Infiltracion Del Agua

INFILTRACION 1.- Introducción La demanda de producción de alimentos ha llevado a generar estrategias de manejo agrícola en función de aprovechamiento y eficiencia de los recursos naturales, entre ellos el manejo de agua y consecuentemente la creación de sistemas de riego. En los diferentes estados fenológicos de la planta es importante la disponibilidad de agua para q haya un desarrollo favorable y exitoso. La utilización del agua mediante el riego en los cultivos mediante la construcción de represas, reservorios de agua, bombas para el uso del agua subterráneo y canales, solo tiene sentido si hay perspectivas para una mejora económica. El proceso de infiltración de agua en el suelo ha sido intensamente estudiado debido a su importancia en el manejo del agua en la agricultura, en la conservación del recurso suelo. Ademas determina la cantidad de agua de escurrimiento superficial, pudiendo detectarse el peligro de erocion durante el suministro de agua de riego o de lluvia. 2.- Objetivos Evaluar los niveles de infiltración e identificar las características de riego localizado 3.- Revisión de bibliografía Se llama infiltración a la penetración del agua a través de la superficie del suelo debido a las fuerzas de la gravedad y tensión del suelo (Jhonson 1962). METODOS PARA HALLAR LA VELOCIDAD DE INFILTRACION

– –

MÉTODO DIRECTO: Usando infiltrometros METODO INDIRECTO: Registros de precipitación y de escorrentía

INFILTROMETROS TIPO ANILLO

Fue ideado por Musgrave (1935), consiste en dos anillos de hierro con un espesor de dos milímetros y doblado en frio que contiene dimensiones de 58 y 25 cm de diámetro, 25 y 40 cm de altura respectivamente, con un espesor de 2mm. Estos se instalan concéntricamente en el suelo y el espacio entre los anillos denominados margen es con el objeto de producir el efecto “buffer” del suelo a la infiltración, efecto q consiste en disminuir el movimiento lateral del agua alrededor del cilindro interior donde se hace la prueba de infiltración. En el margen inicialmente se coloca el agua y las mediciones de infiltración se realizan en el cilindro interior. 

1.- INFILTRACION ACUMULADA (Icum)



   

     



Volumen total del agua que se infiltra a través de una superficie de suelo horizontal unitario, en un periodo de tiempo dado y medida desde el comienzo de la infiltración (Ilri 1978) 2.- VELOCIDAD DE INFILTRACION INSTANTANEA (Iins) Es el volumen de agua que se infiltra a través de una superficie de suelo horizontal unitario en un instante. Es decir en una fracción de tiempo infinitamente pequeño. De manera general la velocidad instantánea muestra una disminución rápida al principio, seguida de una disminución muy lenta y más estable después de tres o cuatro horas de infiltración (Ilri 1978) 3.- VELOCIDAD MEDIA DE INFILTRACION (Iav) Es igual a la infiltración acumulada dividida por el tiempo trascurrido desde que comenzó la infiltración (Ilri 1978) 4.- VELOCIDAD DE INFILTRACIÓN BÁSICA (Ibas) Cuando el valor de la velocidad de infiltración instantánea se hace aproximadamente constante de denomina INFILTRACION BASICA después de 3 o 4 horas, se considera que se ha llegado a la infiltración básica cuando el descenso de la velocidad de infiltración instantánea es de 10 % en una hora (Ruiz 1981). En suelos de alta infiltración resulta inútil asignar una infiltración básica, el riego termina antes que la infiltración básica haya sido alcanzado.

4.- Materiales y métodos 

 1 2 3

4 5 6

4.1. Materiales – Cilindros infiltrometros – Un gancho medidor – Un escalímetro – Cronometro – Agua 4.2. Métodos Instalación del experimento, se selecciona la ubicación apropiada y representativa de la serie de suelo. Se coloca el cilindro de mayor diámetro presionándolo firmemente en el suelo. El cilindro de menor diámetro se coloca concéntricamente en el interior del cilindro e incrustando con el mismo procedimiento, teniendo en cuenta la equidistancia entre cilindros. Se llena el margen con agua de riego hasta una altura próxima al borde superior, manteniéndolo el nivel durante toda la prueba. Se coloca una bolsa de plástica en el cilindro menor, en seguida se llena con agua de riego, luego se retira la bolsa. Se ajusta el cronometro para el control del tiempo, se coloca el escalimetro con el gancho para llevar a cabo la lectura.

