Hidrologia Superficial i Subterrània
Codi: 102842 Crèdits: 6| Titulació | Tipus | Curs | Semestre |
|---|---|---|---|
| 2501915 Ciències Ambientals | OB | 2 | 2 |
Professor/a de contacte
- Nom:
- Mario Zarroca Hernandez
- Correu electrònic:
- mario.zarroca.hernandez@uab.cat
Utilització d'idiomes a l'assignatura
- Llengua vehicular majoritària:
- espanyol (spa)
- Grup íntegre en anglès:
- No
- Grup íntegre en català:
- No
- Grup íntegre en espanyol:
- No
Equip docent
- Joan Bach Plaza
- Mario Zarroca Hernandez
Prerequisits
Tot i que no hi ha prerequisits oficials, és molt aconsellable que l'estudiant repassi els coneixements bàsics sobre diverses matèries de primer curs del Grau (FONAMENTS DE GEOLOGIA) que seran especificats al començament del curs acadèmic a través del campus virtual (CV).
Objectius
Aquesta assignatura ha estat dissenyada per a proporcionar als futurs professionals de la Ciències Ambiental uns coneixements bàsics i fonamentals, sobre la dinàmica natural del medi hidrogeològic: l'escenari (estàtic i dinàmic).
Intencionalment, la matèria fuig d'aquells mètodes, tècniques de treball i continguts específics del món de la Hidrogeologia s.s., que només són útils pels professionals de la Geologia o de la Enginyeria de Camins, Mines o Obres Públiques. En canvi, es centra en aquells aspectes aplicats i bàsics d'utilitat per als futurs professionals de les Ciències Ambientals.
Objectius de l'assignatura:
Sensibilitzar a l'alumne en el "món de l'aigua"
Introduir a l'alumne en el coneixement dels conceptes bàsics i metodologia pròpia de la Hidrologia Superficial i Subterrània (HSS) aplicats a la resolució de problemes ambientals.
Més concretament, es proposa treballar en dos nivells: per una banda, donar idees bàsiques sobre l'assignatura relatives a principis i formulacions genèriques, per l'altra, concretar aquestes formulacions en exemples a escala local i regional.
Paral·lelament es vol situar als alumnes davant situacions reals, a través d'ensenyar una metodologia d'aprenentatge que permeti orientar el seu futur treball amb una certa autonomia i arribar a un coneixement i a una compressió dels temes amb major o menor profunditat, segons les seves necessitats i interessos, tant si es tracta d'una tasca de revisió-supervisió dels treballs o d'execució dels mateixos.
Finalment es tractarà d'aconseguir que l'alumne situï bé els coneixements del HSS dins la titulaicó de Ciències Ambientals. Es tracta que ell mateix tingui una concepció, per a poder-la aplicar, segons la qual aquesta es relacioni amb moltes altres disciplines.
La nostra matèria guarda una estreta relació amb altres assignatures de formació bàsica i obligatòries de primer, segon i tercer curs. En conseqüència ha estat dissenyada en concordança amb els seus continguts.
Competències
- Analitzar i utilitzar la informació de manera crítica.
- Aplicar amb rapidesa els coneixements i habilitats en els diferents camps involucrats en la problemàtica ambiental, i aportar-hi propostes innovadores.
- Aprendre i aplicar els coneixements adquirits a la pràctica i a la resolució de problemes.
- Demostrar iniciativa i adaptar-se a problemes i situacions nous.
- Demostrar interès per la qualitat i la praxi de la qualitat.
- Demostrar un coneixement adequat i utilitzar les eines i els conceptes de les disciplines científiques més rellevants en medi ambient.
- Recollir, analitzar i representar dades i observacions, tant quantitatives com qualitatives, utilitzant de forma segura les tècniques adequades d'aula, de camp i de laboratori.
- Transmetre adequadament la informació, de forma verbal, escrita i gràfica, i utilitzant les noves tecnologies de comunicació i informació.
- Treballar amb autonomia.
- Treballar en equip desenvolupant els valors personals quant al tracte social i al treball en grup.
Resultats d'aprenentatge
- Analitzar i utilitzar la informació de manera crítica.
- Aprendre i aplicar els coneixements adquirits a la pràctica i a la resolució de problemes.
- Avaluar els canvis en els medis geològics per l'acció natural o antropogènica, així com el seu nivell de degradació, i presentar propostes de prevenció i mitigació.
- Demostrar iniciativa i adaptar-se a problemes i situacions nous.
