Exact nonlinear solution for constant flux infiltration

Sander, G. C.; Parlange, Jean‐Yves; Kühnel, V.; Hogarth, W. L.; Lockington, David; O’Kane, J. P.

doi:10.1016/0022-1694(88)90123-0

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“…The infiltration function in equation (24) was verified recently by Triadis and Broadbridge [2010]. Their solution relies on the nonlinear models of Broadbridge and White [1988] and Sander et al [1988a] and was validated numerically by Broadbridge et al [2009].…”

Section: Integral Approachmentioning

confidence: 88%

“…Solving the problem of two-phase flow in porous medium presented an increased interest since oil can replace air in the two-phase definition and thus address practical issues related to the oil industry. Different approaches were developed [Youngs and Peck, 1964;McWhorter, 1971;MorelSeytoux, 1973;Wooding and Morel-Seytoux, 1976;Sander and Parlange, 1984;Sander et al, 1988aSander et al, , 1988bSander et al, , 1988cWeir and Kissling, 1992;Celia and Binning, 1992;Sander et al, 1993;Weeks et al, 2003]. Following McWhorter [1971], the basic equation describing the flux of water, f w , affected by the flux of air, f a , that was solved by Sander et al [1988cSander et al [ , 1993 is…”

Section: Two-phase Flow In Porous Mediamentioning

confidence: 99%

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Infiltration into soils: Conceptual approaches and solutions

Assouline

2013

Water Resources Research

222

115

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[1] Infiltration is a key process in aspects of hydrology, agricultural and civil engineering, irrigation design, and soil and water conservation. It is complex, depending on soil and rainfall properties and initial and boundary conditions within the flow domain. During the last century, a great deal of effort has been invested to understand the physics of infiltration and to develop quantitative predictors of infiltration dynamics. Jean-Yves Parlange and Wilfried Brutsaert have made seminal contributions, especially in the area of infiltration theory and related analytical solutions to the flow equations. This review retraces the landmark discoveries and the evolution of the conceptual approaches and the mathematical solutions applied to the problem of infiltration into porous media, highlighting the pivotal contributions of Parlange and Brutsaert. A historical retrospective of physical models of infiltration is followed by the presentation of mathematical methods leading to analytical solutions of the flow equations. This review then addresses the time compression approximation developed to estimate infiltration at the transition between preponding and postponding conditions. Finally, the effects of special conditions, such as the presence of air and heterogeneity in soil properties, on infiltration are considered.

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Section: Integral Approachmentioning

confidence: 88%

Section: Two-phase Flow In Porous Mediamentioning

confidence: 99%

Infiltration into soils: Conceptual approaches and solutions

Assouline

2013

Water Resources Research

222

115

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“…Relación Referencias 1 θ(Ψ m ) Brooks y Corey (1964), Brutsaert (1966), Van Genuchten (1980 2 K(θ) Brooks y Corey (1964), Van Genuchten (1980, Sander et al (1988) 3 K(Ψ m ) Gardner (1958), Ritjema (1965), Ahuja y Williams (1991) 4 D(θ) Fujita (1952) -en Fuentes et al, 1992-, Gardner y Mayhugh (1958 La variabilidad espacial puede ser caracterizada, para una superficie ocupada por un tipo único de suelo, con algunas funciones de distribución que afectan a un factor de escala, como sugirieron Warrick et al (1977) al reducir numerosas observaciones en un suelo aluvial a un patrón que ellos estimaron el valor medio, con la que se relacionaban haciendo variar el parámetro de escala. Sus ajustes garantizaban la eficacia del método si bien, como Warrick (1990) reconocía más tarde, presentaba algún problema como las diferencias entre los valores de tal parámetro calculado en base a la componente matricial del potencial o en base a la conductividad hidráulica para valores de la humedad determinados.…”

Section: Tipounclassified

Influencia de la variabilidad del suelo en la hidrología superficial de una cuenca