7

A medida de que el agua se infiltre, se registra la lámina infiltrada a intervalos de 2 min. al inicio, luego a 5, 10 y 20 min. 4.3. Cálculos



1.- INFILTRACION ACUMULADA (Icum)



I cum=a t Se obtiene de la integración de la ecuación de (Iins)

n

t

t

I cum=∫ I ins dt=∫ an t n−1 dt= 0

0

an t n t ¿0=at n ¿t0 n

I cum=a t n  

n=

a: lamina acumulada cuando el tiempo es un minuto t: tiempo trascurrido en minutos

∑ XY −

∑ X∑ Y n 2

∑X

2

−

(∑ X ) n

Donde:

  

 X: logaritmo de tiempo acumulado  Y: logaritmo de lámina acumulada  n: numero de observaciones durante la prueba  2.- VELOCIDAD DE INFILTRACION INSTANTANEA (Iins) Se obtiene derivando la infiltracion acumulada

   

I cum=

d I ins =ant n−1 dt

3.- VELOCIDAD MEDIA DE INFILTRACION (Iav) Es igual a la infiltración acumulada dividida por el tiempo transcurrido desde que comienza la infiltración.



 

I cum a t n I av= = =a t n−1 t t

4.- VELOCIDAD DE INFILTRACIÓN BÁSICA (Ibas) Se obtiene diferenciando la infiltración instantánea con respecto al tiempo



I bas=

d I ins =( n−1 ) an t n−2 dt



d I ins ≤ 0.10 I ins dt



d an t n−1 ≤ 0.10 ant n−1 dt



( n−1 ) an t n−2 ≤ 0.10 an t n−1



n−1 ≤ 0.10 t



n−1 cm x ≤ 0.10 cm/min t min



n−1 cm 60 min x x =0.10 cm/hora t min 1 hora



t=600 s



velocidad de infiltracion instantanea=



velocidad de infiltr acion promedio=

,

ocurrirá la infiltración básica

5.- Resultados y discusión

lamina de infiltracion parcial x 60 tiempo parcial

lamina de infiltracion acumulada x 60 timpo acumulado

CUADRO N°1: FORMATO PARA HALLAR LA VELOCIDAD DE INFILTRACION

HORA

12:32 12:34 12:36 12:38 12:40 12:42 12:44 12:44 12:50 12:54 01:04 01:14 01:14 01:24 01:34 01:34 01:44 01:54 02:14 02:34 02:34 02:42 03:03

TIEMPO PARCIA L (min)

TIEMPO ACUMUL ADO (min)

0 2 2 2 2 2 2

0 2 4 6 8 10 12

10 10 10 10

22 32 42 52

10 10

62 72

10 10 20 20

82 92 112 132

8

140

21

161

R

R

R

R

INFILTRACION

LECTUR A PARCI ACUMULA (cm) AL DA (cm) (cm) 16,0 0 0 13,5 2,5 2,5 10,0 3,5 6 9,0 1 7 8,5 0,5 7,5 7,0 1,5 9 5,5 1,5 10,5 22,0 10,5 18,2 3,8 14,3 16,0 2,2 16,5 10,0 6 22,5 6,3 3,7 26,2 12,5 26,2 8,7 3,8 30 5,0 3,7 33,7 25,3 33,7 20,1 5,2 38,9 19,3 0,8 39,7 9,0 10,3 50 2,2 6,8 56,8 16,3 56,8 14,0 2,3 59,1 9,0

5

64,1

VELOCIDAD DE INFILTRACION INSTANTA PROME NEA DIO (cm/hr) (cm/hr) 0 0 75 75,00 105 90,00 30 70,00 15 56,25 45 54,00 45 52,50 22,8 13,2 36 22,2

39,00 30,94 32,14 30,23

22,8 22,2

29,03 28,08

31,2 4,8 30,9 20,4

28,46 25,89 26,79 25,82

17,25 14,285714 3

25,33 23,89

CUADRO N°1: FORMATO PARA HALLAR LA VELOCIDAD DE INFILTRACION (CORREGIDO)