- Demostrar interès per la qualitat i la praxi de la qualitat.
- Elaborar mapes geològics i geomorfològics temàtics per a la gestió i la remediació mediambiental, així com de divulgació d'informació del patrimoni geològic.
- Identificar els processos geològics en l'entorn mediambiental i valorar-los adequadament i originalment.
- Interpretar mapes i talls geològics elaborats per altres autors.
- Observar, reconèixer, analitzar, mesurar i representar adequadament i de manera segura processos geològics.
- Transmetre adequadament la informació, de forma verbal, escrita i gràfica, i utilitzant les noves tecnologies de comunicació i informació.
- Treballar amb autonomia.
- Treballar en equip desenvolupant els valors personals quant al tracte social i al treball en grup.
- Utilitzar conceptes i eines de la geologia per a la resolució de problemes ambientals.
Continguts
Els continguts de l’assignatura s’estructuren en els següents blocs temàtics
Introducció. Una visió sistèmica del món de les aigües superficials i subterrànies
L'aigua com a recurs, la quantitat i qualitat. El concepte de sostenibilitat. La distribució global de l’aigua, els recursos i la gestió de l’aigua a nivell de Catalunya. El cicle de l’aigua. El balanç hídric i el seu càlcul. El concepte de conca hidrogràfica i conca hidrogeològica. La definició dels components del balanç hídric: precipitació, evapotranspiració, escorriment (superficial i subterrani), extraccions.
Tècniques i mètodes d’estudi de les aigües superficials
L’origen de l’escorriment i la seva distribució. La mesura del cabal. L’hidrograma i les dades hidrològiques. Els cabal de manteniment. Les inundacions. Relacions precipitació_escolament
Aqüífers
L’aigua en el subsol. Els aqüífers. Paràmetres que defineixen una roca com aqüífer. Implicacions hidrogeològiques del modelats litològics i morfoambients.
Tècniques i mètodes d’estudi i d’aprofitament de les aigües subterrànies
Principis de mecànica de fluids. L’energia de l’aigua en els aqüífers. El gradient hidràulic. El moviment de l’aigua en el terreny: la llei de Darcy. Paràmetres hidràulics: permeabilitat, transmissivitat i coeficient d’emmagatzematge. Representació del flux subterrani. Piezòmetres. Nivell piezomètric inivell freàtic. La representació del flux subterrani. Càlcul del vector de flux. Equació general del flux subterrani. Derivació de l’equació general del flux subterrani. Hidrogeoquímica. Conceptes generals. Analítiques i gràfics utilitzats en hidrogeologia. Evolució segons litologies. Isòtops. Hidràulica de captacions. Tipus de captacions i sondatges. Geometria de les captacions. Fórmules que expressen la forma del con de descens. Assaig de bombament. Les pantalles. Delineació de zones de captura. Mètodes geofísics
El treball de camp en HHS
Integra coneixements dels blocs anteriors i els aplica a les condicions reals de camp.
Permeten a l’alumne:
- Conèixer com es distribueixen els recursos hídrics a Catalunya i a diverses zones arreu del món
- Conèixer de forma qualitativa i quantitativa els diferents elements que intervenen en el balanç hídric d'una conca hidrogràfica com a element principal de gestió de recursos hídrics i del territori.
- Valoració de la dinàmica hidrològica dels rius i de les aigües superficials en general amb especial èmfasi en els factors que intervenen en la qualitat ecològica i la gestió d'avingudes
- Relacionar i integrar la geologia i la dinàmica de fluids com a principals condicionants de la hidrologia subterrània.
- Maneig i ús de les principals eines i metodologies de camp i de gabinet que permeten conèixer i quantificar la dinàmica de les aigües subterrànies i superficials.
- Identificar i interpretar els principals factors que intervenen en la qualitat de les aigües continentals de forma natural.
Programació
Bloc 1. Introducció. Una visió sistèmica del món de les aigües superficials i subterrànies
Tema 1.1. Hidrogeologia? per ambientòlegs
Tema 1.2. El cicle de l’aigua. El balanç hídric i el seu càlcul. El concepte de conca hidrogràfica i conca hidrogeològica. La definició dels components del balanç hídric: precipitació, evapotranspiració, escorriment (superficial i subterrani), extraccions.
Bloc 2. Tècniques i mètodes d’estudi de les aigües superficials
Tema 2.1. Hidrosistema fluvial
Tema 2.2. L’origen de l’escorriment i la seva distribució. La mesura del cabal.
Tema 2.3. L’hidrograma i les dades hidrològiques. Els cabal de manteniment. Les inundacions.
Tema 2.4. Relacions precipitació_escolament
Bloc 3. Aqüífers
Tema 3.1. L’aigua en el subsòl. Els aqüífers. Paràmetres hidràulics que defineixen un aqüífer.
Tema 3.2. Interacció de les aigües superficials i subterrànies en diferents paisatges.
Bloc 4. Tècniques i mètodes d’estudi i d’aprofitament de les aigües subterrànies
Tema 4.1. Fonaments. Principis de mecànica de fluids. L’energia de l’aigua en els aqüífers. El gradient hidràulic. El moviment de l’aigua en el terreny: la llei de Darcy.
Tema 4.2. Representació del flux subterrani. Piezòmetres. Nivell piezomètric i nivell freàtic. La representació del flux subterrani. Càlcul del vector de flux. Equació general del flux subterrani.
Tema 4.3. Hidràulica de captacions. Tipus de captacions i sondatges. Geometria de les captacions. Fórmules que expressen la forma del con de descens. Assaig de bombament.
Metodologia
El procés d'aprenentatge que s'ha dissenyat per a aquesta matèria es basa en els següents plantejaments:
- L'alumne hauria d'adquirir els coneixements teòrics i pràctics necessaris per a identificar i interpretar els principals processos hidrològics i la seva importància a nivell ambiental.
- L'alumne hauria d'arribar la destresa necessària per obtenir i mesurar dades de camp, fer estudis de cabals, elaborar piezometries i conèixer els diferents aspectes lligats a la hidrologia a nivell qualitatiu.
- L'alumne ha de conèixer els principals factors que intervenen i/o condicionen la qualitat de l'aigua per al seu ús i gestió.
- És desitjable que l'alumne es familiaritzi amb bibliografia bàsica sobre hidrologia i hidrogeologia, incloent textos en anglès, i que exerciti la comunicació de coneixements, hipòtesis i interpretacions tant oralment com de forma escrita.
- L'alumne ha de tenir contacte directe en camp on pugui observar exemples in situ dels diferents temes tractats a l'assignatura.
- És desitjable que l'alumne desenvolupi part del programa formatiu de forma autònoma, podent recórrer puntualment a l'assessorament del professor.
D'acord amb els objectius anteriorment definits, els aspectes teòrics i pràctics de l'assignatura es distribueixen de la següent manera:
Classes magistrals
Els coneixements teòrics es transmetran, principalment, a l'aula (sempre que sigui possible) a través de classes magistrals, amb suport de TIC i debats en gran grup. A part de la bibliografia/webgrafia seleccionada, els alumnes disposaran d'un material complementari per al seguiment de les classes.
En el cas que sigui necessari realitzar les classes a distància, les classes magistrals seran gravades en àudio i posteriorment es faran tutories de reforç.
Pràctiques de camp i treball en grup
El treball pràctic té com a objectiu principalment adquirir una metodologia de treball de camp. Compren un conjunt de pràctiques a través de les quals l’estudiant ha d’acabar disposant de les competències necessàries per moure’s amb seguretat i independència en el treball de camp en HSS.
S’organitzen en sortides de camp. Les dates seran comunicades oportunament.
En el cas de no poder-se dur a terme, les sortides serien substituïdes per treballs i impartides pels professors responsables de les mateixes.
Al campus virtual es podrà consultar un document guia amb l’organització-programació detallada de les jornades de camp.
Durant les jornades s’intercalen les explicacions en camp amb un treball autònom dels alumnes. Es pretén que alumne desenvolupi un diversitat treball pràctic fonamentat en el maneig dels equipaments bàsics de la presa de dades en HSS (molinets, infiltròmetres, determinació de paràmetres hidroquímics, amidaments topogràfiques de seccions amb equips topogràfics d’anivellació, sondes piezomètriques, equips per l’exploració geofísica,...) i en l’adquisició de destresa en les observacions hidrogeològiques.
El conjunt de coneixements pràctics adquirits pels alumnes s'avaluaran mitjançant proves escrites (mateixos controls programats pels continguts teòrics) i amb la realització de treballs en grup. Mitjançant aquests treballs els estudiants hauran d'identificar i acotar el paper que juguen els factors hidrogeològics en el territori estudiat, prestant especial atenció a l’estudi de la seva interacció amb els elements biòtics de la zona. És a dir l’alumne ha d'adquirir un coneixement transversal i sistèmic de diverses problemàtiques hidroambientals existents en aquest territoris de Catalunya que li permeti prendre decisions sobre l’ús i gestió, planificació dels recursos hídrics que conté.
Al campus virtual de l’assignatura es podrà consultar un document-guia del treball a desenvolupar. Durant el curs s'orientarà a l'alumne sobre la metodologia de treball i es resoldran els problemes que es plantegin.
Nota: es reservaran 15 minuts d'una classe, dins del calendari establert pel centre/titulació, per a la complementació per part de l'alumnat de les enquestes d'avaluació de l'actuació del professorat i d'avaluació de l'assignatura/mòdul.
Activitats formatives
| Títol | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
|---|---|---|---|
| Tipus: Dirigides | |||
| Classes magistrals | 30 | 1,2 | 3, 7 |
| Pràctiques de camp | 30 | 1,2 | 1, 3, 4, 5, 7, 8, 9, 11, 12, 13 |
| Tipus: Autònomes | |||
| Treball autònom | 84 | 3,36 | 3, 7 |
Avaluació
L'avaluació es realitza al llarg de tot el curs, en part grupalment i en part individualment.
1. Avaluació teoria i pràctiques d'aula:
En aquesta part s'avalua individualment els coneixements científic-tècnics de la matèria assolits per l'alumne, així com la seva capacitat d'anàlisi i síntesi, comunicació i de raonament crític.
L'avaluació dels continguts teòrics i pràctica de l'assignatura es porta a terme mitjançant 2 proves escrites que es realitzen al llarg del curs, una a mig semestre, i una altra a final del curs, inicialment està previst que sigui de forma presencial.
Els continguts seran eliminatoris (la segona prova no inclou els continguts de la primera).
Faran promig a partir d'un 2.5 de nota de cada parcial. Cadascuna de aquestes activitats d'avaluació de l'assignatura representen un percentatge respecte la nota global del 70% (35% primer parcial i 35% segon parcial).
Un 30 % de la nota sortirà de la presentació de treballs individuals i/o per grups, bé de les matèries teòriques i/o bé de les sortides de camp.
2. Avaluació sortides de camp:
Els conceptes explicats a camp seran molt presents en les proves escrites. Tant pel que respecte a la sortida a la riera del campus UAB com els campaments a la conca de Tremp.
En el cas que no sigui viable la realització de les sortides, seran substituïdes per exercicis pràctics avaluables.
3. Recuperació i millora de notes:
Per poder assistir a la recuperació, l'alumne ha hagut d'haver estat avaluat prèviament d'activitats d'avaluació continuada que equivalguin a 2/3de la nota final.
Es considera la possibilitat de millorar la nota global final, de manera que s'invaliden les notes obtingudes en els parcials.
Activitats d'avaluació
| Títol | Pes | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
|---|---|---|---|---|
| 1a prova escrita sobre coneixements bàsics de hidrologia mitjançant preguntes teòriques i resolució de problemes | 35 | 2,5 | 0,1 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 |
| 2a prova escrita sobre coneixements bàsics de hidrologia mitjançant preguntes teòriques i resolució de problemes | 35 | 2,5 | 0,1 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 |
| treballs en grup | 30 | 1 | 0,04 | 2, 4, 10, 12 |
Bibliografia
Es treballarà habitualment amb recursos en xarxa. (Webgrafia)
Bibliografia:
Chow, V. T., Maidment, D. R., Mays, L. W. (1988). Applied Hydrology, McGraw-Hill International editions
Custodio, E. i Llamas, M. (1976). Hidrología Subterránea
Domenico, P.A. i F.W. Schwartz (1990). Physical and chemical hydrogeology. Wiley.
Freeze, R.A i J.A. Cherry (1979), Groundwater. Prentice Hall.
Martínez Alfaro, Pedro E., Martínez Santos, Pedro, Castaño Castaño, Silvino (2006). Fundamentos de hidrogeología. . Madrid : Mundi-Prensa.
Poncev. M. (1989). Engineering hydrology. Principles and practices. New Jersey. Ed. Prentice Hall. http://ponce.sdsu.edu/330textbook_hydrology_chapters.html
Younger, P. L, (2007). Groundwater in the Environment. Blackwell Publishing.
Enllaços web:
Es recomana la consulta de:
http://aca-web.gencat.cat/aca/appmanager/aca/aca/
Programari
No cal programari específic