UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERUCARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

SEMESTRE ACADEMICO 2008-IISEGUNDO EXAMEN PARCIAL DE IRRIGACIONES

(Duración 02 Hrs)

1. Describa los métodos de riego por gravedad (01 puntos).2. Enumere las variables a tomar en cuenta en la aplicación del riego por gravedad (01 puntos).3. Enumere las ventajas y desventajas del riego por gravedad (01 puntos).4. Indique los casos donde es recomendable aplicar el riego por surcos (01 puntos).5. Escriba la ecuación de la tensión de corte hidráulico del agua y defina cada uno de los términos (01 punto).6. Enumere las ventajas y desventajas del riego por aspersión (01 puntos).7. Indique los casos donde es recomendable emplear el riego por aspersión (01 punto).8. Ocúpese sobre los sistemas de riego a presión (01 puntos).9. Indique la información necesaria a conocer para determinar las características técnicas del riego por aspersión (01 punto)10. Defina el marco de aspersor e indique los tipos mas empleados (01 puntos).11. En una parcela de la CAP Pativilca de 150 m de ancho y 200 m de largo, las curvas de nivel varían desde 398 hasta 400 ms.n.m.

(sentido de la menor longitud). Se tiene proyectado aplicar el riego por surcos para el cultivo de papas. Según las estadísticas de ATDR Paramonga el terreno tiene las siguientes características: limoso, ancho de surcos = 0.60 m; CC = 30%; PM = 14%; densidad del suelo 1.35 grs/cm3; ETP = 3.8 mm/dia reposición = 60%; profundidad radicular = 0.60 m; K = 2.90 y n = 0.55. La fuente de agua es la del canal principal ubicado en la parte superior que transporta un caudal de 2.80 m3/seg. Se pide determinar: (03 puntos).a. Número y longitud máxima de surcos.b. La lamina de reposición de agua.c. El tiempo total de aplicación del riego.d. El caudal de infiltración máximo por surco.e. La cantidad y costo de agua aplicar por todo el periodo vegetativo (1m3 = $ 0.30).

12. En la misma zona del problema anterior. Se tiene proyectado aplicar el riego por gravedad para el cultivo de alcachofa. Según las estadísticas de ATDR Paramonga el terreno tiene las siguientes características:

Se pide realizar: (04 puntos).a. Esquema hidráulico de la SUR.b. Diseño agronómico de la SUR.c. Diseño hidráulico de una ala regadora.d. Diseño hidráulico de la tubería principal

13. Dimensionar un sedimentador para sedimentar las partículas que conduce un canal de riego, diseñado con la siguiente información:Caudal de diseño : 0.80 m3/seg.Diámetro de partículas : 0.10 mm.Tipo de revestimiento : Concreto.Tirante en el canal : 0.45 m.Peso especifico de agua : 1.00 gs/cm3.Tempertura del agua : 10 °CPeso especifico de partículas : 2.43 gs/cm3Pendiente longitudinal : 5%Pendiente transversal : 8%El desarenador debe ser de velocidad lenta aplicando la teoría de simple sedimentación y el efecto retardador de turbulencia. (03 puntos).

Uncp, 27 de Noviembre del 2008.

Ing. Abel Muñiz P. Profesor del Curso.

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU

CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVILSEMESTRE ACADEMICO 2008-II

SEGUNDO EXAMEN PARCIAL DE IRRIGACIONES

(Duración 02 Hrs)

1. Describa los métodos de riego por gravedad (01 puntos).A.- RIEGO POR SURCOS:Las raíces se humedecen mediante la infiltración del agua a través del perímetro mojado de pequeños cauces que reciben el nombre de surcos. Dado que los surcos están espaciados el agua cubre parcialmente el terreno entre surco y surco y se humedecen por efecto del avance de humedad en profundidad y lateralmente.La profundidad de penetración del agua, la forma y dimensión de la sección humedecida, depende de la textura del suelo y del tiempo de aplicación del agua.

B.- RIEGO POR INUNDACIÓN O “A MANTO”.La capa radical de suelo se humedece al mismo tiempo que el agua cubre con una delgada lámina la superficie. Dicha inundación puede ser natural cuando se aprovecha la elevación del nivel de los ríos; o puede ser artificial, en cuyo caso el hombre sistematiza los terrenos, conduce el agua y los inunda.

1.- RIEGO POR MELGAS:El agua escurre sobre la superficie en delgadas láminas, humedeciendo al mismo tiempo el terreno. El perfil de la lámina de agua, y del frente de humedad del suelo es variable en función del tiempo y un esquema es el siguiente, se divide la superficie en melgas, o sea, en fajas de terreno separadas por bordes.

2.- MÉTODO POR CORRIMIENTO.En este método, también llamado por desbordamiento, el agua se infiltra en el suelo, mientras corre con una lámina delgada sobre la superficie.El agua desborda de una acequia que sigue aproximadamente las curvas de nivel y circula pendiente abajo, recorriendo distancias que varían entre los 15 a 50 metros según la naturaleza física del suelo y topografía del terreno.

3.- MÉTODO DE MELGAS EN CONTORNO.Cuando es necesario regar por inundación terrenos irregulares con pendientes más o menos importantes (hasta el 2%) y en suelos de condiciones extremas (livianos o pesados de gran velocidad de infiltración y baja erodabilidad), se sigue con los bordos las curvas de nivel, originando las melgas en contorno.

4.- MÉTODO DE TAZAS Y PALANGANAS.Es un procedimiento similar al anterior, sólo que en este caso se emplean pequeñas secciones de inundación, el terreno queda prácticamente organizado en una serie sucesiva de terrazas. Se usa en los terrenos de leve pendiente o “a cero”, en suelo de extremas condiciones en cuanto a su naturaleza física (livianos o pesados), y de extrema velocidad de infiltración y alta erodabilidad.

2. Enumere las variables a tomar en cuenta en la aplicación del riego por gravedad (01 puntos).1- Caudal aplicado.2- Velocidad de avance del agua sobre el terreno.3- Longitud de la parcela.4- Tirante de agua.5- Velocidad de infiltración.6- Pendiente del terreno.7- Rugosidad del terreno.8- Peligro de erosión.9- Forma del surco o de la melga.10- Lámina de agua a aplicar.

3. Enumere las ventajas y desventajas del riego por gravedad (01 puntos).

VENTAJAS:

Las necesidades energéticas son prácticamente nulas, lo que puede ser decisivo como ciertos condicionantes económicos.

El agua se conduce por gravedad. Costo inicial bajo; solo se requiere herramientas y mano de obra. No requiere mayor capacitación de mano de obra.

DESVENTAJAS: Empleo de mayor cantidad de mano de obra, comparado con los otros métodos, en condiciones de

mayor esfuerzo físico. Importantes pérdidas de agua, tanto por evaporación e infiltración, durante el transporte. Requiere grandes cantidades de agua para regar el mismo área cultivada. No es aplicable en terrenos ondulados. Eficiencias de riego bajas.

4. Indique los casos donde es recomendable aplicar el riego por surcos (01 puntos). Se adapta especialmente en los cultivos en línea. Se presta a todos los tipos de suelo con buena velocidad de infiltración y baja erodabilidad. Se presta para suelos que tienden a formar costras al secarse, debido al parcial

humedecimiento de la superficie del terreno, que caracteriza al riego por surcos. Las costras superficiales dañan las plantan que recién germinan.

La eficiencia del método de riego por surcos se la puede clasificar como media, con un rango desde el 20% para suelos arenosos y quebrados hasta un 65 % para suelos medios y pesados bien nivelados.

Los costos de instalación y de operación no son elevados, ya que requiere escasos trabajos de nivelación para la implantación de cultivos anuales.

5. Escriba la ecuación de la tensión de corte hidráulico del agua y defina cada uno de los términos (01 punto).t = γ x h x ioDonde:t : Tensión de corte hidráulico del agua en kg./m2.γ : Peso específico del agua en kg./m3.h : Altura o tirante de agua en el surco en metros.i : Pendiente en tanto por uno.

6. Enumere las ventajas y desventajas del riego por aspersión (01 puntos).VENTAJAS: Permite el riego de terrenos muy ondulados sin necesidad de sistematización de los mismos, como

es el caso de riego por gravedad. A veces la nivelación del terreno presenta graves inconvenientes, sobre todo si la capa fértil del suelo es poco profunda o el subsuelo presenta condiciones impropias para el cultivo.

