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Soria Ugalde José Miguel
TÍTULO DE LA TESIS : DETERMINACIÓN DE LAS PROPIEDADES HIDRODINÁMICAS DE LOS SUELOS A NIVEL DE CUENCA HIDROLÓGICA. Año de inicio: 1999 Año de terminación: 2003 ? INTRODUCCIÓN La determinación y la caracterización de los procesos involucrados en los problemas concretos del medio ambiente, requieren del perfecto conocimiento de las propiedades de transferencia de agua en la zona no saturada de los suelos. Estas propiedades a su vez, permiten la estimación de los flujos de agua en el interior de los suelos. El agua puede ser considerada como recurso, o como vector de las sustancias químicas contaminantes. En las ciencias del medio ambiente (hidrología, ingeniería del medio ambiente, ingeniería civil, agronomía, etc.) la previsión de tranferencias a la escala hidrológica requiere, por tanto, el conocimiento de las propiedades hidrodinámicas a esa escala. Las propiedades hidrodinámicas que gobiernan las transferencias (independientes de las condiciones iniciales y de frontera) toman en cuenta los efectos debidos a la textura y a la estructura del suelo. Si bien la variación espacial de la textura es relativamente baja, las características estructurales manifiestan una variabilidad muy grande. DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA La correcta especificación de los procesos hidrológicos que ocurren en el suelo, se encuentra directamente condicionada por la capacidad de parametrizar los flujos de transferencia de agua a una escala compatible con el modelo de interés. Sin embargo, esta parametrización presenta dos problemas principales: 1. La ecuación que representa el flujo en un suelo no saturado es fuertemente no-lineal. 2. La escala de los modelos de predicción (dominios y retículas del orden de 1 km2) no corresponden con la escala de mediciones de las características físicas del suelo (del orden de 1 m2). La modelación del movimiento de agua a grandes escalas, se vuelve aún más compleja tomando en cuenta que la alta variabilidad espacial de los suelos, requiere la estimación de parámetros hidrodinámcos de unidades hidrológicas compuestas. OBJETIVO GENERAL El objetivo de este proyecto es establecer una metodología correctamente validada con ayuda de las bases de datos experimentales del LTHE, para la determinación robusta de las propiedades hidrodinámicas efectivas de los modelos de transferencia de agua en un suelo, independientes de la escala espacial. HIPÓTESIS De forma general las propiedades hidrodinámicas de los suelos pueden ser representadas por las dos relaciones siguientes: 1. La presión matricial del suelo en función de la humedad volumétrica. 2. La conductividad hidráulica en función de la humedad volumétrica. Independientemente de las expresiones seleccionadas para describir las dos relaciones anteriores, se hacen intervenir 5 parámetros que pueden agruparse como: 2 parámetros de forma, ligados estrechamente a las características texturales, y 3 parámetros de normalización, ligados a las características estructurales. Las mediciones puntuales de las propiedades del suelo, en un número suficiente dentro de la cuenca, pueden escalarse para determinar los llamados propiedades efectivas a la escala impuesta por los modelos hidrológicos. Dada la variabilidad espacial de las propiedades del suelo, y, la fuerte no-linearidad de las relaciones entre los flujos de tranferencia y estas propiedades, se requiere un método para escalar la ecuación de transferencia que permita hacer uso de las propiedades efectivas. BIBILIOGRAFÍA Haverkamp, R., J.-Y. Parlange, R. Cuenca, P. J. Ross, and T. S. Steenhuis, 1998a. Scaling of the Richards equation and its application to watershed modeling. In 'Scale Invariance and Scale Dependence in Hydrology', Ed. G. Sposito. Cambridge University Press. Haverkamp, R., C. Zammit., F. Bouraoui, K. Rajkai, J. L. Arrúe et N. Heckmann. 1998b. GRIZZLY, Grenoble Soil Catalogue: Soil survey of field data and description of particle size, soil water retention and hydraulic conductiivity functions. Laboratoire d'Etude des Transferts en Hydrologie et Environnement (LTHE), Grenoble Cedex 9, France. Tesis realizada en el Laboratorio de estudios de Transferencias en Hydrología y Medio Ambiente (LTHE) http://www.lthe.hmg.inpg.fr/ con beca del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología de México (CONACYT ) http://www.conacyt.mx/, bajo la supervisión de los Drs. Rafael Angulo Jaramillo y Randel Haverkamp.
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