Comparison of the double ring and inverted well methods in the determination of hydraulic conductivity

Authors

DOI:

https://doi.org/10.33936/latecnica.v13i1.5633

Keywords:

aquifer layer; drainage; humidity of floor; underground water; water flow.*Freddy Carlos Gavilánez Luna Luis Saúl San Martín LarreaiDiD

Abstract

In order to verify the goodness of the double ring method, as an alternative for determining the hydraulic conductivity in unsaturated soil, this procedure was compared with the inverted well method. The experience was developed on the campus of the Agrarian University of Ecuador, on a 35 m2 surface of vertisol, clay loam, in which 15 experimental units of 1.8 m2 were delimited to jointly evaluate the two aforementioned methodologies. The inner ring was 33 cm in diameter and the outer 56 cm, both with a height of 35 cm; taking readings for 120 minutes and with hydraulic loads between 15 to 10 cm. The inverted wells had a diameter of 6 cm and a depth of 60 cm, maintaining mean initial and final hydraulic loads of 50.6 and 35.6 cm, respectively. In the double ring, the Kostiakov equation was used, verifying its adjustment by means of the coefficient of determination (R2); and in the inverted well, Darcy’s law was applied, considering infiltration both at the bottom and at the wall of the well. The comparison was made with the Student’s t test, after confirming the correlation between the readings. The double ring data were fitted to the Kostiakov model (R2>90%) and were significantly correlated (P= 0.048) with the inverted well data in a positive way; the first obtained a mean of 0.3421 and the second 0.3242 m·day-1, whose difference was not significant (P= 0.6477). The double ring method offers similar hydraulic conductivity results with respect to the inverted well procedure.

Downloads

Download data is not yet available.

References

Alvarado, C. y Barahona-Palomo, M. (2016). Comparación de tres métodos de infiltración para calcular el balance hídrico del suelo, en la Cuenca del río Suquiapa, El Salvador. Cuadernos de Investigación UNED, 9(1), 23-33. https://www.scielo.sa.cr/pdf/cinn/v9n1/1659-4266-cinn-9-01-00023.pdf

Camacho-López, N., Zabala-Alarcón, N. y Flores-Carpio, Y. (2020). Estimación del coeficiente de permeabilidad del suelo en la ciudad de Macas-Ecuador utilizando permeámetro de carga variable. Dominio de las Ciencias, 6(3), 78-94. http://dx.doi.org/10.23857/dc.v6i3.1275

Castiglion, M., Behrends, F. y Marquez, J. (2018). Conductividad hidráulica saturada determinada por distintos procedimientos en suelos con alta humedad inicial. Ciencia del Suelo, 36(2), 158-169. http://www.scielo.org.ar/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S1850-20672018000200015

Elhakeem, M., Papanicolaou, T., Wilson, C., Chang, Y.-J., Burras, L., Abban, B., Wysocki, D. and Wills, S. (2018). Understanding saturated hydraulic conductivity under seasonal changes in climate and land use. Geoderma, 315, 75-87. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2017. 11.011

Elrick, D. and Reynolds, W. (2002). Measuring water transmission parameters in vadose zone using ponded infiltration techniques. Agricultural Sciences, 7(2), 17-22. https://journals.squ. edu.om/index.php/jams/article/view/598/599

Forero, J. (2000). Conductividad hidráulica para drenaje de campos agrícolas. Bogotá, Colombia. Universidad Nacional de Colombia.

Gabriels, D., Lobo, D. y Pulido, M. (2006). Métodos para determinar la conductividad hidráulica saturada y no saturada de los suelos. Venesuelos, 14(1), 7-22. http://saber.ucv.ve/ojs/index. php/rev_venes/article/view/980/909

Gavilánez, F. (2020). El drenaje agrícola y sus elementos de diseño. Quito, Ecuador: Editorial Mawil.

Grassi, C. (1991). Drenaje de tierras agrícolas. Mérida, Venezuela: Centro Interamericano de Desarrollo e Investigación Ambiental y Territorial (CIDIAT).

Grassi, C. (1998). Fundamentos del riego. Mérida, Venezuela: Centro Interamericano de Desarrollo e Investigación Ambiental y Territorial (CIDIAT).

Gupta, R., Rudra, R., Dickinson, W., Patni, N. and Wall, G. (1993). Comparison of saturated hydraulic conductivity measured by various field methods. Transactions of the ASAE 36(1), 51-55. doi: 10.13031/2013.28313

Herrera, J., Duarte, C., González, F y Cid, G. (2016). Efecto del exceso de humedad del suelo sobre el rendimiento en algunos cultivos de importancia agrícola en Cuba. Revista Ingeniería Agrícola, 6(2), 3-7. https://www.redalyc.org/revista.oa?id=5862

Landini, A., Martínez, D., Días, H., Soza, E., Agnes, D. y Sainato, C. (2007). Modelos de infiltración y funciones de pedotransferencia aplicados a suelos de distinta textura. Ciencia del Suelo, 25(2), 123-131. http://www.scielo.org.ar/pdf/cds/v25n2/v25n2a03.pdf

Leitón, J. (1985). Riego y drenaje. San José, Costa Rica: Editorial Universidad Estatal a Distancia.

