Fuentes de abastecimiento y obras de captacion

Fuentes de abastecimiento y obras de captación.

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Cuenca No. 69

La Cuenca 64

La Cuenca 69 abarca el Río San Juan y los Grandes Lagos Nicaragüenses: el Lago Xolotlán y el Lago Cocibolca que son parte de los recursos hídricos más importantes de Nicaragua por ser factor clave de desarrollo. Como se mencionó anteriormente, el Lago Cocibolca adicionalmente ha sido declarado como reservorio nacional de agua potable. Su caudal promedio de salida (475 m3/s) al Río San Juan representa un volumen que no es actualmente aprovechado.

se ubica en el noroeste de Nicaragua, entre El Volcán Cosigüina y el Río Tamarindo (Figura 3.2). En ella se encuentran los acuíferos más productivos del país (27.5 x 109 m3, ONU, 1974). El acuífero tiene un área de 1,300 km2 y sustenta una población de casi 700,000 habitantes (16% de la población total de Nicaragua). Los suelos agrícolas de la cuenca son de los más extensos y fértiles del país. Las actividades de producción están dominadas por cultivos de agro exportación bajo el sistema de monocultivo y mecanización intensiva. El riego se hace principalmente con agua del acuífero del cual el 74.4% del volumen total que se extrae es destinado a esta actividad (MARENA, 2008). Actualmente, los cultivos bajo riego y principales de agro exportación son caña (65%), maní (29%) y bananos (6%). En estos cultivos se aplica una gran cantidad de agroquímicos.

Para el Pacífico se estima una recarga promedio de los acuíferos en 40,5 m3/s y de escurrimiento 110,32m3/s. Dicha disponibilidad es menor en la práctica por efecto de la contaminación antropogénica .

Las cuencas 61 (Río Escondido), 69 (Río San Juan) y 55 (Río Grande de Matagalpa) son las de mayor disponibilidad hídrica, pese a que su cobertura boscosa que ayuda a captar agua se ha reducido en un 16%, 24 % y 41 % respectivamente.

Información requerida para el aprovechamiento de fuente de abastecimiento de aguas superficiales y aguas subterráneas.

El diseño de un abastecimiento para propósitos de Agua Potable, requiere el acopio de información amplia y detallada de los siguientes:

Estudio Hidrológico e Hidrogeológica:

• Cantidad de Agua (Aforos)
• Velocidad
• Dirección del Flujo
• Crecidas (Pluviómetro)

Información Geográfica:

• Ubicación.

Información geológica y geotécnica.

• Características físicas del acuífero (magnitud, espesor, límites).Propiedades físicas (Permeabilidad del Terreno, rendimiento específico, permeabilidad de los acuíferos, coeficiente de almacenamiento).

Calidad : Física, Química y Bacteriológica del Agua.

Estado Sanitario de la cuenca, fuentes de contaminación

Ventajas y desventajas del tipo de fuente de abastecimiento.

Estas consideraciones son de tipo general, y la selección de una u otra dependerá de factores económicos, tratamiento requerido, de la operación y mantenimiento y de la productividad de la fuente

Obras de captacion de aguas subsuperficiales.

Obras de Captación de aguas superficiales.

Galerías de infiltración.

Para fuentes superficiales con regulación de caudal.

Para fuentes de abastecimiento sin regulación de caudal.

Se supone un caudal del río superior al gasto máximo diario para cualquier época.

Las Estructuras recomendadas son:

Dique Toma.

Tiene la finalidad el represamiento de las aguas de un río con el objeto de asegurar una carga hidrostática suficiente sobre el dispositivo y a su vez asegurar el gasto previsto

La regulación de un río para compensar variaciones de caudal durante épocas de crecidas con los de estiaje supone el diseño y construcción de un dique o represa pero su utilización amerita una obra de captación adecuada para los diferentes niveles.

Las principales obras son:

• Torre toma:

Son estructuras esbeltas de concreto armado, con compuertas ubicadas a distintas profundidades. La sección generalmente es circular.

• Sifón
• Toma Sumergida
• Estación de Bombeo con foso de succión.

Son obras de captación empleadas en casos de fuentes sub-superficiales o en aquellas fuentes superficiales que no reúnen las condiciones de potabilidad requerida o que tiene turbiedad por encima de los límites.

• Las Galerías filtrantes, son pozos horizontales dotados de una cierta pendiente que recogen agua en toda su longitud. Son una forma simple de obtener agua filtrada. Para que el proceso de filtrado sea completo las galerías deben construirse por lo menos a 15 m de la orilla del río o lago

• Manantiales.

Dique toma con pozo de agua.

Lecho filtrante con galería colectora

Captación directa con Bombeo

Estructuras Flotantes

Filtro dinámico de grava y arena.

Las aguas freáticas alimentadas por las precipitaciones atmosféricas, se acuñan en las pendientes de los valles y desfiladeros de los ríos formando fuentes o manantiales cuyas aguas afloran a la superficie.

