Modelos analíticos fractales para las propiedades hidráulicas de suelos no saturados



Título del documento: Modelos analíticos fractales para las propiedades hidráulicas de suelos no saturados
Revista: Agrociencia
Base de datos: PERIÓDICA
Número de sistema: 000433233
ISSN: 1405-3195
Autores: 1
2
2
Instituciones: 1Universidad Autónoma de Zacatecas, Zacatecas. México
2Instituto Mexicano de Tecnología del Agua, Ciudad de México. México
Año:
Periodo: Nov-Dic
Volumen: 52
Número: 8
País: México
Idioma: Español
Tipo de documento: Artículo
Enfoque: Analítico, descriptivo
Resumen en español La capacidad predictiva de los modelos mecanicistas de las propiedades hidráulicas de los suelos no saturados debe conocerse a detalle antes de desarrollar simulaciones de procesos de transferencia de agua en la zona vadosa del suelo. El objetivo de este estudio fue evaluar la flexibilidad de ajustar datos experimentales y la capacidad de predicción de tres modelos fractales para la curva de retención de humedad y la curva de conductividad hidráulica que satisfacen las propiedades integrales de la infiltración (poro geométrico, poro neutro y poro grande). Los modelos consideran conceptos de geometría fractal, las leyes de Laplace, Poiseuille y Darcy, se estableció su nivel de descripción y su desempeño respecto de dos modelos mecanicistas tradicionales. La evaluación incluyó 208 suelos seleccionados de la base Unsaturated Soil Hydraulic Database, con los que se cubrieron nueve clases texturales. Series experimentales de retención de humedad se usaron para calibrar los parámetros de forma y escala de las funciones de retención. Los datos experimentales de conductividad hidráulica se usaron para validar los modelos fractales de conductividad. El análisis de correspondencia lineal, entre datos teóricos y experimentales, mostró que la capacidad predictiva de los modelos fractales para la conductividad relativa es buena, porque el coeficiente de determinación en las clases texturales fue positivo (>0.75 y <0.86). Así, al menos 75 % de la variabilidad de la conductividad lo explica el modelo de regresión ajustado. Los modelos fractales presentaron predicción mayor respecto a la de la combinación de modelos mecanicistas clásicos, usados en la física de suelos
Resumen en inglés The predictive capability of the mechanicist models of the hydraulic properties of unsaturated soils must be known in detail before developing simulations of water transfer processes in the vadose zone of the soil. The aim of this study was to evaluate the flexibility of adjusting experimental data and the predictive capability of three fractal models for the soil-water retention curve and the hydraulic conductivity curve that satisfy the integral properties of infiltration (geometric pore, neutral pore and large pore). The models consider concepts of fractal geometry, the Laplace and Poiseuille equations and Darcy’s law; we established its level of description and performance in regard to two traditional mechanicist models. The evaluation included 208 soils selected from the Unsaturated Soil Hydraulic Database, which were used to cover nine texture types. The hydraulic conductivity experimental data were used to validate the conductivity fractal models. The linear correspondence analysis between theoretical and experimental data showed that the predictive capability of the fractal models for relative conductivity is good, since the coefficient of determination in the texture types was positive (>0.75 y <0.86). In this way, at least 75 % of the variability of the conductivity is explained by the adjusted regression model. The fractal models presented a higher prediction in regard to the combination of classic mechanicist models, used in soil physics
Disciplinas: Agrociencias
Palabras clave: Suelos,
Modelo fractal,
Conductividad hidráulica,
Humedad del suelo,
Suelos no saturados,
Retención de humedad,
Ley de Darcy,
Ley de Laplace,
Ley de Poiseuille
Keyword: Soils,
Fractal model,
Hydraulic conductivity,
Soil moisture,
Unsaturated soils,
Moisture retention,
Poiseuille law,
Darcy law,
Laplace law
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