Agua En El Suelo
Páginas: 6 (1425 palabras)
Publicado: 28 de enero de 2013
Capítulo III
AGUA EN EL SUELO
Curso de Hidrología e Hidráulica Aplicadas
Agua en el Suelo
III. AGUA EN EL SUELO
III.1 AGUA SUBSUPERFICIAL
(Cap. 4 V.T.Chow) Entre la superficie del terreno y el nivel freático (del acuífero) se encuentra la zona del suelo no saturada, en la cual se desarrolla la infiltración y el flujo subsuperficial.
AGUA EN EL SUELO
Porosidad (η)
η = Vol.de poros / Vol. Total
Contenido de Humedad del Suelo (θ)
θ = Vol. de agua / Vol. Total
Se cumple:
UdelaR – FI – IMFIA – Agosto 2009
0≤θ≤η
III. 1 Módulo Hidrología
Curso de Hidrología e Hidráulica Aplicadas
Agua en el Suelo
PARAMETROS DE HUMEDAD DEL SUELO
HUMEDAD DEL SUELO = θ* h siendo h la profundidad de suelo considerada. Corresponde al volumen de agua extraída luego desecar la muestra de suelo a 105 0C. AGUA HIGROSCOPICA: Es de poco interés en hidrología porque ocupa estrechamente una delgada película alrededor de las partículas de suelo y no puede ser removida por fuerzas gravitatorias o capilares. AGUA CAPILAR: Ocupa los espacios de los pequeños poros del suelo. El volumen de estos espacios determina la capacidad de almacenamiento y retención del suelo. AGUAGRAVIFICA: Es el agua que temporalmente ocupa los poros más grandes, en los cuales las fuerzas gravíficas son mayores a las capilares, esta agua no es retenida por el suelo emigrando a la zona saturada o como flujo subsuperficial. CAPACIDAD DE CAMPO: Es el grado de humedad de un suelo luego que ha perdido su agua gravífica, corresponde al agua higroscópica y al agua capilar. PUNTO DE MARCHITEZ: Esel grado de humedad del suelo que rodea la zona radicular de la vegetación, tal que las fuerzas de succión de las raíces es menor que las de retención del agua por el terreno (fuerzas capilares de los poros más pequeños). Cuando la planta no puede absorber toda la demanda de agua se alcanza el punto de marchitez temporal, cuando ya no puede absorber agua del suelo alcanza el punto de marchitezpermanente. AGUA DISPONIBLE (AGUA UTIL): Es el agua utilizable por la planta. Es la diferencia entre la capacidad de campo y el punto de marchitez (permanente).
UdelaR – FI – IMFIA – Agosto 2009
III. 2
Módulo Hidrología
Curso de Hidrología e Hidráulica Aplicadas
Agua en el Suelo
UdelaR – FI – IMFIA – Agosto 2009
III. 3
Módulo Hidrología
Curso de Hidrología e HidráulicaAplicadas
Agua en el Suelo
III.2 FLUJO EN MEDIOS POROSOS (Cap. 2.6 V.T.Chow)
Un medio poroso es una estructura de pequeños conductos, de varias formas y tamaños, interconectados. Lo representaremos por n poros equivalentes, que producen la misma pérdida de carga y conducen el mismo caudal. Poros Poros Diferentes n Poros Equivalentes
El flujo laminar en un conducto circular de diámetroDp, con pérdida de carga por unidad de longitud Sf , se expresa por la ecuación de Hagen Poiseulle: V = (γDp2/32µ)Sf (2.6.3)
Para el flujo en medios porosos, se considera el área total en la sección transversal A que también es ocupada por estratos de suelo o roca. La relación Q/A no es igual a la velocidad real del fluido, pero define el flujo volumétrico q llamado el campo de flujo de Darcy.Q/A = q = K Sf Por definición: siendo: Donde K es la conductividad hidráulica del medio. Sustituyendo Vp: q = (γDp2/32µ) Sf n Ap /A
q = Q/A = Vp n Ap/A
n Ap/A = η es la porosidad, se tiene:
q = (γ η Dp2 / 32µ) Sf K =γ η Dp2 /32µ
La conductividad hidráulica de Darcy puede ser interpretada como:
La velocidad real promedio del fluido en el medio, es la del poro equivalente: Vp = q/ηdebiendo cumplirse Re = Vp Dp /ν < 2000 para asegurar que el flujo es laminar
UdelaR – FI – IMFIA – Agosto 2009
III. 4
Módulo Hidrología
Curso de Hidrología e Hidráulica Aplicadas
Agua en el Suelo
Ecuación de Continuidad
Figura 4.1.3 Volumen de control para el desarrollo de la ecuación de continuidad en un medio poroso no saturado. Ecuación de continuidad para un flujo...
