Este documento describe las funciones hidráulicas del suelo, en particular la relación entre la humedad del suelo y la succión y la relación entre la conductividad hidráulica y la succión. Explica que estas funciones son fundamentales para resolver la ecuación de Richards y determinar las propiedades hidráulicas de los suelos. También presenta varios modelos matemáticos comúnmente usados para representar estas funciones hidráulicas y estimar los parámetros del suelo.
3. Introducción
• El estudio de la zona vadosa o no saturada es importante pues esta zona
es el nexo entre el agua superficial y el agua subterránea. Para resolver el
proceso del flujo de agua en esta zona es necesario resolver la ecuación de
Richards. La ecuación de Richards necesita para su resolución que se
definan las relaciones entre la humedad del suelo y la succión y la
conductividad hidráulica no saturada y la succión, es decir las funciones
hidráulicas del suelo, las cuales requieren de la determinación de las
propiedades hidráulicas de los suelos.
• La relación entre el contenido de agua en el suelo y la succión es
una parte fundamental de la caracterización de las propiedades hidráulicas
de un suelo. Para la determinación de las propiedades hidráulicas de los
suelos es necesario realizar mediciones ya sea en laboratorio o en campo.
Esta relación se encuentra identificada en la literatura de distintas maneras,
incluyendo función de retención de agua, curva de humedad característica,
y curva presión capilar – saturación. Esta función relaciona un factor de
capacidad, el contenido de agua (humedad), con un factor de intensidad, el
estado de energía del suelo - agua.
4. Funciones hidráulicas de los suelos
• Las funciones hidráulicas dependen de algunos parámetros que
necesitan para su calibración de las propiedades hidráulicas,
determinadas por medio de ensayos. Para lograr las mediciones de
las propiedades hidráulicas de suelo nos enfrentamos a numerosas
complicaciones debido a dos factores importantes:
• - la no linealidad de la función de conductividad - succión y
• - la no linealidad de la función de humedad - succión.
• Una solución al problema de las mediciones resulta en utilizar
modelos matemáticos (funciones de conductividad - succión;
humedad - succión) que permitan representar las propiedades
hidráulicas de los suelos no saturados o generalizar los datos
experimentales existentes a suelos de comportamiento hidráulico
similar. La selección del modelo es importante porque este debe
permitir representar al suelo en todos los estados de humedad que
pudiere tener.
5. Modelos de humedad
• Modelo de Brooks y Corey
• Modelo de Van Genuchten
• Modelo de Fredlund, Xing y Huang
• Modelo de Vogel y Cislerová
6. Modelos de Conductividad
• Modelo de Mualem
• Modelo de Burdine
• Modelo de Van Genuchten
• Modelo de Brooks y Corey
• Modelo de Fredlund, Xing y Huang
7. Propiedades Hidráulicas de los Suelos
• Las funciones hidráulicas de los suelos necesitan de la
definición de parámetros del suelo. El Servicio de
Conservación de Suelos de los Estados Unidos (1975)
presentó los valores medios de las propiedades
hidráulicas de los suelos de acuerdo a la clasificación de
USDA estimadas por Rawls y otros (1982) (Tabla 3.1) y
Carsel y Parrish (1988) (Tabla 3.2). Estos parámetros
pueden servir como guía para estimar inicialmente los
parámetros del suelo.
