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Hidrología agrícola

Mar 04, 2016

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BREVE INFORMACION

Hidrologa agrcolaLahidrologa agrcolaes el estudio de los componentes delbalance hdricoen los suelos y en el manejo de agua especialmente en elriegoy eldrenaje subterrneo.1

Componentes del balance de agua[editar]

Componentes del balance hdrico en el sueloLos componentes del balance de agua se dejan agrupar conforme a las zonas en una seccin vertical en el suelo constituyendo reservorios con flujo de entrada y de salida y almacenaje del agua:21. el reservorio superficial (S).2. la zona de los races o zona no saturada (R) con flujo mayormente vertical3. elacufero(Q) con flujo mayormente horizontal4. la zona de transicin (T) en la cual se convierte el flujo horizontal y vertical uno al otroEl balance general se escribe como: flujo entrante = flujo saliendo + cambio de almacenamientose se aplica a cada uno de los reservorios o una combinacin de ellos.En los balances siguientes se asuma que latabla de aguase encuentra en la zona de transicin. Cuando no, se deben hace ajustes.

La escorrenta superficial en el mtodo del Nmero de CurvaBalance superficial[editar]Los componentes de entrada en el reservorio superficial son:1. Rai - agua entrando verticalmente como laprecipitacin(lalluviaincluyendo lanieve), y la irrigacin poraspersin2. Isu - agua entrando horizontalmente, que puede ser porinundaciny/o irrigacin superficialLos componentes de salida del reservorio superficial son:1. Eva - evaporacin actual de agua abierta2. Osu - escurrimiento superficial natural o drenaje superficial artificial3. Inf -infiltracindel agua a travs de la superficie del suelo hacia la zona de losracesElbalance hdrico superficialse exprima como: Rai + Isu = Eva + Inf + Osu + Wsdonde Ws es el cambio de almacenamiento en la superficie del suelo.Ejemplo de un balance superficial

Se da un ejemplo de la escorrenta a superficial con el mtodo del Nmero de Curva.3La ecuacin que se emplea es: Osu = (Rai Ws)2/(Pp Ws + Rm).donde Rm es la retencin mxima del rea en la cual se aplica el mtodo.Normalmente se tiene que Ws = 0.2 Rm y el valor de Rm depende de las caractersticas del suelo. El mtodo del Nmero de Curva provee cuadros para determinar esta relacin.El mtodo rinde volmenes acumulados de escorrenta. Para obtener la intensidad o velocidad de la escorrenta (es decir volmen por unidad de tiempo) hay que dividir la duracin acumulada en varias elementos del tiempo (por ejemplo horas).

Balance de la zona de races[editar]Los componentes de entrada en en la zona de races son:1. Inf - infiltracin del agua a travs de la superficie del suelo hacia la zona de los races2. Cap -ascenso capilarde la zona de transicin hacia la zona de racesLos componentes de salida de la zona de races son:1. Era -evapotranspiracinactual desde la zona de los races, sea directamente o por la vegetacin2. Per - percolacin de la zona radicular hacia la zona de transicinElbalance hdrico de la zona de racesse exprima como: Inf + Cap = Era + Per + Wrdonde Wr es el cambio de almacenamiento en la zona radicular.Balance en la zona de transicin[editar]Los componentes de entrada en la zona de transicin son:1. Per - percolacin de la zona radicular hacia la zona de transicin2. Lca - infiltracin de aguas del ro, de canales o otros conductores de agua3. Ugw - flujo vertical ascendente desde el acufero hacia la zona de transicinLos componentes de salida de la zona de transicin son:1. Cap - ascenso capilar de la zona de transicin hacia la zona de races2. Dtr -drenaje subterrneoartificial horizontal3. Dgw - drenaje natural vertical descendente desde la zona de transicin hacia el acuferoElbalance hdrico de la zona de transicinse exprima como: Per + Lca + Ugw = Cap + Dtr + Dgw + Wtdonde Wt es el cambio de almacenamiento en la zona de transicin que se nota como un cambio del nivel de la tabla de agua.Balance de agua del acufero[editar]Los componentes de entrada en el acufero son:1. Dgw - drenaje natural vertical descendente desde la zona de transicin hacia el acufero2. Iaq - flujo de agua subterrnea horizontal entrando en el acufero3. Ugw - flujo vertical ascendente desde el acufero hacia la zona de transicin4. Oaq - flujo de agua subterrnea horizontal saliendo del acufero5. Wel -drenaje subterrneoartificial vertical por pozos colocados en el acuferoElbalance hdrico del acuferose exprima como: Dgw + Iaq = Ugw + Wel + Oaq + Wqdonde Wt es el cambio de almacenamiento en el acufero que se nota como un cambio de la presin hidrulica del acuferoBalances especficos[editar]Balances combinados[editar]Balance de agua de dos zonas adyacentes se dejan combinar. En el balance combinado los componentes de entrada y salida de la una zona la otra disaparecen.En balances de tiempo largo (un mes, una estacin, un ao), a menudo los componentes de almacenamiento son pequeos y despreciables. Eliminando se obtiene elestado estacionarioo elbalance en equilibrio.La combinacin del reservorio superficial (S) y la zona radicular (R) rinde elbalance de agua del suelo superior: Rai + Isu + Cap = Eva + Era + Osu + Perdonde el factor de conexinInfha desaparecido.La combinacin del reservorio radicular (R) y la zona de transicin (T) rinde elbalance de agua del subsuelo: Inf + Lca + Ugw = Era + Dtr + Dgwdonde los factores de enlacePeryCaphan desaparecido.La combinacin la zona de transicin (T) y la zona del acufero (Q) rinde elbalance geohidrolgico: Per + Lca + Iaq = Cap + Dtr + Wel + Oaqdonde los factores de enlaceUgwyDgwhan desaparecido.Combinando los tres balances superiores (de las zonasS,RyT) produce elbalance de agua agronmico: Rai + Isu + Lca + Ugw = Eva + Era + Osu + Dtr + Dgwdonde los componentes de conneccinInf,PeryCaphan desaparecido.La combinacin de todos los reservorios en estado estacionario rinde elbalance de agua total: Rai + Isu + Lca + Iaq = Eva + Era + Osu + Dtr + Wel + Oaqdonde los factores de enlaceInf,Per,Cap,UgwandDgwse eliminaron.

