Comisin Nacional del Agua

MANUAL DE AGUA POTABLE,

ALCANTARILLADO Y SANEAMIENTO

DISEO, CONSTRUCCIN, OPERACIN Y MANTENIMIENTO DE POZOS DE OBSERVACIN PARA EL CONTROL

DE LA CALIDAD DE LOS ACUFEROS

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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CONTENIDO 1. REVISIN DEL DISEO DE REDES DE MONITOREO DE LA CALIDAD DEL AGUA SUBTERRNEA ............................................................................................. 2 1.1. OBJETIVOS ......................................................................................................... 2 1.2. ESCALAS ESPACIALES...................................................................................... 4 1.3. CONSIDERACIONES HIDROGEOLGICAS...................................................... 5 1.3.1. Caracterizacin regional.................................................................................... 5 1.3.2. Caracterizacin especfica del sitio ................................................................... 8 1.4. METODOLOGAS PARA EL DISEO DE REDES DE MONITOREO DE LA CALIDAD DEL AGUA SUBTERRNEA.................................................................... 10 1.4.1. Enfoque hidrogeolgico................................................................................... 11 1.4.2. Enfoque estadstico......................................................................................... 14 2. DISEO Y CONSTRUCCIN DE POZOS DE OBSERVACIN .......................... 36 2.1. DISEO DE POZOS .......................................................................................... 36 2.1.1. Dimetro y Profundidad del Pozo.................................................................... 38 2.1.2. Materiales para la Tubera de Revestimiento (Tubera Sanitaria o de Proteccin) ................................................................................................................ 39 2.1.3. Materiales y Tipos de Ademe.......................................................................... 40 2.1.4. Filtro de Grava................................................................................................. 42 2.1.5. Cementantes y Rellenos ................................................................................. 45 2.1.6. Desarrollo del Pozo ......................................................................................... 47 2.1.7. Mantenimiento y rehabilitacin de Pozos ........................................................ 50 2.1.8. Cierre de pozos abandonados ........................................................................ 51 2.2. MTODOS DE PERFORACIN ........................................................................ 52 2.2.1. Barrena taladro hueca.................................................................................. 55 2.2.2. Rotacin Directa con Aire y barrena o martillo ................................................ 57 2.2.3. Rotacin Directa con Lodos ............................................................................ 60 2.2.4. Percusin con cable y herramienta ................................................................. 63 2.2.5. Penetracin del ademe: Rotacin con penetracin del ademe (Rotacin con Ademe a Percusin y Doble Rotacin)...................................................................... 65 2.2.6. Penetracin del ademe: Doble tubera y Circulacin Inversa (Rotacin, Percusin Hidrulica o Martillo de Percusin) ........................................................... 68 2.2.7. Penetracin del ademe: Pozos revestidos descendentes (ODEX, TUBEX).... 71 2.2.8. Mtodos de Inyeccin a presin...................................................................... 74 2.2.9. Barrenas taladro slida y barrena - muestreadores ..................................... 76 2.2.10. Rotacin con Diamante ................................................................................. 79 2.2.11. Perforacin Direccional ................................................................................. 82 2.2.12. Perforacin Snica ........................................................................................ 84 2.2.13. Pozos Punta .................................................................................................. 87 2.3. METODOLOGA PARA EL DISEO Y CONSTRUCCIN DE POZOS DE OBSERVACIN........................................................................................................ 89 2.3.1. Objetivos ......................................................................................................... 89 2.3.2. Ubicacin......................................................................................................... 89 2.3.3. Seleccin del mtodo de perforacin .............................................................. 90 2.3.4. Mtodos de perforacin................................................................................... 90

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2.3.5. Diseo de los pozos de monitoreo .................................................................. 91 2.3.6. Consideraciones posteriores a la instalacin de los pozos ............................. 95 3. MONITOREO DE LA CALIDAD DE LAS AGUAS SUBTERRNEAS................. 97 3.1. INTRODUCCIN ............................................................................................... 97 3.1.1. Objetivos del monitoreo de calidad ................................................................. 97 3.1.2. Limitaciones del muestreo representativo ....................................................... 99 3.1.3. Seleccin de los parmetros analticos ........................................................... 99 3.1.4. Medidas de seguridad para el muestreo ....................................................... 103 3.2. ALTERACIN FSICOQUMICA DE LAS MUESTRAS DE AGUA SUBTERRNEA ..................................................................................................... 103 3.2.1. Contaminacin de las muestras e inestabilidad de parmetros .................... 103 3.2.2. Efectos de la instalacin de los pozos........................................................... 105 3.2.3. Influencia del mtodo de muestreo ............................................................... 106 3.3. IMPORTANCIA DEL MARCO HIDROGEOLGICO EN EL MUESTREO ....... 107 3.3.1. Sistemas de flujo subterrneo ....................................................................... 107 3.3.2. Transporte y atenuacin de contaminantes................................................... 110 3.3.3. Controles naturales sobre la calidad de las aguas subterrneas .................. 114 3.3.4. Influencia de la hidrulica de pozos en el muestreo...................................... 116 3.4. MTODOS DE MUESTREO Y LIMITACIONES .............................................. 118 3.4.1. Generalidades ............................................................................................... 118 3.4.2. Descarga de pozos de produccin ................................................................ 119 3.4.3. Muestreo durante la perforacin de pozos .................................................... 120 3.4.4. Muestreo de pozos no bombeados ............................................................... 120 3.5. TCNICAS ACTUALIZADAS PARA EL MUESTREO DE POZOS .................. 122 3.5.1. Introduccin................................................................................................... 122 3.5.2. Nuevas tcnicas para parmetros inestab