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Unidad IV: Fase líquida del suelo

Unidad IV: Fase líquida del suelo. Movimiento del agua en el suelo: flujo saturado e insaturado Movimiento del vapor de agua Infiltración. Factores que afectan la infiltración. Redistribución de la humedad del suelo Evaporación Balance de agua Ciclo hidrológico.

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Unidad IV: Fase líquida del suelo

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Presentation Transcript

  1. Unidad IV: Fase líquida del suelo Movimiento del agua en el suelo: flujo saturado e insaturado Movimiento del vapor de agua Infiltración. Factores que afectan la infiltración. Redistribución de la humedad del suelo Evaporación Balance de agua Ciclo hidrológico

  2. MOVIMIENTO DEL AGUA EN EL SUELO • Suelo saturado: todos los poros están con agua, la porosidad con aire es cero, el contenido de humedad expresado en volumen es igual a la porosidad total, el potencial mátrico es cero. Es la zona que se encuentra debajo de la napa de agua • Suelo insaturado: el contenido de agua es < saturación, la porosidad llena de aire es > cero, el potencial mátrico es < cero (negativo). Es la zona de la vadosa (entre la napa de agua y la superficie del suelo)

  3. MOVIMIENTO DEL VAPOR DE AGUA • Movimiento interno y externo • Movimiento en suelo insaturado por diferencias en presión de vapor El vapor de agua se mueve: • desde un suelo húmedo a un suelo seco • desde un suelo menos salino a uno más salino y, • desde una zona cálida a una más fría

  4. MOVIMIENTO DE AGUA EN SUELO SATURADO • Ley de Darcy q= - Ksat. ΔH L q: velocidad del agua (m seg-1) Ksat.: conductividad hidráulica saturada (m seg-1) ΔH: diferencia de potencial hidráulico entre dos puntos (m) L: distancia entre los dos puntos (m) ΔH/L:gradiente de potencial hidráulico, cambio del potencial por unidad de distancia (m/m)

  5. Flujo saturado en una columna de suelo a través del área A

  6. CONDUCTIVIDAD HIDRAULICA (K) Depende: • del contenido de humedad: a saturación el valor es máximo y constante, y decrece exponencialmente con el contenido de humedad • de la textura : a saturación el suelo arenoso tiene > K que el arcilloso, mientras que a insaturación ocurre lo contrario • de la estructura: suelos agregados tienen > K que suelos inestables.

  7. MOVIMIENTO DEL AGUA EN SUELO INSATURADO • Ley de Darcy q= -K(θ)Δψm+ ψg L q: velocidad del agua (m seg-1) K(θ) : conductividad hidráulica en función del contenido de humedad (m seg-1) Δψm+ ψg : diferencia de la suma del potencial mátrico y gravitacional (m) L= distancia entre los dos puntos (m)

  8. FLUJO PREFERENCIAL • El agua puede fluir rápidamente a través de ciertas vías como bioporos (canales de raíces o lombrices) o grietas • Puede haber movimiento de químicos y algunos elementos tóxicos a través del suelo y hacia las aguas subterráneas

  9. INFILTRACION • Es el proceso de entrada de agua en el suelo a través de su superficie (flujo insaturado) • Una vez que el agua infiltró en el suelo, se mueve hacia abajo por percolación (flujo saturado e insaturado)

  10. INFILTRACION • Velocidad de infiltración (i), en mm h-1 Es el volumen de agua que ingresa por unidad de superficie y de tiempo (mm3 mm-2 h-1). El valor inicial es alto y decrece con el tiempo hasta estabilizarse (infiltración básica). • Infiltración acumulada (I), en mm Es el volumen de agua que ingresa por unidad de superficie (mm3 mm-2). Aumenta con el tiempo.

  11. Tipo de suelo Velocidad infiltración básica mm/h Arenosos Arenosos y limosos Francos Arcillosos Arcillosos sódicos > 20 10-20 5-10 1-5 <1

  12. FACTORES QUE AFECTAN LA VELOCIDAD DE INFILTRACION • Contenido inicial de humedad del suelo • Textura del suelo • Presencia de costras (mm) en superficie • Presencia de capas de distinta textura en el perfil

  13. Saturación Contenido de agua Suelo arcilloso Capacidad de campo Suelo arenoso 6 7 5 3 4 2 1 Tiempo (días)

  14. REDISTRIBUCION DE AGUA EN EL PERFIL • Cuando se detiene el ingreso de agua, el agua drena desde la superficie hacia las capas más profundas del suelo, mediante el proceso de redistribución • El contenido de agua cerca de la superficie del suelo una vez que finalizó la redistribución es aproximadamente el de capacidad de campo (potencial mátrico de - 0.33 bar en suelo arcilloso y -0.1 bar en suelo arenoso)

  15. EVAPORACION Condiciones: • Energía • Gradiente de presión de vapor • Suministro de agua

  16. FASES DE EVAPORACION • Estado I: Tasa de evaporación máxima y constante durante un período de tiempo • Estado II: Tasa de evaporación decae rápidamente • Estado III: Tasa de evaporación muy baja y constante

  17. ECUACION BALANCE DE AGUA En una cuenca es: P o R= ET + AS + D P: precipitación R: riego ET: evapotranspiración AS: agua almacenada en el suelo D: agua descargada

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