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 del 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 se lee:
entrada = salida + cambio de almacenamiento
y es aplicable a cada uno de los yacimientos o a una combinación de ellos.
En los siguientes balances se supone que el nivel freático se encuentra dentro de la zona de transición.
Balance de aguas superficiales
Los componentes del balance hídrico entrante al embalse superficial ( S ) son:
Rai – Agua que ingresa verticalmente a la superficie, por ejemplo: precipitación (incluida la nieve), lluvia , riego por aspersión.
Isu – Agua superficial que ingresa horizontalmente. Puede consistir en inundación natural o riego superficial.
Los componentes del balance hídrico saliente del embalse superficial ( S ) son:
Dgw – Drenaje vertical descendente de agua desde la zona de transición saturada hacia el acuífero
El balance hídrico de la zona de transición es el siguiente:
Per + Lca + Ugw = Cap + Dtr + Dgw + Wt, donde Wt es el cambio en el almacenamiento de agua en la zona de transición perceptible 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 descendente 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 ascendente de agua desde el acuífero hacia la zona de transición saturada
Oaq – Agua subterránea que sale horizontalmente del acuífero
donde Wq es el cambio en el almacenamiento de agua en el acuífero perceptible como un cambio en la presión artesiana .
Balances hídricos específicos
Saldos combinados
Los balances hídricos pueden realizarse para una combinación de dos zonas de suelo verticales limítrofes, en las que los componentes que constituyen el flujo de entrada y salida de una zona a la otra desaparecerán. En los balances hídricos de largo plazo (mensual, estacional, anual), los períodos de almacenamiento suelen ser insignificantes. Su omisión conduce a balances hídricos de estado estacionario o de equilibrio .
La combinación del reservorio superficial ( S ) y la zona radicular ( R ) en estado estable produce el balance hídrico de la capa superficial del suelo :
Rai + Isu + Cap = Eva + Era + Osu + Per, donde el factor de vinculación Inf ha desaparecido.
La combinación de la zona radicular ( R ) y la zona de transición ( T ) en estado estable produce el balance hídrico del subsuelo :
Inf + Lca + Ugw = Era + Dtr + Dgw, donde Wr los factores de ligamiento Per y Cap han desaparecido.
La combinación de la zona de transición ( T ) y el acuífero ( Q ) en estado estable produce el balance hídrico geohidrológico :
Per + Lca + Iaq = Cap + Dtr + Wel + Oaq, donde Wr los factores de ligamiento Ugw y Dgw han desaparecido.
Combinando los tres balances hídricos superiores en estado estable se obtiene el balance hídrico agronómico :
Rai + Isu + Lca + Ugw = Eva + Era + Osu + Dtr + Dgw, donde los factores de ligamiento Inf , Per y Cap han desaparecido.
Combinando los cuatro balances hídricos en estado estable se obtiene 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 por pozos
Nivel freático fuera de la zona de transición
Cuando el nivel freático se encuentra 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 radicular, los balances que contienen los componentes Per , Cap no son apropiados ya que no existen. Cuando el nivel freático se encuentra por debajo de la zona de transición, solo es apropiado el balance del acuífero .
Número reducido de zonas
Componentes del balance hídrico de Saltmod
En determinadas condiciones puede ocurrir que no exista acuífero, zona de transición o zona radicular. Se pueden realizar balances hídricos 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 (elevación capilar neta). 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).
Equilibrios de sal
Los balances hídricos agrícolas también se utilizan en los balances de sal de las tierras de regadío. Además, los balances de sal y agua se utilizan en modelos de drenaje de salinidad, hidrología y agroforestería como Saltmod . Igualmente, 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 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 despreciable (Eva = 0), fijando la evapotranspiración real Era igual a la evapotranspiración potencial (Epo) de manera que Era = Epo y fijando el aporte superficial Isu igual a Irr de manera que Isu = Irr, los balances 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 de riego como IEFF = Epo/Irr, es decir la fracción del agua de riego que es consumida por el cultivo, se encuentra respectivamente que:
Asimismo, el rendimiento seguro de los pozos , que extraen agua del acuífero sin sobreexplotación , puede determinarse utilizando el balance hídrico geohidrológico o el balance hídrico global , definido en la sección "Balances combinados", dependiendo de la disponibilidad de datos sobre los componentes del balance hídrico.
De manera similar, el requerimiento de drenaje subterráneo se puede encontrar a partir de la descarga de drenaje (Dtr) en el balance hídrico del subsuelo , el balance hídrico agronómico , el balance hídrico geohidrológico o el balance hídrico general .
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 .
Los requisitos de drenaje subterráneo y de drenaje de pozo juegan un papel importante en el diseño de sistemas de drenaje agrícola (referencias: [4] [5] ).
Datos climáticos medios y drenaje en los Países Bajos
Véase también
Wikisource tiene el texto del artículo de The New Student's Reference Work " Hidrología agrícola ".
^ NA de Ridder y J. Boonstra, 1994. Análisis de los balances hídricos . En: HPRitzema (ed.), Principios y aplicaciones del drenaje, publicación 16, págs. 601-634. Instituto Internacional de Recuperación y Mejora de Tierras (ILRI), Wageningen, Países Bajos. ISBN 90-70754-33-9
^ Drenaje para la agricultura: hidrología y balances hídricos . Apuntes de clase, Curso internacional sobre drenaje de tierras (ICLD), Instituto Internacional para la 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 .
^ 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 Proceedings of the International Conference on Hydrology and Water Resources, Nueva Delhi, India, 1993. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, Países Bajos. ISBN 978-0-7923-3651-8 . En la web: [3]
^ Drenaje subterráneo mediante pozos (tubulares), 9 págs. Ecuaciones de espaciamiento de pozos para pozos de 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 para análisis de frecuencia acumulativa" . Consultado el 16 de agosto de 2010 .
Enlaces externos
Sitio web sobre hidrología agrícola: [5]
Software libre para cálculos sobre hidrología agrícola: [6]
Artículos sobre hidrología agrícola: [7]
Preguntas frecuentes sobre hidrología agrícola: [8]
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