Estimation of leaching flow using a gee passive capillary lysimeter under controlled conditions

Inglés. Knowledge of the dynamic of water in the soil is essential to estimate both the movement of nutrients from the unsaturated to the saturated zone and groundwater contamination. The objective of this study was to compare drained water data from a Gee Passive Capillary Lysimeter (GPCL; Decagon Devices Inc, Pullman, USA) with model simulations in a soil column. Two experiments were set with the GPCL with different sensor settings and initial moisture content. Preliminary evaluation of the measured data was compared with data simulated by a soil-water model (CRITERIA BdP). The first experiment (GPCL1, soil column with disturbed soil and dry soil as initial condition) generated reliable data. The second experiment (GPCL2, soil column with disturbed soil with wet soil as initial condition and different water application rates) showed variations in the moisture content at all depths for an application rate of 5 mm d-1 due to the propagation pressure waves. This result poses warning for the calibration of infiltration models since neither the Darcian flow theory nor the simplified theories, such as the Green-Ampt method, do not include the effects of pressure waves. Monitoring moisture by capacitance sensors (ECHO20, Decagon Devices Inc, Pullman, USA) in both experiments determined the soil water storage, and allowed completing the water balance equation by providing information on the variations of the soil water content. Both moisture content and drainage were adequately simulated by water balance model as compared against measured data.

Español; castellano. El conocimiento de la dinámica del agua en el suelo es esencial para estimar el movimiento de los nutrientes desde la zona no saturada a la saturada y la contaminación de aguas subterráneas. El objetivo de este estudio fue comparar los datos de aguas drenadas de el lisímetro capilar pasivo Gee (GPCL; Decagon Devices Inc., Pullman, EE.UU.) con simulaciones de modelos en una columna de suelo. Dos experimentos se realizaron con el GPCL con diferentes configuraciones de los sensores y contenido de humedad inicial. La evaluación preliminar de los datos medidos se comparó con los datos simulados por un modelo de suelo-agua (CRITERIA BdP). El primer experimento (GPCL1, de columna de suelo con suelo removido y suelo seco como condición inicial) generó datos confiables. El segundo experimento (GPCL2, de columna de suelos con suelo removido y suelo húmedo como condición inicial y diferentes tasas de aplicación de agua) mostró variaciones en el contenido de humedad en todas las profundidades para una tasa de aplicación de 5 mm d-1 debido a la propagación de ondas de presión. Este resultado pone una advertencia para la calibración de modelos de infiltración ya que ni la teoría del flujo de Darcy ni las teorías simplificadas, como el método de Green-Ampt, incluyen los efectos de ondas de presión. El monitoreo de la humedad por sensores de capacitancia (ECHO20, Decagon Devices Inc., Pullman, EE.UU.) en los dos experimentos permitió determinar el almacenamiento de agua en el suelo, y completar la ecuación de balance de agua, al dar información sobre las variaciones del agua del suelo. El contenido de humedad y el drenaje fueron adecuadamente simulados por el modelo de balance de agua, comparado con los datos medidos.