trabajo hidrogeologico de investigacion

8/14/2019 Trabajo Hidrogeologico de investigacion

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Universidad Nacional de Cajamarca Hidrogeologa

OBJETIVOS

Objetivos Generales.

Elaborar el mapa de izopiezas de la zona de estudio paradeterminar la direccin de flujo. Realizar la evaluacin Hidrogeolgica de la zona.

Objetivos Especficos.

Reconocer la Geomorfologa y Topografa de la zona. Construccin de un Plano Topogrfico del cuadrante. Identificar cursos de agua superficiales.

Identificar afloramientos de agua.

Determinar la porosidad, permeabilidad, y transmisibilidad de

los estratos representativos. Determinar el grado de fisuramiento de la formacin rocosa.

MOTIVACIN

El grupo en su totalidad, ha tomado como motivo principal

aplicar, afianzar y ampliar los conocimientos hidrogeolgicos

adquiridos, los cuales son muy requeridos en el entorno geolgico,

debido al auge que sta rama est alcanzando cada vez con mayor

demanda en la actualidad, ya que, como sabemos nuestro planeta

atraviesa una crisis hidrolgica; y esta en nuestras manos como

futuros gelogos y porque no decirlo hidrogelogos, el hallazgo de

nuevas fuentes y reservas de agua que aplaquen esta situacininevitable.

Proyecto de Investigacin Cuenca Porcn 3


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Y como motivacin secundaria, anhelamos la aprobacin del

curso gracias no solo a nuestro esfuerzo y dedicacin, si no al

empeo y sacrificio que todos los integrantes hemos puesto al

desarrollo del presente trabajo de investigacin.

I. GENERALIDADES

1.1. UBICACIN


De acuerdo al globo terrqueoel rea se encuentra ubicada

en Amrica del Sur.


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La presente zona de estudio se encuentra localizada en la parte nor -occidental del territorio peruano, especficamente

Departamento : Cajamarca Provincia : Cajamarca

Distrito : Cajamarca. Cuenca : Porcn

Zona de estudio : Porcn Bajo.

Exactamente al extremo Nor-Oeste de la ciudad en mencin, la mismaque se encuentra limitada por 4 vrtices cuyas coordenadas son lassiguientes:

V1 9216000 N - 762000E

V2 9220000 N 762000E

V3 9160000 N 768000E

V4 9220000 N 768000E


En el pas de Per, que seencuentra en la parte centraly occidental de Amrica delSur.

En el departamento deCajamarca ubicado al NorOeste del Per.

La zona de estudio estubicada al Nor Oeste de laciudad e Cajamarca.


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La zona en mencin en su totalidad consta de 36 Km 2 dentro de lascuales se han ubicado los diferentes acuferos.

La zona correspondiente se encuentra comprendida por lascomunidades de: Hierba Buena, Puro Bovaro, Sugococha, Hda. San

Juan, Tierra Amarilla, entre otras; en las cuales hemos encontrandoalgunas estructuras para el estudio de las aguas subterrneas, comoson la Farrat, y Chlec que no son aprovechadas en su totalidad por lagente de los alrededores.

1.2. ACCESIBILIDAD

Para poder acceder al rea de estudio se toma la carretera asfaltadaCajamarca Porcn Bajo teniendo que recorrer aproximadamente 21Km con un tiempo de 90 minutos para poder acceder al rea.

Tramo Tipo de carretera Km. TiempoCajamarca - Porcn Bajo Asfaltada 19 Km.

aprox.

50 minutos

Porcn Bajo Zona de estudio Camino de

herradura

2 Km.

Aprox.

40 minutos

1.3. MTODOS DE TRABAJO

El presente informe se ha realizado en base a mediciones directasefectuadas en el rea de estudio, acompaada de observacionesdetalladas de las diferentes estructuras encontradas. Dando lugar a un

mtodo basado en la observacin directa y anlisis experimental atravs de mtodos aprendidos en el aula , tales como medida dedistancias inclinadas, ngulos horizontales , verticales , direccin ybuzamiento de estratos; suministrndonos datos topogrficos para laelaboracin del perfil topogrfico y geolgico.

Todas las labores de campo fueron realizadas bajo la colaboracin delgrupo humano que conformamos para la elaboracin de este informe.

