Solución analítica de la ecuación de Richards en suelos no saturados basada en el modelo de Gardner. Caso de difusividad constante

Autores/as

  • Hugo Rolando Sánchez Quispe Escuela Superior Politécnica del Chimborazo -Espoch
  • Juan Gabriel Chipantiza Escuela Superior Politécnica del Chimborazo -Espoch
  • Amanda Bonilla Escuela Superior Politécnica del Chimborazo -Espoch
  • Julio Cesár Mendoza Universidad Centroccidental Lisandro Alvarado

DOI:

https://doi.org/10.18041/1794-4953/avances.1.5727

Palabras clave:

Movimiento del agua, medio poroso, modelo

Resumen

El artículo se centra en encontrar la solución analítica de la ecuación de Richards, usada para modelar el movimiento del agua en un medio poroso no saturado y para restringir el estudio a la circulación vertical descendente del fluido, con fuentes de humedad nulas y difusividad constante en el suelo. Se empleó la relación constitutiva de Gardner. Los resultados arrojados muestran que empleando la relación de Gardner se consigue una solución para el contenido de humedad en el suelo de tipo exponencial, tanto en la componente espacial como en la temporal y dependiente del autovalor γ, el cual restringe las soluciones particulares del modelo de Gardner a un conjunto determinado de valores.

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Referencias

E. G. Carnero Carnero y G. G. Carnero Guzmán, “Análisis numérico de infiltración de agua en un suelo residual no saturado utilizando la curva de retención de agua”, Rev. Investig. Altoandinas, vol. 20, n.º 4, pp. 439-450, 2018. http://dx.doi.org/10.18271/ria.2018.421

R. Aguilar-García y M. A. Ortega-Guerrero, “Análisis de la dinámica del agua en la zona no saturada en un suelo sujeto a prácticas de conservación: implicaciones en la gestión de acuíferos y adaptación al cambio climático”, Rev. Mex. Cienc. Geol., vol. 34, n.º 2, pp. 91-104, 2017.

F. Zamora, N. Rodríguez, D. Torres y H. Yendis, “Efecto del riego con aguas residuales sobre propiedades químicas de suelos de la planicie de Coro, Estado Falcón”, Bioagro, vol. 20, n.º 3, pp. 193-199, 2008.

C. Fuentes, B. de León, J. Y. Parlange y A. C. Antonino, “El sistema de ecuaciones de Saint-Venant y Richards del riego por gravedad: 1. La ley potencial de resistencia hidráulica”, Tecnol. Cienc. Agua, vol. 19, n.º 2, pp.65-75, 2015.

O. Seguel, I. Fuentes, J. Dörner y J. Cuevas, J. “Propiedades físicas e hidráulicas de suelo y su relación con el movimiento de contaminantes”, Agro Sur, vol. 43, n.º 1, pp. 41-50, 2015. https://doi.org/10.4206/agrosur.2015.v43n1-06

W. R. Gardner, “Some steady-state solutions of the unsaturated moisture flow equation with application to evaporation from a water table”, Soil Sci., vol. 85, n.º 4, pp. 228-232, 1958.

D. J. Timlin, L. R. Ahuja, Y. Pachepsky, R. D. Williams, D. Gimenez y W. Rawls, “Use of Brooks-Corey parameters to improve estimates of saturated conductivity from effective porosity”, Soil Sci., vol. 63, n.º 5, pp.1086-1092, 1999. https://doi.org/10.2136/sssaj1999.6351086x

A. Y. Hoekstra, “Water footprint assessment: evolvement of a new research field”, Water Resour. Manag, vol. 31, n.º 10, pp. 3061-3081, 2017. https://doi.org/10.1007/s11269-017-1618-5

J. A. Blanco, “Bosques, suelo y agua: explorando sus interacciones”, Rev. Ecosistemas, vol. 26, n.º 2, pp. 1-9, 2017. https://doi.org/10.7818/ECOS.2017.26-2.01

M. Durán-Pinzón, J. Páez-Arango y P. J. García-Guarín, “Numerical modeling and experimental analysis for flows in a homogeneous porous medium through soils”, Iteckne, vol. 15, n.º 1, pp. 24-33, 2018. http://dx.doi.org/10.15332/iteckne.v15i1.1961

R. Angulo-Jaramillo, V. Bagarello, M. Iovino y L. Lassabatere, “Saturated soil hydraulic conductivity”, en Infiltration Measurements for Soil Hydraulic Characterization. Springer, 2016, pp. 43-180. https://doi.org/10.1007/978-3-319-31788-5_2

M. Zavala, H. Saucedo, C. Fuentes y C. Bautista. “Modelo de conductividad hidráulica dual para el movimiento del agua en suelos Macroporosos”, Agrociencia, vol. 46, n.º 3, pp. 205-220, 2012 [en línea]. Disponible: http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1405-31952012000300001

A. A. Torrealba Almarza, “Aplicación de un modelo numérico para estimar curvas de evaporación a partir de información de granulometría básica”, Tesis de Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Pontificia Universidad Católica de Chile, 2008.