Moral¹,

Giráldez²

1995

ing.agua

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RESUMEN:Un conocimiento previo del comportamiento hidrológico de la cuenca es necesario para la elaboración de los proyectos de ingeniería hidráulica. La importancia de la correcta determinación de las propiedades físicas de cada asociación de suelos, como la conductividad hidráulica saturada, es analizada dentro del marco de un modelo hidrológico estocástico y conceptual previamente propuesto por Freeze (1980). La comparación de los resultados con los obtenidos mediante el uso de un modelo determinístico (KINEROS), cuyos datos de entrada son los valores medios de las propiedades del suelo, ilustra las consecuencias de infravalorar la determinación apropiada de los principales parámetros de la cuenca. INTRODUCCIÓNEl diseño de las numerosas obras hidráulicas destinadas a grandes cuencas requiere al menos la misma atención a la estructura como a la hidrología, analizando los parámetros apropiados que sirvan como base fundamental para conseguir una obra duradera, capaz de soportar las condiciones más adversas que se encuentre dentro de su vida útil y cumpliendo óptimamente el objetivo para el cual se construye.El elemento decisivo que determina la respuesta hidrológica de la cuenca, tanto en el aspecto temporal como en la magnitud correspondiente, es el suelo. Este es analizado en multitud de ocasiones de forma muy somera, induciendo un conjunto de errores que pueden resultar demasiado caros a corto y medio plazo.La compleja interacción entre el suelo, vegetación, relieve y clima, dificulta la caracterización superficial de la cuenca.No es un tema nuevo en hidrología, como indicaba Freeze (1980), pero aún no es tan aceptado como debiera. Entre otros autores, Woolhiser y Goodrich (1988) demostraron la importante influencia de la distribución de la intensidad de lluvia en la generación de escorrentía en la cuenca. A su vez la variación de propiedades físicas esenciales del suelo desempeñan un papel determinante en la respuesta hidrológica de la cuenca. En el presente trabajo se ilustra aún más el efecto de la variabilidad espacial de la cuenca, incidiendo en la variabilidad del suelo. En primer lugar se analiza la representación de la variabilidad de las propiedades físicas del suelo, para posteriormente, mostrar su efecto en el hidrograma de escorrentía superficial. VARIABILIDAD ESPACIAL DE LAS PROPIEDADES FÍSICAS DEL SUELOPara intentar abordar los complejos sistemas que constituyen los suelos, se han establecido distintas formas de relacionar los parámetros que describen las propiedades físicas de los mismos, tales como las que determinan la curva de retención de agua (componente matricial del potencial, ψ m , y contenido de humedad, θ y la conductividad hidráulica, K, y el contenido de humedad. Fuentes et al. (1992) establecieron unaArtículo recibido el 10 de Enero de 1995 y aceptado para su publicación el 7 de Febrero de 1995. Pueden ser remitidas discusiones sobre el artículo hasta seis meses después de la publicación del mismo. En el caso de ser aceptadas, las discusiones serán publicadas conjuntamente con la ...

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“…Because of strong nonlinearity of the equation, analytical solutions are merely available for very special cases (e.g. [1][2][3][4][5]); hence, numerical approaches are preferable.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Differential Quadrature Method for Two-Dimensional Unsaturated Water Flow

Baghlani

Nikzad

2017

Scientia Iranica

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Abstract. This paper presents numerical solution of Richards' equation for water ow through unsaturated porous media. Di erential Quadrature Method (DQM) is employed for the rst time to solve the governing equations in two-dimensional space. The moisture content-based Richards' equation is considered. This equation is known as a highly nonlinear partial di erential equation due to strong nonlinearity between hydraulic conductivity (and di usivity) and moisture content. In order to investigate the robustness of DQM in dealing with such strong nonlinearities, two popular constitutive models, i.e. White and Broadbrige (1988) and Van Genuchten (1980), are investigated for the 2D case. The analytical solution based on Brooks and Coley model in a special 1D case is used to compare the results with those of DQM. For the 2D case, the study also demonstrates that DQM with considerably smaller number of grid points gives excellent results which are in close agreement with other numerical techniques such as multi-grid approach reported in the literature.

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Exact nonlinear solution for constant flux infiltration

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Infiltration into soils: Conceptual approaches and solutions

Infiltration into soils: Conceptual approaches and solutions

Influencia de la variabilidad del suelo en la hidrología superficial de una cuenca

Differential Quadrature Method for Two-Dimensional Unsaturated Water Flow

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