Equipo humano integrado por cinco personas encargados de realizarel mapeo de la zona.

Plano topogrfico de la zona de estudio, en coordenadas UTM, en

el sistema PSAD 56 (Provisional South American Datum 1956). GPS.

Wincha (50m) Picota. Acido Clorhdrico (HCl). Lupas de 10X y 20X aumentos.

Brjula. (tipo brunton) Rayador.

Protactor.

Bolsas para muestras.(ziploc)



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Finalmente se trabajo en gabinete con los datos obtenidos en elcampo, dndole prioridad a la Ubicacin de los diferentes acuferos, ascomo la toma de rumbos y buzamientos para determinar la direccinde los estratos. Definir correctamente las unidades geolgicasencontradas en la zona, siendo esto importante para la elaboracin delMapa hidrogeolgico de la zona.

1.4. ESTUDIOS PREVIOS

Este cuadrngulo ha sido estudiado en diversas oportunidades por

diferentes autores:

Antonio Raymondi _ 1859 1860.

Ingemmet Luis Reyes Rivera Boletin 31 _1980Alexander VonHumbolt Cuadros de la Naturaleza _ 1802.

Ing. Fermin Malaga Santolalla Informes Econmico Minero Isaac Tafur Estudio preliminar de la Geologa de Cajamarca _

1945. Victor Benavides Cretaceos System of North Peru -1956.



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II.FISIOGRAFIA

2.1 CLIMA Y VEGETACIN

Clima:La zona en estudio presenta un cuadro climtico variado

identificndose:

Clima Hmedo Templado.

La temperatura promedio anual flucta entre los 15 C, lastemperaturas extremas mximas llegan a superar los 19 C, mientrasque las temperaturas Mnimas promedio se encuentran por debajo delos 3 C llegando inclusive a registrar temperaturas bajo cero

ocasionando las famosas heladas.

La zona estudiada presenta dos estaciones caractersticas: unalluviosa (Octubre a Marzo), y otra seca (Abril a Septiembre).

Vegetacin: La vegetacin quepredomina en el lugar son los pastos naturales y algunosvegetales:

rboles: eucaliptos, aliso, huarango, molle pauco, lloque, caabrava, etc.

Fibra amarres y varillas: penca de castilla, penca azul, totora,

carrizo, carricillo.Medicinales o aromticas: La salvia, rumilancha, el pie de perro,

achicoria, hierva santa, shirac, culn, cola de caballo, etc.Fruta: zarzamora, pitajaya, poroporo, chirimoya y guayaba.Gramneas: arbejas, lentejas, cebada, trigo, maz, etc.

2.2 DRENAJES

La ciudad de Cajamarca tiene un clima bastante variado a lolargo de todo el ao; manifestndose por el rgimen de laprecipitacin pluvial. El rea de estudio no es ajena a estecomportamiento climtico; y debido a la topografa existente en lazona encontramos pequeas quebradas con un alto grado deerosin; en el rea de estudio y en las zonas adyacentes a esta; locual a permitido formar un patrn de drenaje Dendrtico.2.3 RELIEVE

En el estudio se observ un relieve muy accidentado con unapendiente promedio de 42 en el flanco NE, y en el flanco NW una pendientede aproximadamente 25



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Las quebradas juegan un papel muy importante en elmodelamiento del relieve ya que estas cuando cortan a las rocassedimentarias adquieren gran velocidad producto de la pendiente quetiene, lo que podra generar deslizamientos de suelos y rocas.

2.4 GEOMORFOLOGIA

Procesos ExgenosPara la descripcin de los procesos exgenos

esencialmente nos vamos a referir al cuaternario lacustre el cualse encuentra cubriendo una parte de la zona y a la formacinchim que abarca ms del 70% del rea que por influencia delagua se observa indicios de Karstificacin.

Adems de la presencia de los agentes que han actuadopara dar origen a la geomorfologa que ahora encontramos en lazona de estudio, observando como el accionar del agua y elviento, que al actuar conjuntamente van ha erosionar a lasdiferentes formaciones existentes en el lugar permitiendo asnotar ahora los diversos efectos como lo son los deslizamientosaislados.

Procesos EndgenosEn lo que resalta el Tectonismo ocurrido en el lugar, vale

decir que se encuentran evidencias de deformacin que seiniciaron en el Cretceo y que continuaron durante el Cenozoicoque corresponderan a los movimientos del ciclo Andino; estasevidencias son discordancias, pliegues, especficamente unsinclinal y una falla que posiblemente tenga influencia directa enel alineamiento de los acuferos encontrados.

Drenajes

Debido a la topografa existente encontramos pequeasquebradas, con un gran factor erosinante, que va formando unpatrn de drenaje Dendrtico, el mismo que es muy visible y nosda la aparente idea de la existencia de diferentes acuferos quefuncionan como efluentes de estas quebradas, los mismos quelos vamos a encontrar controlados por ciertas estructuras talescomo, fracturas y diaclasas.


NE SW


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III. ESTRATIGRAFIA

En la zona de estudio, tomando como referencia el plano geolgico dela carta de Cajamarca (15-f) encontramos las siguientes Formaciones Farrat,Chlec y Volcnico Huambos. En la Fomacin Farrat se encontr la mayorade acuferos y depsitos cuaternarios lacustres, lo que concierne adiferentes tipos de litologas sedimentarias pertenecientes al CretceoInferior las cuales pertenecen al Grupo Goyllarisquizga.

3.1 GRUPO GOYLLARISQUIZGA

Mc Laughlin (1924) denomin como areniscas Goyllarisquizga - Jatunhuasi a una secuencia clstica del Cretceo inferior que afloraen las localidades de los mismos nombres, en los andes centrales, y yaen 1951Jenks la denomin como formacin Goyllarisquizga.



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Wilson (1963) restringe el nombre de Formacin Goyllarisquizgapara denominar a la secuencia de areniscas cuarzosasindiferenciables presentes a lo largo del Bloque del Maran, mientrasque el de Grupo Goyllarisquizga para la gruesa secuencia ubicada alOeste del Bloque y que incluye a las formaciones Chimu, Santa,Carhuaz y Farrat.

3.1.1. Formacin Farrat (Ki-fa)

Antecedentes: WILSON (1963) define como Formacin Farrat a lasecuencia superior detrtica del Grupo Goyllarisquizga, el cual afloraampliamente en las partes altas del Valle de Chicama.

Distribucin: Se distribuye en sector central de la hoja en estudio. Losafloramientos de la Formacin Farrat se encuentran formando en sumayor parte el Cerro Secsemayo, teniendo un afloramiento tpico en lacima del cerro antes mencionado

Litologa: hacia la base de esta formacin encontramos que estacompuesta de areniscas cuarzosas de coloracin blanca, rosada yamarillenta, de grano medio, y hacia el tope, de areniscas de granogrueso a microconglomerdicas, estas ltimas con contenido declastos sub-redondeados a redondeados de cuarzo, cuarcita einterestratificadas con delgados niveles de limoarcillas rojas y verdes,semejantes a la Formacin Chim. Espesor: El espesor mximoregistrado para la Formacin Farrat es de 110 m.

Contenido Fsil y Fauna: Durante los trabajos de campo no se hanencontrado fsiles, dentro del Grupo Goyllarisquizga por ello y deacuerdo a las relaciones estratigrficas se considera al GrupoGoyllarisquizga como de edad Neocomiano Aptiano.

3.1.2. Formacin Chulec (Ki-chu)

Esta formacin fue determinada por Mc Laughlin (1925) y al igual quelos andes centrales, se extiende en la zona del norte del Persuprayaciendo concordante a la formacin Inca e infrayaciendo con lamisma relacin a La formacin Pariatambo.

Litologa: Consta de una secuencia bastante fosilfera de calizasarenosas, lutitas calcreas y margas, las que por intemperismoadquieren un color crema amarillento. Su aspecto terroso amarillentoes una caracterstica para distinguirla en el campo. Sus grosoresvaran de 200 a 250m. Generalmente, los bancos de margas sepresentan muy nodulosos y las calizas frescas muestran colores gris-parduzcos algo azulados.

