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Unidad IV: Fase líquida del suelo
 Movimiento del agua en el suelo: flujo
saturado e insaturado
 Movimiento del vapor de agua
 Infiltración. Factores que afectan la
infiltración. Redistribución de la humedad del
suelo
 Evaporación
 Balance de agua
 Ciclo hidrológico
MOVIMIENTO DEL AGUA EN EL
SUELO
• Suelo saturado: todos los poros están con agua, la
porosidad con aire es cero, el contenido de humedad
expresado en volumen es igual a la porosidad total, el
potencial mátrico es cero. Es la zona que se encuentra
debajo de la napa de agua
• Suelo insaturado: el contenido de agua es < saturación, la
porosidad llena de aire es > cero, el potencial mátrico es <
cero (negativo). Es la zona de la vadosa (entre la napa de
agua y la superficie del suelo)
MOVIMIENTO DEL VAPOR DE
AGUA
 Movimiento interno y externo
 Movimiento en suelo insaturado por
diferencias en presión de vapor
El vapor de agua se mueve:
• desde un suelo húmedo a un suelo seco
• desde un suelo menos salino a uno más
salino y,
• desde una zona cálida a una más fría
MOVIMIENTO DE AGUA EN SUELO
SATURADO
• Ley de Darcy
q= - Ksat. ΔH
L
q: velocidad del agua (m seg-1)
Ksat.: conductividad hidráulica saturada (m seg-1)
ΔH: diferencia de potencial hidráulico entre dos puntos
(m)
L: distancia entre los dos puntos (m)
ΔH/L:gradiente de potencial hidráulico, cambio del
potencial por unidad de distancia (m/m)
Flujo saturado en una columna de suelo a
través del área A
CONDUCTIVIDAD HIDRAULICA
(K)
Depende:
 del contenido de humedad: a saturación el valor es
máximo y constante, y decrece exponencialmente
con el contenido de humedad
 de la textura : a saturación el suelo arenoso tiene >
K que el arcilloso, mientras que a insaturación
ocurre lo contrario
 de la estructura: suelos agregados tienen > K que
suelos inestables.
MOVIMIENTO DEL AGUA EN SUELO
INSATURADO
• Ley de Darcy
q= -K(θ) Δψm+ ψg
L
q: velocidad del agua (m seg-1)
K(θ) : conductividad hidráulica en función del
contenido de humedad (m seg-1)
Δψm+ ψg : diferencia de la suma del potencial
mátrico y gravitacional (m)
L= distancia entre los dos puntos (m)
FLUJO PREFERENCIAL
• El agua puede fluir rápidamente a través de
ciertas vías como bioporos (canales de raíces
o lombrices) o grietas
• Puede haber movimiento de químicos y
algunos elementos tóxicos a través del suelo y
hacia las aguas subterráneas
INFILTRACION
• Es el proceso de entrada de agua en el suelo a
través de su superficie (flujo insaturado)
• Una vez que el agua infiltró en el suelo, se mueve
hacia abajo por percolación (flujo saturado e
insaturado)
INFILTRACION
• Velocidad de infiltración (i), en mm h-1
Es el volumen de agua que ingresa por unidad de superficie y de
tiempo (mm3 mm-2 h-1). El valor inicial es alto y decrece con el
tiempo hasta estabilizarse (infiltración básica).
• Infiltración acumulada (I), en mm
Es el volumen de agua que ingresa por unidad de superficie (mm3
mm-2). Aumenta con el tiempo.
Tipo de suelo
Arenosos
Arenosos y limosos
Francos
Arcillosos
Arcillosos sódicos
Velocidad
infiltración básica
mm/h
> 20
10-20
5-10
1-5
<1
FACTORES QUE AFECTAN LA
VELOCIDAD DE INFILTRACION
•
•
•
•
Contenido inicial de humedad del suelo
Textura del suelo
Presencia de costras (mm) en superficie
Presencia de capas de distinta textura en el
perfil
Saturación
Suelo arcilloso
Capacidad
de campo
Suelo arenoso
1
2
3
4
Tiempo (días)
5
6
7
REDISTRIBUCION DE AGUA EN
EL PERFIL
• Cuando se detiene el ingreso de agua, el agua drena
desde la superficie hacia las capas más profundas del
suelo, mediante el proceso de redistribución
• El contenido de agua cerca de la superficie del suelo
una vez que finalizó la redistribución es
aproximadamente el de capacidad de campo (potencial
mátrico de - 0.33 bar en suelo arcilloso y -0.1 bar en
suelo arenoso)
EVAPORACION
Condiciones:
 Energía
Gradiente de presión de vapor
 Suministro de agua
FASES DE EVAPORACION
• Estado I: Tasa de evaporación máxima y
constante durante un período de tiempo
• Estado II: Tasa de evaporación decae
rápidamente
• Estado III: Tasa de evaporación muy baja y
constante
ECUACION BALANCE DE AGUA
En una cuenca es:
P o R= ET + AS + D
P: precipitación
R: riego
ET: evapotranspiración
AS: agua almacenada en el suelo
D: agua descargada