LÍNEAS EQUIPOTENCIALES Y DIRECCIÓN DEL FLUJO
Problema de ejemplo 3
El objetivo de este ejercicio es comprender cómo se dibujan las líneas equipotenciales en un medio isotrópico y cómo nos permiten determinar la dirección del flujo de agua subterránea.
a) Dibuje líneas equipotenciales en la arena a intervalos de 1 pie.
b) ¿A qué nivel subirá el agua en el piezómetro hipotético?
Carga Hidráulica Interactiva con Divisiones de Arena
h₁ (carga izquierda): 0 ft
h₂ (carga derecha): 12 ft
Altura equipotencial (piezómetro): 0 ft
Carga por defecto en la derecha (h₂) = 12 ft.
Añadir divisiones de arena incrementa la carga izquierda (h₁) en 1 ft por división.
Las divisiones aparecen solo dentro de la zona de arena.
El nivel de agua se puede ajustar entre 0 y 12 ft usando cualquier tipo de entrada.
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Preguntas:
a) Dibuje líneas equipotenciales en la arena a intervalos de 1 pie.
b) ¿A qué nivel subirá el agua en el piezómetro hipotético?
Soluciones:
a) Los valores de carga constante en la parte superior e inferior de la columna de arena son iguales a la elevación del nivel de agua de la columna de agua que limita cada extremo del medio poroso. El flujo debe ser vertical en la columna de arena dada la geometría del cilindro, y las líneas potenciométricas deben ser horizontales (los contornos equipotenciales son perpendiculares a la dirección del flujo y perpendiculares a los límites de no flujo). El gradiente de carga está especificado por el espaciamiento entre las líneas de contorno; en este caso, deben estar igualmente espaciadas porque el medio es homogéneo.
b) El nivel de agua en un piezómetro es igual a la carga hidráulica en el punto de medición, que en este caso es el extremo abierto del piezómetro en la arena. Por lo tanto, el nivel de agua en el piezómetro hipotético es de 14 pies.
