transporte de solutos en el flujo de agua en riego por surcos - Helvia ...

2. Modelo 1-D de flujo de agua y solutos en un surco de riego
completa en la sección transversal a partir de cierta distancia del punto de vertido de
sustancia (lo que se denomina longitud de mezcla). A partir de la misma, no existen
gradientes transversal ni vertical de concentración, por lo que ambos términos se anulan en
la ecuación. En otros casos, dichos términos no se anulan aunque su contribución puede
ser poco significativa en comparación con el resto de términos.
Teniendo en cuenta todo lo descrito anteriormente, cuando se trabaja con sistemas
donde la dirección longitudinal del flujo de agua (x) es predominante, se puede utilizar un
modelo 1D para el transporte de sustancias en el mismo promediando la ecuación de
advección-difusión, o de advección-difusión turbulenta, en la sección transversal a dicha
dirección. Para el caso de sustancia conservativa, esto lleva a una expresión como la
ecuación (2.29), donde C representa la concentración promediada en la sección transversal,
en la que se ha sustituido en el término advectivo la velocidad media en la sección
transversal, U, por el cociente Q/A,
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∂(
AC ) ∂(
QC)
∂ ⎛ ∂C
+ = ⎜ AE
∂t
∂x
∂x
⎝ ∂x
⎞
⎟
⎠
(2.29)
En el término difusivo aparece un coeficiente, E, con dimensiones de coeficiente de
difusión fickiana (las mismas que Dm y ex, ey, ez), que recoge tanto los efectos de los procesos
difusivos existentes como la difusión ficticia que puede producirse al promediar la
concentración en la sección transversal en zonas sin mezcla completa. Por eso, la versión
1D de la ecuación de transporte de sustancias en medio fluido se denomina de forma
general ecuación de advección-dispersión, reservando el término dispersión para incluir tanto
efectos físicos como efectos numéricos, y a E se le da el nombre de coeficiente de dispersión
longitudinal. El valor de E depende de las condiciones del flujo de agua, de la geometría del
sistema y, en casos lejanos a la turbulencia completa, de la sustancia transportada.
En el caso del aporte de sustancias en el agua de riego en un surco, es necesario
∂ Z
añadir un término sumidero, C , que representa la pérdida de sustancia asociada a la
∂t
infiltración, quedando la ecuación (2.30a) de la forma: