Aplicación de Leak 2D para describir el flujo preferencial de agua en un suelo que contiene macroporos artificiales
Autores: Paraskevas, Charalampos; Karpouzos, Dimitrios; Babajimopoulos, Christos
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Aplicación de Leak 2D para describir el flujo preferencial de agua en un suelo que contiene macroporos artificiales
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Filtración
2D
Flujo preferencial
Zona vadosa
Ecuación de Richards
Onda cinemática
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 29
Citaciones: Sin citaciones
Leak 2D es un nuevo modelo matemático de permeabilidad dual bidimensional para la simulación del flujo preferencial en la zona vadosa. En este modelo, el flujo de agua en el dominio de la matriz del suelo se describe mediante la ecuación de Richards bidimensional basada en h. El flujo de agua en el dominio de la fractura se estima utilizando el enfoque de onda cinemática. La ecuación de Richards se resuelve mediante una combinación del método implícito de dirección alternante (A.D.I.) y el método predictor-corrector de Douglas y Jones. La ecuación de onda cinemática se resuelve explícitamente. En el presente artículo, Leak 2D se calibra y valida con datos obtenidos en un aparato Hele-Shaw lleno de arena. El flujo preferencial se logra mediante la inserción de cuatro macroporos artificiales de varios tamaños en el suelo. Se utilizaron seis riegos de varias intensidades y duraciones para el proceso de calibración y validación. El contenido de agua a varias profundidades fue registrado por cinco sensores que se insertaron en el suelo. Una comparación del contenido de agua simulado con los perfiles medidos muestra que Leak 2D puede describir suficientemente el flujo preferencial en la zona no saturada del suelo, incluso bajo condiciones de riego extremas.
Descripción
Leak 2D es un nuevo modelo matemático de permeabilidad dual bidimensional para la simulación del flujo preferencial en la zona vadosa. En este modelo, el flujo de agua en el dominio de la matriz del suelo se describe mediante la ecuación de Richards bidimensional basada en h. El flujo de agua en el dominio de la fractura se estima utilizando el enfoque de onda cinemática. La ecuación de Richards se resuelve mediante una combinación del método implícito de dirección alternante (A.D.I.) y el método predictor-corrector de Douglas y Jones. La ecuación de onda cinemática se resuelve explícitamente. En el presente artículo, Leak 2D se calibra y valida con datos obtenidos en un aparato Hele-Shaw lleno de arena. El flujo preferencial se logra mediante la inserción de cuatro macroporos artificiales de varios tamaños en el suelo. Se utilizaron seis riegos de varias intensidades y duraciones para el proceso de calibración y validación. El contenido de agua a varias profundidades fue registrado por cinco sensores que se insertaron en el suelo. Una comparación del contenido de agua simulado con los perfiles medidos muestra que Leak 2D puede describir suficientemente el flujo preferencial en la zona no saturada del suelo, incluso bajo condiciones de riego extremas.