E. F. García-Aristizábal, J. C. Guzmán-Martínez, A. N. Gallego-Hernández y C. A. Vega-Posada, “Análisis numérico unidimensional del proceso de infiltración en suelos parcialmente saturados reforzados con geosintéticos permeables”, Scientia et Technica, vol. 24, n.º 1, pp. 46-56, 2019. http://dx.doi.org/10.22517/23447214.18611

L. A. Lozano, G. Soracco, R. Villarreal, R. Filgueira y G. Oliverio, “Difusividad del agua en el suelo: un método simple de laboratorio para su determinación”, Cienc. Suelo, vol. 35, n.º 1, pp. 11-19, 2017 [en línea]. Disponible: http://hdl.handle.net/11336/56701

M. Th. van Genuchten, “A closed-form equation for predicting the hydraulic conductivity of unsaturated soils 1”, Soil Sci., vol. 44, n.º 5, pp. 892-898, 1980.

C. van Duijn y G. Pieters, Steady Flows in Unsatured soils are Stable. Vol. 16. Eindhoven: Eindhoven University of Technology, 2003.

V. Arrarás. “Hydrofem: un modelo tridimensional para la simulación del flujo de agua en medios porosos de saturación variable. Estudio de la zona no saturada del suelo”, en Estudios de la zona no saturada de suelo, vol. VI. Instituto Tecnológico Agrario de Castilla y León, 2003, pp. 271-278 [en línea]. Disponible: https://abe.ufl.edu/faculty/carpena/files/pdf/zona_no_saturada/estudios_de_la_zona_v6/p271-278.pdf

J. Samper. Apuntes de hidrología del subsuelo. La Coruña: ETS Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos-Universidad de La Coruña. Curso 2013-2014.

M. van Genuchten, J. Simunet, F. Leij, y M. Sejna, “RETC version 6: Code for quantifying the hydraulic functions of unsaturated soils”, US Salinity Laboratory, USDA. ARS, USA, 2000.

G. López-Canteñs, J. A. Ostos-Santos, A. Rojano-Aguilar, A. Vázquez-Alarcón y E. Arteaga-Tovar, “Aproximación de la ecuación de difusión en el suelo con serie de Fourier”,, Terra Latinoamericana, vol. 24, n.º 4, pp. 443-450, 2006.

E. O. L. Robles, I. C. Silva, M. I. Y. Díaz, H. G. Rodríguez, J. M. Monsiváis y S. J. B. Pulido, “Ajuste de modelos empíricos de infiltración en un Umbrisol bajo diferentes tratamientos silvícolas”,, Rev. Mex. Cienc. Forestales, vol. 11, n.º 57, pp. 132-152, 2020. https://doi.org/10.29298/rmcf.v11i57.643

M. Servin Palestina, R. A. Sánchez Gutiérrez, O. Ramírez Valle, M. A. Galindo Reyes y H. Gutiérrez Bañuelos, “Modelos para programación y optimización de agua de riego en avena forrajera”, Rev. Mex. Cienc. Pecu., vol. 9, n.º 4, pp. 667-684, 2018. http://dx.doi.org/10.22319/rmcp.v9i4.4404

J. L. González-Barrios et al., “Caracterización de la porosidad edáfica como indicador de la calidad física del suelo”, Terra Latinoamericana, vol. 29, n.º 4, pp. 369-377, 2011. https://doi.org/10.13140/2.1.1262.4002

M. R. Campos, G. C. Lazo, F. G. Robaina y T. L Seijas, “Curvas tensión humedad y función conductividad hidráulica en suelos pardos”, Revista Ingeniería Agrícola, vol. 10, n.º 2, 2020 [en línea]. Disponible: https://revistas.unah.edu.cu/index.php/IAgric/article/view/1241

H. Zhu, T. Liu, B. Xue y G. Wang, “Modified Richards’ Equation to improve estimates of soil moisture in two-layered soils after infiltration”, Water, vol. 10, n.º 9, pp. 1174, 2018. https://doi.org/10.3390/w10091174

R. Villarreal, L. A. Lozano, E. M. Melani, M. P. Salazar, M. F. Otero Y C. G. Soracco, “Diffusivity and sorptivity determination at different soil water contents from horizontal infiltration”, Geoderma, vol. 338, pp. 88-96, 2019. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2018.11.045

Publicado

2020-07-16

Cómo citar

Solución analítica de la ecuación de Richards en suelos no saturados basada en el modelo de Gardner. Caso de difusividad constante. (2020). Avances Investigación En Ingeniería, 17(1 (Enero-Junio). https://doi.org/10.18041/1794-4953/avances.1.5727