Ilustración de algunos componentes del balance hídrico.
Componentes del balance hídrico
Componentes del balance hídrico en tierras agrícolas.
Los componentes del balance hídrico se pueden agrupar en componentes correspondientes a zonas en una sección transversal vertical en el suelo que forman reservorios con entrada, salida y almacenamiento de agua: [2]
el depósito de superficie ( S )
la zona radicular o insaturada ( zona vadosa ) ( R ) con flujos principalmente verticales
el acuífero ( Q ) con flujos principalmente horizontales
una zona de transición ( T ) en la que se convierten los flujos verticales y horizontales
El balance hídrico general es:
entrada = salida + cambio de almacenamiento
y es aplicable a cada uno de los yacimientos o una combinación de los mismos.
En los siguientes balances se supone que el nivel freático se encuentra dentro de la zona de transición.
Balance hídrico superficial
Los componentes del equilibrio hídrico entrante al depósito superficial ( S ) son:
Rai: agua que ingresa verticalmente a la superficie, por ejemplo: precipitación (incluida la nieve), lluvia , riego por aspersión.
Isu: agua superficial entrante horizontalmente. Esto puede consistir en inundación natural o riego superficial.
Los componentes del balance hídrico saliente del depósito superficial ( S ) son:
Dgw – Drenaje vertical hacia abajo de agua desde la zona de transición saturada hacia el acuífero
El balance hídrico de la zona de transición dice:
Per + Lca + Ugw = Cap + Dtr + Dgw + Wt, donde Wt es el cambio en el almacenamiento de agua en la zona de transición que se nota como un cambio en el nivel del nivel freático.
Balance hídrico del acuífero
Los componentes del balance hídrico entrante al acuífero ( Q ) son:
Dgw – Drenaje vertical hacia abajo de agua desde la zona de transición saturada hacia el acuífero
Iaq: agua subterránea que ingresa horizontalmente al acuífero
Los componentes del balance hídrico saliente del acuífero ( Q ) son:
Ugw: filtración vertical hacia arriba de agua desde el acuífero hacia la zona de transición saturada
Oaq – Agua subterránea que sale horizontalmente del acuífero
Wel – Descarga de pozos (entubados) colocados en el acuífero
El balance hídrico del acuífero dice:
Dgw + Iaq = Ugw + Wel + Oaq + Wq
donde Wq es el cambio en el almacenamiento de agua en el acuífero que se nota como un cambio de la presión artesiana .
Balances hídricos específicos
Saldos combinados
Se pueden realizar balances hídricos para una combinación de dos zonas de suelo verticales limítrofes discernidas, por lo que los componentes que constituyen la entrada y salida de una zona a la otra desaparecerán. En los balances hídricos a largo plazo (mes, estación, año), los plazos de almacenamiento suelen ser insignificantes. Omitirlos conduce a balances hídricos en estado estacionario o de equilibrio .
La combinación de depósito superficial ( S ) y zona de raíces ( R ) en estado estacionario produce el balance hídrico de la capa superior del suelo :
Rai + Isu + Cap = Eva + Era + Osu + Per, donde el factor de vinculación Inf ha desaparecido.
La combinación de la zona de raíces ( R ) y la zona de transición ( T ) en estado estacionario produce el balance hídrico del subsuelo :
Inf + Lca + Ugw = Era + Dtr + Dgw, donde Wr los factores de vinculación Per y Cap han desaparecido.
La combinación de zona de transición ( T ) y acuífero ( Q ) en estado estacionario produce el balance hídrico geohidrológico :
Per + Lca + Iaq = Cap + Dtr + Wel + Oaq, donde Wr los factores de vinculación Ugw y Dgw han desaparecido.
La combinación de los tres balances hídricos superiores en estado estacionario da el balance hídrico agronómico :
Rai + Isu + Lca + Ugw = Eva + Era + Osu + Dtr + Dgw, donde los factores de vinculación Inf , Per y Cap han desaparecido.
La combinación de los cuatro balances hídricos en estado estacionario da el balance hídrico general :
Rai + Isu + Lca + Iaq = Eva + Era + Osu + Dtr + Wel + Oaq, donde han desaparecido los factores de vinculación Inf , Per , Cap , Ugw y Dgw .
Diagrama de reutilización de aguas subterráneas para riego mediante pozos.
Nivel freático fuera de la zona de transición
Cuando el nivel freático está por encima de la superficie del suelo, los balances que contienen los componentes Inf , Per , Cap no son apropiados ya que no existen. Cuando el nivel freático se encuentra dentro de la zona de las raíces, los balances que contienen los componentes Per , Cap no son apropiados ya que no existen. Cuando el nivel freático está por debajo de la zona de transición, sólo el equilibrio del acuífero es apropiado.
Número reducido de zonas.
Componentes del balance hídrico de Saltmod
Bajo condiciones específicas puede ser que no esté presente ningún acuífero, zona de transición o zona de raíces. Los balances hídricos se pueden realizar omitiendo las zonas ausentes.
