riegosuperficial.pdf

8/17/2019 riegosuperficial.pdf

1/18

1

UNIVERSIDAD NACIONAL DE LOMAS DE ZAMORAFACULTAD DE INGENIERÍA Y CIENCIAS AGRARIAS

CÁTEDRA DE HIDROLOGÍA AGRÍCOLA APUNTES DE RIEGO SUPERFICIAL

Ing. Víctor NEGRO Marzo de 1998.


2/18

2

EL RIEGO:

“USO RACIONAL DEL AGUA PARA LOS CULTIVOS BASADO EN PRECEPTOSECOLOGICOS”

Tres aspectos fundamentales deben tenerse en cuenta, para concretar un proyecto de

riego en grandes áreas:

1.

- Determinación de Necesidades mínimas y normales de agua de los cultivosen cada lugar y en función del medio (Evapotranspiración).-

2.

- Estadística de las precipitaciones por localidades (Distribución en eltiempo).-

3. - Inventario del Recurso Agua: Superficial, subterráneo, acumulación.

Entre los valores de 1 y los de 2, se establece el Déficit a cubrir conriego.

En función del Déficit y la disponibilidad del Recurso, se establecen losprogramas de asignación de cupos de agua ó TURNOS ADMINISTRATIVOS de RIEGO.

Si los riegos están referidos a pequeñas áreas con provisiónautónoma de agua, estos aspectos son también necesarios a tener en

cuenta, considerando la lógica reducción de la escala.

En función de cuan amplio es ese Déficit, se puede establecer:

•

Riego Complementario (cuando la precipitaciones satisfacen una partede la Demanda).-

•

Riego Suplementario (cuando las precipitaciones No satisfacen laDemanda).-

SIGNIFICACIÓN ECONÓMICA DE LA AGRICULTURA BAJO RIEGO:

30% del valor de la producción agrícola Nacional 1.250.000 has. bajo riego.

Cultivos de alto valor:frutas, hortalizas, vid, olivo, caña de azúcar.-

Superficie Irrigada:

•

Total cultivado : 30.000.000 has. cereales, semillas, oleaginosas,cultivos industriales, hortalizas y frutas.

•

Superficie Irrigada: 1.250.000 has. , 4% del total


3/18

3

4%

96%

Total cultivado Superficie irrigada

DE ESTE VALOR DE SUPERFICIE BAJO RIEGO :

83%

17%

Zona Árida y Semiárida

Zona Húmeda

EN CUANTO A LA UTILIZACIÓN DEL RECURSO:

15% 17%

68%

Superficial Subterránea Subterránea y Superficial

Superficie Potencial a ser irrigada más de 6.000.000 has., estorepresenta más del 20% de la total cultivada.


4/18

4

20%

80%

Total cultivada Potencial a irrigar

Distribución de la superficie irrigada :

PROVINCIA Has. PorcentajeMendoza 299.280 24%

Río Negro 112.230 9%

Bs. Aires 99.760 8%

Salta 99.760 8%

Jujuy 87.290 7%Neuquén 87.290 7%

San Juan 74.820 6%

Sgo. del Estero 74.820 6%

Córdoba 62.350 5%

Tucumán 62.350 5%

E. Ríos 49.880 4%

Chubut 37.410 3%

Corrientes 37.410 3%

Catamarca 24.940 2%

La Rioja 12.470 1%

Otras 24.940 2%

Como surge del cuadro, Mendoza es la Provincia más importante encuanto a Has. Bajo Riego.

Los Ríos Atuel, Diamante, Mendoza y Tunuyán, son los más importantes en esta

provincia. El 70% bajo riego es la uva, el resto frutas y hortalizas, en menorescala cereales.

Cultivos Bajo Riego:

Cultivos: % del área totalirrigada

Vid y Frutales 28,2

Hortalizas 11,5

Otros frutales (olivo, nogal, citrus) 3,3Forrajes y cereales 11,5

Otros cultivos industriales (tabaco, plantasaromáticas, etc.)

14,9

Maíz 2,1

Papa 4,8

Algodón 2,0

Otros cultivos 21,7

Total : 100,0


5/18

5

GRADO DE APROVECHAMIENTO REGIONAL CON RELACIÓN A LOSRECURSOS HÍDRICOS:

- Región Andina: San Juan, Mendoza, La Rioja.9% del agua de la región árida

y tiene:

31% de la superficie bajo riego.

- Región Patagónica: Río Negro, Neuquén, Chubut69% del agua de la región árida

y tiene:

19% de la superficie bajo riego.

- Región N.O.: Salta, Tucumán, Jujuy, Santiago del Estero, Catamarca19% del recurso agua del total.

y tiene:

28% del área bajo riego.

RECURSOS HÍDRICOS POR CUENCA:

1%4%11%

84%

Cuenca del Plata

Vertiente Atlantica(R.Negro Chubut)

Vertiente Pacífica(Futaleufú)

Sin Desagüe al Mar (Salí Dulce)

DISTRIBUCIÓN DE LAS CORRIENTES DE AGUA SUPERFICIALES:

Ríos - Zona: Caudal m3/seg. %

Paraná - Uruguay 18.500 83,3Patagonia 2.706 12,2

Norte (Pilcomayo, Bermejo,Pasaje, Dulce)

520 2,4

Cuyo 246 1,1

Resto del País 228 1,0

Total 22.200 100,0


6/18

6

EL RIEGO SUPERFICIAL:

CONSIDERACIONES GENERALES:

El diferente Poder Retentivo de los Suelos: Considerando tres tipos de texturas distintas de suelo, a las cuales se le aplica

una lámina de riego de 1 cm. El agua al penetrar en el suelo irá satisfaciendo elporcentaje de Capacidad de Campo (C.C.) a medida que avanza en el perfil. Veremosque en el arcilloso no ocupa una profundidad mayor que 60 mm., en el franco 100 mm.y en el suelto penetra 150 mm.

Si se desea regar una determinada planta cuyas raíces llegan a 1200 mm deprofundidad, por lo visto anteriormente, deberemos aplicar volúmenes distintos y porconsiguiente láminas distintas, a los diversos tipos de suelos del siguiente modo:

En el primer (Arcilloso) caso 200 mm de lámina o sea 2000 m3/ha, en el segundo(Franco) 120 mm o sea 1200 m3/ha, y en el tercero (Arenoso) 80 mm o sea 800 m3/ha.

Los suelos arenosos no son retentivos , almacenan poca agua y es necesarioregarlos con frecuencia aplicando volúmenes reducidos, conformes con su agua útil.En cambio, los arcillosos admiten riegos copiosos (pero despacio) y espaciados. Lasexigencias de las plantas, en cambio, son independientes de los tipos de suelos enlos que viven.

Umbral Crítico de Riego (UCR) y Umbral Crítico de Desecación:

Lo aconsejable es regar cuando se han consumido entre el 40% ó 2/3 del aguadisponible.

El Umbral Crítico de Riego (UCR), indica el porcentual máximo de desecaciónadmisible, en cultivos normales, para que la producción sea óptima, de manera queaún exista una reserva de humedad en el suelo de seguridad al momento de regar. Estenivel se alcanza antes de llegar al nivel o Umbral Crítico de Desecación (UCD), apartir del cual los rendimientos descienden, el cual es diferente del Punto deMarchitez Permanente que implica la muerte de las plantas y no una producción menor.

Optimo de Humedad:

Cuanto más próxima a su Capacidad de Campo permanezca la humedad del suelo,tanto mejor desarrollo vegetativo se obtiene.

El óptimo de humedad es aquel rango dentro del cual hay que mantener la humedaden el terreno para obtener rendimientos máximos. Se lo establece como un equilibrioentre el mayor costo que esto representa al exigir riegos frecuentes y cuidadosos yel aumento de ingresos producto de una mejor productividad.

1 RIEGO DE SUPERFICIE

El riego de superficie es la aplicación de agua por gravedad a la superficiedel campo. Sea que se inunde todo el campo (riego por compartimientos o porsumersión), sea que el agua alimente pequeños canales (surcos) o franjas de tierra

(tablares).

1.1 RIEGO POR COMPARTIMENTOS:

Los compartimentos o bancales son superficies planas de tierra rodeadas pordiques bajos. Los diques, o lomos, impiden que el agua afluya a los terrenosadyacentes. Este método de riego por sumersión es comúnmente utilizado para el arrozque se cultiva en terrenos llanos. Por lo general, el método de compartimientos esadecuado para cultivos que no se ven afectados por permanecer en el agua durantelargos períodos (12 a 24 hs.).


7/18

7

1.1.1 Cultivos adecuados: Es adecuado para cultivos extensivos. El arroz se cultiva mejor cuando sus

raíces están sumergidas en agua, por tal motivo este método es el más adecuado paraeste cultivo.