Permite el riego de terrenos que no se pueden nivelar o cuya pequeña o alta conductividad hidráulica no aconsejan el riego por gravedad, debido a las cuantiosas pérdidas que se producen por escorrentía y arrastre de terrenos en el primer caso y por percolación profunda en el segundo. La eficiencia de este sistema suele ser mayor que la del riego por gravedad, lo que permite un ahorro de agua, que es muy importante para zonas en donde este recurso en escaso.

Permite una disminución de la mano de obra necesaria en el riego, en comparación con los sistemas tradicionales. Este ahorro es muy variable depende del tipo de instalación diseñada, o sea que, se puede considerar como mano de obra el traslado de alas móviles de aspersores a sucesivas posiciones de riego, existiendo diferentes sistemas con necesidades variables. En general, la disminución de la mano de obra va acompañada de una mayor inversión inicial. Además el regante no necesita ninguna especialización, ya que el sistema no requiere manejo de agua, y por lo tanto, la eficiencia de manejo no influye en la eficiencia de riego.

Evita la construcción de canales y acequias, tanto provisionales como definitivos, sobre el terreno, y no presenta obstáculos para una fácil mecanización del riego, ni tampoco para las maquinarias de uso agrícola.

Desaparecen los trabajos de conservación de dichas redes de distribución, que tan necesarios son para una buena eficiencia en el uso del agua.

Conserva las propiedades físicas óptimas del suelo, al no necesitar movimientos de tierras que destruyen su estructura. Al distribuir el agua en forma de lluvia no se producen, estando bien diseñado el riego, compactaciones ni costras. Todo esto favorece el desarrollo de los cultivos, pudiendo incrementar su producción.

Posibilita la distribución en el agua de riego de sustancias fertilizantes y de tratamientos químicos, con una mejor dosificación de dichos elementos. Asimismo, produciendo un ahorro de productos usados, mano de obra y maquinaria necesarios para la distribución de los mismos.

Produce una gran oxigenación del agua, por lo que se pueden emplear aguas ácidas y cierto tipo de aguas residuales, que no es posible usar en riego por gravedad.

En casos de tierras nuevas, la transformación se puede realizar modulada, de modo que se puede obtener una inmediata puesta en marcha por sectores, obteniendo resultados en forma rápida, y por consiguiente una rentabilidad económica mayor.

Tiene buena aplicabilidad para cultivos sembrados al voleo y cultivos de hortalizas en espacios reducidos.

DESVENTAJAS: El elevado costo de instalación debido a la necesidad de disponer, salvo raras excepciones en que

exista una gran presión de agua disponible, de un equipo de bombeo, así como de tuberías y aspersores. Para pequeñas explotaciones el límite económico es muy difícil de determinar, pues intervienen factores de muy diversa índole. En general se puede aceptar la superficie de 10 has., superficies menores podrían agruparse para utilizar este método con instalaciones totalmente móviles tomando agua de diferentes puntos.

Mayores costos de funcionamiento, ya que necesita una presión de trabajo a la salida del aspersor, como mínimo del orden de los 20 m.c.a.. Lo que implica que en cabeza de instalación la presión necesaria es mayor, debido a las pérdidas de carga que se producen en las tuberías.

Necesidad de una adecuada calidad de agua usada, ya que en casos de que contenga elementos disueltos o sustancias en suspensión, los equipos pueden resultar dañados por las posibles reacciones químicas o desgastes que se pueden producir. En estos casos los gastos de conservación aumentan, necesitándose dispositivos de protección y produciéndose un deterioro de los accesorios del equipo de riego. Se acorta la vida útil de la instalación y disminuye la calidad del riego, debido a una mala uniformidad de la distribución del agua.

Necesidad de un suministro de agua en forma continua o al menos lo más prolongada posible. La distribución discontinua del agua, caso típico de los turnos de riego, obliga a aumentar el equipo con el fin de poder utilizar toda la dotación durante el horario en que ésta se recibe, o bien a la construcción de un depósito de almacenamiento. En ambos casos se produce un aumento de los gastos de instalación.

No tiene buena aplicabilidad para cultivos permanentes, tales como la vid, los frutales.

