La Geohidrología estudia la textura y la estratificación de las rocas y los suelos, ya que son estos los que forman los receptáculos y conductos por donde el agua se infiltra.

En este aspecto corresponde el campo de la Geología, pero la Geohidrología también tiene que ver con las fuerzas que actúan sobre el agua subterránea y provocan su movimiento. En este aspecto queda dentro del campo de la Mecánica de Fluidos.

Con respecto a la Geohidrología, la porción superficial porosa de la corteza terrestre puede ser divida en dos zonas: la de saturación y la suprayacente o de aeración.

La zona de saturación es aquella cuya superficie superior está limitada por el nivel de aguas freáticas o por una formación impermeable. La zona suprayacente o de aeración, comprende desde el nivel de aguas freáticas hasta la superficie.

El agua que se encuentra en la zona de saturación se llama generalmente agua del subsuelo; al agua de la zona de aeración se le denomina agua vadosa o queda incluida en la designación de humedad del subsuelo.

El término agua subterránea incluye tanto el agua vadosa como a la que se encuentra debajo del nivel freático.

Infiltración y recarga de acuíferos

Un acuífero es una roca que contiene agua. Los movimientos del agua en las rocas y en los suelos forman parte del ciclo hidrológico.

El primer paso en la etapa subterránea del ciclo es la infiltración, el agua percolada puede seguir dos caminos. Uno, permanecer en el suelo hasta ser devuelta a la atmósfera por evaporación directa, por transpiración de las plantas o bien ir hacia abajo hasta llegar al nivel de aguas freáticas a juntarse con el resto del agua del subsuelo.

Tanto la infiltración como la recarga del agua del subsuelo, se ven afectadas de manera complicada por las variaciones en la precipitación y por las diferencias que hay en las rocas en cuanto a las facilidades de infiltración.

Bajo condiciones de precipitación y clima comparables, la infiltración y recarga de los acuíferos difieren grandemente de un lugar a otro de acuerdo con las diferencias en la facilidad de infiltración.

Esas diferencias son debidas a la morfología, litología, estratigrafía, estructura, textura, espesor del suelo y a la cubierta vegetal.

Un levantamiento rápido del nivel de aguas freáticas es indicativo de una baja permeabilidad, o sea falta de capacidad de las rocas de almacenar o transmitir el agua. En regiones donde hay médanos, calizas cavernosas o flujos basálticos, casi toda el agua de lluvia puede llegar a la zona de saturación con muy poco escurrimiento superficial, dejando muy poca humedad en el suelo y aun así haber solamente fluctuaciones moderadas del nivel freático.

Estas regiones son favorables para tener ríos permanentes. De flujo relativamente constante. Hay ocasiones en que el agua que se infiltra puede ser transmitida a las corrientes lo suficientemente rápido para provocar inundaciones, debido a que la formación superficial es muy permeable pero las rocas que se encuentran a poca profundidad son impermeables o incapaces de almacenar agua.

Nivel de aguas freáticas y faja de capilaridad

Inmediatamente arriba del manto freático se encuentra la faja de capilaridad, en la cual el agua se halla colgada, como si hubiera tubos capilares irregulares.

El manto freático es una superficie imaginaria que señala el nivel hidrostático al que se encuentra el agua subterránea bajo la presión atmosférica. La superficie real del agua es irregular en la parte superior de la faja de capilaridad.

Cuando el manto freático baja por causas naturales o por bombeo, la faja capilar también desciende y el agua que llenaba los intersticios es evacuada parcialmente.

Movimiento del agua subterránea

El agua subterránea en la zona de saturación generalmente se encuentra en movimiento muy lento y continuo, por lo menos hasta la profundidad donde el agua es dulce.

La energía que gasta el agua subterránea en su movimiento, por la fricción interna debida a su propia viscosidad, es proporcionada por la diferencia de cargas entre el lugar de entrada y el de salida de un acuífero.

La permeabilidad de las rocas

La permeabilidad de las rocas puede diferir grandemente aún en una misma formación. Como una ilustración de este hecho, se sabe que entre muestras de materiales terrestres probadas por el “Unites States Geological Survey”, el material más permeable permite el paso del agua con 450 millones de veces más facilidad que el menos permeable.

Frecuentemente las rocas poseen cierta estructura, y el flujo del agua es controlado por la alteración de capas permeables e impermeables, por los echados y pliegues, por discordancias, por fallas, diques, mantos y otras muchas estructuras.

Relaciones entre agua dulce y agua salada

La relación entre el agua dulce y la salada es siempre complicada, aun cuando el agua se mueve con la ley de balance de las aguas de diferentes densidades, excepto cuando existen barreras tales como formaciones confinantes o estructurales.

En algunos lugares el agua subterránea se encuentra a poca profundidad y buscarla más abajo es tiempo perdido; sin embargo en otros sitios los verdaderos acuíferos se encuentran a varios miles de metros y su posición puede predecirse con un límite de error razonable a través de estudios de geología.

Bombeo e interferencias

Cuando el agua es sacada de un acuífero por flujo artesiano o por bombeo, el régimen de las aguas subterráneas se altera inmediatamente, afectando la carga, la dirección y la velocidad de su movimiento en las cercanías del pozo, extendiéndose gradualmente esos cambios a mayores distancias.

En muchos lugares en que se explotan aguas subterráneas, se bombea de algunos pozos en tan grandes cantidades, que la razón de bombeo no puede ser mantenida por mucho tiempo, aunque el área en general no haya sido explotada totalmente y sea capaz aún de proporcionar grandes volúmenes de agua.

Es muy importante mantener bajo control todos los sistemas de abastecimiento de una comunidad, ya que de no tener ese control se generan abatimientos que conllevan problemas mayores en los acuíferos subterráneos, asentamientos regionales, de consecuencias graves que dañan la infraestructura hidráulica, cimentaciones y otras que se encuentran a poca profundidad.