HORA

TIEMPO PARCIA L (min)

TIEMPO ACUMUL ADO (min)

VELOCIDAD DE INFILTRACION INFILTRACION LECTUR A PARCI ACUMULA INSTANTA PROME (cm) AL DA NEA DIO (cm) (cm) (cm/hr) (cm/hr)

12:32 12:34 12:36 12:38 12:40 12:42 12:44 12:50 12:54 01:04 01:14 01:24 01:34 01:44 01:54 02:14 02:34 02:42 03:03

0 2 2 2 2 2 2 10 10 10 10 10 10 10 10 20 20 8 21

0 2 4 6 8 10 12 22 32 42 52 62 72 82 92 112 132 140 161

73,1 70,6 67,1 66,1 65,6 64,1 62,6 58,8 56,0 50,6 46,6 43,1 39,4 34,2 33,4 23,1 16,3 14,0 9,0

0 2,5 3,5 1 0,5 1,5 1,5 3,8 2,8 5,4 4 3,5 3,7 5,2 0,8 10,3 6,8 2,3 5

0 2,5 6 7 7,5 9 10,5 14,3 17,1 22,5 26,5 30 33,7 38,9 39,7 50 56,8 59,1 64,1

0 75,0 105,0 30,0 15,0 45,0 45,0 22,8 16,8 32,4 24,0 21,0 22,2 31,2 4,8 30,9 20,4 17,3 14,3

0 75,00 90,00 70,00 56,25 54,00 52,50 39,00 32,06 32,14 30,58 29,03 28,08 28,46 25,89 26,79 25,82 25,33 23,89

GRAFICA N°1: VELOC. INFIL. INSTANTANEA VS TIEMPO ACUMULADO 120 100 80

veloc. Infil. Instantanea (cm/hr)

60 40

f(x) = 78.08 x^-0.32 R² = 0.41 f(x) = - 0.24x + 45.72 R² = 0.27

20 0 0

20

40

60

80

100 120 140 160 180

tiempo acumulado (min.)

GRAFICA N°2: VELOC. INFIL. PROMEDIO VS TIEMPO ACUMULADO 100.00 90.00 80.00 70.00

f(x) = 109.15 x^-0.31 R² = 0.95

60.00 50.00

veloc. Infil. Promedio (cm/hr)

40.00

f(x) = - 0.29x + 58.46 R² = 0.58

30.00 20.00 10.00 0.00 0

20

40

60

80

100 120 140 160 180

Tiempo acumulado (min)

GRAFICO N°3: INFILTRACION ACUMULADA VS TIEMPO ACUMULADO 70 60 50

f(x) = 0.39x + 5.08 R² = 0.99 f(x) = 1.82 x^0.69 R² = 0.99

40 Infiltracion acumulada (cm)

30 20 10 0 0

20

40

60

80

100

120

140

Tiempo acumulado (min)

160

180

POR REGRECION POTENCIAL GRAFICO N°4: VELOCIDAD DE INFILTRACION VS TIEMPO ACUMULADO 120 100 80 Velocidad de infiltracion

60 40

f(x) = 109.15 x^-0.31 R² = 0.95 f(x) x^-0.32 f(x) = = 78.08 1.82 x^0.69 R² = 0.41 R² = 0.99

20 0 0

20

40

60

80

100

120

Tiempo acumulado

POR REGRECION LINEAL

140

160

180

GRAFICO N°5: VELOCIDAD DE INFILTRACION VS TIEMPO ACUMULADO 120 100 80 Velocidad de infiltracion

60 40

f(x) = 0.39x + 5.08 R² f(x)==0.99 - 0.29x + 58.46 R² = 0.58 f(x) = - 0.24x + 45.72 R² = 0.27

20 0 0

20

40

60

80

100

120

Tiempo acumulado

6.- Anexo

140

160

180

INSTALACION DE CILINDROS INFILTROMETROS

Lamina de acero galvanizado

Cilindro interior Cilindro ESCALIME

15c

10

Varilla para medir la infiltración Borde con

Índice Escalimet ro Varilla de

Varilla de FORMATO DE MEDIR

Uso del gancho medidor

Punta afilada DETALLE DE