Plan docente de la asignatura

 

 

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Datos generales

 

Nombre de la asignatura: Hidrogeología

Código de la asignatura: 573726

Curso académico: 2021-2022

Coordinación: José María Carmona Pérez

Departamento: Departamento de Mineralogía, Petrología y Geología Aplicada

créditos: 5

Programa único: S

 

 

Horas estimadas de dedicación

Horas totales 125

 

Actividades presenciales y/o no presenciales

60

 

-  Teoría

Presencial

 

30

 

-  Prácticas de ordenador

Presencial

 

10

 

-  Prácticas de laboratorio

Presencial

 

4

 

-  Salida de campo

Presencial

 

16

Trabajo tutelado/dirigido

24

Aprendizaje autónomo

41

 

 

Competencias que se desarrollan

 

COMPETENCIAS BÁSICAS Y GENERALES

CB7 - Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio.

CB8 - Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios.

CB9 - Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades.

CG1 - Capacidad para valorar críticamente el conocimiento, la tecnología y la información disponible para resolver los problemas relacionados con el mundo del agua que se presentan en el ámbito profesional.

 

COMPETENCIAS TRANSVERSALES

CT2 - Capacidad para abordar, analizar y trasladar la problemática de la escala local a la escala global y viceversa.

CT4 - Capacidad para intervenir en la gestión integral del agua aplicando criterios de sostenibilidad.

CT5 - Capacidad de mostrar y argumentar la pertinencia de la intervención en la gestión del agua fundamentada en conceptos éticos y deontológicos.

 

COMPETENCIAS ESPECÍFICAS

CE1 - Capacidad para elaborar y evaluar proyectos en los que el agua tenga un papel importante y determinar su impacto ambiental, sanitario y social.

CE4 - Capacidad de evaluar desde el punto de vista cuantitativo y cualitativo de los recursos hídricos convencionales y el impacto que los cambios en los hidrosistemes tienen sobre los ecosistemas acuáticos y sobre los sistemas socioeconómicos, para llevar a cabo una explotación sostenible y respetuosa con el medio ambiente.

CE5 - Capacidad de anticipar, identificar y evaluar el peligro de los efectos del cambio climático sobre los cuerpos de agua y para implementar medidas de prevención, control y corrección.

CE6 - Capacidad para evaluar el ciclo antrópico del agua y su impacto sobre el medio ambiente.

CE7 - Capacidad para muestrear y monitorizar los cuerpos de agua para conocer su funcionamiento y valorar su calidad.

CE12 - Capacidad para diseñar campañas de campo y experimentos de laboratorio, adecuar los datos adquiridos y desarrollar e implementar modelos analógicos y / o numéricos.

CE13 - Capacidad para utilizar y analizar los resultados de modelos numéricos y analógicos para estudiar las interacciones entre los cuerpos de agua para llevar a cabo una gestión integral y sostenible.

 

 

 

 

 

Objetivos de aprendizaje

 

Referidos a conocimientos

- Entender el concepto de balance hidrológico y su importancia a la hora de evaluar los recursos hídricos.
- Entender el concepto de reservas hídricas y su relación con los conceptos de sobreexplotación de acuíferos y balance hidrológico.
- Comprender la necesidad que hay de medir y evaluar los componentes del ciclo hidrológico.
- Entender el concepto de recarga de acuíferos y el papel que tiene la interrelación agua superficial-agua subterránea.
- Entender el concepto de almacén del acuífero y su papel en la explotación de aguas subterráneas.
- Entender la importancia de conocer el valor del nivel piezométrico en un punto determinado y en un momento dado y su importancia en
cuanto a la gestión de los recursos hídricos desde el punto de vista cuantitativo.
- Comprender la diferencia entre régimen estacionario y régimen transitorio y el papel que tiene en ambos casos el comportamiento elástico del acuífero.
- Comprender las interacciones agua-atmósfera en el agua de lluvia, las interacciones agua-zona no saturada y las interacciones agua-roca en general, así como su importancia en la calidad de las aguas subterráneas.

 

Referidos a habilidades, destrezas

- Tener criterio para saber analizar la demanda del cliente o persona que encarga un estudio.
- Familiarizarse con las diferentes fuentes de información existentes, tanto de Internet como de instituciones implicadas: empresas, Instituto Cartográfico, Servicio Meteorológico de Cataluña, Agencia Catalana del Agua, etc.
- Saber sintetizar la información previamente existente sobre la zona o el medio que se ha de estudiar.
- Saber analizar de manera crítica datos e informes preexistentes.
- Familiarizarse con el uso de instrumental técnico de campo y de laboratorio.
- Saber interpretar de manera correcta todo tipo de observaciones hechas en el campo.
- Saber llevar a cabo el tratamiento adecuado de los datos recopilados y obtenidos: tratamiento numérico y estadístico, gráfico, cartográfico, etc.
- Saber utilizar los programas informáticos necesarios para realizar estudios hidrogeológicos.
- Saber sintetizar dentro de un modelo conceptual integral de flujo y transporte el conjunto de datos y estudios de que se dispone.
- Tener capacidad para dirigir un grupo de trabajo.
- Tener capacidad para establecer relaciones interdisciplinares.

 

Referidos a actitudes, valores y normas

- Interés por el desarrollo de la actividad profesional relacionada con la hidrogeología.
- Sensibilización con las problemáticas medioambientales.
- Espíritu innovador y creativo para contribuir al incremento de conocimiento.
- Participación responsable en la realización de tareas de grupo.
- Incremento de las habilidades sociales para conseguir buenas relaciones profesionales con los diferentes agentes sociales implicados en las problemáticas medioambientales.

 

 

Bloques temáticos

 

1. Hidrodinámica de acuíferos en función de su tipología (medio granular, medio fracturado, medio poroso fracturado y medio
carstificado). Escala de laboratorio y de campo

*  1.1) Caracterización de parámetros hidráulicos de la ZS.

1.2) Flujo multifásico. Infiltración a través de la ZNS.

1.3) Caracterización de parámetros hidráulicos de la ZNS.
 

2. Ejemplos del comportamiento de formaciones hidrogeológicas en presencia de captaciones. Aplicación de la hidráulica de
captaciones. El caso de la intrusión marina en acuíferos costeros.

3. Directiva del agua aplicada a acuíferos.

4. Redes de monitorización de niveles acuíferos y de calidad del agua

*  4.1) Diseño de redes de monitorización.
4.2) Herramientas de monitorización.
4.3) Parámetros a monitorizar y diseño de campañas de toma de muestras, medidas de nivel y parámetros físico-químicos en función de objetivos de monitorización.

5. Ejemplos de monitorización en casos hidrogeológicos específicos

*  5.1) Hidrogeología en zonas urbanas
5.2) Problemáticas asociadas a la sobreexplotación de acuíferos
5.3) Problemáticas asociadas a los acuíferos costeros
5.4) Afectación a los cursos superficiales. Implicaciones medioambientales a nivel de los ecosistemas.
5.5) Problemáticas asociadas al clima mediterráneo.

6. Gestión de acuíferos desde el punto de vista cuantitativo. Balance hídrico.

*  5.1) Herramientas de gestión
5.2) Ejemplos de aplicación en Catalunya por parte de la Agencia Catalana del Agua, Diputación, etc.

7. Particularidades de la migración de solutos (desde el punto de vista hidrodinámico) en diferentes contextos hidrogeológicos (medio granular, medio fracturado, medio poroso fracturado, medio carstificado y acuitardos

8. Caracterización hidrogeoquímica y biogeoquímica de las aguas de las diferentes tipologías de acuíferos.

*  8.1) Índices de saturación respecto a los minerales que forman la roca del acuífero. Producto de solubilidad de los minerales.
8.2) La Hidrogeoquímica como herramienta de caracterización del funcionamiento hidráulico del acuífero.
8.3) La Hidrogeoquímica como herramienta de caracterización de la intrusión marina.
8.4) Hidroquímica en zonas urbanas.
8.5) Ejemplos de aplicación en clima mediterráneo.
8.6) Hidroquímica isotópica de la molécula de agua. Determinación de la zona de recarga de los acuíferos. Procesos de evaporación y mezcla de aguas.
8.7) Ciclos biogeoquímicos que tienen lugar a escala de acuífero.

