FONDO DE INCENTIVOS PARA LA TECNIFICACION DEL RIEGO

INFORMACION BASICA PARA DISEO AGRONOMICO

1.- Calidad de agua,

Se presentar un anlisis de agua con valores donde se determine que el agua es adecuada para el riego. Podr utilizarse la informacin de calidad de aguas existente elaborados por instituciones competentes. La informacin sobre la calidad del agua de riego ser referenciada de acuerdo a Ayres y Westcot, Manual 29-FAO.

CALIDAD DE AGUA FAO 29

PROBLEMA POTENCIALUNIDADGRADO DE RESTRICCIN

NINGUNOMODERADOSEVERO

SALINIDAD

CE aguaDs/m< 0.700.7 3.0> 3.0

TSDmg/l< 450450 2000> 2000

INFILTRACIN RAS / CE agua

0 3Ds/m> 0.70.7 0.2< 0.2

3 6> 1.20.7 0.3< 0.3

6 12> 1.90.7 0.4< 0.4

12 20> 2.92.9 1.3< 0.5

20 40> 5.05.0 2.9< 0.6

TOXICIDAD IONES

Sodio (Na)

Riego Superficialme/l< 0.70.7 3.0> 3

Riego por Aspersinme/l< 3> 3

Cloruros (Cl)

Riego Superficialme/l< 44 10> 10

Riego por Aspersinme/l< 3> 3

Boroppm< 0.70.7 3.0> 3

ELEMENTOS TRAZA

N-NO3Me/l< 55 30> 30

HCO3Me/l< 1.51.5 8.5> 8.5

PHRgo. Normal6.5 8.4

2.- Humedad del suelo

Agotamiento permisible de la humedad del sueloTIPO DE CULTIVOETo

Baja de 2 a 5 (mm/dia)Media a Alta de 6 a 10 (mm/da)

Hortalizas

Frutales

Pastos

Cereales

Algodn

Oleaginosas

Caa de Azcar

Tabaco30-40

40-50

50-70

60-70

60-70

60-70

60-70

60-7015-25

20-35

30-45

40-55

40-55

40-55

40-55

40-55

Fuente. Avidan, A. 1996. El Rgimen de Riego de los Cultivos3.- Profundidad radicular efectiva

La profundidad radicular efectiva es la parte de las races donde se concentra la mayor absorcin de agua y nutrientes. Los proyectistas tendrn que recurrir a la experiencia prctica para definir este valor; como orientacin, se presenta informacin referencial.

Profundidad radicular efectiva

Frutales

Agrios

Aguacate

Albaricoque

Almendro

Cerezo

Ciruelo

Higuera

Manzano

Melocotn

Nogal

Palmera Dat.

Peral

Viedo a parral

Plantas Industriales

Algodn

Cacahuate

Caa de azcar

Camo

Crtamo

Lino

Lpulo

Olivo

Remolacha azu.

Soya

Tabaco

Cereales y piensos

Arroz

Avena

Cebada

Centeno

Haba

Maz

Sorgo

Trigo

Veza(dm)

6-9

6

9-13

9-15

9-14

9-13

12-18

9-13

6-12

18-20

14-18

9-13

9-17

(dm)

10-15

4-6

4-6

6-9

10-15

6-8

9-12

12-14

10-18

6

8-10

(dm)

3-4

8-10

8-10

9-10

6

9-15

12-18

8-10

6-7Hortalizas

Alcachofa

Apio

Berenjena

Calabazas

Cardo

Cebolla

Col

Coliflor

Esprragos

Espinacas

Fresa

Guisante

Judas verdes

Lechuga

Pepino

Pimientos

Puerros

Rbanos

Remolacha mesa

Tomate

Zanahoria

Praderas y forrajes

Alfalfa

Pastizal de gramneas y leg.

Trbol rojo

Varios

Batatas

Judas grano

Meln

Nabo

Patatas

Sanda

(dm)

10

3-6

6-10

6-10

6

2-3

4-6

4-6

10-15

4-6

4.5-6

6

2.5-5

2-3

6-10

4-5

2.5-3

2.5-3

6-10

10-12

6-10

(dm)

8-15

6-8

8-12

(dm)

9-12

6-10

7-10

6

2.5-6

10-15

Fuente. 1982. Hidrologa Agrcola. XI Curso Internacional de Ing. de Regado. Madrid Espaa

4.- Caudal mximo no Erosivo

La mxima longitud permisible de los surcos depende de la pendiente del terreno, la textura del suelo, el caudal del surco y la lmina aplicada. Las relaciones entre las mencionadas variables son complejas y las frmulas disponibles son empricas y difciles de aplicar. En consecuencia, se sugiere definir las mximas longitudes de forma prctica, tomando como respaldo el siguiente cuadro referencial:Longitud mxima de surcos requerida

Slope

(%)Caudal

Mximo

l/sArenaLimoArcilla

Lmina Aplicada

75 15050 100 15050 75 100

0.05

0.1

0.2

0.3

0.5

1.0

1.5

2.03.00

3.00

2.50

2.00

1.20

0.60

0.50

0.30300

340

370

400

400

280

250

220400

440

470

500

500

400

340

270120

180

220

280

280

250

220

180270

340

370

400

370

300

280

250400

440

470

500

470

370

340

30060

90

120

150

120

90

80

6090

120

190

220

190

150

120

90150

190

250

280

250

220

190

150

Fuente. Kay, M. 1993 Surface Irrigation. Systems and practice

Adems del cuadro anterior, se tendrn que considerar las funciones de infiltracin y avance que son las que determinan el tiempo de riego para completar una determinada lmina de agua. Lo ideal sera contar con pruebas de campo, sin embargo, ante la dificultad de realizar las mismas (sobretodo la prueba de avance), se tendrn que emplear criterios prcticos como la regla del cuarto que indica que el tiempo de avance (Ta) representa una cuarta parte y el tiempo de infiltracin (Ti) tres cuartas partes del tiempo de riego total (Tr). Es decir:

Tr = Ta + Ti

Ti = 3*Ta

Segn el tipo y acomodo de las partculas, cada suelo tiene una capacidad de retencin de agua diferente en punto de marchites y en capacidad de campo, la cual se determina muestreando el terreno y analizando en el laboratorio. La capacidad de retencin del suelo se calcula con la siguiente frmula:

Aunque sera conveniente contar con los mencionados anlisis de laboratorio, para efectos de diseo se podrn emplear los siguientes datos referenciales:

5.- Caractersticas fsicas del sueloTextura del SueloVelocidad de Infiltracin BsicaVolumen Poroso TotalPeso Especfico Aparente

PeaCapacidad

de

Campo

HccPunto de Marchitez Permanente

HPmAgua disponible

% del volumenCapa de 1 metro

(mm/h)(P%)(g/cm3)(%w)(%w)(%v)(m3/Ha7m)

Arenosa50

(25-250)38

(32-42)1.65

(1.55-1.80)9

(6-12)4

(2-6)8

(6-10)800

(700-1000)

Franco-Arenosa25

(23-76)43

(40-47)1.50

(1.40-1.60)14

(10-18)6

(4-8)12

(9-15)1200

(500-1500)

Franca13(6-20)46

(43-49)1.42

(1.34-1.50)22

(18-26)10

(8-12)17

(14-20)1700

(1400-1900)

Franco-arcilloso8.5

(2.5-15)49

(47-51)1.35

(1.30-1.40)17

(23-31)13

(11-15)19

(16-22)1900

(1700-2200)

Arcilloso-Arenosa4

(3-5)51

(49-53)1.30

(1.25-1.35)31

(27-35)15

(13-17)21

(18-23)2100

(1800-2300)

Arcillosa0.5

(0.1-1)53

(51-55)1.25

(1.20-1.30)35

(31-39)17

(15-19)23

(20-25)2300

(2000-2500)

Fuente. Avidan, A. 1996. El Rgimen de Riego de los Cultivos.

Para poder comparar, en el siguiente cuadro se presentan mas datos de contenido de humedad a capacidad de campo, humedad en punto de marchites y densidad aparente, segn tipos de suelos. Se consignarn los datos seleccionados para el expediente tcnico, teniendo cuidado que guarden relacin con el tipo de suelo definido en los anlisis de suelos.

