hidro 2015 ii

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UNIVERSIDAD SAN PEDRO

FACULTAD DE INGENIERA

ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERA CIVIL

INTRODUCION

La infiltracin est gobernada por dos fuerzas: la gravedad y la accin capilar. Losporos muy pequeos empujan el agua por la accin capilar adems de contra lafuerza de la gravedad. La tasa de infiltracin se ve afectada por caractersticas delsuelo como la facilidad de entrada, la capacidad de almacenaje y la tasa detransmisin por el suelo. n el control de la tasa y capacidad infiltracindesempean un papel la te!tura y estructura del suelo, los tipos de vegetacin, elcontenido de agua del suelo, la temperatura del suelo y la intensidad de

precipitacin. "or ejemplo, los suelos arenosos de grano grueso tienen espaciosgrandes entre cada grano y permiten que el agua se infiltre rpidamente. Lavegetacin crea ms suelos porosos, protegiendo el suelo del estancamiento de la

precipitacin, que puede cerrar los #uecos naturales entre las partculas del suelo,y soltando el suelo a trav$s de la accin de las races. % esto se debe que lasreas arboladas tengan las tasas de infiltracin ms altas de todos los tipos devegetacin.

La capa superior de #ojas, que no est descompuesta, protege el suelo de laaccin de la lluvia, y sin ella el suelo puede #acerse muc#o menos permeable. nlas reas con vegetacin de c#aparral, los aceites #idrofbicos de las #ojassuculentas pueden e!tenderse sobre la superficie del suelo con el fuego, creandograndes reas de suelo #idrofbico. &tros eventos que pueden bajar las tasas deinfiltracin o bloquearla son los restos de plantas secas que son resistentes alremojo, o las #eladas. 'i el suelo est saturado en un perodo glacial intenso,

puede convertirse en un cemento congelado en el cual no se produce casininguna infiltracin. 'obre una lnea divisoria de aguas probablemente #abr#uecos en el cemento #elado o el suelo #idrofbico por donde el agua puedeinfiltrarse.

(na vez que el agua se #a infiltrado en el suelo, permanece all y se filtra al aguasubterrnea, o pasa a formar parte del proceso de escorrenta sub)superficial.

INFILTRACION HIDROLOGIA GENERAL

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OBJETIVOS

l objetivo de esta gua es proporcionar informacin sobre cmo influyen

los

diferentes usos del suelo ante los niveles de infiltracin #drica en el suelo.

l agua contiene cierta cantidad de sedimentos finos, arcillas, coloides, etc.

l efecto de estos materiales en suspensin en el fluido es el de obstruir losporos del suelo disminuyendo apreciablemente la infiltracin a trav$s de lasuperficie.

'i la intensidad de precipitacin nunca e!cede la capacidad de infiltracin

final, no #abr escurrimiento. l gradiente de potencial por encima delfrente de mojadura tiende a uno y la velocidad de infiltracin ser igual a la

intensidad de precipitacin.

Las pruebas deben de #acerse en lugares representativos del terreno.


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MARCO TEORICO

INFILTRACION:

l agua precipitada sobre la superficie de la *ierra, queda detenida, escurrepor ella, o bien penetra #acia el interior. +e esta ltima fraccin se dice quese #a filtrado. l inter$s econmico del fenmeno, es evidente si seconsidera que la mayor parte de los vegetales utilizan para su desarrolloagua infiltrada y que el agua subterrnea de una regin tiene como

presupuesto previo para su e!istencia, que se #aya producido infiltracin.

INFILTRACINes el proceso por el cual el agua penetra en el suelo, atrav$s de la superficie de la tierra, y queda retenida por ella o alcanza unnivel acufero incrementando el volumen acumulado anteriormente.'uperada por la capacidad de campo del suelo, el agua desciende por laaccin conjunta de las fuerzas capilares y de la gravedad. sta parte del

proceso recibe distintas denominaciones: PERCOLACIN, INFILTRACINEFICAZ, INFILTRACIN PROFUNDA, ETC.

FACTORES QUE AFECTAN LA INFILTRACION:

a)-actores que definen las caractersticas del terreno o medio permeable

b)-actores que definen las caractersticas del fluido agua/ que se infiltra


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%lgunos de estos factores influyen ms en la intensidad de la infiltracin,

al retardar la entrada del agua, que en el total de volumen infiltrado,pero tal consideracin se desprende, intuitivamente, de la descripcinque a continuacin se #ace de ellos:

Caractr!"t#ca" $% trr&' ' ($#' r(ab%:

C'&$#c#'&" $ "*r+#c#:

La compactacin natural, o debida al trnsito, dificulta la penetracin del aguay por tanto, reduce la capacidad de infiltracin. (na superficie desnuda este!puesta al c#oque directo de las gotas de lluvia, que tambi$n da lugar a lacompactacin, lo que tambi$n disminuye la infiltracin.

0uando un suelo est cubierto de vegetacin, las plantas protegen de lacompactacin por impacto de lluvia, se frena el recorrido superficial del aguaque est, as, ms tiempo e!puesta a su posible infiltracin, y las races de las

plantas abren grietas en el suelo que facilitan la penetracin del agua.La pendiente del terreno influye en el sentido de mantener ms o menostiempo una lmina de agua de cierto espesor sobre $l. La especie cultivada,en cuanto define mayor o menor densidad de cobertura vegetal, y sobre todo,el tratamiento agrcola aplicado, influirn en la infiltracin. n las reasurbanizadas se reduce considerablemente la posibilidad de infiltracin


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(120%0234 +L L(5%6 + L% "6(1% + 24-2L*6%02&4

La r*ba " ra%#- &: LA CALETA C/IMBOTE


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METODOS DE INFILTRACION

"ara realizar la prueba deinfiltracin se necesita tomar

datos de campo: n la columna 7/ se

muestra la #ora en que seempieza y termina derealizar la prueba.

n la columna 8/ se muestra las alturas que desciende el agua segn undeterminado tiempo.

"ara el desarrollo del cuadro inferior, se tomar en cuenta lo siguiente:

n la columna 9/ se muestra el tiempo parcial que se obtiene:

La columna / observamos el tiempo acumulado que viene a ser la sumaacumulada del tiempo parcial.

"ara la columna ;/ se muestra la altura acumulada del parcial de la lminainfiltrada.

n la columna

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PRUEBA DE INFILTRACIONCUADRO N12

PRUEBA DE INFILTRACION

HoraTiempo (min)

Lamina Infltrada(cm)

Velocidad de infltracin(cm!ora)

"arcia

l Ac#m#lado

"arcia

l Ac#m#lado In$tant%nea "romedio

13:05:00 0 0

13:07:00 2 2.00 2.50 2.50 75.0 75.0

13:09:00 2 4.00 1.20 1.00 36.0 15.0

13:11:00 2 6.00 1.00 1.00 30.0 10.0

13:13:00 2 8.00 0.90 1.90 27.0 14.3

13:15:00 2 10.00 0.70 2.60 21.0 15.6

13:20:00 5 15.00 1.60 4.20 19.2 16.8

13:25:00 5 20.00 1.50 5.70 18.0 17.1

13:30:00 5 25.00 1.50 7.20 18.0 17.313:35:00 5 30.00 1.40 8.60 16.8 17.2

13:40:00 5 35.00 1.30 9.90 15.6 17.0

13:50:00 10 45.00 2.50 12.40 15.0 16.5

14:00:00 10 55.00 2.40 14.80 14.4 16.1

14:10:00 10 65.00 2.40 17.20 14.4 15.9

14:20:00 10 75.00 2.50 19.70 15.0 15.8

14:35:00 15 90.00 4.70 24.40 18.8 16.3

14:50:00 15 105.00 4.70 29.10 18.8 16.6

15:05:00 15 120.00 4.60 33.70 18.4 16.9

15:20:00 15 135.00 4.60 38.30 18.4 17.0

15:40:00 20 155.00 5.60 43.90 16.8 17.0

16:00:00 20 175.00 5.50 49.40 16.5 16.9

16:20:00 20 195.00 5.50 54.90 16.5 16.9

16:40:00 20 215.00 5.40 60.30 16.2 16.8


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0(%+6& 4>7

CALCULO DE LA FUNCION DE LA L3MINAINFILTRACION ACUMULADA

"ara realizar la prueba de infiltracin acumulada se necesita:

n la columna 7/ se muestra el tiempo min/ acumulado del cuadro n>7. n la columna 9/ muestra la lmina infiltrada acumulada del cuadro n>7. "ara la columna / se empleara la siguiente formula:

X=log10(T)

+onde: T ? tiempo acumulado en minutos mostrado en la columna 7/.

"ara la columna 8/ se empleara la siguiente formula:

Y= log(Icum)

+onde: Icum ? lmina infiltrada acumulada en centmetros mostrada en

la columna 9/.

La columna ;/ es la multiplicacin de la columna / por la columna 8/.

"ara la columna

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CALCULO DE LA LAMINA DE INFILTRACION ACUMULADA

TiempoAc#m#lado (min)

L%minaInfltrad

aAc#m#la

da(cm)

Lo& T '

Lo& Ic#m '

* + +

2.00 2.50

4.00 1.00 0.6021 0.0000 0.00000 0.3625 0.0000

6.00 1.00 0.7782 0.0000 0.00000 0.6055 0.0000

8.00 1.90 0.9031 0.2788 0.25174 0.8156 0.0777

10.00 2.60 1.0000 0.4150 0.41497 1.0000 0.1722

15.00 4.20 1.1761 0.6232 0.73300 1.3832 0.3884

20.00 5.70 1.3010 0.7559 0.98342 1.6927 0.5713

25.00 7.20 1.3979 0.8573 1.19850 1.9542 0.7350

30.00 8.60 1.4771 0.9345 1.38037 2.1819 0.8733

35.00 9.90 1.5441 0.9956 1.53733 2.3841 0.9913

45.00 12.40 1.6532 1.0934 1.80766 2.7331 1.195655.00 14.80 1.7404 1.1703 2.03668 3.0289 1.3695

65.00 17.20 1.8129 1.2355 2.23991 3.2867 1.5265

75.00 19.70 1.8751 1.2945 2.42720 3.5159 1.6756

90.00 24.40 1.9542 1.3874 2.71130 3.8191 1.9249

105.00 29.10 2.0212 1.4639 2.95880 4.0852 2.1430

120.00 33.70 2.0792 1.5276 3.17622 4.3230 2.3337

135.00 38.30 2.1303 1.5832 3.37274 4.5383 2.5065

155.00 43.90 2.1903 1.6425 3.59754 4.7976 2.6977

175.00 49.40 2.2430 1.6937 3.79909 5.0312 2.8687

195.00 54.90 2.2900 1.7396 3.98368 5.2443 3.0261

215.00 60.30 2.3324 1.7803 4.15248 5.4403 3.1695

Sumatoria 34.5019 22.4722 42.7626 62.2231 30.2466

0(%+6& 4>9


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"ara realizar la prueba de velocidad de infiltracin se necesita:

n la columna 7/ se muestra el tiempo min/ acumulado del cuadro n>7. n la columna 9/ muestra la @elocidad de infiltracin cmA#ora/ 2nstantnea

del cuadro n>7. "ara la columna / se empleara la siguiente formula:

X=log10(T)

+onde: T ? tiempo acumulado en minutos mostrado en la columna 7/.

"ara la columna 8/ se empleara la siguiente formula:

Y= log(Icum)

+onde: Icum ? lmina infiltrada acumulada en centmetros mostrada enla columna 9/.

La columna ;/ es la multiplicacin de la columna / por la columna 8/.

"ara la columna

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CALCULO DE LA VELOCIDAD DE INFILTRACION


TiempoAc#m#lado (min)

Velocidad

Infltraci

n(cm!ora

)

Lo& T '

Lo& I'

* + +

2 75.00

4 36.00 0.6021 1.5563 0.93699 0.3625 2.4221

6 30.00 0.7782 1.4771 1.14942 0.6055 2.1819

8 27.00 0.9031 1.4314 1.29265 0.8156 2.0488

10 21.00 1.0000 1.3222 1.32222 1.0000 1.7483

15 19.20 1.1761 1.2833 1.50928 1.3832 1.6469

20 18.00 1.3010 1.2553 1.63315 1.6927 1.5757

25 18.00 1.3979 1.2553 1.75480 1.9542 1.5757

30 16.80 1.4771 1.2253 1.80993 2.1819 1.5014

35 15.60 1.5441 1.1931 1.84227 2.3841 1.4235

45 15.00 1.6532 1.1761 1.94433 2.7331 1.3832

55 14.40 1.7404 1.1584 2.01597 3.0289 1.3418

65 14.40 1.8129 1.1584 2.10001 3.2867 1.3418

75 15.00 1.8751 1.1761 2.20524 3.5159 1.3832

90 18.80 1.9542 1.2742 2.49001 3.8191 1.6235

105 18.80 2.0212 1.2742 2.57531 4.0852 1.6235

120 18.40 2.0792 1.2648 2.62979 4.3230 1.5998

135 18.40 2.1303 1.2648 2.69448 4.5383 1.5998

155 16.80 2.1903 1.2253 2.68383 4.7976 1.5014

175 16.50 2.2430 1.2175 2.73086 5.0312 1.4823

195 16.50 2.2900 1.2175 2.78808 5.2443 1.4823

215 16.20 2.3324 1.2095 2.82112 5.4403 1.4629

Sumatoria 34.5019 26.6159 42.9297 62.2231 33.9496

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0(%+6& 4>

E(%a&$' % M4t'$' $ 0'"t#a5'6:

INFILTRACION ACUMULADA:

+nde:

ICum : Lamina total infiltrada en el tiempo t desde el inicio de la

infiltracin.

A y B : 0oeficientes de ajuste

t : *iempo transcurrido desde del inicio de la infiltracin tiempo

acumulado/

ICum=A tB

B ntonces linealizando la ecuacin: log(ICum)=logA+B log t

cuacin de una recta:

X=log(t); Y=log(ICum)

+nde:


ICum=A tB

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B=n (xy ) x y

n x2

(x )2

A=Anti log( yn Bx

n)

0oeficientes de determinacin desviacin estndar/:

r2=(xyx yn )

2

( x2 ( x)2

n )( y2 ( y )2

n )S'%*c#-&:

+el cuadro 4>9 se obtiene los siguientes datos:

S*(at'r#a L'7 T 8 9 8.;C7D

S*(at'r#a L'7 Ic*( 8 99.8=99S*(at'r#a 9. 89.=

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0lculo de los coeficientes de ajuste:

A=anti log (A o )

"ero:

A o=(Yn BX

n )=0.3203

6eemplazando:

A=anti log (0.1315 )=0.4783

0lculo de la Lamina total infiltrada:

ICum=A tB

t0.8646

ICum=0.4783 /


B=n (XY)X

B=0.8648

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0lculo de 0oeficientes de determinacin desviacin estndar/:

r2= (xyx y

n )2

( x2 ( x)2

n )( y2 ( y )2

n )r2=0.9444

0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

f(x) = 0.28x - 0.12

R = 1

LA,INA INFILTRADA

tiempo de infltracion (min)

lamina infltrada (cm)

VELOCIDAD DE INFILTRACION:


I=a tb

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+nde:I :@elocidad de infiltracin

a y b : 0oeficientes de ajuste

t : *iempo transcurrido desde del inicio de la infiltracin tiempo

acumulado/

I=a tb B ntonces linealizando la ecuacin: logI=log a+b log t

cuacin de una recta:X=log(t) ; Y= log(I)

+nde:

b=n ( xy )x y

nx2(x)2

a=Anti log

( y

n

Bx

n

)0oeficientes de determinacin desviacin estndar/:

r2=(xyx yn )

2

( x2 ( x)2

n )( y2 ( y )2

n )S'%*c#-&:

+el cuadro 4> se obtiene los siguientes datos:


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S*(at'r#a L'7 T 8 9 8.;C7DS*(at'r#a L'7 I 8 9

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r2

=

(xyx yn )2

( x2 ( x)2

n )( y2 ( y )2

n )r2=0.2737

CURVA DE CAPACIDAD DE INFILTRACION

0 50 100 150 200 2500.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

90.00

f(x) = - 0.08x + 27.05

R = 0.15

VELOCIDAD DE INFILTRACION

Tiempo Ac#m#lado (min)

Veocidad de Infltacion (cm!ora)


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CONCLUSIONES

4os damos cuenta que el suelo mientras ms seco se encuentra, msfiltracin tenemos, mientras ms pasa el tiempo la filtracin que #ay en elsuelo va bajando.

0uando se le agrega el agua, se va midiendo las alturas y el tiempo, de esamanera nos damos cuenta cuanto baja el agua por minuto.

+e esa forma nos damos cuenta que cuando #ay precipitacin, lo primeroque ocurre es que el suelo se va saturando.

+espu$s de que el suelo se satura se forman escorrentas subterrneas,los cuales estos se forman en los acuferos.

0onforme #ay ms precipitacin, despu$s se forman las escorrentas

superficiales.

Las escorrentas superficiales son las aguas que estn en la superficie y sumovimiento depende del suelo y de la pendiente.


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0oncluimos con la importancia que tiene el suelo, mientras ms seco seencuentre se necesitara ms agua para que se pueda saturar y as puedan

formarse las escorrentas.

Los resultados obtenido en esta prueba estas en los parmetros lo ms

confiable lo cual significa que la prueba se #izo de manera ms correcta.

'e lleg a entender de una manera real practico la importancia de pruebas

de infiltracin en los campos.

'e comprob con la prctica de campo que el m$todo terico enseado en

clases es aplicable en estas pruebas.

RECOMENDACIONES

'e recomienda seguir realizando trabajos como esto puesto que es de

suma importancia para el estudiantado, su formacin profesional.

'e recomienda construir ms cilindros infiltro metros para tener mayorprecisin en los trabajos de investigacin.

l trabajo para esta prueba necesita muc#a atencin por parte del operador

porque puede dar resultados falsos que perjudicara los clculos.

s necesario #acer mayor cantidad de repeticiones para #acer una buena

calibracin.

% su vez es recomendable tener muc#a bibliografa acerca del tema.


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ANE9OS


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MATERIALES


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D'" c#%#&$r'" $ $#+r&t ta(a

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N#6%" ara %a c'%'cac#-& $ %'" c#%#&$r'" $ #&+#%trac#-&.

U& ba%$ ara % tra&"'rt ? a%(ac&a(#&t' $ a7*a.

PROCEDIMIENTO


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Pr#(r' " c'%'ca % c#%#&$r' 7ra&$ "'br % "*%' ' %a t#rra, &

($#' $ "t, " c'%'ca % c#%#&$r' @*

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A>'ra " r'c$r a c'%'car % >*% & % c#%#&$r' (" @*' c#%#&$r' c'& % >*% $&tr'.


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D"*4" " rt#rara % >*% $a&$' % a7*a $&tr' $% c#%#&$r' $ &

($#' "r % @* &'" a?*$ a ($#r %a 6%'c#$a$ $ #&+#%trac#-&.Ob"r6a('" % c#%#&$r' $ & ($#' $"*4" $ >abr rt#ra$'

C'& %a a?*$a $% "ca%!(tr' " ($#r & +'r(a 6rt#ca% $&tr' $%c#%#&$r' $ & ($#' a$(" " *t#%#ar *& cr'&'(tr' ara @*r7#"tr % t#(' @* tar$a % a7*a & #r $"c&$#&$'.


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E& %a "#7. I(a7& 'b"r6a('" @* % % % a7*a &c*&tra & ;.

A% tra&"c*rr#r 2 (#&. & % cr'&'(tr' " 6 @* % % $% a7*a baa;.; c(.


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