8.8) Hidroquímica isotópica para el estudio de los ciclos biogeoquímicos, los principales procesos químicos y biogeoquímicos que tienen lugar
en el acuífero y para conocer el origen de los iones o compuestos de las aguas subterráneas.
8.9) Ejemplos de aplicación en clima mediterráneo.

9. Transporte de solutos y de trazadores en las diferentes formaciones acuíferas.

*  9.1) Caracterización de parámetros de transporte. Escala de laboratorio y de campo.
9.2) Migración de solutos en diferentes contextos

10. Gestión y planificación de acuíferos desde el punto de vista cualitativo.

*  10.1) Herramientas de gestión
10.2) Ejemplos de aplicación en Catalunya por parte de la Agencia Catalana del Agua, Diputación etc….

11. Modelos matemáticos de flujo, transporte e hidrogeoquímicos en acuíferos

12. Cambio climático en hidrogeología

 

 

Metodología y actividades formativas

 

Una parte de la docencia está basada en clases magistrales expositivas de dos h diarias. Durante estas sesiones el profesorado y el alumnado establecerán un dialogo que deberá hacer más enriquecedor el proceso de aprendizaje y adquisición de competencias (se requerirá una presencialidad mínima del 90%).

Otra parte de la docencia consiste en sesiones prácticas en las que se llevan a cabo ejercicios prácticos sobre los temas tratados en la asignatura.
Estas prácticas requerirán el uso de ordenador (aula de ordenadores). El resultado de estas prácticas deberá entregarse para su corrección la semana siguiente.
Una tercera parte se realiza mediante una salida de campo de dos días seguidos de duración. En esta salida se llevan a cabo tareas de
observación, toma de datos, monitorización y toma de muestras de aguas subterráneas (y en su caso de suelos). Para ello se llevará y usará in situ toda una serie de instrumentos de campo que permitirán realizar las tareas indicadas. Esta salida es obligatoria.
Por otro lado, durante sesiones de dos horas, los alumnos llevarán a cabo los análisis de las muestras tomadas en la salida de campo (estas prácticas de laboratorio son obligatorias). En las jornadas siguientes se deberán tratar estos resultados, de manera conjunta con el resto de datos recopilados en campo.
La presentación de todo el trabajo realizado a raíz del campamento se materializa de la siguiente manera:
El trabajo del campamento se realizará en grupos de dos o tres personas. El trabajo constará de dos partes, que se entregarán por separado. Una primera parte en que cada alumno/a realizará una tarea común (mapa piezométrico, etc.). Una segunda parte en la que cada grupo tendrá que desarrollar un aspecto específico diferenciador del resto de grupos.
La entrega de esta segunda parte se realizará mediante un póster del trabajo común que incluirá además la primera parte (a manera de encuadre hidrogeológico). Este póster será expuesto en la planta baja de la Facultat de Geologia. Los profesores de la asignatura se constituirán en tribunal al que los alomnos/as tendrán que contestar individualmente y oralmente a las preguntas que se les formulen durante el tiempo que se fije (esto será una parte de la nota final). Cada grupo entregará a los profesores una copia PDF del póster (lo que constituirá también parte de la nota final).

 

 

Evaluación acreditativa de los aprendizajes

 

Para la evaluación continuada, además de tener en cuenta la participación y la implicación tanto en clase como en las diferentes actividades de enseñanza-aprendizaje propuestas, se piden y corrigen los siguientes resultados del aprendizaje así como de una prueba de evaluación final.
Los porcentajes sobre la nota final de estas actividades son los siguientes:
La nota final será el resultado de los siguientes porcentages:

10 % participación del alumno/a en las diferentes actividades que se proponen
40 % prácticas de ordenador
25 % parte correspondiente a la entrega individual trabajo campamento
12,5 % participación oral en la presentación del póster
12,5 % PDF del póster (como miembro del grupo)