Capacidad de campo, punto de marchites y

densidad aparente segn tipos de sueloa. Segn Romano y Lauciani (1964)

Texturada (Tm/m3)

Ar

F , Ar

F

F , Li

F , Ac

Ac

Terr. Humif1.65

1.50

1.35

1.30

1.20

1.10

0.9

b. Valores de capacidad de campo segn Romano

y Lauciani (1964)

TexturaCc (o/o)

Ar

F , Ar

F

F , Li

F , Ac

Ac

Terr. Humif10

15

20

26

30

36

50

c. Valores de humedad equivalente y punto de

marchitamiento segn Milla y Turk (1951)

TexturaHe o/oPm o/o

Ar

F , Ar

F

F , Li

F , Ac

Ac

Terr. Humif2.6

6.9

9.2

12.7

18.4

24.4

45.91.8

4.2

5.2

6.3

10

14.3

29.6

Fuente. XI Curso Internacional de Ingeniera de Regado

1982. Hidrologa Agrcola. Madrid, Espaa

Longitud de Tubera multicompuerta (cabecera). Determinacin el numero de sectores de riego por turno.

Numero de emisores (vlvulas, compuertas, etc.) por operacin. Justificacin, modalidad de operacin, etc.

Frecuencia de riego y Nmero de Horas de Riego (N horas riego) por Unidad de riego.La necesidad de riego se tomar del balance hdrico realizado en la etapa de Perfil. Esta proviene de analizar la evapotranspiracin potencial, el coeficiente de cultivo, la precipitacin efectiva y la eficiencia de aplicacin. En el expediente tcnico se consignarn la demanda mxima, mnima y promedio, pudiendo adjuntar los cuadros de balance hdrico del perfil tcnico.

El tiempo o duracin de riego por sector se obtiene comparando la necesidad de riego del sector con el caudal del mismo, para el nmero de das establecido en el intervalo de riegos.

En el expediente tcnico se presentarn los tiempos de riego calculados, considerando que sean suficientes para infiltrar las lminas de riego a lo largo de todo el surco.

Comparando la retencin de humedad del suelo con la necesidad hdrica se obtiene el mximo intervalo de riego, el cual deber tomarse en cuenta para evitar que la plantacin sufra de estrs y caigan los rendimientos:

Las tuberas multicompuertas deben trabajar a seccin completa (presurizadas), de ah la importancia del diseo y las posteriores regulaciones de campo. En el cuadro se indican valores para ventanas en operacin hasta de abertura, aunque en la prctica se pueden regular a menos de de abertura.

Clculo de perdidas de carga en tuberas multicompuertas

Como la tubera multicompuertas tiene salidas equidistantes, se har un anlisis similar al de una tubera portalaterales de riego presurizado, es decir, se calcularn las prdidas de carga por friccin segn Hazen-Williams y se considerar el Factor F de Christiansen para salidas equidistantes. Adems, se evaluar la pendiente la cual podra ayudar a compensar las prdidas de carga por friccin.

Factor Fde Christiansen para tuberas con salidas equidistantes.

Numero de salidas

(n)Factor de Correccin

F(s)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

35 y ms1.000

0.639

0.534

0.485

0.457

0.438

0.425

0.416

0.408

0.402

0.397

0.393

0.390

0.387

0.385

0.382

0.381

0.379

0.377

0.376

0.375

0.374

0.373

0.372

0.371

0.370

0.369

0.368

0.368

0.367

0.365

Fuente. CINADCO. 1988. Apuntes de Hidrulica

Cuadro N 1: Comportamiento de las tuberas de riego californiano

segn dimetro y pendiente del terreno.

% De PENDIENTE

(PERDIDA DE CARGA)CAUDAL (LT/SEG)

200 mm 250 mmVELOCIDAD (M/SEG)

200 mm 250 mm

0,112,0 21,50,4 0,5

0,217,5 31,30,6 0,7

0,425,4 45,50,8 1,0

0,734,4 61,61,1 1,3

1,041,7 74,71,4 1,6

1,348,0 86,01,6 1,8

1,653,8 96,21,8 2,0

1,959,0 105,61,9 2,2

2,263,9 114,22,1 2,4

2,568,5 122,42,2 2,6

2,872,7 130,22,4 2,8

a.- Vlvulas de Multicompuerta:

En vez de presentar vlvulas de huerto, campana de distribucin y elevadores, como es el caso del Californiano Fijo o enterrado, son vlvulas multicompuertas, que consiste en ventanillas regulables que se instalan a distancias preestablecidas en el tubo de distribucin, segn el cultivo a regar, estas permiten la salida del agua segn su abertura y la presin en que este sometido en sistema (cuadro N 02).

Cuadro N 2: Caudal de las compuertas segn abertura y presin

(Compuerta tipo Dam Gate).

CAUDALES EN COMPUERTAS (LITROS / SEGUNDO)

PRESION

(metros)TOTALMENTE

ABIERTA

ABIERTA

ABIERTA

ABIERTA

0.075

0.15

0.23

0.30

0.45

0.60

0.75

0.90

1.22

1.503.0

3.5

4.0

4.4

5.1

5.8

6.0

6.5

7.5

8.02.16

2.50

2.80

3.30

3.60

4.10

4.40

4.70

5.10

5.701.40

1.60

1.90

2.00

2.40

2.70

2.90

3.10

3.60

3.800.70

0.80

0.91

1.00

1.20

1.30

1.40

1.50

1.70

1.90

IV.GEOMEMBRANAS DE POLIETILENO DE ALTA DENSIDAD (HDPE)4.1Material y Propiedades.La manta o geomembrana es fabricada mediante resina virgen de polietileno de alta densidad, la cual mantiene una caracterstica nica de rigidez debido al porcentaje de aditivos protectores a los rayos UV, pigmentos, etc.

Para el revestimiento de los reservorios que almacenarn el agua, el espesor mnimo de la geomembrana debe ser de 0.50 mm y sus valores mnimos deben ser de:

PROPIEDADESUNIDADVALORESMETODO DE ENSAYO

Densidadgr/cc.1.20ASTM D792

Resistencia a la tensinlbs48ASTM D882

Elongacin%350ASTM D882

Resistencia al rasgadolbs.6.50ASTM D1004

Tensin a la ruptura%5

Fracturamiento al froC-26ASTM D1790

Resistencia hidrostticapsi60ASTM D751

El fabricante importador de mangas de polietileno y accesorios de PE, segn sea el caso, deber presentar la certificacin de calidad correspondiente, expedido por la institucin oficial competente por un laboratorio acreditado por sta, donde certifique su adecuacin a las normas tcnicas exigidas.

Pot = (PxQ)/(270*Ef)

Clculo de potencia de bombeo

Donde,

Pot : potencia de la bomba (HP)

P : presin (mca)

Q : caudal (m3/h)

Ef : eficiencia de la bomba (%)

Hf = 1.131x109x(Q/C)1.852xD-4.871xL

Frmula de Hazen-Williams para prdidas por friccin

Donde,

Hf: prdidas de carga por friccin (mca)

Q : caudal (m3/h)

C : coeficiente de rugosidad

D : dimetro interior (mm)

L : longitud (m)

Caudal de ventanas de tuberas multicompuertas

Fuente. P&R. Hoja Tcnica N12: Riego por caudal discontinuo

T = Lr / Nr

Intervalo de riego

Donde:

T : intervalo de riego (das)

Lr: lmina mxima aprovechable (mm)

Nr: necesidad de riego (mm/da)

t = (Nr / Qr) * T * As

Tiempo de riego

Donde:

t : tiempo de riego (h)

Nr: necesidad de riego del sector por ciclo (m3)

Qr: caudal de riego del sector (m3/h)

T : intervalo o frecuencia de riego (das)

As: rea del sector (ha)

Lm = (CC-PM)*DA*A*Hr*10

Capacidad de retencin de agua

Donde:

Lm : lmina mxima aprovechable (mm)

CC : contenido de agua en peso en capacidad de

campo (% en peso)

PM : contenido de agua en punto de marchites

permanente (% en peso)

DA : densidad aparente (gr/cm3)

A : agotamiento permisible (%)

Hr : profundidad radicular efectiva (cm)

Fuente. Olarte, W. 1987. Manual de riego por gravedad

Caudal mximo no erosivo

Donde:

Qmne: caudal mximo no erosivo de surcos (l/s)

C : constante (ver tabla)

S : pendiente del terreno (%)

a : constante (ver tabla)

CaMuy fina0.8920.937Fina0.9980.550Media0.6130.733Gruesa0.6440.704Muy gruesa0.6650.548Fuente. Olarte, W. 1987. Manual de riego por gravedad