A methodology for determining the surface and vertical components of the wetting front under a surface point source, with root water uptake and evaporation

A cylindrical flow model that describes local infiltration from a surface point source, by incorporating evaporation and water extraction by roots, was used to obtain numerical results that were the base for the development and testing of an empirical method for determining the surface and vertical components of the wetting front. The implementation of the mathematical model took place against two of the 12 USDA soil classes, using three water application rates for each one. The empirical methodology consisted of two simple, time-dependent empirical relationships: a power law for the stage of the infiltration, which was applied in both directions, and a polynomial for the stage after the end of the irrigation, applied only for the vertical component, to account for percolation losses. The statistical criteria used for the evaluation of the method showed good agreement between the numerical results and the values calculated by the empirical relationships. Based on the limited availability of necessary experimental data for detailed analysis of multidimensional transient infiltration, the introduction of such an empirical model, as a design tool for trickle irrigation systems, may contribute to the selection of the optimum application rate and lateral spacing. Copyright © 2006 John Wiley & Sons, Ltd. Les résultats numériques d'un modèle mathématique de l'infiltration localisée ponctuelle à partir de la surface du sol, qui prend en compte l'évaporation et l'extraction racinaire, a été la base du développement et de l'évaluation d'une méthode empirique pour la détermination de lois de la cinétique du front d'humectation à la surface du sol et sur l'axe de symétrie. L' implantation du modèle a eu lieu sur deux de douze USDA classes de sols, Schaap and Leij (1998) en utilisant trois débits pour chacune. Les relations empiriques, l'une fonction puissance pour la phase d'infiltration appliquée aux deux directions et l'autre polynomiale pour la phase qui suit la fin d'irrigation, sont fonction du temps uniquement pour assurer la simplicité. L'accord entre les résultats numériques et les valeurs calculées par ces relations empiriques montre que l'introduction d'un tel modèle empirique peut être utilisée pour le calcul de la cinétique du front d'humectation afin de réduire les pertes d'eau par percolation profonde et de mieux dessiner les projets d'irrigation goutte à goutte.