HIDROLOGIA INFILTRACION

HIDROLOGIA INFILTRACION  

1. Definir indicando los valores típicos según el tipo de material, cuando corresponda: Nivel freático, franja capilar, agua suspendida o agua vadosa, zona de aireación, textura, estructura, porosidad, relación de vacíos, porosidad efectiva o rendimiento especifico, contenido de humedad, contenido residual de humedad o retención específica, conductividad hidráulica, carga de succión, densidad bulk capacidad de campo, punto de marchitamiento.

1. SOLUCIÓN

• Nivel freático: Corresponde al nivel superior de una capa freática o de un acuífero en general, a menudo en este nivel la presión de agua del acuífero es igual a la presión atmosférica. El nivel freático es importante para predecir la profundidad de los pozos y explicar los cambios de flujos de las corrientes y los manantiales, justificándolas fluctuaciones del nivel de los lagos. Así mismo es indispensable para el análisis de estabilidad en suelos para ingeniería y otras ramas que estudian el comportamiento del suelo y su interacción con diversas estructuras artificiales.

• Franja Capilar: Zona inmediatamente por encima del nivel freático en la que todos los intersticios están ocupados por agua a una presión menor que la atmosférica, los poros de la franja capilar en la base están llenos de agua debido a la tensión de saturación resultante del contacto con la superficie de la tabla de agua formando una capa saturada situada inmediatamente por encima del nivel del agua subterránea.

• Agua vadosa: Agua que aparece entre la superficie del terreno y el nivel freático, debido principalmente a las fuerzas de tensión superficial que se presenta entre el suelo y el fluido. Esta posee por tanto una presión menor a la atmosférica.

• Zona de aireación: Es el volumen de suelo comprendido entre el nivel freático y la superficie, donde no todos los poros están llenos de agua.

• Textura: Es la proporción en la que se encuentran distribuidas variadas partículas elementales que pueden conformar un estrato. Según sea el tamaño, porosidad o absorción del agua en la partícula del suelo o sustrato, puede clasificarse en 3 grupos básicos que son: la arena, el limo y las arcillas.

• Estructura: Resulta de la granulometría de los elementos que lo componen en el suelo de modo como se hallan estos dispuestos. La evolución natural del suelo produce una estructura vertical estratificada a la que se conoce como perfil. Esas capas que componen el perfil se llaman horizontes y su diferencia se debe a su dinámica interna como al transporte vertical.

• Porosidad: Es el porcentaje del volumen del suelo no ocupado por sólido. En general el volumen del suelo está constituido por 50% materiales solidos (45% minerales y 5% materia orgánica) y 50% de espacio poroso. Dentro del espacio poroso se pueden distinguir macro poros y micro poros donde agua, nutrientes, aire y gases (pueden distinguir macro poros y micro poros) los macro poros no tienen agua contra la fuerza de gravedad, son responsables del drenaje, aireación del suelo constituyen el espacio donde e forman las raíces, los micro poros retienen agua y parte de la cual es disponible para las plantas.

[pic 1]

Donde:

Vo: Volumen de vacíos

Vt: Volumen total

Pm: Densidad del material (seco)

Pf: Densidad agua

Pv: Proporción de huecos (expresada en tanto por uno)

• Relación de vacíos: Es el volumen de suelo no ocupado por partículas sólidas cuanto mayor sea la relación de vacío más suelto es el suelo, así mismo entre esta relación sea mayor, el suelo tendría la capacidad de absorber más agua lo cual es favorable para el crecimiento de plantas.

[pic 2]

• Porosidad efectiva: Es la capacidad de un material de absorber líquidos o gases, la capacidad de absorción se puede medir con una fórmula matemática que se usa para medir la capacidad de absorción de agua o porosidad másica.

[pic 3]

Donde:

Wo: Peso de una porción cualquiera del material

Ws: Peso de la porción después de haber sido sumergida en agua

Pm: Porosidad másica del objeto expresado ( en tanto por ciento)

• Contenido de humedad: Es la cantidad de agua que el suelo contiene en el momento de ser estudiado. Una forma de conocer el contenido de humedad es pesar la muestra cuando se acaba de extraer, y después de haber mantenido durante 24 horas en un horno a una temperatura de 110ºC y se vuelve a pesar y ya después se halla el porcentaje de humedad.

[pic 4]

Donde:

m1: Masa de la muestra recién extraída

m2: Masa de la muestra después de estar en el horno

• Retención especifica: Es el volumen a partir de agua que queda retenida en los poros y fisuras del suelo, que es equivalente a la capacidad de campo de dicho medio, siendo ciertos valores muy variables en función sobre todo del tamaño medio de los granos minerales.

• Conductividad hidráulica: La conductividad hidráulica, es una propiedad muy importante del suelo de los medios porosos, que indica la movilidad del agua dentro del suelo y depende del grado de saturación y de naturalidad del mismo, las unidades del conocimiento de la conductividad hidráulica son innombrables, de ahí la importancia de su estimación. Uno de estos beneficios se puede resaltar que sirve como indicador de la hidrodinámica del agua subterránea, y este entendimiento es fundamental para analizar problemas hidrológicos en relación con las obras civiles.

• Carga de succión: Por definición el NPSH es la carga de succión positiva medida con relación de referencia, aumentada de la temperatura correspondiente a la presión atmosférica y disminuida de la altura debido a la tensión de vapor del líquido.

• Densidad Bulk: Termino usado en ingeniería para describir la densidad aparente del suelo, el cual describe la relación entre el volumen y el peso seco, incluyendo huecos y poros que contengan; aparentes o no. Esta definición se emplea tanto en geología como en la teoría de los materiales. Los factores que afectan a la densidad aparente son la composición y la estructura.

• Capacidad de campo: Cuando se presenta una precipitación abundante el agua llega a ocupar todos los poros del suelo. Se dice entonces que el suelo está saturado. A continuación, el agua tiende a moverse por gravedad hacia el subsuelo, hasta llegar a un punto en que el drenaje es tan pequeño que el contenido de agua del suelo se estabiliza. Cuando se alcanza este punto se dice que el suelo está a la capacidad de campo.

• Punto de marchitamiento: Es la humedad mínima del suelo necesaria para que una planta se mantenga tiesa. Si la humedad del suelo es menor que el punto de marchitamiento de la planta, esta marchitara, aunque se podrá recuperar.

1. Sobre el gráfico de la figura 4.5.1.b. de HIDROLOGIA APLICADA; Ven Te Chow, pagina 107, determinar las cargas totales h1 y h2, para z = 1.0 m y otro valor, de su elección, entre 1.20 m y 2.40 m, interpolando, y determinar la velocidad aparente o campo de flujo de Darcy del agua entre estas profundidades. Calcular el caudal real del agua, semanal, entre las dos profundidades, si el área de recarga es de 2.0 ha. Y, hallar el volumen total neto de agua, en m3 que circuló hacia abajo en las 14 semanas entre las mismas profundidades. Elaborar las gráficas de (h1-h2), K y q vs. T (semanas), así como de ψ vs. K. Interpretar los resultados obtenidos a través de las gráficas.

1. SOLUCIÓN

• Cabeza de succión ψ1 (cm)

ψ1= Cabeza total h1 a 0.8 -(-80 cm)

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