Edad y Correlacin: La formacin Chlec es fosilfera por excelencia,habindose encontrado restos de cefalpodos, lamelibranquios y

equinoideos, tales como Parengonoceras pernodosum (SOMMERMEIER), Knemiceras sp, entre otras. Estos fsiles se encuentran distribuidos enla parte baja del albiano medio y en el albiano inferior, por lo que a la


Formacin Farrat


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formacin Chlec se le correlaciona con la parte inferior de laformacin Crisnejas que aflora en el valle del Maraon y con laformacin Santa Ursula .Esta formacin se extiende por los Andescentrales del Per.

Infiltracin de aguasubterrnea enlFormacin Chlec

3.1.3.Volcnico San Pablo(Ti-vsp)

Antecedentes: Se llama asa la secuencia superiordel Grupo Calipuy que aflora en los alrededores del pueblo de San Pablo yNoreste de San Miguel. Consiste de gruesos bancos de roca volcnica,intercalados en la base con areniscas rojizas y en la parte superior de unasecuencia de aglomerados y piroclsticos bien estratificados. Alcanza ungrosor estimado de 900 m.

Caractersticas Litolgicas: El Volcnico San Pablo aflora en el valle del Jequetepeque yaciendo con suave discordancia erosional al VolcnicoChilete, pero no sera raro encontrarlo descansando directamente sobre elCretceo en discordancia angular. Subyace al Volcnico Huambos con igualrelacin. Sus afloramientos se extienden ampliamente por la CordilleraOccidental, de tal forma que en muchos lugares, especialmente fuera delrea, el Grupo Calipuy esta representado solo por stos Volcnicos, cuyacomposicin es generalmente dactica y en menor proporcin andestica.Hacia el tope se destacan capas de areno-lutceas de color rojizo con lechosde calcedonia, tal como se observa en las cumbres de los cerros ubicados alnorte de Cajamarca, al este de San Miguel, zona de Quiruvilca y en losalrededores de la mina Casacabamba.

Edad y Correlacin: la ausencia de fsiles o estudios radiomtricos en elVolcnico San Pablo se estima hace difcil el clculo de su edad, pero se la

estima solamente en base a discordancias, mineralizacin e intensidad deplegamientos. La acumulacin volcnica de esta unidad tuvo lugar durantela parte tarda del terciario temprano. Se la correlaciona con el VolcnicoLavasn.

3.1.4. Depsitos clsticos cuaternarios:

En discordancia angular sobre todas las unidades descritasanteriormente se tiene una variedad de depsitos cuaternarios,localizndose los lacustres en las pequeas cuencas interandinas.

Los materiales lacustres involucran todos los materiales depositados

casi horizontalmente en pequeas cuencas ocupadas anteriormentepor lagunas, estos depsitos se encuentran en diferentes lugares y


Formacin chulec

SE NW


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niveles constituidos por material fino areno-arcilloso, a los que algunasveces se intercalan lentes de gravas y delgados conglomerados.

Que en su conjunto todas estas Formaciones van a contribuir en laformacin y discurrimiento de las aguas tanto superficiales comoSubterrneas, las mismas que se aprecian ms detalladamente en losplanos, perfiles y anexos que se presentan al final del presenteinforme.

IV. GEOLOGIA HISTORICA

La Geologa Histrica que se describe a continuacin, es en base al

conocimiento de la evolucin de los ciclos Orognicos que han ido formandolas cadenas montaosas, la cual nos permite tener un panorama de cmo


NE SW


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ha ido modelndose el relieve de nuestro territorio y particularmente laformacin de la zona estudiada hasta llegar a la Geomorfologa actual.

La zona de estudio se encuentra ubicada en un territorio que se form comoproducto de sucesivos ciclos orognicos, comprendiendo en ellos variasetapas de sedimentacin, de deformacin, levantamiento y finalmente deerosin; si consideramos el Sistema Andino en la parte Norte de nuestropas, tiene una orientacin de NW SE.

Por otro lado durante el Cretceo Inferior, se produjo una serie detransgresiones y regresiones que dieron lugar a cambiar las facies de losprocesos de sedimentacin en las diferentes cuencas. Tambin podemosconsiderar que entre el Aptiano y el Alviano Temprano se da una nuevatransgresin cubriendo las reas con facies, inicialmente arenocarbonatadas y luego carbonatadas. El mar se extiende en casi todo elterritorio peruano cubriendo con mares someros la parte norte de la regincostanera y andina, avanzando al Oriente con facies arcillosas. En estas

condiciones se produjo los depsitos de la Formaciones Chlec y Farrat, losmismos que encontramos en nuestra zona de estudio.

