La solución cuasi-lineal de la infiltración vertical

CARLOS FUENTES RUIZ jean-yves parlange (2001)

Se deduce la solución exacta de la ecuación de infiltración unidimensional vertical cuando la difusividad hidráulica es considerada constante y la conductividad hidráulica es una combinación de una función lineal y una cuadrática del contenido volumétrico de agua. Esta solución cuasi-lineal de la infiltración contiene, como casos particulares, la solución clásica conocida como suelo lineal y la solución de Knight. La lámina infiltrada acumulada en función del tiempo proporcionada por la solución cuasi-lineal se ha comparado con la lámina infiltrada proporcionada por la solución numérica de la ecuación de Richards en tres suelos de propiedades hidrodinámicas contrastantes. El buen acuerdo entre las láminas infiltradas ha mostrado que la solución cuasi-lineal puede utilizarse en suelos donde la difusividad y la conductividad hidráulicas no satisfacen los supuestos de la deducción.

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Difusividad hidráulica Ecuaciones diferenciales CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA

Modelación fractal de la conductividad hidráulica de los suelos no saturados

CARLOS FUENTES RUIZ FERNANDO BRAMBILA PAZ jean-yves parlange (2001)

En este trabajo se estudia, desde un punto de vista teórico, la conductividad hidráulica que interviene en la ley de Darcy generalizada a los suelos no saturados. La relación entre el contenido volumétrico de agua y la conductividad hidráulica se establece a partir de la hipótesis de que las leyes de Poiseuille y Darcy describen el movimiento del agua en los niveles microscópico y macroscópico, respectivamente. En la emergencia de la ley macroscópica, a partir de la ley microscópica, se hace la distinción entre los radios de poro que definen la porosidad areal y la porosidad volumétrica. Las relaciones entre los radios y las porosidades han sido establecidas a partir de los conceptos de la tortuosidad de las trayectorias del movimiento del agua y de la correlación entre los poros. Conceptos que tienen como base una relación entre la porosidad volumétrica total y la dimensión fractal del suelo. Esta distinción ha permitido obtener un modelo conceptual de la conductividad hidráulica, al cual se le han introducido las hipótesis clásicas relativas a los pesos de los radios en la resistencia ofrecida al movimiento del agua por el suelo, gracias a lo cual se tienen diferentes modelos particulares. Una simplificación de estos modelos ha conducido a reencontrar los modelos clásicos propuestos en la literatura. Las correcciones empíricas aportadas a los modelos clásicos de la conductividad hidráulica relativa a la conductividad hidráulica a saturación se justifican en el formalismo de la geometría fractal. Las correcciones dependen del valor de la dimensión fractal de cada suelo.

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Conductividad hidráulica Suelos no saturados Dimensión fractal CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA

El sistema de ecuaciones de Saint-Venant y Richards del riego por gravedad: 1. La ley potencial de resistencia hidráulica

CARLOS FUENTES RUIZ FELIPE BENJAMIN DE LEON MOJARRO Heber Saucedo jean-yves parlange (2004)

Se ha estudiado el comportamiento en tiempos muy cortos de las ecuaciones de Saint-Venant y de Richards en su acoplamiento para describir la fase de avance del riego por gravedad en melgas. En particular, se ha establecido la evolución en el tiempo de la fuerza de fricción. Asimismo, se han analizado las leyes potenciales de resistencia hidráulica que pueden ser utilizadas en el acoplamiento. Además de estudiar la ley fractal de resistencia hidráulica desarrollada por Fuentes (1992, 1994) y utilizada por Fuentes y Vauclin (1994) en el riego por gravedad. La característica principal de esta ley es que las potencias de la pendiente de fricción (d) y del radio hidráulico (b) están relacionados por b=3d-I y además d=D/3, donde D es una dimensión fractal de masa (Mandelbrot, 1983). Esta ley incluye como casos particulares las leyes extremas de Poiseuille y Chézy, la ley de Hazen-Williams y la de Prandtl-Blasius. El análisis en tiempos muy cortos permite concluir que esta ley es adaptable a una gran familia de funciones del caudal de riego impuestas como condición de frontera en la cabecera de la melga. También se ha estudiado la ley potencial de resistencia hidráulica con d y b independientes, la cual contiene la ley de Manning-Strickler. Se ha mostrado que la ley sólo es aplicable en el acoplamiento para una familia muy limitada de funciones del caudal de riego. En particular, no es aplicable cuando el caudal de riego es una constante. Si esta ley se utilizada, sus parámetros dependen de las condiciones de frontera e implica que la evolución de la lámina de riego en tiempos muy cortos dependa del caudal de riego, lo cual contradice el resultado obtenido a través de la ecuación de Richards, de que esta evolución es independiente del caudal de riego. Esta ley potencial, con la de Manning-Strickler incluida, no debe ser utilizada en el acoplamiento de las ecuaciones de Saint-Venant y de Richards del riego por gravedad. En otros términos, la ley potencial que debe utilizarse en el acoplamiento de las ecuaciones es la ley fractal de resistencia hidráulica.

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Riego por gravedad Resistencia hidráulica CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA