miniatura|300x300px|Corba de retenció d'aigua per a sorra (Ss), llim o argilo-limó (Uu), llim-limó o argila (Lu), i argila o torba (Tt). La corba de retenció d'aigua és la relació entre el contingut d'aigua, θ, i el potencial hídric del sòl, ψ. La corba d'humitat del sòl és característica per a diferents tipus de sòl i també s'anomena característica d'humitat del sòl.

S'utilitza per predir l'emmagatzematge d'aigua del sòl, el subministrament d'aigua de les plantes (capacitat de camp) i l'estabilitat dels agregats del sòl. A causa de l'efecte histerètic de l'ompliment i drenatge dels porus per aigua, es poden distingir diferents corbes d'humitació i assecat.

Les característiques generals d'una corba de retenció d'aigua es poden veure a la figura, en què el contingut d'aigua en volum, θ, es representa gràficament en funció del potencial matricial, A potencials propers a zero, el sòl està a prop de la saturació i l'aigua es reté al sòl principalment per forces capil·lars. A mesura que θ disminueix, la fixació de l'aigua es fa més forta i, a potencials petits (més negatius, apropant-se al punt de marciment), l'aigua està fortament lligada als porus més petits, als punts de contacte entre els grans i com a pel·lícules unides per forces d'adsorció al voltant de les partícules.

Els sòls sorrencs implicaran principalment unió capil·lar i, per tant, alliberaran la major part de l'aigua a potencials més alts, mentre que els sòls argilosos, amb unió adhesiva i osmòtica, alliberaran aigua a potencials més baixos (més negatius). A qualsevol potencial donat, els sòls torbers solen mostrar continguts d'humitat molt més alts que els sòls argilosos, que s'espera que retinguin més aigua que els sòls sorrencs. La capacitat de retenció d'aigua de qualsevol sòl es deu a la porositat i a la naturalesa de l'enllaç del sòl.

Models de corbes La forma de les corbes de retenció d'aigua es pot caracteritzar mitjançant diversos models, un d'ells conegut com el model de van Genuchten:

on

és la corba de retenció d'aigua [L3L−3]; és la pressió d'aspiració ([L] o cm d'aigua); contingut d'aigua saturada [L3L−3]; contingut d'aigua residual [L3L−3]; està relacionat amb la inversa de la succió d'entrada d'aire, ([L−1], or cm−1); i, és una mesura de la distribució de la mida dels porus, (adimensional).

A partir d'aquesta parametrització es va desenvolupar un model de predicció per a la forma de la relació conductivitat hidràulica insaturada - saturació - pressió.

Història El 1907, Edgar Buckingham va crear la primera corba de retenció d'aigua. Es va mesurar i es va fer per a sis sòls que variaven en textura, des de sorra fins a argila. Les dades provenien d'experiments realitzats en columnes de sòl de 48 polzades d'alçada, on es mantenia un nivell d'aigua constant a uns 2 polzades per sobre del fons mitjançant l'addició periòdica d'aigua des d'un tub lateral. Els extrems superiors es tancaven per evitar l'evaporació.

Mètode Els paràmetres de Van Genuchten ( i ) es pot determinar mitjançant proves de camp o de laboratori. Un dels mètodes és el mètode del perfil instantani, on el contingut d'aigua (o saturació efectiva ) es determinen per a una sèrie de mesures de pressió d'aspiració A causa de la no linealitat de l'equació, es poden utilitzar tècniques numèriques com el mètode dels mínims quadrats no lineals per resoldre els paràmetres de van Genuchten. La precisió dels paràmetres estimats dependrà de la qualitat del conjunt de dades adquirit ( i ). La sobreestimació o subestimació estructural es pot produir quan les corbes de retenció d'aigua s'ajusten amb mínims quadrats no lineals. En aquests casos, la representació de les corbes de retenció d'aigua es pot millorar en termes de precisió i incertesa aplicant la regressió del procés gaussià als residuals obtinguts després dels mínims quadrats no lineals. Això es deu principalment a la correlació entre els punts de dades, que es té en compte amb la regressió del procés gaussià a través de la funció del nucli.

Referències

Categoria:Aigua Categoria:Física aplicada i interdisciplinària