Formulas de drenaje interno

FORMULAS DE DRENAJE INTERNO

INTRODUCCION
Un análisis seccional (perfil) del flujo del agua subterránea hacia un dren indica que el movimiento del agua es curvilíneo y forma una red de flujo en dos dimensiones (Childis3, 4,5). Esta red de flujo es la solución de la ecuación del tipo de “La place”, para el flujo hidráulico saturado en el suelo cuando se toman en cuenta las condiciones delímites.
La solución de muchos casos comunes de drenaje mediante la ecuación de La Place es difícil y laboriosa. Se ha encontrado que el flujo curvilíneo se puede aproximar bien por medio de la suma de tres componentes: el flujo horizontal, el vertical y el radial en la cercanía de lo drenes.
Hay formulas de drenaje de aplicación práctica y satisfactoria para el campo, basadas en los componentescitados (Kirkham y Dezeeuw1 2 y Van Schilfgaarde1 7). Estas fórmulas tienen además, otra aproximación del modelo agua-suelo; consideran que todo el flujo ocurre en la zona saturada, bajo el nivel freático. Sin embargo, hay flujo en la zona no saturada sobre el nivel freático. Luthin y Day1 5 demostraron que en una arena fina entre el 14 y 60% del flujo puede ocurrir en la zona no saturada. Laformula de Hooghoudt está basada en el movimiento de agua horizontal y radial, y la formula de Ernst en el flujo horizontal, vertical y radial. Estas ecuaciones se emplean en el caso del flujo permanente de agua a través de una unidad de drenaje. La ecuación de Glover-Dumm trata del caso de un nivel freático descendente o sea, flujo transitorio.
Para aplicar las formulas de drenaje, a menudo senecesitan cálculos laboriosos, pero existen nomogramas que los aceleran mucho. En este manual se escogieron nomogramas elaborados por Van Beers1 que pueden aplicarse tanto a drenes con tubos como zanjas abiertas. En el trópico húmedo es conveniente utilizar una zanja abierta para efectuar tanto el drenaje superficial como el subterráneo para ahorrar en el espacio ocupado por los drenes. La presencia dezanjas abiertas no impide el uso de la maquinaria si se instalan alcantarillas en lugares estratégicos en el campo para facilitar el paso del equipo. En el Centro Agronómico Tropical de Investigación y Enseñanza (CATIE), EN Turrialba, Costa Rica. Dicho sistema ha resultado bastante práctico y económico.
ASCENSO DEL NIVEL FREATICO
Cuando el agua infiltrada en el suelo llega a tocar el nivelfreático, hay un ascenso en el nivel que corresponde al espacio aéreo que se encuentra encima de él, el cual se puede llenar de agua. A esto se llama porosidad efectiva y si hay poca, el suelo se llena fácilmente con el agua y el ascenso por unidad de lámina de agua infiltrada es grande. En cambio, si la porosidad efectiva es mayor, el ascenso por unidad lámina infiltrada será menor. La relación da lasiguiente ecuación: [1]

A= 100 x L
V

Donde:

A= ascenso del nivel freático en cm:

L= lámina del agua infiltrada en cm:

V= % de porosidad del agua infiltrada. Espacio aéreo encima del nivel freático que se puede llenar de agua. También se llama rendimiento específico y espacioso poroso drenable.

La porosidadefectiva encima del nivel freático depende de la altura de este nivel, según las leyes del equilibrio estático de una columna mojada de suelo tal como se indica en el capítulo 10. Si se trata de un ascenso pequeño (10 cm) de agua, es adecuado un valor de la porosidad efectiva que corresponda a una succión de 0,01 bares. Si es un ascenso grande (50 cm), es conveniente usar el promedio de laporosidad efectiva para el suelo entre el nivel freático y 50 cm de altura. Se puede apreciar en el caso del suelo, entre 0-50 cm de altura se tratará de una porosidad efectiva mayor q en el caso de 0-10 cm. Los valores que oscilan entre 5 a 10 % son comunes. Por ejemplo, si la porosidad efectiva es de 5%, una lluvia infiltrada de 1 cm causaría un ascenso de 20 cm en el nivel freático. Cabe notar q...