• Según la captación de agua:

Pueden ser por gravedad o artesianos:

• Los manantiales por gravedad ocurren cuando el estrato que produce agua cubre un estrato impermeable y aflora a la superficie.
• Los manantiales artesianos provienen de acuíferos artesianos. Se originan porque el manto acuífero está cortado por un barranco o porque la formación sobre el acuífero artesiano se quiebra por una falla o cuando los acuíferos afloran a una

Captación Directa:

Captación Indirecta.

Cuando la calidad física química y bacteriológica permite adoptar la cloración como mínimo tratamiento (Dique toma, Torre Toma, Estación de Bombeo).

Cuando la calidad bacteriológica ó la turbidez ocasional del agua son objetables y se requiere el aprovechamiento de la filtración natural a través de estratos permeables conectados con el río. Ejemplo: Galería de Infiltraciones y Pozos recolectores.

menor elevación.

Obras de captación de aguas Subterráneas.

Pozos poco profundos.

• Pozos excavados:

Los pozos excavados se constituyen y explotan para la captación de aguas poco profundas.

Obras de Captación.

• Pozos hincados:

Pozos Profundos.

Los pozos clavados o hincados solamente pueden construirse en formaciones suaves que se encuentren relativamente libres de rocas o de cantos, utilizados solo en terrenos blandos o granulares donde se pueda efectuar el hincado sin grandes dificultades

Son obras de captación empleadas en aquellos casos en los cuales la fuente de abastecimiento seleccionada para una localidad, es profunda.

Son todas aquellas que se construyen para reunir adecuadamente aguas aprovechables, su finalidad básica es asegurar bajo cualquier condición de flujo y durante todo el año la captación de gastos previstos.

El tipo de obra a emplearse es en función de las características de la fuente, de la calidad, de la localización y su magnitud.

Pueden hacerse por gravedad, aprovechando la diferencia de nivel del terreno o por impulsión (bombas).

Las dimensiones y características de las obras de toma deben permitir la captación de los caudales necesarios para un suministro seguro a la población.

Cuenca.

Una cuenca es un área natural en la que el agua proveniente de la precipitación pluvial forma un curso principal de agua, hasta que llega al mar, lago u otro río mayor.

La cuenca es una unidad hidrográfica, conformada

por el conjunto de sistemas de curso de aguas y delimitada por las cumbres, o el relieve que la comprende, siendo sus límites la “divisoria de aguas”.

Cuenca Hidrográfica.

Una cuenca hidrográfica es un territorio drenado por un único sistema de drenaje natural, es decir, que drena sus aguas al mar a través de un único río, o que vierte sus aguas a un único lago endorreico.

Una cuenca hidrográfica es delimitada por la línea de las cumbres, también llamada divisoria de aguas. 

parteaguas.

Para efectos prácticos, una cuenca hidrográfica puede ser dividida en las secciones:

* Cuenca alta, que corresponde con las áreas montañosas limitadas en su parte superior por las líneas divisorias de aguas.

* Cuenca media, que comprende las zonas de pie de monte y valles bajos, donde el río principal mantiene un cauce definido.

* Cuenca baja o zonas transicionales (como los estuarios o humedales), donde el curso de agua divaga o desaparece como tal

Cuenca Hidrológica.

Las cuencas hidrológicas son unidades morfológicas integrales y además de incluir todo lo dicho en el concepto de cuenca hidrográfica, abarcan también la estructura hidrogeológica subterránea de los acuíferos.

En otras palabras, el concepto de cuenca hidrográfica hace referencia a la zona de escurrimiento superficial de las precipitaciones, mientras que el de cuenca hidrológica incluye también a las aguas subterráneas.

Dependiendo de la geología del sitio, estas cuencas pueden ser diferentes, ya que en muchos sitios es normal que el agua subterránea se mueva en direcciones diferentes que la superficial y aflore en sitios diferentes a la de la cuenca donde cayeron las precipitaciones que la alimentan.

Ciclo hidrológico.

Evaporación.

Es el proceso por el cual el agua de los océanos y de la tierra se convierte en vapor de agua y penetra en la atmósfera en forma de gas.

La evaporación de las plantas se denomina Transpiración.

La tasa de evaporación se incrementa con la temperatura, la intensidad solar, la vegetación y la humedad del suelo.

Condensación.

• Percolación.

El vapor de agua se enfría a medida que se eleva, condensándose en gotitas de agua para formar las nubes.

Es la infiltración profunda del agua en el suelo hasta el agua subterránea o Acuífero subterráneo.

• Flujo Subterráneo.

Es el movimiento del agua en el Acuífero.

Ciclo Hidrológico

Precipitación.

• Es el proceso que mueve al agua a través de los océanos, el cielo y la tierra.

• Este proceso funciona gracias a la energía del sol.