TOTAL: 100 %

Atención: los requisitos mínimos necesarios para poder ser calificado son:
• Asistencia mínima del 90 % en las clases magistrales
• Asistir y entregar las actividades que se piden del campamento y de las prácticas de ordenador y laboratorio
Atención: para que se pueda hacer media en calificación final, se debe haber alcanzado una nota mínima de 4 tanto en las actividades resultantes del campamento y prácticas de ordenador y laboratorio.
Atención: la reevaluación requiere las siguientes condiciones:
• Dado que el campamento no se puede reevaluar, se debe haber alcanzado una nota mínima de 4.
• Haber alcanzado una asistencia mínima del 80% en las prácticas de ordenador (y del 100 % en las actividades que se han indicado como obligatorias).
La reevaluación consiste en un examen de toda la materia de la asignatura.

 

Evaluación única

Para acogerse a la evaluación única es necesario que el alumno/a lo solicite expresamente al profesor responsable de la asignatura durante las dos primeras semanas del curso.
El alumno que se acoja debe:
• Asistir a las prácticas de ordenador y entregar el informe
• Asistir al campamento y actividades derivadas del mismo, así como realizar y entregar el trabajo correspondiente
• Asistir a todas las actividades de enseñanza-aprendizaje que se hacen y entregar el informe correspondiente
• Redactar un trabajo teórico-práctico de campo y de carácter individual sobre una cuenca hidrográfica de Cataluña
• Examen final de toda la asignatura.
Los porcentajes sobre la nota final de cada una de las actividades evaluadas en la evaluación única son los siguientes:
• Prácticas de ordenador: 5%
• Campamento e informe: 15%
• Prácticas e informe: 5 %
• Redacción de un trabajo teórico-práctico de campo y de carácter individual sobre una cuenca hidrográfica de Cataluña: 30%.
• Examen final de toda la asignatura: 45%.
TOTAL: 100%.

Atención: para que se pueda hacer media para la calificación final, se debe haber alcanzado una nota mínima de 4 tanto en la salida campo y laboratorio (e informes), en el trabajo de la cuenca hidrográfica y en el examen.

La reevaluación requiere las siguientes condiciones:

• Haber alcanzado una nota mínima de 5 en la salida campo y laboratorio (e informes).

 

 

Fuentes de información básica

Consulteu la disponibilitat a CERCABIB

Libro

CLARK, I.D.; FRITZ, P. Environmental isotopes in hydrogeology. Boca Raton [Fla.] [etc.] : Lewis, cop. 1997.
DELLEUR, J.W. (ed.) The Handbook of groundwater engineering. Boca Raton: CRC Press, 1999.
DOMENICO, P.A.; SCHWARTZ, F.W. Physical and chemical hydrogeology. 2nd ed. New York [etc.]:John Wiley & Sons, cop. 1998.
FETTER, C.W. Applied hydrogeology. 4th ed. Upper Saddle River (NJ): Prentice Hall, 2001.
FETTER, C.W. Contaminant hydrogeology. 2nd ed. Upper Saddle River, N.J. : Prentice Hall, cop. 1999.
FREEZE, R.A.; CHERRY, J.A. Groundwater: PrenticeHall, cop. 1979.
KNOX, R.C. Subsurface transport and fate processes. : Lewis, cop. 1993.
MOOK, W.G. (ed.) Isótopos ambientales en el ciclo hidrológico. Madrid : Instituto Geológico y Minero de España, 2002.
PINDER, G.F. Groundwater modeling using geographical information systems. New York : John Wiley & Sons, cop. 2002.
SCHWARTZ, F.W.; ZHANG. H. Fundamentals of ground water. New York : Wiley, cop. 2003.
SELIM, H.M.E.; ISKANDAR, I.K., (eds.) Fate and transport of heavy metals in the vadose zone. Boca Raton, Fla. : Lewis Publishers, cop. 1999.
STEPHENS, D.B. Vadose zone hydrology. Boca Raton (Fla.), [etc.] : Lewis Publishers, cop. 1996.
WANG,H.F.; ANDERSON, M.P. Introduction to groundwater modeling : finite difference and finite element methods. Freeman, cop. 1982.
ZOLLER, U. (ed.) Groundwater contamination and control. New York : Marcel Dekker, cop. 1994