienen el mismo objetivo , es decir, controlar el nivel freático y la salinidad del suelo .
Ambos sistemas pueden facilitar la reutilización del agua de drenaje (por ejemplo, para riego), pero los pozos ofrecen más flexibilidad.
La reutilización solo es factible si la calidad del agua subterránea es aceptable y la salinidad es baja.
Aunque un solo pozo puede ser suficiente para resolver los problemas de salinidad del suelo y de las aguas subterráneas en unas pocas hectáreas, normalmente se necesitan varios pozos, porque los problemas pueden estar muy extendidos.
Los pozos pueden disponerse en forma triangular, cuadrada o rectangular.
El diseño del campo de pozos se refiere a la profundidad, la capacidad, el caudal y el espaciamiento de los pozos. [1]
La determinación de la profundidad óptima del nivel freático es competencia de la investigación sobre drenaje .
La ecuación básica, de estado estable , para el flujo hacia pozos de penetración total (es decir, pozos que llegan a la base impermeable) en un campo de pozos regularmente espaciados en un acuífero uniforme no confinado (freático) con una conductividad hidráulica isotrópica es: [1]
donde Q = descarga segura del pozo, es decir, la descarga en estado estable en la que no se produce sobreexplotación ni agotamiento de las aguas subterráneas ( m3 /día), K = conductividad hidráulica uniforme del suelo (m/día), D = profundidad debajo de la superficie del suelo, = profundidad del fondo del pozo igual a la profundidad de la base impermeable (m), = profundidad del nivel freático a mitad de camino entre los pozos (m), es la profundidad del nivel del agua dentro del pozo (m), = radio de influencia del pozo (m) y es el radio del pozo (m).
El radio de influencia de los pozos depende del patrón del campo de pozos, que puede ser triangular, cuadrado o rectangular. Se puede encontrar como:
donde = área total de la superficie del campo de pozos (m 2 )y N = número de pozos en el campo de pozos.
La descarga segura del pozo (Q) también se puede encontrar en:
donde q es el rendimiento seguro o excedente drenable del acuífero (m/día) y es la intensidad de operación de los pozos (horas/24 por día). Por lo tanto la ecuación básica también puede escribirse como:
Con una ecuación de espaciamiento de pozos se pueden calcular varias alternativas de diseño para llegar a la solución más atractiva o económica para el control del nivel freático en tierras agrícolas.
La ecuación de flujo básica no se puede utilizar para determinar el espaciamiento de los pozos en un campo de pozos parcialmente penetrantes en un acuífero no uniforme y anisotrópico , sino que se necesita una solución numérica de ecuaciones más complicadas. [3]
Los costos de la solución más atractiva se pueden comparar con los costos de un sistema de drenaje horizontal (para el cual el espaciamiento de drenaje se puede calcular con una ecuación de drenaje ) que cumple el mismo propósito, para decidir qué sistema merece preferencia.
El diseño del pozo propiamente dicho se describe en [1].
En la figura se muestra una ilustración de los parámetros involucrados. La conductividad hidráulica se puede determinar a partir de una prueba de acuífero .
El programa informático numérico WellDrain [3] para los cálculos de espaciamiento de pozos tiene en cuenta pozos de penetración total y parcial, acuíferos estratificados, anisotropía (diferente conductividad o permeabilidad hidráulica vertical y horizontal) y resistencia de entrada.
Con un modelo de aguas subterráneas que incluya la posibilidad de introducir pozos, se puede estudiar el impacto de un sistema de drenaje de pozos en la hidrología del área del proyecto. También existen modelos que brindan la oportunidad de evaluar la calidad del agua .
SahysMod [4] es un modelo poligonal de aguas subterráneas que permite evaluar el uso de agua de pozo para riego , los efectos sobre la salinidad del suelo y sobre la profundidad del nivel freático .