Entre otros cultivos adecuados , cabe mencionar:

• - pastos, por ejemplo alfalfa, trébol;

• - árboles, por ejemplo el limonero y el banano;

•

- cultivos que se siembran al voleo, (cereales);El riego por sumersión no es apropiado para aquellos cultivos que no pueden

permanecer en terrenos humedecidos o anegados por períodos mayores a las 24 hs.Estos son por lo común tubérculos y raíces: papas, remolacha, zanahorias.

1.1.2 Pendientes adecuadas del terreno: Cuantos más plana es la superficie del terreno, más fácil es formar

compartimientos.Es asimismo posible formar compartimientos sobre terrenos en pendiente,

incluso cuando la misma es bastante pronunciada. Los compartimientos planos sepueden construir como los escalones de una escalera recibiendo el nombre deterrazas.

1.1.3 Suelos adecuados: Los suelos que son adecuados dependen de la planta cultivada.Donde mejor se desarrollan los arrozales es en los arcillosos que son casi

impermeables.Aunque la mayor parte de los demás cultivos se pueden dar en suelos

arcillosos, para el riego por compartimientos se suelen preferir los limosos con elfin de evitar el anegamiento. Las arenas gruesas no se recomiendan porque, al ser lavelocidad de infiltración alta, las pérdidas por filtración pueden serconsiderables.

1.1.4 Trazado de los compartimentos: El trazado de los compartimientos se refiere a la forma y dimensión de los

compartimientos y de los diques. Estas están determinadas principalmente por lapendiente del terreno, el tipo de suelo, el caudal disponible, la lámina deaplicación de riego y las prácticas agrícolas.

1.1.4.1 Anchura del compartimento: La principal limitación a la anchura de un compartimento es la pendiente del

terreno. Si la pendiente es pronunciada, el compartimento debe ser estrecho, ya quesino será necesario mover mucha tierra para obtener compartimientos nivelados.(Cuadro N° 1)

Cuadro N° 1: VALORES APROXIMADOS DE LA ANCHURA MAXIMA DEL COMPARTIMENTO O TERRAZA (m.)

Pendiente Anchura Máxima (m.)(%) media mínima y máxima0,2 45 35 - 55

0,3 37 30 - 45

0,4 32 25 - 400,5 28 20 - 35

0,6 25 20 - 30

0,8 22 15 - 30

1,0 20 15 - 25

1,2 17 10 - 20

1,5 13 10 - 20

2,0 10 5 - 15

3,0 7 5 - 10

4,0 5 3 - 8


8/18

8

Otros factores que pueden influir son los siguientes:

• - profundidad del suelo fértil

• - método de construcción del compartimento (manual ó mecánica)

• - prácticas agrícolas (labranza manual ó mecánica, radio de giro).

1.1.4.2 Dimensión del compartimento:

La dimensión del compartimento depende de la pendiente, tipo de suelo y delcaudal de que se puede disponer. (Cuadro N° 2).

Cuadro N° 2:

SUPERFICIES MAXIMAS DE LOS COMPARTIMIENTOS SUGERIDAS (m2) PARA DIVERSOS TIPOS DESUELO Y CAUDALES DISPONIBLES (l/seg.).

Tipos de SueloCaudal Arenoso Franco Franco Arcillosol/seg. arenoso arenoso

5 35 100 200 35010 65 200 400 65015 100 300 600 100030 200 600 1200 200060 400 1200 2400 400090 600 1800 3600 6000

En la dimensión del compartimento influye asimismo la lámina de aplicación deriego. Si la lámina de riego es grande, el compartimento puede ser grande, paraobtener una buena distribución del agua.

El compartimento puede tener forma cuadrada, rectangular o irregular. En terrenoscon fuerte pendiente o de pendiente irregular, los compartimientos pueden ser largosy estrechos. La parte alargada del compartimento sigue la curva de nivel. Si lapendiente y, por lo tanto, la curva de nivel, es irregular, la forma del

compartimento será igualmente irregular.

1.2 RIEGO POR SURCOS: Los surcos son canales pequeños y paralelos que se abren para llevar agua para

irrigar los cultivos. Los cultivos se suelen plantar en los lomos o caballones entrelos surcos.