Valores netos y excedentes
Los componentes hidrológicos verticales a lo largo del límite entre dos zonas con flechas en la misma dirección se pueden combinar en valores netos . Por ejemplo: Npc = Per − Cap (percolación neta), Ncp = Cap − Per (ascenso capilar neto). Los componentes hidrológicos horizontales en la misma zona con flechas en la misma dirección se pueden combinar en valores en exceso . Por ejemplo, Egio = Iaq − Oaq (exceso de entrada de agua subterránea sobre salida), Egoi = Oaq − Iaq (exceso de salida de agua subterránea sobre entrada).
Saldos de sal
Los balances hídricos agrícolas también se utilizan en los balances salinos de las tierras irrigadas. Además, los balances de sal y agua se utilizan en modelos de drenaje agrohidrosalino como Saltmod . Asimismo, se utilizan en modelos de salinidad de aguas subterráneas como SahysMod , que es una variación espacial de SaltMod que utiliza una red poligonal.
Requisitos de riego y drenaje.
El requerimiento de riego (Irr) puede calcularse a partir del balance hídrico de la capa superficial del suelo , del balance hídrico agronómico o del balance hídrico global , tal como se define en la sección "Balances combinados", dependiendo de la disponibilidad de datos sobre los componentes del balance hídrico. Considerando el riego superficial , suponiendo que la evaporación del agua superficial es insignificante (Eva = 0), estableciendo la evapotranspiración real Era igual a la evapotranspiración potencial (Epo) de modo que Era = Epo y estableciendo el flujo de entrada superficial Isu igual a Irr de modo que Isu = Irr, los saldos dan respectivamente:
Irr = Epo + Osu + Per − Rai − Cap
Irr = Epo + Osu + Dtr + Dgw − Rai − Lca − Ugw
Irr = Epo + Osu + Dtr + Oaq − Rai − Lca − Iaq
Definiendo la eficiencia del riego como IEFF = Epo/Irr, es decir, la fracción del agua de riego que consume el cultivo, se encuentra respectivamente que:
Asimismo, el rendimiento seguro de los pozos , que extraen agua del acuífero sin sobreexplotación , se puede determinar utilizando el balance hídrico geohidrológico o el balance hídrico global , tal como se define en la sección "Balances combinados", dependiendo de la disponibilidad de datos sobre los componentes del balance hídrico. .
De manera similar, el requerimiento de drenaje subsuperficial se puede encontrar a partir del caudal de drenaje (Dtr) en el balance hídrico del subsuelo , el balance hídrico agronómico , el balance hídrico geohidrológico o el balance hídrico global .
De la misma manera, el requerimiento de drenaje del pozo se puede encontrar a partir de la descarga del pozo (Wel) en el balance hídrico geohidrológico o en el balance hídrico general .
El requisito de drenaje subterráneo y el requisito de drenaje de pozos juegan un papel importante en el diseño de sistemas de drenaje agrícola (referencias:, [4] [5] ).
Datos climáticos medios y drenaje en los Países Bajos.
Ver también
Wikisource tiene el texto del artículo " Hidrología agrícola " de The New Student's Reference Work .
^ NA de Ridder y J. Boonstra, 1994. Análisis de balances hídricos . En: HPRitzema (ed.), Principios y aplicaciones de drenaje, Publicación 16, p. 601–634. Instituto Internacional para la Recuperación y Mejora de Tierras (ILRI), Wageningen, Países Bajos. ISBN 90-70754-33-9
^ Drenaje para la agricultura: hidrología y balances hídricos . Apuntes de conferencias, Curso Internacional sobre Drenaje de Tierras (ICLD), Instituto Internacional de Recuperación y Mejora de Tierras (ILRI), Wageningen, Países Bajos. En la web: [1]
^ "Publicación 16, Capítulo 4.1, Estimación de las tasas máximas de escorrentía" . Consultado el 9 de agosto de 2010 .
^ El balance energético del flujo de agua subterránea aplicado al drenaje subterráneo en suelos anisotrópicos mediante tuberías o zanjas con resistencia de entrada . En la web: [2] Archivado el 19 de febrero de 2009 en Wayback Machine . Artículo basado en: RJ Oosterbaan, J. Boonstra y KVGK Rao, 1996, The Energy Balance of Groundwater Flow . Publicado en VP Singh y B. Kumar (eds.), Subsurface-Water Hydrology, pág. 153–160, Vol.2 de Actas de la Conferencia Internacional sobre Hidrología y Recursos Hídricos, Nueva Delhi, India, 1993. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, Países Bajos. ISBN 978-0-7923-3651-8 . En la red: [3]
^ Drenaje del subsuelo mediante pozos (tubulares), 9 págs. Ecuaciones de espaciamiento de pozos para pozos con penetración total o parcial en acuíferos uniformes o estratificados con o sin resistencia de entrada . Instituto Internacional para la Recuperación y Mejora de Tierras (ILRI), Wageningen, Países Bajos. En la web: [4]
↑ «CumFreq, software de análisis de frecuencia acumulada» . Consultado el 16 de agosto de 2010 .
enlaces externos
Sitio web sobre hidrología agrícola: [5]
Software gratuito para cálculos sobre hidrología agrícola: [6]
Artículos sobre hidrología agrícola: [7]
Preguntas frecuentes sobre hidrología agrícola: [8]
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