• Podemos comenzar a examinar el ciclo del agua con los océanos, los cuales tienen el 97% del agua de todo el planeta.

Las precipitaciones se producen cuando el vapor de agua en la atmósfera se condensa en las nubes y cae en la tierra.

Pueden ser de diversas formas, entre ellas:

• Lluvia.
• Llovizna.
• Granizo.
• Nieve.
• Neblina.

• Flujo Superficial:

Es el flujo del agua en pequeños surcos, canales, quebradas y ríos.

• Flujo Sub-superficial

El flujo Sub-superficial es el agua infiltrada que se mueve paralela a la superficie del terreno, a poca profundidad.

Tipos de fuentes de abastecimiento.

Aguas atmosféricas.

Las aguas de lluvia están menos expuestas a la contaminación con bacterias y parásitos no constituyen fuentes de abastecimiento constante.

Aguas residuales

Escurrimiento Superficial.

Infiltración.

Agua subterránea.

Es el agua que fluye en las corrientes y ríos.

La escorrentía no es constante; se reduce durante periodos de sequía y estaciones secas y aumenta durante las estaciones lluviosas, las tormentas y los periodos de fundido rápido del hielo y la nieve.

Es el movimiento del agua de las precipitaciones, a través de la superficie del suelo y hacia adentro del mismo, producido por la acción de las fuerzas gravitacionales y capilares.

Habiendo sido usada el agua, constituyen un residuo, algo que no sirve para el usuario directo.

Luego de ser depuradas o tratadas, pueden ser utilizadas en actividades como riego y limpieza.

Agua Sub-superficial.

Aguas subterráneas profundas.

Agua que se infiltra en el suelo y que al desplazarse a través de los pozos de manantiales subterráneos puede reaparecer en la superficie.

Las aguas subterráneas profundas Son todas las aguas que se infiltra profundamente y que descienden por gravedad hasta alcanzar el nivel de saturación que constituye el depósito de agua subterránea o acuíferos.

Puede constituir una solución para el caso de pequeñas localidades rurales, siempre que tenga un caudal y calidad adecuada.

Aguas Freáticas.

Su nivel oscila bastante y está directamente influenciado por el régimen de lluvias. Su calidad es variable y aunque física y químicamente sea aceptable existe siempre el peligro de contaminación microbiológica. Por ello de resolverse su utilización habrás que hacerlo mediante pozos excavados o perforados a los que se deberá protegerlos adecuadamente contra la contaminación superficial.

Agua en el suelo.

Acuíferos

Un acuífero es aquel estrato o formación geológica permeable que permite la circulación y el almacenamiento del agua subterránea por sus poros o grietas

Acuífero semi-confinado

Un acuífero se dice semi-confinado cuando el estrato de suelo que lo cubre tiene una permeabilidad significativamente menor a la del acuífero mismo, pero no llegando a ser impermeable, es decir que a través de este estrato la descarga y recarga puede todavía ocurrir.

Tipos:

Acuífero confinado.

Son aquellas formaciones en las que el agua subterránea se encuentra encerrada entre dos capas impermeables y es sometida a una presión distinta a la atmosférica (superior). Sólo recibe el agua de lluvia por una zona en la que existen materiales permeables

Acuíferos Libres

Es aquel acuífero que se encuentra en directo contacto con la zona subsaturada del suelo. En este acuífero la presión de agua en la zona superior es igual a la presión atmosférica, aumentando en profundidad a medida que aumenta el espesor saturado.

Aguas superficiales

Provienen gran parte del escurrimiento, pueden recibir aporte de manantiales estas se clasifican en:

• Sin regulación de caudal:

son aquellas donde el caudal mínimo observado en el periodo de registro es superior al CMD.

• Con regulación de caudal:

Son aquellas donde el caudal mínimo observado

no es suficiente para satisfacer la demanda

de diseño pero cuyo régimen permite

almacenar.

Tipos de fuentes de abastecimiento.

No convencionales

• Agua atmosférica
• Agua residual

El agua se encuentra disponible en la naturaleza en dos tipos de fuentes

Fuentes de abastecimiento

Convencionales

• Agua superficial
• Agua subsuperficial
• Agua subterránea

La fuente de abastecimiento de agua constituye el elemento de primordial de carácter condicionante para el diseño de los demás elementos de un sistema de agua potable.

Introducción.

El primer paso para diseñar

un sistema de agua potable,

es elegir una fuente de

agua que tenga buena calidad

y que produzca agua en

cantidad suficiente como

para abastecer a la

población que se desea servir.

Universidad Nacional de Ingeniería

UNI/RUPAP

Ingeniería Sanitaria I

Docente: Ing. Maria Elena Baldizon.

Integrantes:

• Mario Ernesto Galo Miranda.
• Marjourie Lissette Mendoza Pérez.
• Kathia Michell Paz Ocampo
• Edwing Francisco Pérez Ordoñez.