1.2.1 Cuando se debe utilizar el riego por surcos:


9/18

9

1.2.1.1 Cultivos adecuados: El riego por surcos es apropiado para aquellos cultivos especialmente, los

cultivos en hilera.Las plantas que resultan dañadas si el agua cubre su tallo o su copa deben

regarse por este sistema.

En resumen se pueden regar por este método los siguientes cultivos:

• cultivos en hilera como el maíz, el girasol, la caña de azúcar y la soja;

• cultivos que pueden resultar dañados por inundaciones, como el tomate, lashortalizas, las papas, etc.

• árboles frutales como el limonero y la vid;

• cultivos a voleo (método de pequeños surcos) como el trigo.

1.2.1.2 Pendientes adecuadas: La pendiente no debe exceder el 0,5%. Por lo general se da al surco una

pendiente suave de hasta el 0,05% para facilitar el drenaje después del riego o deunas lluvias excesivas y muy intensas.

1.2.1.3 Suelos adecuados: Como con todos los métodos de riego de superficie, no son recomendables las

arenas muy gruesas ya que las pérdidas por percolación pueden ser muy elevadas.

1.2.2 TRAZADO DEL SURCO: En general , la forma, la longitud, y el espaciamiento están determinados por

los factores naturales, es decir, por la pendiente, el tipo de suelo y el caudaldisponible.

Longitud del surco:

Los surcos deben guardar relación con la pendiente, el tipo de suelo, elcaudal, la lámina de riego, las prácticas de cultivo y la longitud del terreno.

Pendiente:La pendiente del surco máxima recomendada es de 0,5% para evitar erosión del

suelo. Se recomienda también, una pendiente mínima del 0,05 % para que se puedaefectuar un drenaje eficaz después del riego o de unas lluvias excesivas. Si lapendiente del terreno es superior al 0,5%, los surcos pueden formar ángulo con lapendiente principal o incluso a lo largo de la curva de nivel.

Tipo de suelo:En los suelos arenosos el agua se infiltra rápidamente. Los surcos deben ser

cortos ( de menos de 110m), para que el agua llegue al extremo inferior sindemasiadas pérdidas.

En suelos arcillosos, los surcos pueden ser mucho más largos que en suelosarenosos.

Caudal:

Normalmente un caudal de hasta 0,5 l/seg. proporcionará un riego suficiente ensurcos no demasiado largos. El caudal máximo que no provocará erosión dependerá dela pendiente del surco; en cualquier caso se aconseja no utilizar caudalessuperiores a los 3,0 l/seg. (Cuadro N°3).

Lámina de riego:La aplicación de unas láminas de riego mayores suele significar que los surcos

pueden ser más largos ya que se dispone de más tiempo para que el agua descienda porlos surcos y se infiltre.

Prácticas de cultivo:Cuando las labores del campo están mecanizadas, los surcos deben ser lo más


10/18

10

largos posible para facilitar el trabajo. Los surcos cortos requieren muchaatención ya que la corriente debe pasar frecuentemente de un surco al siguiente.

Longitud del terreno:Puede ser más práctico que la longitud del surco sea igual a la longitud del

terreno, y no la longitud ideal, cuando esto pueda dar origen a que se deje fuerauna pequeña parcela de terreno.

Cuadro N°3:

VALORES PRACTICOS DE LONGITUDES MAXIMAS DE SURCO (m) QUE DEPENDERAN DE LA PENDIENTE,EL TIPO DE SUELO, EL CAUDAL Y LA LAMINA NETA DE RIEGO.

Tipos de sueloPendiente Caudal Arcilloso Limoso Arenosodel surco (l/s) por Lámina neta de riego (mm)

(%) surco 50 75 50 75 50 75

0,0 3,0 100 150 60 90 30 450,1 3,0 120 170 90 125 45 600,2 2,5 130 180 110 150 60 950,3 2,0 150 200 130 170 75 110

0,5 1,2 150 200 130 170 75 110

Este cuadro proporciona únicamente una información aproximada con respecto a lapendiente del surco, el tipo de suelo, el caudal y la lámina de riego. Estos datosse deben utilizar únicamente como orientación.-

1.3 RIEGO DE ESCURRIMIENTO POR TABLARES O MELGAS:

Los tablares o amelgas suelen ser largas fajas de terreno uniformementeniveladas y separadas por lomos de tierra. Estos lomos no tienen por finalidadcontener el agua para que se encharque, sino guiarla a medida que fluye terrenoabajo.


