Comisin Nacional del Agua - ??Comisin Nacional del Agua MANUAL DE AGUA POTABLE, ALCANTARILLADO Y SANEAMIENTO PRUEBAS DE BOMBEO Diciembre de 2007

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  • Comisin Nacional del Agua

    MANUAL DE AGUA POTABLE,

    ALCANTARILLADO Y SANEAMIENTO

    PRUEBAS DE BOMBEO

    Diciembre de 2007

    www.cna.gob.mx

  • ADVERTENCIA Se autoriza la reproduccin sin alteraciones del material contenido en esta obra, sin fines de lucro y citando la fuente. Esta publicacin forma parte de los productos generados por la Subdireccin General de Agua Potable, Drenaje y Saneamiento, cuyo cuidado editorial estuvo a cargo de la Gerencia de Cuencas Transfronterizas de la Comisin Nacional del Agua. Manual de Agua Potable, Alcantarillado y Saneamiento. Edicin 2007 ISBN: 978-968-817-880-5 Autor: Comisin Nacional del Agua Insurgentes Sur No. 2416 Col. Copilco El Bajo C.P. 04340, Coyoacn, Mxico, D.F. Tel. (55) 5174-4000 www.cna.gob.mx Editor: Secretara de Medio Ambiente y Recursos Naturales Boulevard Adolfo Ruiz Cortines No. 4209 Col. Jardines de la Montaa, C.P 14210, Tlalpan, Mxico, D.F. Impreso en Mxico Distribucin gratuita. Prohibida su venta.

  • Comisin Nacional del Agua Ing. Jos Luis Luege Tamargo Director General Ing. Marco Antonio Velzquez Holgun Coordinador de Asesores de la Direccin General Ing. Ral Alberto Navarro Garza Subdirector General de Administracin Lic. Roberto Anaya Moreno Subdirector General de Administracin del Agua Ing. Jos Ramn Ardavn Ituarte Subdirector General de Agua Potable, Drenaje y Saneamiento Ing. Sergio Soto Priante Subdirector General de Infraestructura Hidroagrcola Lic. Jess Becerra Pedrote Subdirector General Jurdico Ing. Jos Antonio Rodrguez Tirado Subdirector General de Programacin Dr. Felipe Ignacio Arregun Corts Subdirector General Tcnico Lic. Ren Francisco Bolio Halloran Coordinador General de Atencin de Emergencias y Consejos de Cuenca M.C.C. Heidi Storsberg Montes Coordinadora General de Atencin Institucional, Comunicacin y Cultura del Agua Lic. Mario Alberto Rodrguez Prez Coordinador General de Revisin y Liquidacin Fiscal Dr. Michel Rosengaus Moshinsky Coordinador General del Servicio Meteorolgico Nacional C. Rafael Reyes Guerra Titular del rgano Interno de Control Responsable de la publicacin: Subdireccin General de Agua Potable, Drenaje y Saneamiento

    Coordinador a cargo del proyecto: Ing. Eduardo Martnez Oliver Subgerente de Normalizacin La Comisin Nacional del Agua contrat la Edicin 2007 de los Manuales con el

    INSTITUTO MEXICANO DE TECNOLOGA DEL AGUA segn convenio CNA-IMTA-SGT-GINT-001-2007 (Proyecto HC0758.3) del 2 de julio de 2007 Participaron:

    Dr. Velitchko G. Tzatchkov M. I. Ignacio A. Caldio Villagmez

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    C0NTENID0 INTRODUCCIN ........................................................................................................ 1 1 CONCEPTOS BASICOS Y DEFINICIONES ....................................................... 4 1.1 LEY DE DARCY ............................................................................................... 4 1.2 TIPOS DE ACUFERO ..................................................................................... 7 1.2.1 Acufero libre................................................................................................. 8 1.2.2 Acufero confinado ...................................................................................... 11 1.2.3 Acufero semiconfinado............................................................................... 13 1.3 PROPIEDADES HIDRULICAS..................................................................... 14 1.3.1 Porosidad.................................................................................................... 15 1.3.2 Permeabilidad ............................................................................................. 18 1.3.3 Conductividad Hidrulica ............................................................................ 20 1.3.4 Transmisividad............................................................................................ 22 1.3.5 Coeficiente de almacenamiento.................................................................. 23 1.3.6 Resistencia hidrulica ................................................................................. 25 1.3.7 Factor de drenaje........................................................................................ 26 1.3.8 Factor de goteo........................................................................................... 26 1.4 ECUACIONES DE FLUJO.............................................................................. 27 1.4.1 Rgimen permanente.................................................................................. 27 1.4.2 Rgimen transitorio ..................................................................................... 27 2 PRUEBAS DE BOMBEO................................................................................... 28 2.1 OBJETIVOS DE LAS PRUEBAS.................................................................... 28 2.2 METODOLOGIA DE EJECUCION ................................................................. 28 2.3 INFORMACIN PRELIMINAR ....................................................................... 28 2.4 ELECCIN DEL SITIO DE PRUEBA ............................................................. 29 2.5 CARACTERITICAS DEL POZO DE BOMBEO............................................... 30 2.6 CARACTERSTICAS DE LOS POZOS DE OBSERVACIN Y/O PIEZMETROS ........................................................................................................ 30 2.7 REALIZACIN DE LAS PRUEBAS................................................................ 31 2.8 DURACIN DE LA PRUEBA ......................................................................... 33 2.9 MEDICIN DE LA PROFUNDIDAD DEL NIVEL DEL AGUA......................... 34 2.10 MEDICIN DEL CAUDAL DE EXTRACCIN................................................ 34 2.10.1 Mtodo Volumtrico .................................................................................... 35 2.10.2 Mtodo de la escuadra................................................................................ 35 2.10.3 Mtodo del Orificio Calibrado...................................................................... 38 2.10.4 Mtodo empleando vertedores ................................................................... 40 2.11 INTERPRETACIN DE RESULTADOS......................................................... 45 2.12 CARACTERIZACIN DEL TIPO DE ACUIFERO........................................... 46 3 METODOS DE ANALISIS PARA ACUFEROS LIBRES .................................. 49 3.1 ASPECTOS GENERALES ............................................................................. 49 3.2 MTODO DE NEUMAN ................................................................................. 50 3.2.1 Generalidades............................................................................................. 50 3.2.2 Procedimiento ............................................................................................. 52 3.2.3 Observaciones ............................................................................................ 53 3.3 MTODO DE BOULTON................................................................................ 56

