capÍtulo 6: infiltración 1. concepto de infiltración 2. mecanismo de generación de la...

CAPÍTULO 6: Infiltración

1. Concepto de Infiltración

2. Mecanismo de generación de la infiltración

3. Factores que influyen

5.2. Ecuación de Horton

5.3. Ecuación de Phillip

4. Medida

5. Cálculo

5.4. Método de Green-Ampt

5.1. Índice de infiltración

0. La Zona No Saturada

0. La Zona No Saturada del Suelo

SaturaciónSaturación

HistéresisHistéresis

EvaluacionesEvaluaciones

El medio subterráneo medio porosoEl medio subterráneo medio poroso

La zona La zona no no saturadasaturada

Poros totalmente rellenos de agua

Saturación enLa Zona No Saturada

0 20 30 40 50% de Contenido en agua

La porosidad eficaz (ne)

o porosidad de drenaje

es el coeficiente de almacenamiento del

acuífero libre

el cual depende de la retención específica (nr)

o capacidad de campo

y disminuye con la proximidad del nivel

freático a la superficie

Histéresis enLa Zona No Saturada

La conductividad hidráulicaen La Zona No Saturada

Brooks y Corey (1964)

Saturación

Humedad específica

Conductividad hidráulica

Evaluaciones enLa Zona No Saturada

Presiónde entradade aire

Presiónde entradade agua

PoPcSon

KKKK srsh

PoPbPoPc

SoSoS 1

Flujo del agua en la Zona No Saturada

Zona No SaturadaLey de Darcy

Fórmula de Gardner

Integrando

_________________________

Zona SaturadaLey de Darcy

Integrando

Infiltración

hhh Kdzd

expsh KK

sss Kdzd

Régimen de equilibrio

Paso del agua a través de la superficie del Paso del agua a través de la superficie del suelo al interior del terrenosuelo al interior del terreno

1. Concepto de Infiltración

Percolación

Movimiento del agua dentro del terrenoMovimiento del agua dentro del terreno

2. Mecanismos de generación de la Infiltración

Precipitación

Infiltración

EscorrentíaSuperficial

Detención Superficial

Escorrentía Subterránea

Escorrentía Superficial

Escorrentía superficial epidérm ica

M anantial

Escorrentía Hipodérm ica

Infiltración

Percolación

Recarga

Suelo edáfico

Zonasaturada

Zona nosaturada

2. Mecanismos de generación de la infiltración

adContenido de humedad0

Zona de saturación

Zona de transmisión

Zona de hum ectación

Modelos de Horton y Dunne para generar escorrentía directa

Contenido de hum edad0

Zona saturada

porosidad

t1 t2 t3 t4

Contenido de hum edad0

Zona saturada

porosidad

Modelo Horton Modelo Dunne

• Precipitación

3. Factores que influyen

• Temperatura

• Contenido inicial de humedad

• Condiciones de la superficie del terreno

4. Medida

• Análisis de hidrogramas

• Infiltrómetros

• Lisímetros

4. Medida

• Infiltrómetros

Terreno

4. Medida• Lisímetros

4. Medida

• Lisímetros

C a ja lisim é tric a

C o le c to r d e e sc urrim ie nto

Entra d a

Disp o sitivo d ep e sa

C o le c to r d e p e rc o la c ió nRe c o g id a y m e d id ad e a g ua s

5. Cálculo

5.1. Índice de Infiltración

Intensidad HIETOGRAMA

EscorrentíaSuperficial

Alm acenam ientoSuperficial

Tiem po

Análisis de hietogramas de lluvia

Ejemplo: Cálculo del índice Ejemplo: Cálculo del índice

Tabla 6.1. Hietograma.

Tiempo (h) 1 2 3 4 5 6 Incremento de lluvia en cada hora (cm) 1.5 2.5 5 6 4 2

La lluvia total caída es la suma: 1.5+2.5+5+6+4+2 = 21 cm Si la escorrentía superficial es 3 cm, la infiltración total será: 21 – 3 = 18 cm. El tiempo que ha durado el aguacero son 6 h, por lo que el índice inicialmente estimado será:

h/cm36

cm1225.25.1321

h/cm43

Ejemplo: Cálculo del índice Ejemplo: Cálculo del índice Tabla 6.2. Evolución temporal de la Escorrentía Superficial.

Tiempo (h) 1 2 3 4 5 6

Escorrentía Superficial (cm) 0 0 1 2 0 0

0 1 2 3 4 5 6 70

Tiempo (h)

HIETOGRAMA

5. Cálculo

ktfc0ffcf eIIII

5.3. Ecuación de Phillip

5. Cálculo

Capacidad deInfiltración

Tiempo

5. Cálculo

Tiempo

Escorrentía Superficial

I : Intensidad de lluviaD : Duración del aguaceroT : tiem po de anegam ientoK : Perm eabilidad saturada

Volumen infiltrado

Caso a

Caso b

Caso c

5. Cálculo

adHumedad inicial i

Zona mojada

Frente de mojado

Humedad irreductible

Contenido de humedad0

Hum edad ensaturación s

Increm entode humedad

dzdtI is

dzI is

5. Cálculo

KhgradKI satsatsat

HKI isacsat

sat 1ln

5. Cálculo

adHumedad inicial i

Humedad irreductible

Contenido de humedad0

Hum edad ensaturación s

Increm entode humedad

Frente de m ojado

Frente de desaturación

Zona m ojada

5. Cálculo

Hum edad inicial i1

Humedad ensaturación s 2

Frente de m ojado

L 2Zona mojada

HContenido de humedad0

Hum edad inicial i2

Humedad ensaturación s 1

21212 KLKb

KKLbHI

5. Cálculo

CAPÍTULO 6: Infiltración5. Cálculo

Green-Ampt; Horton; Philip

Problema: Green-Ampt

Problema

InfiltraciónEjemplo: HortonEjemplo: Horton

CIICICI

5.4. Green-Ampt

5. Cálculo

CAPÍTULO 6:Infiltración

Problema: Problema: Cálculo del Cálculo del índice índice

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