Luna-Sáez, D., Sánchez-Reyes, C. y Muñoz-Pardo, J. (2005). Métodos para medir la conductividad hidráulica saturada de campo. Ingeniería Hidráulica en México, 20(2), 95- 107. http://www.revistatyca.org.mx/ojs/index.php/tyca/article/view/1040/pdf_1

Macías, J., Vargas, A. y Arellano, F. (2018). Conductividad hidráulica en dos sitios del Valle Central de Costa Rica: análisis comparativo de tres metodologías de ensayo en la zona no saturada. Revista Geológica de América Central, (59), 75-100. http://dx.doi.org/10.15517/ rgac.v59i0.34160

Montecinos, A., Montalva, G. y Vargas, J. (2008). Comparación y proposición de métodos para determinar la conductividad hidráulica en arenas limosas. Ingeniería Hidráulica en México, 28(2), 147-152. http://revistatyca.org.mx/ojs/index.php/tyca/article/view/152

Montgomery, D. (2004). Diseño y análisis de experimentos (2da. ed.). México D.F., México. Editorial Limusa S. A.

Oosterbaan, R. and Nijland, H. (1994). Determining the saturated hydraulic conductivity. pp. 435-475. In: Ritzema, H. (Ed.). Drainage principles and applications. International Institute for Land Reclamation and Improvement (ILRI).

Organización de la Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO). (1985). Elementos para el proyecto de drenajes. Roma, Italia: FAO.

Organización de la Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO). (1989). Métodos de riego. Roma, Italia: FAO.

P’kla. A. and Ayite, Y. M. X. (2020). Comparative analysis of broukou and kpassidè (togo) clay soils permeability coefficient measured from Porchet and variable load permeameter tests. Annals of Faculty Engineering Hunedoara, 18, 127-133. https://annals.fih.upt.ro/pdf-full/ 2020/ANNALS-2020-2-15.pdf

Pfeiffer, M., Haberland, J., Kremer, C. y Seguel, O. (2008). Comparación de dos métodos alternativos al pozo barreno para la medición de la conductividad hidráulica saturada (Ks) en un alfisol. Revista de la Ciencia del Suelo y Nutrición Vegetal, 8(3), 49-56. http://dx.doi.org/10.4067/S0718-27912008000300005

Philip, J. (1969). Theory of infiltration. Advance in Hydroscience, 5, 215-296. https://doi.org/10.1016/B978-1-4831-9936-8.50010-6

Prieto, B., Tamara, R. y Peroza, J. (2006). Comparación de dos métodos de campo para la determinación de la conductividad hidráulica saturada en suelos del SINU (Córdoba, Colombia). Revista Temas Agrarios, 11(2), 36-44. https://doi.org/10.21897/rta.v11i2.643

Reynolds, D., Bowman, B., Brunke, R., Drury, C. and Tan, C. (2000). Comparison of tension infiltrometer, pressure infiltrometer, and soil core estimates of saturated hydraulic conductivity. Soil Science Society of America Journal, 64(2), 478-484. https://doi.org/ 10.2136/sssaj2000.642478x

Romaña, J. (2014). Los límites de la ley de Darcy [Tesis de maestría, Universidad Nacional de Colombia]. Repositorio institucional-UNAL. https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/ 51282

Ruiz, V. y Muñoz, C. (2022). Determinación de velocidad de infiltración básica en tres áreas de ladera: Roldanillo, Dagua y Pradera en Valle del Cauca, Colombia. Acta Agronómica, 71(2), 130-138. https://doi.org/10.15446/acag.v71n2.83572

Sistema Nacional de Información y Gestión de Tierras Rurales e Infraestructura Tecnológica [SIGTIERRAS]. (2017). Mapa digital, órdenes de suelos del Ecuador (pp. 7-8). Quito, Ecuador: Ministerio de Agricultura y Ganadería. http://metadatos.sigtierras.gob. ec/pdf/MEMORIA_MAPA_DE_ORDENES_DE_SUELOS_MAG_SIGTIERRAS.pdf

Smedema, L. K. and Rycroft, D. W. (1983) Land drainage-planning and design of Agricultural Drainage Systems. Cornell University Press, Ithaca, New York.

Worsa-Kozak, M. and Chudy, K. (2019). Estimation of hydraulic conductivity of artificial fine-grained soil based on Porchet method-example of Tailings Pond "Gilów", sw Poland (Conference). 19th International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM 2019, Bulgaria. DOI:10.5593/sgem2019/1.2/S02.028

Published

2023-06-16

How to Cite

Gavilánez Luna, F. C., & San Martín Larrea, L. S. (2023). Comparison of the double ring and inverted well methods in the determination of hydraulic conductivity. La Técnica. Revista De Las Agrociencias. ISSN 2477-8982, 13(1), 30–36. https://doi.org/10.33936/latecnica.v13i1.5633

Issue

Section

Agricultura y Silvicultura