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Nuevas técnicas de caracterización hidráulica de la Zona No Saturada del suelo para simular realidades

virtualesvirtuales

Mireia Fontanet AmbròsInstitut Cartogràfic i Geològic de Catalunya

13 junio 2014

Índice

• Presentación

• Objetivos de la caracterización.

• Métodos usuales de caracterización de la ZNS.

• Nuevos métodos de caracterización.• Nuevos métodos de caracterización.

• Presentación de datos obtenidos con los nuevos métodos.

• Simulación de una balsa de infiltración con los datos.

• Conclusiones.

Mireia Fontanet Ambròs 13 Junio de 2014 ICGC

PresentaciónPresentación


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Caracterización hidráulica ZNS.

Simulación de realidades virtuales.

MIREIA FONTANET AMBRÒS

Hidrogeóloga

[email protected]

+34 973 532 110


Objetivos de la caracterización


Objetivos de la caracterización de la ZNS

¿Para qué queremos caracterizar hidráulicamente un suelo?

• Información experimental de suelo.

• Información directa.

• Descripción del suelo.

• Simulación de situaciones concretas.

• Los procesos de la ZS dependen de la ZNS.


Parámetros hidráulicos para la caracterización

• Curva de Retención de Humedad (CRH)• Θs, Θr, Θcc, Θpmp, Ψe.

• Curva Conductividad Hidráulica No Saturada (CCNSat)• CNSat en función del contenido volumétrico agua o succión.• CNSat en función del contenido volumétrico agua o succión.

• Conductividad Saturada

• Densidad aparente

• Granulometría y contenido en materia orgánica

• Conductividad eléctrica.


Métodos usuales para la caracterizacióncaracterización


Métodos usuales de caracterización hidráulica del suelo

• Placa de presión• Puntos puntuales de succión con contenido en humedad.• Varios días de equilibrio de las muestras.• Medidas directas de la muestra.• Método fácil y económico.

• Funciones de edafo - transferencia• Análisis textural y contenido de materia orgánica.• Los parámetros no provienen directamente de la muestra

(estimación de los parámetros)• Fácil, económico y rápido.


Nuevos métodos de caracterización hidráulicahidráulica


Novedades en la caracterización

• Obtención de datos de alta repetitividad.

• Medidos directamente de la muestra.

• Se puede realizar una caracterización hidráulica completa dela muestra.la muestra.

• Con 4 – 5 días se obtiene la caracterización

completa.


Nuevos métodos de caracterización hidráulica del suelo

• Hyprop

• WP4c

• Ksat

• Hyprop Fit


Hyprop

• Método evaporimétrico

• 0 - -85 KPa (parte húmeda de la CRH)• Muestra inalterada

• Precisión de ±1,5 KPa.Precisión de ±1,5 KPa.

• CRH

• CCHNSat

• Porosidad

• Densidad aparente


Hyprop: funcionamiento


Hyprop: muestras


WP4c

• Método de Punto de Rocío.

• 0,1 – 300 MPa

• Muestra alterada• Muestra alterada

• Medidas puntuales de potencial mátrico y osmótico.

• Parte más seca de la CRH


WP4c: funcionamiento

Infrared SensorMirror

Optical SensorFan

Sample


WP4c: muestras


KSat

• Ley de Darcy.

• Muestra inalterada

• 0,1 cm/d – 10000 cm/d

• Conductividad Hidráulica Saturada.


Presentación de los datos


Tratamiento de los datos

• Programa HYPROP Fit 2.01- Importa datos Hyprop

2- Calcula la CRH y CCHNSat

3- Permite añadir los puntos del WP4c3- Permite añadir los puntos del WP4c

4- Ajusta a un modelo matemático

5- Exportar datos

Descarga gratuita en www.ums-muc.de


Unión de datos Hyprop + WP4c

• Completar la CRH

• Hyprop Fit software


Ajuste a un modelo matemático


Parámetros hidráulicos de las curvas


Simulación de la recarga de un acuífero a partir de una balsa de acuífero a partir de una balsa de

infiltración artificial


Simulación de la recarga de una balsa artificial

a) Sin colmatación de la balsa de infiltración.b) Con colmatación de la balsa de infiltración.


Simulación de la recarga de una balsa artificiala) Sin colmatación de la balsa de infiltración.

Se quiere simular cuál será la recarga que tendrá un acuífero libre con una balsa de infiltración artificial.

Puntos de inicio:Puntos de inicio:Profundidad acuífero 5 m1 material (arena)2 m de columna de aguaPerfil en equilibrioSimulación 2 días


Simulación de la recarga de una balsa artificiala) Sin colmatación de la balsa de infiltración.

Ks = 1400 cm/d


Drenaje acumulado en la base del perfil

Recarga acuífero libre:

1300mm

-60

-40

-20

0


-140

-120

-100

-80

-60

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0

Tiempo [días]

Infiltración acumulada

Infiltración acumulada:

2000 mm al día 1150

200

100% columna de agua infiltrada


0

50

100

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0

Tiempo [días]

Simulación de la recarga de una balsa artificialb)Con colmatación de la balsa de infiltración.

Se quiere simular cuál será la recarga que tendrá un acuífero libre en el caso de que se haya depositado una capa de material fino colmatando la balsa.

Puntos de inicio:Profundidad acuífero 5 m2 materiales

- Arcilla (0,1m)- Arena (4,9m)

2 m de columna de aguaPerfil en equilibrio



Material 1

Ks = 1400 cm/d Medida con el KSat



Material 2

Ks = 12 cm/d Medida con el KSat


Drenaje acumulado en la base del perfil

Recarga acuífero libre:

1000mm-40

-20

0

1000mm


-100

-80

-60

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0

Tiempo [días]

Infiltración acumulada

Infiltración:

2000 mm 150

200

100% de columna de agua infiltrada un día más tarde


0

50

100

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0

Tiempo [días]

Variaciones1- Con las mismas condiciones la presencia o no de 10 cm de arcilla en

superficie, varía un 23% el drenaje acumulado en la base del perfil.

2- Hay un día de retraso entre un caso y otro para que se infiltre toda lacolumna de agua.


Conclusiones


Conclusiones

• Hay que tener una buena caracterización para tener descrito nuestro suelo.

Con los sistemas Hyprop + WP4c + KSat se obtiene la caracterización con 4 – 5 días

• Con esta descripción se puede simular una realidad concreta.

Simulación de realidades virtuales.


PREGUNTAS Y DUDAS


Gràcies!

MIREIA FONTANET AMBRÒS

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