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Seminario organizado por:
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MIREIA FONTANET AMBRÒS
Hidrogeóloga
mireia@lab-ferrer.commireia@lab-ferrer.com
5 Noviembre 2014, Cervera
Determinar la Capacidad de Campo real con la
Curva de Conductividad Hidráulica No Saturada
Resumen
- Definición y teoría
- Determinación en campo
- Determinación en laboratorio- Determinación en laboratorio
- Determinación con funciones de edafo-transferencia
- La Curva de Conductividad Hidráulica No Saturada
- Comparación de datos
- Bibliografía
Métodos avanzados para determinar Capacidad de Campo del suelo
La necesidad de este Seminario
� Parámetro hidráulico importante
� Problemática en determinar la Capacidad de Campo
� Estimaciones texturales
� Bibliografía
Métodos avanzados para determinar Capacidad de Campo del suelo
Definición y teoríaDefinición y teoría
Métodos avanzados para determinar Capacidad de Campo del suelo
¿Qué es la Capacidad de Campo?� Tras estar un suelo
saturado, el agua tiende a moverse por gravedad hacia el subsuelo, hasta llegar a un punto en llegar a un punto en que el drenaje es tan pequeño que el contenido de agua del suelo se estabiliza. Cuando se alcanza este punto se dice que el suelo está a la Capacidad de Campo (C.C.).
Métodos avanzados para determinar Capacidad de Campo del suelo
Utilidad de la Capacidad de Campo� Determinar el agua disponible para la plantas
� Gestión del riego
� Balances de agua en el suelo
Simulaciones de situaciones concretas� Simulaciones de situaciones concretas� Ecuaciones enteras (Hydrus, SWMS)
� Parámetros en concreto (Cropcyst, LEACHM)
Métodos avanzados para determinar Capacidad de Campo del suelo
¿Cómo se mueve el agua en el suelo?
Fuerzas capilares y gravitacionales
SUELO NO SATURADO
SUELO SATURADO
Métodos avanzados para determinar Capacidad de Campo del suelo
¿Cómo se mueve el agua en el suelo?
� Textura y dimensión poros
Métodos avanzados para determinar Capacidad de Campo del suelo
¿Cómo se mueve el agua en el suelo?
� Estructura
Métodos avanzados para determinar Capacidad de Campo del suelo
Determinaciones de Capacidad de
Campo- Campo- Campo
- Laboratorio
- Funciones edafo - transferencia
Métodos avanzados para determinar Capacidad de Campo del suelo
Determinación en campo
1- Regar el suelo hasta llegar saturación
2- Medir la humedad del suelo
Pla, 1983; Romano and Santini, 2002
Métodos avanzados para determinar Capacidad de Campo del suelo
Determinación en campo
1- Saturación del suelo
2- Dejar secar el suelo3- Tomar los datos de contenido en agua
Métodos avanzados para determinar Capacidad de Campo del suelo
Determinación en campo
0,22
0,24
0,26
0,28
0,30
0,32
0,34
0,36
Con
tingu
t d’A
igua
(m
3/m
3)
10-15cm
20-25cm
0,10
0,12
0,14
0,16
0,18
0,20
7/6/
05 0
:00
7/6/
05 5
:00
7/6/
05 1
0:00
7/6/
05 1
5:00
7/6/
05 2
0:00
8/6/
05 1
:01
8/6/
05 6
:01
8/6/
05 1
1:01
8/6/
05 1
6:01
8/6/
05 2
1:02
9/6/
05 2
:02
9/6/
05 7
:02
9/6/
05 1
2:02
9/6/
05 1
7:03
9/6/
05 2
2:03
10/6
/05
3:03
10/6
/05
8:03
10/6
/05
13:0
4
10/6
/05
18:0
4
10/6
/05
23:0
4
Data i hora
Con
tingu
t d’A
igua
(m
Monitorizando el contenido en humedad se puede
determinar la dinámica del suelo y determinar el
contenido en agua en Capacidad de Campo
(Pla, 1983; Romano and Santini, 2002)
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Determinación en campo
Efecto de capas en el suelo(Clothier et al. 1977)
Métodos avanzados para determinar Capacidad de Campo del suelo
Determinación en laboratorio
� Placas de Presión� Saturar la muestra y la placa
porosa (≈24h)� Colocar muestra en las Placas de
Presión y aplicar presión de 33kPa� Esperar que el agua drene (≈48h)� Pesar y secar para tener el
contenido en agua (≈12h)contenido en agua (≈12h)
� Mesas de tensión
� Miden hasta -10KPa
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Determinación con funciones de
edafo - transferencia� Por convenio se dice que se alcanza Capacidad de Campo a -33 kPa.
(Saxton, K. E and Rawls, W. J. 2006)
(Modelo Rosetta) TextureClass
Θcc (%) Θpmp (%)
Clay 42.0 29.9
Clay Loam 35.0 21.3
Loam 26.7 12.6
Hay muchos errores ligados a las
determinaciones texturales, yaque la estructura tiene que ser considerada. Ratliff et al. (983)
and Gebregiorgis and Savage
(2006)
Las tablas nos pueden servir solo de referencia.
Loamy Sand 12.1 5.7
Sand 9.4 5.0
Sandy Clay 37.1 26.0
Sandy ClayLoam
28.3 18.3
Sandy Loam 17.9 8.1
Silt 31.6 6.3
Silty Clay 41.6 27.8
Silty ClayLoam
37.9 21.0
Silty Loam 32.1 13.7
(2006)
Métodos avanzados para determinar Capacidad de Campo del suelo
Determinación textural
“En condiciones naturales, los materiales que componen un suelo
tienen una determinada disposición relativa, que es la estructura.
La estructura de un suelo no es una constante y cualquier afección física sobre el terreno o el hecho de que permanezca saturado de agua cierto tiempo puede cambiarla.”agua cierto tiempo puede cambiarla.”
CUSTODIO.E, LLAMAS. M.R, 1976. Hidrología subterránea. Segunda edición. Barcelona, Omega. Pág. 309
Métodos avanzados para determinar Capacidad de Campo del suelo
Métodos avanzados para
determinar Capacidad de Campo
CURVA CONDUCTIVIDAD HIDRÁULICA NO SATURADA
Métodos avanzados para determinar Capacidad de Campo del suelo
¿Cómo podemos obtener la Capacidad
de Campo experimentalmente?
� Se puede tener θCc experimentalmente mediante la
Curva de Conductividad Hidráulica No Saturada.
Proceso Descripción
Suelo saturado Todos los poros están ocupados por agua y la conductividad llega a su máximo (Ks)
Drenaje Los macroporos empiezan a vaciarse y la Conductividad empieza a disminuir
Para el drenaje (θCc) En el suelo hay agua capilar y higroscópica. La Conductividad baja (punto inflexión).
Θpmp o residual La conductividad es muy cercana a cero.
Métodos avanzados para determinar Capacidad de Campo del suelo
Curva de Conductividad Hidráulica No
Saturada
� El cambio en la pendiente significa
que los macroporos ya han drenado
(θCc) (Campbell. G. S. 1974)
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Curva de Conductividad Hidráulica No
Saturada
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¿Cómo obtenerla?
Ψ1
Ψ2
Sistema HYPROP
Muestra inalterada
Ψ1
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Sistema HYPROP
Curva Retención Humedad (puntos experimentales)Curva Conductividad Hidráulica No Saturada (puntos experimentales)Conductividad Hidráulica Saturada (ajustada)PorosidadDensidad Aparente
Métodos avanzados para determinar Capacidad de Campo del suelo
Lecturas tensiométricas
Métodos avanzados para determinar Capacidad de Campo del suelo
La Curva de Conductividad Hidráulica No
Saturada de HypropN5C 0-30
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La Curva de Conductividad Hidráulica No Saturada de Hyprop
Curva Conductividad θcc = 29,5%
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CAMPBELL .G. CAMPBELL .M, 1982
En la Curva Retención θcc a -33KPa = 26,73%
Comparación
Datos de Capacidad de CampoDatos de Capacidad de Campo
Simulación humedad suelo
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Datos texturales vs datos CCHNSat
Clay(%) Silt(%) Sand(%) OM(%)
A15 16,8 51,9 31,9 1,71
A30 15,1 56,8 28,1 1,09
A45 11,2 56,9 31,9 0,51
A60 9,6 54,5 25,9 0,38
Datos texturales Θcc (%) Θpmp (%) ADT (%)
A15 27,50 11,60 15,90
A30 26,90 10,10 16,80
A45 23,60 7,40 16,20
A60 22,20 6,80 15,40
Datos CCHNSat Θcc (%) Θpmp (%) ADT (%)
A15 23,00 9,08 13,92
A30 30,00 11,54 18,46
A45 33,60 11,75 21,85
A60 35,50 9,46 26,04
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Soil Water Characteristics V.6.02.74
USDA Agricultural Research Service
http://hydrolab.arsusda.gov/soilwater/Index.htm
HYPROP UMS-GmbH
HYPROP Fit UMS-GmbH
Simulación de la humedad en suelo del perfil (Horizonte A-15)
Métodos avanzados para determinar Capacidad de Campo del suelo
Simulación de la humedad en suelo del perfil (Horizonte A-30)
Métodos avanzados para determinar Capacidad de Campo del suelo
Simulación de la humedad en suelo del perfil (Horizonte A-45)
Métodos avanzados para determinar Capacidad de Campo del suelo
Conclusiones� Existen varias formas para determinar la θcc.
� Buena determinación en campo
� Efecto de capa subyacentes
� Determinación aproximada en laboratorio y con edafo –� Determinación aproximada en laboratorio y con edafo –
transferencia
� Buena determinación experimental con la Curva
Conductividad Hidráulica No Saturada
� Con Hyprop
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Bibliografía
� CAMPBELL .G. CAMPBELL .M, 1982. Irrigation scheduling using soil moisture measurements: Theory and practice.
� CUSTODIO.E, LLAMAS. M.R, 1976. Hidrología subterránea. Segunda edición. Barcelona, Omega. Pág. 309
� RAES .D, 2010. AquaCrop V3.1� RAES .D, 2010. AquaCrop V3.1
� ZOTARELLI .L., DUKES .M., MORGAN .T., 2010. Interpretation of soil moisture content to determine soil fieldcapacity and avoid over-irrigation sandy soils using soil moisture sensors.
� STIRZAKER. R. J., HUTCHINSON .P .A., 2005. Irrigation controlled by a wetting front detector: fieldevaluation under sprinkler irrigation
� SCHINDLER .U., BOLUNE .K., SAUERBREY .R., 1985. Comparison of different measuring and calculatingmethods to quantify the hydraulic conductivity of unsaturated soil.
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