Diagrama de la reutilizacin de agua subterrnea para el riego utilizando pozos bomdeados.Ejemplo de un balance total

Se da un ejemplo del reutilizacin de agua subterrnea para el riego utilizando pozos bomdeados.El riego total y la infiltracin es: Inf = Irr + Wel, dondeIrr= el riego superfial del sistema de canales, yWel= el riego por pozosLa eficiencia del riego a nivel de campo (Ff< 1) es: Ff = Era/Inf, dondeEra= la evapotranspiracin del cultivo (uso consunptivo).El valor deEraes menor deInf, hay un exceso de riego que se percola hcia el subsuelo (Per): Per = Irr + Wel Era, o sea: Per = (1 - Ff) (Irr + Wel).La percolacinPerse bombea de nuevo por los pozos para regar (Wel), entonces: Wel = Per, o sea: Wel = (1 - Ff) (Irr + Wel), y por esto: Wel/Irr = (1 - Ff)/FfCon la previa ecuacin se puede preparar el siguiente cuadro: Ff 0.20 0.25 0.33 0.50 0.75

Well/Irr 4 3 2 1 0.33

Se ve que con bajas eficiencias de riego la cantidad de agua bombeada de los pozos (Wel) es varias veces ms grande que el agua de riego trado por el sistema de los canales (Irr). Esto se debe al hecho que una gota de agua tiene que ser recirculado en premedio varias veces antes de ser consumido por las plantas.

Tabla de agua afuera de la zona de transicin[editar]Cuando la napa fretica se encuentra por encima de la superficie del suelo, los balances conteniendo los factoresInf,Per,Capno son aplicables porque estos factores no existen.Cuando el fretico se ubica dentro de la zona de los races, los balances usando los componentes de enlacePeryCapno son apropiados porque ellos no son presentes.Cuando la capa fretica est por debajo de la zona de transicin, solo elbalance hdrico del acuferoes aplicable.Nmero de zonas disminuido[editar]En las condiciones naturales del terreno puede ser que no haya ninguno acufero, zona de transicin o zona radicular. Los balances de agua se pueden adaptar a estas condiciones.Valores netos y de exceso[editar]Los componentes verticales a lo largo de los lmites entre dos zonas con flechas en la misma direccin (es dicir ambos ascendentes o ambos descendentes) se dejan combinar envalores netos.Por ejemplo: Npc = Per Cap (percolacin neta), Ncp = Cap Per (ascenso capilar neto). Flujos horizontales en el mismo sentido se pueden unir comovalores de exceso.Por ejemplo: Egio = Iaq Oaq (exceso de flujo subterrneo entrando sobre flujo subterrneo saliendo), Egoi = Oaq Iaq (exceso de flujo subterrneo saliendo sobre flujo subterrneo entrando).

Componentes del balance de agua en el modeloSaltmodBalances de sales[editar]Artculo principal:suelo salinoBalances agrcolas de agua se usan tambin para balances de sales en el suelo y en el control de lasalinidad del sueloen reas regadas.Adems los balances de agua y sales se emplean en modelos agro-hidro-salino-drenaje comoSaltMod,4que requiere concimiento de los flujos horizontales en el acufero, ySahysMod,5que incluye un modelo poligonal de flujo en el acufero.Requisitos de riego y drenaje[editar]Elrequisito de riego(Irr) se calcula delbalance hdrico del suelo superior, elbalance hdrico agronmicoy/o delbalance de agua totaldependiente de la disponibilidad de datos de los factores que intervienen.

La descarga de drenaje determina el espaciamiento entre los drenesConsiderando el riego superficial, asumiendo que la evaporacin del agua superficial es despreciable (Eva = 0), igualando la evapotranspiracin real (Era) a la evapotranspiracin potencial (Epo), de modo que Era = Epo, y tomando el flujo superficial entrando (Isu) como riego (Irr), de manera que Isu = Irr, los balance resultan respectivamente en: Irr = Epo + Osu + Per Rai Cap Irr = Epo + Osu + Dtr + Dgw Rai Lca Ugw Irr = Epo + Osu + Dtr + Oaq Rai Lca IaqDefiniendo laeficiencia de riegocomo Ieff = Epo/Irr que representa la fraccin del agua de riego consumida por el cultivo, se desprende que respectivamente: Ieff = 1 (Osu + Per Rai Cap) / Irr Ieff = 1 (Osu + Dtr + Dgw Rai Lca Ugw) / Irr Ieff = 1 (Osu + Dtr + Oaq Rai Lca Iaq) / IrrAs mismo laabstraccin segurapor pozos para el riego, es decir la l

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