Simulación de la infiltración en suelos

Resumen

Se estudia la infiltración de agua en suelos parcialmente saturados aplicando la ecuación de Richards restringida al flujo en dirección vertical cuya incógnita es el potencial matricial. Puesto que la humedad del suelo y la conductividad hidráulica son funciones unívocas del potencial matricial altamente no lineales, no hay solución analítica y se resuelve la ecuación numéricamente con un esquema implícito de diferencias finitas que conduce a un sistema de ecuaciones lineales, el cual se resuelve con el algoritmo de Newton-Raphson y dos condiciones de frontera iniciales superior e inferior. Para ello es necesario discretizar el perfil de suelo considerado en n + 1 elementos de espesor dz, para cada uno de los cuales se calcula la conductividad hidráulica a la mitad del elemento como el promedio de las conductividades del elemento en consideración y del siguiente en dirección vertical hacia abajo, así como el gasto en función de esta conductividad hidráulica. Se calculan tantas funciones hidráulicas como horizontes se tengan. El sistema de ecuaciones se resuelve para un número máximo de iteraciones y en caso de no convergencia, se divide por dos el intervalo de tiempo, repitiendo el procedimiento con los valores iniciales. El algoritmo expuesto se aplica a dos suelos homogéneos y se presentan los resultados obtenidos. Se reportan resultados comparables (Anlauf et al 1988) pero todavía deben contrastarse con mediciones.