V.GEOLOGIA ESTRUCTURAL

Es de suma importancia para la ubicacin e interpretacin de losacuferos encontrados ya que todos se rigen por un control estructuralbien marcado, ya sea por la presencia de pliegues, fracturas y fallas,que nos ha permitido tener una mejor interpretacin de estosacuferos.

Micro Fallas

Son estructuras que debido y en relacin con los movimientos quegeneraban las deformaciones en las pocas de plegamientos tienden aromper la secuencia del lugar, permitiendo as un desfase y variacinde los estratos, que ha permitido un control de los acuferos que tienenuna orientacin NE-SW.



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Pliegues:

Se observaron diversos estratos plegados, lo que nos hace suponerque en el lugar hubo una gran fuerza compresiva que debi actuarpara deformar las diferentes estructuras a un alto grado.

VI. HIDROGEOLOGIA

La hidrogeologa de la zona est conformada por 5 acuferos, donde dosde los cuales se ubican en las calizas de la formacin chulec, teniendo unalineamiento NE-SW. Estos acuferos descargan sus aguas a las quebradasque siguen esa misma direccin, las cuales vierten sus aguas hacia unriachuelo.

Cuadro hidrogeolgico referencial de algunas formaciones


Plegamiento de la Formacin Farrat.

NE SW


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Ubicacin de los afloramientos de acuferos

Coordenadas acufero - I: (Fm. Farrat)Norte: 9217021Este: 765212Altura: 2921 msnm

Afloramiento de acufero sobre la Formacin Farrat.

Coordenadas acufero - II: (Fm. Farrat)Norte: 9217092Este: 765290

Altura: 2935 msnm


SE NW

Fm-fa

Vista satelital de afloramientos de


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Acumulacin de agua subterrnea sobre la formacin Farrat.

Coordenadas acufero - III: (Fm. Farrat)Norte: 9217201Este: 776302

Altura: 2956 msnm

Una de las formas de descarga es hacia la quebrada

Coordenadas acufero - IV: (Fm. Chlec)Norte: 9216110Este: 762829

Altura: 2950 msnm


SE NW

NE SW


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Calizas de la Fm. Chlec con escorrenta de aguas subterrneas.

Filtraciones en la Fm.Chlec, por presencia de acufero en la parte superior.

Coordenadas acufero - V: (Fm. Chlec)Norte: 9217020Este: 763239

Altura: 2963 msnm


NE SW

NE SW


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Afloramiento de acufero ubicado sobre calizas descarbonatada (Fm-chu).

DETERMINACIN DE PARMETROS

Determinacin de caudales de cada acufero:

ACUIFERO N 01

PUNTOS VOLUMEN (L) TIEMPO (seg)1 1.5 58.882 1.5 59.103 1.5 58.92

Promedio 1.5 58.917

Q (l/seg) Q (m3 / seg) Q (m3/dia)0.0254 3.81 * 10-5 0.055

ACUIFERO N 02


Promedio 1.5 118.21

Q (l/seg) Q (m3

/ seg) Q (m3

/dia)0.013 1.903*10-5 0.027


NE SW

Fm-chu

Q = V/ t

Q = V/ t


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ACUIFERO N 03


Promedio 1.5 117.51

Q (l/seg) Q (m3 / seg) Q (m3/dia)0.013 1.95*10-5 0.028

ACUIFERO N 04


Promedio 1.5 91.4


ACUIFERO N 05

PUNTOS VOLUMEN (L) TIEMPO (seg)1 1.5 79.51

2 1.5 78.213 1.5 77.80

Promedio 1.5 78.51


Porosidad de la roca:

ACUIFERO N 01, ACUIFERO N 02 y ACUIFERO N 03:


Q = V/ t

Q = V/ t

Q = V/ t


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La roca contenedora de estos acuferos son areniscas cuarzosas de laFormacin Farrat con una porosidad relativamente alta a comparacin de losacuferos 4 y 5.

ACUIFERO N 04 y ACUIFERO N 05:

La roca contenedora de estos acuferos son calizas, margas y lutitascalcreas de la Formacin Chlec con una porosidad menor que los acuferos 1 y 2

Fuente: Tablas N 01 y N 02

Tabla N 01.Diagrama

porosidad profundidadpara arenas

cuarzosas.

Tabla N 02. Valores estimados de la porosidad (%), segn Sanders (1998)

Permeabilidad de rocas:


n1, 2 y 3 = 30%

n4y5 = 22%


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ACUIFERO N 01, ACUIFERO N 02 y ACUIFERO N 03:

La roca contenedora de estos acuferos son areniscas cuarzosas de laFormacin Farrat con una permeabilidad aproximada de:

ACUIFERO N 04 y ACUIFERO N 05:

La roca contenedora de estos acuferos son calizas, margas y lutitascalcreas de la Formacin Chlec con una permeabilidad aproximada de:

Fuente: Tablas N 03

Tabla N 03. Valores estimados de la conductividad hidrulica (metros/ da).

Clasificacin de acuferos:

Acufero N 01, N 02 y N 03:

Estos acuferos por los estudios realizados en campo y engabinete son Acuferos Libres, porque en la parte suprayacente aellos existen materiales volcnicos y cuaternarios y en su parteinfrayacente existe otra formacin arenosa como es la FormacinCarhuaz con porosidad similar a la Formacin Farrat.

Acufero N 04 y N 05:

Estos acuferos por los estudios realizados en campo y engabinete son Acuferos Libres, porque, les suprayace materialesvolcnicos y cuaternarios; mientras que en la parte inferior seencuentran areniscas de la Formacin Inca, las cuales no afloran en lazona, pero por conocimientos previos deducimos aquello.


K1,2 y 3 = 3*10-5 a 0.5

K4 y5 = 10-4 a 0.5


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CONCLUSIONES Y

RECOMENDACIONES

CONCLUSIONES

Se ha podido observar que tanto los depsitos cuaternarios as comolas calizas de la Formacin Chlec presentan grandes condicionespara la formacin de acuferos y el gran potencial que presenta laFormacin Farrat como zona de recarga.

Es fundamental realizar un buen estudio estructural, ya que, a partirde estos podremos interpretar y ubicar los diferentes acuferos,adems nos permite observar si una formacin es o no apropiadapara la formacin de acuferos.

En la Cuenca Porcn, especficamente, en nuestra zona de estudio, sepueden realizar obras de captacin de aguas subterrneas debido alas propiedades de las formaciones contenedoras de acuferosexistentes en la zona

.

RECOMENDACIONES

Realizar anlisis de estas aguas porque podran no ser aptas para elconsumo, ya que la gente piensa que toda agua que aflora es buena,pero nosotros como futuros profesionales vemos que no es as, yaque sta ha podido entrar en contacto con alguna forma demineralizacin.

Construir captaciones en la zona, ya que, la mayor parte del agua esvertida a las quebradas y por ende desaprovechando este vitalrecurso.



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Para elaborar una captacin debemos hacer estudios minuciosos enla zona de recarga de un acufero, mediante los parmetros de laroca caja.

No construir letrinas cerca ni encima de acuferos, porque podran

contaminar las aguas subterrneas que afloran en otro punto.

REFERENCIA BIBLIOGRFICA

Ing. Fermin malaga santolalla informes econmico minero reyesrivera, luis (1980) boletn n 31 estudio por el instituto geolgico

minero y metalrgico serie a carta geolgica nacional lima Per.

Marocco, r.delfaud, j. (1990) - las cuencas continentales de los andescentrales. Relaciones con la evolucin geodinmica andina. -colloques et seminaires - symposium internacional geodynamiqueandine



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ANEXOS

ACUIFERO I



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Ausencia de una zona de descarga

Vista lateral del acufero

ACUIFERO II



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Material volcnico cubriendo la formacin Farrat

Afloramiento de acufero en Formacin Farrat recubierto por material volcnico.

ACUIFERO III



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Formacin Farrat, cubierto por volcnico.

ACUFERO IV

Zona de descarga desde su interior



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Vista panormica del acufero

Zonas de descarga del acufero

ACUIFERO V



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Zonas de recarga.

Zonas de recarga.



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Zona de infiltracin.

Afloramiento en roca volcnica.



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Captacin realizada por los pobladores de la zona.

Vista frontal de la captacin.

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