11/18

11

1.3.1 Casos en que se debe aplicar el riego de escurrimiento por tablares o melgas:

Es en general particularmente adecuado para explotaciones agrícolas mecanizadaya que está concebido para grandes extensiones de terreno. Este método es menosadecuado para explotaciones pequeñas en las que se utilizan métodos de cultivomanuales.

Pendientes adecuadas: Las pendientes de la faja de terreno deben ser uniformes, con una inclinación

mínima de 0,05% y una inclinación máxima de 2%.

Suelos adecuados: Son preferibles los limosos o arcillosos profundos homogéneos con velocidades

de infiltración medias. Los suelos pesados no pueden regarse fácilmente debido altiempo que se requiere para infiltrar una cantidad suficiente de agua en el suelo.

Cultivos adecuados: Son preferibles los cultivos densos como el forraje o la alfalfa.

1.3.2 Trazado del tablar o melga:

Al igual que en los métodos anteriores, las dimensiones y forma de lostablares están influidas por el tipo de suelo, el caudal, la pendiente, la lámina deriego, las prácticas agrícolas y la dimensión de la parcela o explotación.(Cuadro N°4).

El Cuadro N°4 da una pauta para determinar las dimensiones máximas del tablar.Sin embargo, se debe hacer hincapié en que ese cuadro sólo sirve de orientacióngeneral ya que los valores se basan en experiencia de campo y no en ninguna relacióncientífica.


12/18

12

El Caudal se da por metro de anchura del tablar. Por consiguiente, el caudal totalque entra en un tablar es igual al caudal unitario multiplicado por la anchura deltablar en metros.

Cuadro N° 4:

LONGITUDES Y ANCHURAS MAXIMAS DEL TABLAR SUGERIDAS

Pendiente Caudal/ Anchura Longitud

Tipo de suelo del tablar m.de tablar tablaranchura

(%) l/seg. (m) (m)

ARENOSO 0,2-0,4 10-15 12-30 60-90Tasa infiltración 0,4-0,6 8-10 9-12 60-90superior a 25 mm/h 0,6-1,0 5-8 6-9 75

LIMOSO 0,2-0,4 5-7 12-30 90-250Tasa infiltración 0,4-0,6 4-6 6-12 90-180de 10 a 25 mm/h 0,6-1,0 2-4 6 90

ARCILLOSO 0,2-0,4 3-4 12-30 180-300Tasa infiltración 0,4-0,6 2-3 6-12 90-180inferior a 10 mm/h 0,6-1,0 1-2 6 90

1.3.3 Riego de los tablares:

Los tablares se riegan desviando una corriente de agua del canal al extremosuperior del tablar. El agua desciende por la pendiente. Cuando se ha suministradoal tablar el agua deseada, se corta la corriente. Esto puede ocurrir antes de que elagua haya llegado al extremo del tablar. No existe ninguna norma concreta quedetermine esta decisión. Sin embargo, si la corriente se para demasiado pronto,puede que no llegue agua suficiente al tablar para completar el riego del extremomás alejado. Si se deja que corra durante demasiado tiempo, el agua puede escurrirsedel extremo del tablar y perderse en el sistema de drenaje.

Como orientación, la alimentación del tablar se puede detener como sigue:

• En suelos arcillosos la corriente de entrada se para cuando el agua de riegocubre el 60 por ciento del tablar.

• En suelos limosos, se para cuando se ha cubierto de agua del 70 al 80 porciento del tablar.

•

En suelos arenosos, el agua de riego debe cubrir todo el tablar antes dedetener la corriente.

No obstante, éstas son únicamente orientaciones. Sólo es posible establecernormas realizadas localmente, cuando se pone a prueba el sistema.-

DISEÑO DE ELEMENTOS DE RIEGO:

Introducción: Para el diseño de sistemas de riego gravitacional por escurrimiento (surco

y/o amelga), deberemos analizar dos factores fundamentales para dicho sistema,además de la Lámina de riego y Tiempo de infiltración ya vistos, estos son:

♦ Eficiencia de aplicación: Ea ♦ Caudal máximo no erosivo, en base a un ensayo.


13/18

13

Cuando al hablar de las Eficiencias, lo hacíamos con respecto a la Eficienciade Aplicación, la definimos como la relación entre el agua útil (U) y la suma delagua útil (U) y el desperdicio (D). Este concepto se lo puede adaptar al sistema deriego por escurrimiento de la siguiente manera:

L (longitud)

Ti U (agua útil)

tm D (desperdicio)

Acequia

EaU

U D=

+ (1)

Debido a la particularidad de dicho sistema de entregar el agua al surco oamelga desde un extremo y dejar que escurra por la pendiente hasta el otro,necesariamente en la cabecera existirá un cierto tiempo mayor de aplicación de agua

que en el pie. Ese tiempo mayor es el que corresponde al necesario para que elagua, al iniciarse el riego, corra desde la cabecera hasta el final del elemento de

riego (surco o amelga), denominado tm, "tiempo de mojado".Luego de mojar toda la longitud deberemos, recién, dejar el agua un tiempo,

tal que satisfaga la incorporación de la Lámina (procedimiento edafológico ), que

como se viera anteriormente se denomina Ti, "tiempo de infiltración".Como surge del análisis del esquema y del tipo de sistema, ese valor tm (y

por consiguiente el volumen de agua que se incorpore en él) no se puede eliminar,pero sí hacer que tome un valor lo suficientemente bajo, dependiendo del valor del

volumen de agua que se incorpore en ese tm, el valor de eficiencia de aplicaciónque tendremos en el sistema.


14/18

14

Del esquema tenemos que:

U = f(Ti)D = f(tm)

Las mismas se pueden expresar como sigue:

U = Ti . L (2)

D = tm . L (3) 2

Reemplazando ambas en la (1) nos queda:

EaTi L

Ti Ltm L

Ti L

L Titm

=

⋅

⋅ +⋅

=

⋅

+

2 2

(4)

Como nuestra Ea dependerá de la relación que existe entre los tiempos Ti ytm, tenemos:

R = Ti tm = Titm R

que reemplazaremos en la (4) :

EaTi

TiTi

R R

R

R=

+

=

+

=+

2

1

11

2

2

2 1

Si damos valores a Ti y tm, podremos construir el siguiente cuadro:

R = Ti/tm 2R 2R/2R+1 Ea %1 2 2/3 66

2 4 4/5 80

3 6 6/7 85

4 8 8/9 8910 20 20/21 95

∞ (tm=0) ∞ 1 100

Conclusiones: 1. Para Ea del 100% tm=0, solamente es posible desde el punto de vista

teórico, en el riego por aspersión.2.

Valores razonables de eficiencia se podrían lograr con la relación R=2 aR=4, dependiendo esa elección más que nada del factor económico o delRequerimiento de Lixiviación.

3. Como ya se dijera, a menor tm, mayor Ea; por consiguiente a menor longitudL del elemento, mayor Ea.

4.

A mayor velocidad de avance en el surco (o melga), mayor Ea (menor tm),esto lógicamente dentro de ciertos límites (Qmne: Caudal máximo no

erosivo).

Determinación del Caudal Máximo No Erosivo:

Hemos visto que un aumento en la eficiencia, se podía conseguir aumentando lavelocidad de avance en el surco o melga. Pero esa velocidad de avance estarálimitada en su magnitud al efecto erosivo sobre el suelo. De allí la importancia dedeterminar el valor de Qmne, que soporta el tipo de suelo en estudio, directamenterelacionado a la velocidad y a la pendiente fijada para el proyecto.


15/18

15

Para la determinación del Qmne se debe recurrir a un ensayo a campo,reproduciendo las condiciones del futuro sistema; en cuanto a forma, dimensión delelemento de riego, tipo de suelo, pendiente, etc.

Como trataremos primero el diseño de un sistema por surcos, veremos como serealiza el ensayo para este caso en particular.

Se dispone de varios surcos, por ejemplo 5, los cuales puedan ser provistosde agua de riego por algún medio en forma abundante y suficiente, como por ejemplouna acequia. Habrá que tener en cuenta que para cada tipo de suelo y pendiente,

existe un valor máximo de caudal (en general), el cual puede ser obtenido, enprimera aproximación, en tablas. Esto nos orientará en los valores de caudal quedebemos tomar para el ensayo. Lo mismo sucede con la longitud que debemos darle alsurco.

Teniendo en cuenta esto, se dispondrá de un medio para aforar caudales encada surco (sifones, tubos con compuertas, etc.), entregando a los mismos caudalesdistintos (en lo posible, en un surco deberá circular un caudal un poco mayor almáximo determinado por tabla u otro método).

Además, se colocarán estacas o jalones a lo largo de los surcos, separadosentre sí por ejemplo 10 metros.

El agua, a medida que avanza por el surco, debe satisfacer dosrequerimientos:

1° la infiltración del suelo y2° el avance longitudinal por el surco.

Si el caudal es bajo con respecto al valor de infiltración, avanzará pocalongitud, ya que se consumirá enseguida para satisfacer el 1° requerimiento. Deallí que distintos caudales, para un mismo suelo y pendiente, llegarán a distintaslongitudes.

El ensayo se lleva a cabo, haciendo circular los caudales asignados a cadasurco, anotando el tiempo que tarda el agua en avanzar hasta cada jalón (avance-tiempo). Se deberá dejar constancia, durante el ensayo, que surco experimentóerosión a causa del caudal (alto) ensayado. Una vez realizado el ensayo y con los

datos del mismo se podrá construir un gráfico denominado "gráfico de avance vstiempo" .

L (m)

T(min)

Q1Q2

Q3Q4

Q5

Supongamos que hemos constatado que el caudal Q5 (surco 5), es erosivo, a

través de la turbiedad del agua y cierto arrastre de material. Por lo tantodescartaremos ese caudal y el subsiguiente menor (siempre que no haya producido

también éste cierta erosión), lo consideramos Qmne "Caudal máximo no erosivo".Hasta aquí el ensayo propiamente dicho.

El caudal en general sigue la siguiente relación:Q = Area . Lám de donde:

Tiempo Area = Largo (L).Ancho (B)Lámina = Infiltración promedio (Ip)Tiempo

entonces: Q = L.B.Ip

si: Q = Qmne, entonces L será máxima (en el menor tiempo posible).


16/18

16

Pero para que el sistema sea lo más eficiente posible, esa Lmáx con ese Qmnedeberá ser recorrido en un tiempo lo suficientemente pequeño y que solamente sirvapara llegar desde una punta a la otra del surco, en forma rápida, siguiendo de estamanera el principio enunciado en la conclusión n°4 anteriormente citada. ese tiempo

no será otro que el tm, que guardará una relación con Ti de 1/2 a 1/4 segúnconvenga.

Se entiende que si el surco fuese más largo que la longitud Lmáx,necesariamente para llegar a ese valor deberemos aumentar el tm (por lo tanto menoreficiencia) y no aumentar el Qmne (por su efecto contraproducente).

Con el gráfico Avance-Tiempo, y de este la curva de Qmne, podemos determinarun primer elemento de riego, el valor de longitud L . Para ello entramos con elvalor tm por ordenadas, hasta cortar la curva del Qmne y luego bajamos hastainterceptar al eje de las absisas en un valor de longitud Lmáx.

L (m)

T(min)

tm

Lmax

Qmne

Necesariamente al llegar, en la práctica, al valor de Lmáx o L diseño en elsurco con Qmne, deberemos reducir el mismo a otro menor que satisfaga másapropiadamente los requerimientos de la infiltración, que los de avance (como

sucedió con el Qmne), denominado caudal óptimo Q y que actuará durante un tiempo Ti.

Esta metodología de diseño, se denomina "para manejo de dos caudales", ya quepersigue la concreción de un sistema eficiente basado en el concepto citado apriori de la Ea, aplicada a riego por escurrimiento, que recurre al manejo de doscaudales (uno máximo no erosivo y otro óptimo, de allí su nombre), paraconcretarlo. Las ventajas son las de minimizar las pérdidas o desperdicios de agua,

minimizando el valor de tm . Las desventajas son de origen práctico, ya que el

productor se resiste a utilizar dos caudales. En zonas con altos contenidos salinosen el agua o en el suelo, o sea un elevado Requerimiento de Lixiviación (RL), seríaconveniente regar con un solo caudal ya que como veremos más adelante el hecho deusar un solo caudal de por sí hace disminuir la eficiencia, y esa pérdida puedesatisfacer nuestro RL.

RESUMIENDO:

Manejo de dos caudales: 1° Qmne en el tm 2° Q ópt. en el Ti

Siendo el tiempo total de riego Tr = Ti + tm

Los pasos a seguir son:

1) - Cálculo de la Lámina neta (procedimiento edafológico) .

2)

- Cálculo del Ti (de acuerdo al ensayo de infiltración).3)

- Cálculo de Ip cm/hr ó l/seg m².4) - Cálculo del tm (1/2 a 1/4 Ti)5)

- Determinación del Qmne (a campo, ensayo avance-tiempo).6)

- Cálculo de la L (longitud) del surco (en forma gráfica).7) - Cálculo del caudal óptimo Q = Area.Ip = L.B.Ip8)

- Determinar Ea (matemáticamente y a campo con pala barreno).

Muchas veces este tipo de diseño (dos caudales), choca en la realidad conproblemas de orden práctico. Uno, que ya se nombró, es que el productor o regantees reacio a utilizar dos caudales distintos. El otro es de orden físico, ya quemuchas veces al diseñar se nos presenta como limitante las dimensiones del terreno


17/18

17

a poner en situación de riego. Veremos ahora como se podrían resolver estosproblemas.

Diseño para manejo de un solo caudal:

Antes de seguir adelante debemos destacar con que elementos básicos vamos atrabajar:

1-

Lámina neta.2-

Ti3-

Ip4- Ensayo avance-tiempo.

Los tres primeros son elementos básicos para cualquier sistema de riegosuperficial, como así también, para riego por aspersión, con la salvedad de que eneste caso el valor de Infiltración que se usa es el de Infiltración básica.

Vamos a resumir en pasos este procedimiento:

1-

Lám2-

Ti tres puntos básicos de cualquier sistema

3-

Ip4- Deberemos calcular un valor de caudal a utilizar en el riego, para ello se puede

recurrir a una fórmula empírica como la de CRIDDLE, que dice:

Q = 0,62 [ l/seg . surco] i= pendiente en %i%

5- Como habíamos visto que para cada caudal existe una longitud determinada a laque se puede llegar satisfaciendo la infiltración y el avance, tenemos que:

Q = A.Ip A = L.b

L = Q (1) si reemplazamos el valor de Q obtenidoIp.b en el paso anterior, tendremos nuestro

valor de L.

6- Como corolario a cualquier método de diseño, siempre deberemos calcular la Ea

con que estamos operando; para ello es necesario conocer el valor tm , que ya nomantendrá una relación definida con Ti , como en el caso anterior (definida deantemano). Para conocer tm utilizaremos el gráfico avance/tiempo. Si tenemos lasuerte de contar con que en un surco hemos utilizado para el ensayo un caudal(Qn) igual al obtenido en fórmula empírica, usaremos la curva correspondiente(Qn).

Entramos con el valor de L obtenido por fórmula (1), cortamos la curva Qn yluego nos dirigimos hacia el eje de ordenadas, cortándolo en un valor que será

nuestro tm para este diseño.

L (m)

T(min)

tm

L

Qn = Q (Criddle)

de fórmula (1)


18/18

18

7-

Cálculo de la Eficiencia.-

Diseño para longitud fija:

1-

Lámina2-

Ti

3-

Ip4-

Cálculo del caudal: Q = b .L. Ip

Tener en cuenta que L es dato y que en este caso también utilizaremos un solocaudal de manejo.

5-

Cálculo de L (dato)6-

Cálculo de tm en gráfico de avance-tiempo7-

Eficiencia.

Trabajo Práctico:Diseñar un sistema de riego por surcos de acuerdo a los siguientes datos:Lámina: 60 mm.Ti = 246min 45seg Ip= 1,46 cm/hr

Pendiente 1%, separación entre surcos: 0,60m.Diseñar: 1° para manejo de dos caudales.2° para un caudal fijo.3° para longitud fija de 220m.

PLANILLA DE AVANCE vs TIEMPO:

Estación: Surco 1 Surco 2 Surco 3 Surco 4 Surco 5 N° m. 1,2 l/s 1 l/s 0,6 l/s 0,4 l/s 0,2 l/s1 10 0'30 0'50 2'00 1'35 6'35

2 20 1'21 2'05 4'14 4'34 14'38

3 30 2'25 3'37 6'57 8'29 22'26

4 40 3'40 5'21 9'52 13'10 32'55

5 50 5'04 7'14 12'57 18'30 46'50

6 60 6'35 9'17 16'11 24'27 72'00

7 70 8'14 11'27 9'32 30'578 80 9'59 13'43 22'59 37'58

9 90 11'50 16'07 26'32

10 100 13'47 18'35 30'10

11 150 24'44 32'17 49'27

12 200 37'28 47'44 70'14

El caudal del surco 1, demostró ser erosivo por la presencia de sedimentosarrastrados en el surco.

riegosuperficial.pdf

Documents