Radiación fractal en la ecuación de Boussinesq del drenaje agrícola

MANUEL ZAVALA TREJO CARLOS FUENTES RUIZ HEBER ELEAZAR SAUCEDO ROJAS (2004)

Se aborda el estudio de las condiciones que deben sujetar a la ecuación de Boussinesq en la frontera de los drenes agrícolas. Proponiendo que la transferencia de agua del suelo hacia el interior de estos se describa con una condición de frontera tipo radiación, la cual permite describir las evoluciones de la carga hidráulica y del gasto de drenaje, considerando explícitamente la variación de la resistencia al flujo del agua en la interfaz suelo-dren. A partir del análisis de los modelos extremos de la conductividad hidráulica de Purcell (1949) y de Childs y Collis-George (1950) así como de la aplicación de conceptos de geometría fractal, se establece que la resistencia en la interfaz suelo-dren es inversamente proporcional a una potencia fractal de la carga hidráulica sobre el dren con el exponente definido implícitamente, en función de las porosidades totales del suelo y de la pared del dren. La capacidad de descripción de la condición de radiación fractal se verifica comparando los resultados que se obtienen al aplicar esta relación con datos de un experimento de drenaje realizado en laboratorio. El buen acuerdo entre los resultados teóricos y los datos experimentales permite recomendar el uso de la condición de radiación fractal para describir el flujo de agua del suelo hacia los drenes agrícolas durante la recesión de la superficie libre.

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Drenaje agrícola Interfaz suelo-dren Resistencia al flujo de agua Conductividad hidráulica CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA

El sistema de ecuaciones de Saint-Venant y Richards del riego por gravedad: 2. Acoplamiento numérico para la fase de avance en el riego por melgas

HEBER ELEAZAR SAUCEDO ROJAS CARLOS FUENTES RUIZ MANUEL ZAVALA TREJO (2005)

Se presenta una solución numérica monótona para el acoplamiento interno de las ecuaciones de Saint-Venant y Richards en el riego por melgas. La solución de las ecuaciones de Saint-Venant se aproxima utilizando un esquema lagrangiano en diferencias finitas; mientras que para la ecuación de Richards se utilizan elementos finitos para la integración en el espacio y diferencias finitas implícitas para la integración en el tiempo. Se muestra que una discretización de la ecuación de momentum, basada en aproximaciones de las derivadas y los coeficientes mediante ponderaciones en tiempo y espacio, puede generar cambios de monotonía en la vecindad de la cabecera de la melga; asimismo, se muestra que dicha situación no se presenta si se utiliza una discretización basada en: a) las derivadas en el espacio y la pendiente de fricción en una celda de cálculo se aproximan adelante en el tiempo; b) las derivadas en el tiempo se aproximan utilizando una forma ponderada; y c) los coeficientes son calculados en el tiempo anterior.

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Riego por gravedad Riego por melgas Acoplamiento numérico CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA

Seguimiento al impacto del cambio climático en el ensalitramiento de los suelos en un módulo de riego

Leonardo Pulido-Madrigal Heber Saucedo LUIS ARTURO BRIZUELA MUNDO (2013)

El objetivo del proyecto fue monitorear y analizar las variables relacionadas con la medición del impacto del cambio climático en la salinidad del suelo en un módulo de riego. El resultado final fue un documento sobre el impacto del cambio climático en el ensalitramiento de los suelos en un distrito de riego y un video sobre seguimiento del impacto del cambio climático en el ensalitramiento de los suelos.

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Distritos de riego Suelos salitrosos Cambio climático Impacto ambiental Informes de proyectos Sonora CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA

Drenaje parcelario y sistemas de bombeo con energía alternativa para mitigar y controlar el ensalitramiento en suelos agrícolas

Leonardo Pulido-Madrigal Heber Saucedo LUIS ARTURO BRIZUELA MUNDO (2014)

Se presentan las actividades realizadas para establecer una parcela piloto equipada con drenaje y sistemas de bombeo con energía eólica o solar, así como medir y analizar las variables relacionadas con la evolución de la salinidad y los efectos del drenaje en el mejoramiento del suelo y la producción agrícola.

Documento de trabajo

Distritos de riego Suelos salitrosos Drenaje parcelario Energía solar Energía eólica Informes de proyectos Navojoa, Sonora Etchojoa, Sonora Huatabampo, Sonora CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA

Gasto óptimo en riego por melgas

Heber Saucedo MANUEL ZAVALA TREJO CARLOS FUENTES RUIZ LEONID VLADIMIR CASTANEDO GUERRA (2013)

Se verifica la relación, básicamente lineal, que existe entre la longitud de una melga y el gasto óptimo de riego, que es el gasto que se debe aplicar para obtener un valor máximo en el coeficiente de uniformidad, que produzca valores elevados de las eficiencias de aplicación y de requerimiento de riego. Dicha verificación se realiza mediante la aplicación de un modelo hidrodinámico completo, empleando métodos numéricos, que hace uso de las ecuaciones de Saint-Venant para la descripción del flujo del agua sobre el suelo, acopladas internamente con la ecuación de Richards, que permite modelar el flujo del agua en el suelo. De acuerdo con los resultados obtenidos mediante la aplicación del modelo para diez tipos de suelo diferentes, se incluyen cuadros de diseño operativo del riego por melgas.

