Simulación de la infiltración en suelos

• Blaesig Schlotfeldt, Horst ^[1] ; Arrioja Juárez, Raúl ^[1]
  1. [1] Universidad Autónoma Metropolitana-lztapalapa
• Localización: Ingeniería hidráulica en México (1985), ISSN 0186-4076, Vol. 9, Nº. 1 (enero-abril de 1994), 1994, págs. 5-12
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • lnfiltration Simulation in Soils
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• Resumen
  • español

    Se estudia la infiltración de agua en suelos parcialmente saturados aplicando la ecuación de Richards restringida al flujo en dirección vertical cuya incógnita es el potencial matricial. Puesto que la humedad del suelo y la conductividad hidráulica son funciones unívocas del potencial matricial altamente no lineales, no hay solución analítica y se resuelve la ecuación numéricamente con un esquema implícito de diferencias finitas que conduce a un sistema de ecuaciones lineales, el cual se resuelve con el algoritmo de Newton-Raphson y dos condiciones de frontera iniciales superior e inferior. Para ello es necesario discretizar el perfil de suelo considerado en n + 1 elementos de espesor dz, para cada uno de los cuales se calcula la conductividad hidráulica a la mitad del elemento como el promedio de las conductividades del elemento en consideración y del siguiente en dirección vertical hacia abajo, así como el gasto en función de esta conductividad hidráulica. Se calculan tantas funciones hidráulicas como horizontes se tengan. El sistema de ecuaciones se resuelve para un número máximo de iteraciones y en caso de no convergencia, se divide por dos el intervalo de tiempo, repitiendo el procedimiento con los valores iniciales. El algoritmo expuesto se aplica a dos suelos homogéneos y se presentan los resultados obtenidos. Se reportan resultados comparables (Anlauf et al 1988) pero todavía deben contrastarse con mediciones.

  • English

    Esaturated soils applying Richard’s equation restricted to vertical flow and having as an unknown the matrix potential. Since soil humidity and hydraulic conductivity are highly non-linear univocal functions of the matrix potential, there is no analytical solution and the equation is solved through a finite-difference implicit scheme that leads to a system of linear equations, which is solved using the Newton-Raphson algorithm and two upper and lower boundary initial conditions. The considered soil  profile must be discritized with n+ 1 elements of dz width, computing for each one of them the hydraulic conductivity at the middle of the element as the average of the conductivities of both the element under consideration and the next one in a downward vertical direction, as well as the discharge as a function of this hydraulic conductivity As many hydraulic functions as available horizons are computed. The system of equations is solved for a maximum number of iterations and, if there is no convergence, the time interval is divided by two, thus repeating the process for the initial values. The algorithm shown is applied to two homogeneous soils and the results are presented. Comparable results are reported by Anlauf et al (1988), but these must be contrasted with measurements.