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Agua en el Suelo
III. AGUA EN EL SUELO
III.1 AGUA SUBSUPERFICIAL
(Cap. 4 V.T.Chow) Entre la superficie del terreno y el nivel freático (del acuífero) se encuentra la zona del suelo no saturada, en la cual se desarrolla la infiltración y el flujo subsuperficial.
AGUA EN EL SUELO
Porosidad (η)
η = Vol.de poros / Vol. Total
Contenido de Humedad del Suelo (θ)
θ = Vol. de agua / Vol. Total
Se cumple:
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0≤θ≤η
III. 1 Módulo Hidrología
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PARAMETROS DE HUMEDAD DEL SUELO
HUMEDAD DEL SUELO = θ* h siendo h la profundidad de suelo considerada. Corresponde al volumen de agua extraída luego desecar la muestra de suelo a 105 0C. AGUA HIGROSCOPICA: Es de poco interés en hidrología porque ocupa estrechamente una delgada película alrededor de las partículas de suelo y no puede ser removida por fuerzas gravitatorias o capilares. AGUA CAPILAR: Ocupa los espacios de los pequeños poros del suelo. El volumen de estos espacios determina la capacidad de almacenamiento y retención del suelo. AGUAGRAVIFICA: Es el agua que temporalmente ocupa los poros más grandes, en los cuales las fuerzas gravíficas son mayores a las capilares, esta agua no es retenida por el suelo emigrando a la zona saturada o como flujo subsuperficial. CAPACIDAD DE CAMPO: Es el grado de humedad de un suelo luego que ha perdido su agua gravífica, corresponde al agua higroscópica y al agua capilar. PUNTO DE MARCHITEZ: Esel grado de humedad del suelo que rodea la zona radicular de la vegetación, tal que las fuerzas de succión de las raíces es menor que las de retención del agua por el terreno (fuerzas capilares de los poros más pequeños). Cuando la planta no puede absorber toda la demanda de agua se alcanza el punto de marchitez temporal, cuando ya no puede absorber agua del suelo alcanza el punto de marchitezpermanente. AGUA DISPONIBLE (AGUA UTIL): Es el agua utilizable por la planta. Es la diferencia entre la capacidad de campo y el punto de marchitez (permanente).
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III. 2
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Agua en el Suelo
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III. 3
Módulo Hidrología
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Agua en el Suelo
III.2 FLUJO EN MEDIOS POROSOS (Cap. 2.6 V.T.Chow)
Un medio poroso es una estructura de pequeños conductos, de varias formas y tamaños, interconectados. Lo representaremos por n poros equivalentes, que producen la misma pérdida de carga y conducen el mismo caudal. Poros Poros Diferentes n Poros Equivalentes
El flujo laminar en un conducto circular de diámetroDp, con pérdida de carga por unidad de longitud Sf , se expresa por la ecuación de Hagen Poiseulle: V = (γDp2/32µ)Sf (2.6.3)
Para el flujo en medios porosos, se considera el área total en la sección transversal A que también es ocupada por estratos de suelo o roca. La relación Q/A no es igual a la velocidad real del fluido, pero define el flujo volumétrico q llamado el campo de flujo de Darcy.Q/A = q = K Sf Por definición: siendo: Donde K es la conductividad hidráulica del medio. Sustituyendo Vp: q = (γDp2/32µ) Sf n Ap /A
q = Q/A = Vp n Ap/A
n Ap/A = η es la porosidad, se tiene:
q = (γ η Dp2 / 32µ) Sf K =γ η Dp2 /32µ
La conductividad hidráulica de Darcy puede ser interpretada como:
La velocidad real promedio del fluido en el medio, es la del poro equivalente: Vp = q/ηdebiendo cumplirse Re = Vp Dp /ν < 2000 para asegurar que el flujo es laminar
UdelaR – FI – IMFIA – Agosto 2009
III. 4
Módulo Hidrología
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Ecuación de Continuidad
Figura 4.1.3 Volumen de control para el desarrollo de la ecuación de continuidad en un medio poroso no saturado. Ecuación de continuidad para un flujo...
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