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Riego por melgas Gasto óptimo CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA

Modelo bidimensional para la extracción de agua por las raíces de las plantas

MANUEL ZAVALA TREJO Heber Saucedo CARLOS FRANCISCO BAUTISTA CAPETILLO CARLOS FUENTES RUIZ (2012)

Los modelos tradicionales para describir la extracción de agua por las plantas usan funciones mecanicistas o empíricas para representar el término de sumidero de la ecuación de transferencia de agua en el suelo, lo cual no permite representar explícitamente el efecto de la geometría del sistema de raíces sobre los patrones de extracción. Para eliminar esta limitante se desarrolla un modelo que simula la extracción, el cual considera las raíces como segmentos de frontera del dominio de solución e impone en éstos una condición tipo radiación para representar la resistencia al flujo del agua en la interfaz suelo-raíz, la cual es despreciada en los modelos reportados en la literatura que usan en las raíces una condición de frontera tipo Dirichlet. Se establece la condición tipo radiación, la cual contiene parámetros que representan las propiedades de las plantas, las características hidrodinámicas del suelo y la resistencia al flujo del agua en la interfaz suelo-raíz. Se obtiene una solución de elemento finito de la forma bidimensional de la ecuación de transferencia de agua sujeta en las raíces a la condición de radiación establecida; se aplica el modelo a un escenario de extracción, asumiendo valores medios característicos para las propiedades de las plantas y considerando un coeficiente de resistencia de la interfaz suelo-raíz variable. Se muestra que la resistencia en la interfaz suelo-raíz define el orden de magnitud del caudal de agua que extraen las raíces del suelo, por lo que esta variable no puede ser despreciada cuando se analiza el fenómeno de la extracción.

Artículo

Condición de frontera tipo radiación Potencial de presión de las raíces Sistema planta-suelo CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA

Modelo de conductividad hidráulica dual para el movimiento del agua en suelos macroporosos

Dual permeability model to water flow in macroporous soils

MANUEL ZAVALA TREJO HEBER ELEAZAR SAUCEDO ROJAS CARLOS FRANCISCO BAUTISTA CAPETILLO (2012)

La alta presencia de macroporos en el suelo origina el desa¬rrollo de flujos preferenciales que alteran significativamente las condiciones hidráulicas en el medio. El estudio detalla¬do del flujo del agua para estas condiciones se aborda con la teoría de conductividad dual, que representa al suelo me¬diante dos sistemas porosos interconectados de propiedades hidráulicas contrastantes, uno representa los macroporos del suelo y el otro su matriz porosa.

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Características del suelo Porosidad Conductividad hidráulica INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Servicios de recuperación de volúmenes de acuíferos mediante la clausura de pozos

Heber Saucedo ERICKDEL CASTILLO SOLIS Jorge Gonzalez-Meraz José Namuche Leonardo Pulido-Madrigal FELIPE ZATARAIN MENDOZA (2017)

Se presentan los resultados obtenidos en la recuperación de volúmenes de agua en acuíferos mediante la clausura de 1,000 pozos ilegales. Los volúmenes anuales estimados recuperados fueron en el ámbito agrícola de 34,586,518.27 metros cúbicos; en el ámbito urbano fueron 3,805,944.44 metros cúbicos; en servicios fueron de 2,769,612.12 metros cúbicos; en usos diversos de 2,539,626.65 metros cúbicos; en el ámbito pecuario de 826,167.86 metros cúbicos en uso pecuario; y para uso industrial de 458,665.20 metros cúbicos.

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Recarga de acuíferos Planificación hídrica Administración del agua INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Comparación entre un modelo hidrodinámico completo y un modelo hidrológico en riego por melgas

Comparison between a hydrodynamic full model and a hydrologic model in border irrigation

LEONID VLADIMIR CASTANEDO GUERRA HEBER ELEAZAR SAUCEDO ROJAS CARLOS FUENTES RUIZ (2013)

Con el fin de conseguir un manejo más eficiente del agua en la producción agrícola, se llevó a cabo una comparación entre el modelo hidrodinámico completo y el modelo hidrológico en riego por melgas. Para reducir las variaciones, originadas por diferencias en la lámina infiltrada, obtenidas con las ecuaciones de Green-Ampt y de Richards utilizadas en los modelos hidrológico e hidrodinámico completo, se realizó el ajuste del parámetro de succión en el frente de humedecimiento de la ecuación de Green-Ampt; con ello se reproduce el cambio de la lámina infiltrada obtenida con la ecuación de Richards. La comparación se efectuó a partir del análisis de los perfiles de flujo superficial y subsuperficial, que se presentan en el riego, y de la distribución final de la lámina infiltrada.

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Hidrodinámica Modelos hidrológicos Modelación hidrológica Riego de superficie INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Producción agrícola en distritos de riego bajo condiciones de ensalitramiento y escasez de agua de riego, propiciados por el calentamiento global

Leonardo Pulido-Madrigal Heber Saucedo LUIS ARTURO BRIZUELA MUNDO JOSE JAVIER RAMIREZ LUNA (2017)

Con el propósito de aportar soluciones a los problemas de ensalitramiento de los suelos causados por mantos freáticos superficiales y por el incremento en la temperatura causada por el calentamiento global, en 2014 se instaló, en el ejido Moroncárit, municipio de Huatabampo, una parcela piloto de 4.3 hectáreas, que dispone de un sistema de drenaje parcelario subsuperficial conectado a un cárcamo de bombeo. Para evaluar el efecto del bombeo en la parcela, se sembró trigo y el resultado fue negativo. En el presente informe, se presentan los resultados alcanzados en 2017. El objetivo del proyecto fue, entre otros, desarrollar una metodología para incrementar el potencial productivo de suelos con problemas de drenaje y salinidad localizados en zonas bajas, en distritos de riego.

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Agricultura Distritos de riego Estrés abiótico Cambio climático Prevención y mitigación INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA