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1
INDICE GENERAL INTRODUCCIN
...................................................................................................
2
OBJETIVOS:
..........................................................................................................
3
MARCO TEORICO:
...............................................................................................
3
1.- LA INFILTRACIN
........................................................................................
3
2.- CAPACIDAD DE INFILTRACIN
..................................................................
3
3.- MEDIDA DE LA
INFILTRACIN....................................................................
4
3.1.- Infiltrmetro de cilindros concntricos
..................................................... 4
4.- FORMAS DE EXPRESAR LA INFILTRACIN DEL SUELO
......................... 4
4.1.- Infiltracin Acumulada.-
..............................................................................
4
4.2 Infiltracin Instantnea.-
.............................................................................
5
4.3.- Infiltracin bsica (Ib).-
...............................................................................
5
4.4.- Infiltracin Media.-
......................................................................................
6
5.-
MATERIALES................................................................................................
6
6.- PROCEDIMIENTO
........................................................................................
9
6.1.- INSTALACIN DE LOS CILINDROS.
..................................................... 9
6.2.- LLENADO DE LOS CILINDROS
............................................................. 9
7.- RESULTADOS.
.............................................................................................
9
Clculo de la funcin de la lmina infiltrada acumulada (Icum):
........................ 13
Calculo de la funcin de la velocidad de infiltracin instantnea.
.................... 16
CONCLUSIONES.
...............................................................................................
19
RECOMENDACIONES.
.......................................................................................
19
BIBLIOGRAFIA.
...................................................................................................
19
-
2
INTRODUCCIN
Desde hace mucho tiempo el hombre vino preguntndose el porqu de
las cosas,
y es por ello que vino desarrollando tcnicas de sobrevivencia y
de esa forma fue
descifrando los secretos de esta vida y sobre en el campo de la
produccin de
cultivos.
En el diseo de riegos fue muy importante saber y conocer la
infiltracin que posee
un rol muy fundamental en los procesos de escorrenta como
respuesta a una
precipitacin dada en una cuenca. La infiltracin en la actualidad
depende de
muchos factores, por lo que su estimacin confiable es bastante
difcil y es imposible
obtener una relacin nica entre todos los parmetros que la
condicionan.
En el proceso de infiltracin del agua en el suelo ha sido
intensamente estudiado
debido a su importancia en el manejo del agua en la agricultura,
calculndose por
diferentes mtodos, y as fue yendo apareciendo mtodos para su
respectivo calculo
por ello en este informe se presentara a un mtodo utilizando los
cilindros
infiltrometros y adems, el proceso de infiltracin es de gran
importancia prctica
dado que su velocidad determina generalmente la cantidad de agua
de
escurrimiento, pudiendo detectarse as el peligro de erosin
durante inundaciones
a lluvias muy intensas.
-
3
OBJETIVOS:
Determinar la velocidad de infiltracin del agua con los
cilindros infiltrometros.
Familiarizarnos con el mtodo del cilindro infiltrometro
aplicando directamente
en el campo del cual obtendremos resultados.
Aprender el mtodo para aplicar en forma eficiente en cualquier
campo.
MARCO TEORICO:
1.- LA INFILTRACIN
La infiltracin es el movimiento del agua de la superficie hacia
el interior del suelo.
La infiltracin es un proceso de gran importancia econmica, es
vista por el
ingeniero como un proceso de prdida y por el agricultor como una
ganancia. Del
agua infiltrada se proveen casi todas las plantas terrestres y
muchos animales;
alimenta al agua subterrnea y a la vez a la mayora de las
corrientes en el perodo
de estiaje; reduce las inundaciones y la erosin del suelo.
2.- CAPACIDAD DE INFILTRACIN
Es la cantidad mxima de agua que un suelo puede absorber por
unidad de
superficie horizontal y por unidad de tiempo. Se mide por la
altura de agua que se
infiltra, expresada en mm/hora.
La capacidad de infiltracin disminuye hasta alcanzar un valor
casi constante a
medida que la precipitacin se prolonga, y es entonces cuando
empieza el
escurrimiento. A la lluvia que es superior a la capacidad de
infiltracin se le
denomina lluvia neta (es la que escurre). A la lluvia que cae en
el tiempo en que hay
lluvia neta se le llama lluvia eficaz, por lo tanto, la lluvia
neta equivale a la lluvia
eficaz.
Factores que intervienen en la capacidad de infiltracin:
1) Tipo de suelo. Entre mayor sea la porosidad, el tamao de las
partculas y el
estado de fisuramiento del suelo, mayor ser la capacidad de
infiltracin.
2) Grado de humedad del suelo. La infiltracin vara en proporcin
inversa a la
humedad del suelo, es decir, un suelo hmedo presenta menor
capacidad de
infiltracin que un suelo seco.
-
4
3.- MEDIDA DE LA INFILTRACIN
Existe varios mtodos de los cuales, el mtodo con que
desarrollamos la practica
fue con los cilindros infiltrometros que a continuacin
mencionaremos su
procedimiento.
3.1.- Infiltrmetro de cilindros concntricos
Este procedimiento es mucho menos exacto, al inicio la
infiltracin horizontal es
igual a la vertical, sin embargo, para un perodo determinado, la
infiltracin vertical
domina sobre la horizontal; pero, por no requerir aparato
alguno, se puede
improvisar en cualquier caso.
Tambin se puede determinar la capacidad de infiltracin
considerando una cuenca
que est perfectamente controlada, de la que se tengan datos muy
precisos de
precipitacin, evaporacin y escurrimiento. As, conociendo estos
trminos, se
puede determinar la infiltracin. Este mtodo es el ideal, aunque
es el ms difcil de
operar, por ello slo es aplicable en cuencas de ensayo, para
confrontar con datos
medidos por otros procedimientos.
4.- FORMAS DE EXPRESAR LA INFILTRACIN DEL SUELO
4.1.- Infiltracin Acumulada.- Es la lmina acumulada a travs del
tiempo,
aumenta con el tiempo; segn Kostiakof el modelo de infiltracin
acumulada en un
punto es la siguiente:
Donde:
Ia: Infiltracin acumulada o lmina neta, se expresa en cm.
C: Coeficiente de infiltracin por unidad de tiempo en cm.
T: tiempo acumulado en minuto
-
5
4.2 .- Infiltracin Instantnea.- llamada simplemente velocidad de
infiltracin,
se define como la velocidad de entrada vertical del agua en el
perfil del suelo,
cuando la superficie del terreno se cubre con una lmina delgada
de agua, la
formula segn Kostiakov resulta de derivar la infiltracin
acumulada.
Derivando la infiltracin acumulada:
Haciendo:
60aC = K
4.3.- Infiltracin bsica (Ib).- Es el valor de la infiltracin
instantnea cuando
esta se hace aproximadamente constante, se expresa en cm/hora y
generalmente
se considera que se ha llegado a la infiltracin bsica cuando el
decremento de la
infiltracin instantnea es del 10% en una hora.
-
6
4.4.- Infiltracin Media.- Es la relacin entre la infiltracin
acumulada y el
tiempo acumulado, llegando a demostrar de la siguiente
manera:
Si partimos de la infiltracin acumulada, diciendo si se infiltra
Ia en T min Cuantos
cm se infiltra en 60 min.
5.- MATERIALES
El equipo de campo se compondr de las siguientes piezas.
Juego de ciindros infiltrmetros de acero o fierro galvanizado de
2mm de
espesor de 30 y 40 cm de dimetro para los cilindros interior y
exterior
respectivamente.
-
7
Dos nivel de carpintero
Un cronmetro
-
8
Una comba.
Dos baldes para agua.
-
9
6.- PROCEDIMIENTO
6.1.- INSTALACIN DE LOS CILINDROS.
Introducir el cilindro exterior en el lugar seleccionado,
golpeando con una comba
sobre una plancha metlica o madera que se halla colocada sobre
el cilindro. El
cilindro se debe introducir unos 15 cm aproximadamente, luego se
introduce el
cilindro interior.
La introduccin de los cilindros debe efectuarse
verticalmente
Luego se extiende la lmina de plstico sobre la superficie de
suelo del cilindro
interior
6.2.- LLENADO DE LOS CILINDROS
Una vez colocado el plstico en el cilindro interior se procede a
su llenado con agua
colocando una lmina de 15 cm.
El agua debe ser colocado primero al cilindro exterior y luego
inmediatamente al
cilindro interior, siendo preferible que simultneamente sea
llenado los dos cilindros.
7.- RESULTADOS.
Primeramente se lecturaron los siguientes datos en pulgadas:
-
10
Como sabemos que 1pulg = 2.54cm; entonces realizando
conversiones tenemos
lo siguiente:
HORA LECTURA(pulg)
4.OO 0
4.O1 7.85
4.O2 7.45
4.O3 7.15
4.O4 6.95
4.O5 6.7
4.O7 6.25
4.O9 6.05
4.11 5.7
4.16 7.23
4.21 6.45
4.26 5.75
4.36 4.5
4.46 3.45
4.56 2.4
5.11 6.55
5.26 5.2
5.41 4.3
LECTURA(cm)
0.00
19.94
18.92
18.16
17.65
17.02
15.88
15.37
14.48
18.36
16.38
14.61
11.43
8.76
6.10
16.64
13.21
10.92
-
11
Sabiendo que se introdujo agua hasta 8 pulg que equivale a:
20.32
Para el primer caso de infiltracin parcial tenemos: 20.32 19.94
= 0.38
Ahora con estos datos obtenemos el siguiente cuadro:
En este cuadro verificaremos los resultados de la velocidad de
infiltracin; tanto
para el instantneo y promedio:
INSTANTANEO.
1------------------0.38 X = 600.38
1 X = 22
60----------------- X
1------------------1.02 X = 601.02
1 X = 60.96
60----------------- X
PARCIAL ACUMULADO PARCIAL ACUMULADO INSTANTANEO PROMEDIO
4.OO 0 0 0 0 0 0.00
4.O1 1 1 0.38 0.38 22.8 22.80
4.O2 1 2 1.02 1.40 60.96 41.88
4.O3 1 3 0.76 2.16 45.72 43.16
4.O4 1 4 0.51 2.67 30.48 39.99
4.O5 1 5 0.64 3.30 38.1 39.61
4.O7 2 7 1.14 4.44 34.29 38.09
4.O9 2 9 0.51 4.95 15.24 33.01
4.11 2 11 0.89 5.84 26.67 31.86
4.16 5 16 1.96 7.80 23.52 29.25
4.21 5 21 1.98 9.78 23.77 27.95
4.26 5 26 1.78 11.56 21.34 26.68
4.36 10 36 3.18 14.74 19.05 24.56
4.46 10 46 2.67 17.40 16.00 22.70
4.56 10 56 2.67 20.07 16.00 21.50
5.11 15 71 3.68 23.75 14.72 20.07
5.26 15 86 3.43 27.18 13.72 18.96
5.41 15 101 2.29 29.46 9.14 17.50
TIEMPO DE OPORTUNIDAD(min) LAMINIA INFILTRADA(cm) VELOCIDAD DE
INFILTRACION(cm/hora)
HORA
-
12
1------------------0.76 X = 600.76
1 X = 45.72
60----------------- X
1------------------0.51 X = 600.51
1 X = 30.48
60----------------- X
1------------------0.64 X = 600.64
1 X = 38.1
60----------------- X
As sucesivamente hasta completar el ltimo dato del cuadro por
medio del mtodo
de aspa simple.
PROMEDIO.
1------------------0.38 X = 600.38
1 X = 22.8
60----------------- X
2------------------1.4 X = 601.4
2 X = 41.88
60----------------- X
3------------------2.16 X = 602.16
3 X = 43.16
60----------------- X
4------------------2.67 X = 602.67
4 X = 39.99
60----------------- X
-
13
5------------------3.3 X = 60 3.3
5 X = 39.61
60----------------- X
Clculo de la funcin de la lmina infiltrada acumulada (Icum):
Icum = . (1)
B = ( 1. 1) 1 . 1
12( 1)2. (2)
Donde:
Y = log Icum
TIEMPO DE LAMINA INFILTRADA
OPORTUNIDAD ACUMULADA
ACUMULADO (cm)
(min) To Icum
0 0 .-. .-. .-. .-. .-.
1 0.38 0.00 -0.42 0.00 0.00 0.18
2 1.40 0.30 0.14 0.04 0.09 0.02
3 2.16 0.48 0.33 0.16 0.23 0.11
4 2.67 0.60 0.43 0.26 0.36 0.18
5 3.30 0.70 0.52 0.36 0.49 0.27
7 4.44 0.85 0.65 0.55 0.71 0.42
9 4.95 0.95 0.69 0.66 0.91 0.48
11 5.84 1.04 0.77 0.80 1.08 0.59
16 7.80 1.20 0.89 1.07 1.45 0.80
21 9.78 1.32 0.99 1.31 1.75 0.98
26 11.56 1.41 1.06 1.50 2.00 1.13
36 14.74 1.56 1.17 1.82 2.42 1.37
46 17.40 1.66 1.24 2.06 2.76 1.54
56 20.07 1.75 1.30 2.28 3.06 1.70
71 23.75 1.85 1.38 2.55 3.43 1.89
86 27.18 1.93 1.43 2.77 3.74 2.06
101 29.46 2.00 1.47 2.94 4.02 2.16
19.62 14.05 21.14 28.51 15.87TOTAL
LOG To = X LOG(Icum)=Y X*Y X^2 Y^2
-
14
X = log To
El parmetro A, de la ecuacin (1), se calcula mediante la
relacin:
Ao = 1
. 1
. (3)
Dnde: A = anti log (Ao).
Para conocer el grado de confiabilidad del modelo hallado, se
calcula su coeficiente
de determinacin (2), mediante la siguiente relacin:
2 = ( 1 . 1
1 . 1
)2
( 12( 1)2
)( 12
( 1)2
).(4)
Ahora procedemos a reemplazar los valores:
Para la ecuacin (1) se tiene as:
B = 1721.14 19.62 14.05
1728.51 (19.62)2
B = 0.8395
Para la ecuacin (3), se obtiene:
Ao = 14.05
17
0.839519.62
17
Ao = - 0.14241
Sabiendo que:
A = antilog Ao
A = antilog -0.14241
A = 0.72
Finalmente:
-
15
2 =( 21.14
19.6214.05
17)2
(28.51 (19.62)2
17)( 15.87
14.052
17 )
2 = 0.9709
Este valor de 0.9709 esto equivale a 97% de la variacin de la
lmina
acumulada y es explicable por el tiempo y el modelo es
altamente
confiable.
A continuacin presentaremos el grfico que fu graficado en
hojas
milimetrada, y de esa forma demostrando el METODO GRAFICO:
Icum = 0.72 0.8395
-
16
Calculo de la funcin de la velocidad de infiltracin
instantnea.
I = . (1)
B = ( 1. 1) 1 . 1
12( 1)2. (2)
Donde:
Y = log Icum
X = log To
El parmetro A, de la ecuacin (1), se calcula mediante la
relacin:
Ao = 1
. 1
. (3)
Dnde: A = anti log (Ao).
TIEMPO DE VELOCIDAD DE INFIL-
OPORTUNIDAD TRACIN INSTANTA-
ACUMULADO NEA (I)
(min) To (cm/hora)
0 0 .-. .-. .-. .-. .-.
1 22.8 0.00 1.36 0.00 0.00 1.84
2 60.96 0.30 1.79 0.54 0.09 3.19
3 45.72 0.48 1.66 0.79 0.23 2.76
4 30.48 0.60 1.48 0.89 0.36 2.20
5 38.1 0.70 1.58 1.11 0.49 2.50
7 34.29 0.85 1.54 1.30 0.71 2.36
9 15.24 0.95 1.18 1.13 0.91 1.40
11 26.67 1.04 1.43 1.49 1.08 2.03
16 23.52 1.20 1.37 1.65 1.45 1.88
21 23.77 1.32 1.38 1.82 1.75 1.89
26 21.34 1.41 1.33 1.88 2.00 1.77
36 19.05 1.56 1.28 1.99 2.42 1.64
46 16.00 1.66 1.20 2.00 2.76 1.45
56 16.00 1.75 1.20 2.11 3.06 1.45
71 14.72 1.85 1.17 2.16 3.43 1.36
86 13.72 1.93 1.14 2.20 3.74 1.29
101 9.14 2.00 0.96 1.93 4.02 0.92
19.62 23.04 24.98 28.51 31.94TOTAL
LOG To = X LOG(I)=Y X*Y Y^2X^2
-
17
Para conocer el grado de confiabilidad del modelo hallado, se
calcula su coeficiente
de determinacin (2), mediante la siguiente relacin:
2 = ( 1 . 1
1 . 1
)2
( 12( 1)2
)( 12
( 1)2
).(4)
Ahora procedemos a reemplazar los valores:
Para la ecuacin (1) se tiene as:
B = 1724.98 19.62 23.04
1728.51 (19.62)2
B = -0.2746
Para la ecuacin (3), se obtiene:
Ao = 23.04
17
0.274719.62
17
Ao = 1.6722
Sabiendo que:
A = antilog Ao
A = antilog 1.6722
A = 47.01
Finalmente:
Adems:
2 =( 24.98
19.6223.04
17)2
(28.51 (19.62)2
17)( 31.94
23.042
17 )
I = 47.01 0.2746
-
18
2 = 0.6195
Este valor de 0.6195 esto equivale a 61.95% de la variacin de la
lmina
acumulada y es explicable por el tiempo y el modelo es
altamente
confiable.
A continuacin presentaremos el grfico que fu graficado en
hojas
milimetrada, y de esa forma demostrando el METODO GRAFICO:
-
19
CONCLUSIONES. Los resultados obtenidos en la prctica realizada,
muestra que las ecuaciones de
infiltracin son lo ms confiables el cual significa que la prueba
se hizo de la
manera ms correcta posible.
Se determin la velocidad de infiltracin del agua, el cual
podemos realizar la
clasificacin de suelos agrcolas.
Se lleg adems que el grafico es confiable con un pequeo margen
de error.
RECOMENDACIONES. Se recomienda que se siga haciendo este tipo de
prcticas de campo en los
posteriores semestres que vengan.
Se recomienda a los compaeros a que sean sinceros en la obtencin
de datos
y que no se altere por motivos personales u otros malos vicios
de la voluntad, el
cual perjudica a los dems compaeros.
BIBLIOGRAFIA.
Absaln V. Issak Principios Bsicos de Riego 265 pp. Molina
.Lima
Cieza coronel, Lorenzo Resumen de Riego UNA Puno.