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    3.3.1 Procedimiento ............................................................................................. 56 3.4 MTODO DE THIEM - DUPUIT ..................................................................... 60 3.4.1 Generalidades............................................................................................. 60 3.4.2 Observaciones ............................................................................................ 61 4 METODOS DE ANALISIS PARA ACUIFEROS CONFINADOS ....................... 62 4.1 ASPECTOS GENERALES ............................................................................. 62 4.2 MTODO DE THIEM...................................................................................... 64 4.2.1 Generalidades............................................................................................. 64 4.2.2 Procedimientos ........................................................................................... 64 4.2.3 Observaciones ............................................................................................ 67 4.3 MTODO DE THEIS ...................................................................................... 67 4.3.1 Generalidades............................................................................................. 67 4.3.2 Procedimiento ............................................................................................. 68 4.3.3 Observaciones ............................................................................................ 69 4.4 MTODO DE COOPER Y JACOB ................................................................. 70 4.4.1 Generalidades............................................................................................. 70 4.4.2 Procedimientos ........................................................................................... 71 4.4.3 Observaciones ............................................................................................ 74 4.5 MTODO DE CHOW...................................................................................... 74 4.5.1 Generalidades............................................................................................. 74 4.5.2 Procedimiento ............................................................................................. 75 4.5.3 Observaciones ............................................................................................ 75 4.6 SUMARIO....................................................................................................... 76 5 MTODOS DE ANLISIS PARA ACUIFEROS SEMICONFINADOS............... 78 5.1 MTODOS PARA RGIMEN DE FLUJO ESTABLE...................................... 79 5.1.1 Mtodo de De Glee..................................................................................... 79 5.1.2 MTODO DE HANTUSH - JACOB............................................................. 81 5.2 MTODOS PARA FLUJO EN RGIMEN TRANSITORIO ............................. 83 5.2.1 Mtodo de Walton....................................................................................... 83 5.2.2 Mtodo del Punto de Inflexin (Hantush l ) ................................................. 85 5.2.3 Mtodo de Ajuste de Curvas (Hantush III) .................................................. 89 5.2.4 Mtodo de Neuman-Witherspoon ............................................................... 91 6 PRUEBAS DE BOMBEO EN POZOS DE GRAN DIAMETRO.......................... 94 6.1 ASPECTOS GENERALES ............................................................................. 94 6.2 MTODO DE PAPADPULOS Y COOPER (Acufero confinado)................. 94 6.2.1 Generalidades............................................................................................. 94 6.2.2 Procedimiento ............................................................................................. 96 6.2.3 Observaciones ............................................................................................ 99 6.3 MTODO DE BOULTON - STRELTSOVA (Acufero libre) .......................... 101 6.3.1 Generalidades........................................................................................... 101 6.3.2 Procedimiento ........................................................................................... 103 7 PRUEBAS DE BOMBEO EN ROCAS FRACTURADAS ................................ 107 7.1 ASPECTOS GENERALES ........................................................................... 107 7.2 MTODO DE BOURDET- GRINGARTEN (Pozo de observacin)............... 107 7.2.1 Generalidades........................................................................................... 107 7.2.2 Procedimiento ........................................................................................... 109 7.2.3 Observaciones .......................................................................................... 110

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    7.3 MTODO DE KAZEMI (pozo de observacin) ............................................. 110 7.3.1 Generalidades........................................................................................... 110 7.3.2 Procedimiento ........................................................................................... 111 7.3.3 Observaciones .......................................................................................... 112 7.4 MTODO WARREN-ROOT (pozo de bombeo) ........................................... 112 7.4.1 Generalidades........................................................................................... 112 7.4.2 Observaciones .......................................................................................... 113 7.5 ANLISIS DE PRUEBAS DE BOMBEO CON UN MODELO NUMRICO DE DOS ACUFEROS Y DOS.ACUITARDOS .............................................................. 116 7.5.1 Generalidades........................................................................................... 116 BIBLIOGRAFA ...................................................................................................... 124 ANEXO A................................................................................................................ 128 GLOSARIO ............................................................................................................. 138

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    INDICE DE FIGURAS Figura 1.1 Instrumento experimental que ilustra la Ley de Darcy................................ 5 Figura 1.2. Distribucin del agua en el subsuelo......................................................... 7 Figura 1.3. Acufero libre ............................................................................................. 9 Figura 1.4. Acufero confinado. ................................................................................. 11 Figura 1.5. Acufero semiconfinado........................................................................... 13 Figura 1.6. Porosidad ................................................................................................ 15 Figura 1.7. Influencia del tipo de empacamiento sobre la porosidad, notar que las

    partculas (caso 2) slo estn acomodadas establemente a la izquierda y no hacia atrs.......................................................................................................... 16

    Figura 1.8. Tipos de porosidad: primaria a), b), c), d); secundaria e), f).................... 17 Figura 1.9. Conductividad hidrulica ......................................................................... 20 Figura 1.10. Coeficiente de transmisividad ............................................................... 23 Figura 1.11. Coeficiente de almacenamiento ............................................................ 24 Figura 2.1. Clculo del caudal mediante la distancia...

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