7. Indique los casos donde es recomendable emplear el riego por aspersión (01 punto).De todo lo dicho anteriormente se puede considerar que, con carácter general, la aspersión se puede recomendar en los siguientes casos:2.Terreno con topografía muy ondulada. La sistematización del mismo para riegos por gravedad puede

resultar muy costosa.3.Suelos poco profundos. La nivelación de los mismos puede ser perjudicial o para evitar perjuicios su

correcta ejecución puede ser muy costosa.4.Terrenos poco o muy permeables. La aspersión permite obtener buenas eficiencias de riego y

apreciables ahorros de agua.5.Agua como factor limitante o muy cara. Es conveniente la utilización de un sistema de mayor

eficiencia en el uso del agua.6.Agua obtenida en pozos profundos. Son necesarias grandes elevaciones de agua con potencias de

bombeo importantes. El aumento de energía que requiere la aspersión no tiene grandes repercusiones económicas.7.Ausencia de mano de obra especializada en el manejo del agua de riego. Esta circunstancia puede

producirse en zonas de nuevos regadíos donde, para riego por gravedad es necesario capacitar al regante.

8. Ocúpese sobre los sistemas de riego a presión (01 puntos).SISTEMAS MÓVILES.Como su nombre lo indica ninguna de sus partes es fija, la superficie regada suele ser pequeña. Se emplean generalmente para dar riegos de complemento. No suelen emplear un punto fijo de toma de agua, sino uno diferente en cada posición de riego, generalmente a lo largo de un cauce, embalse. Es el más simple de los sistemas. Este sistema tiene la desventaja de ocupar mucha mano de obra, sobre todo si no se usan mangueras.

SISTEMAS SEMIMÓVILES.Se presenta cuando la superficie regada aumenta, tanto el grupo motobomba como las tuberías abastecedoras son mayores y en consecuencia más pesadas y de más difícil manejo. Al mismo tiempo

su precio sube si se necesita que sean móviles. Por ello es más aconsejable una instalación fija de la motobomba y la tubería enterrada, con la finalidad de aumentar la vida útil y no presentar obstáculos a las maquinarias agrícolas.La mano de obra disminuye, aunque aumenta la inversión inicial.

SISTEMAS FIJOS.En los sistemas fijos las instalaciones están fijas, casi siempre enterradas, donde solamente se desplazan los aspersores. Este sistema se ha visto favorecido con la industria de los plásticos, con tuberías de diámetro menor que las de fibrocemento, y por lo tanto, más económicas, suelen ser de pequeño diámetro, ya que por ellas únicamente circula el caudal de pocos aspersores, que son los que van ocupando posiciones sucesivas a lo largo del ala.

SISTEMAS AUTOPROPULSADOS Y ESPECIALES.Su finalidad es disponer de un sistema de riego por aspersión, que sustituya al riego fijo, con una mayor versatilidad y a un mejor precio, conservando necesidades mínimas de mano de obra.Presentan la gran ventaja de permitir regar en el momento más conveniente y en consecuencia, no es necesario depender de los horarios de riego.

9. Indique la información necesaria a conocer para determinar las características técnicas del riego por aspersión (01 punto)1. Superficie de cada cultivo.2. Necesidades de agua y dosis de riego.3. Elección del aspersor.4. Tipo y sistema de aspersión.5. Duración y horario de riego.6. Material necesario, incluyendo cálculos hidráulicos de tuberías y bombas.7. Equipamiento de la red.8. Estudio económico.

10. Defina el marco de aspersor e indique los tipos mas empleados (01 puntos).Se define como marco del aspersor a la distancia a que deben situarse los aspersores sobre el terreno, se expresa mediante dos coordenadas (a,b), la primera indica la separación entre dos aspersores a lo largo del ala de riego y la segunda la distancia entre dos posiciones consecutivas de dicha ala a lo largo de la tubería abastecedora.Comúnmente el valor de a es múltiplo de 6 o de 9, que son las longitudes de los tramos de tuberías rígidas más empleados en las alas de riego tradicionales.Los marcos más empleados son los cuadrados (a = b) y los rectangulares (a b), usándose en algunas ocasiones también la posición triangular.Como norma general se puede indicar las siguientes distribuciones:Marco de riego cuadrado : a = 1.4R; b = 1.4R.Marco de riego rectangular : a = R; b = 1.2R.Marco de riego triangular : a = 1.7R; b = 1.5R.

11. En una parcela de la CAP Pativilca de 150 m de ancho y 200 m de largo, las curvas de nivel varían desde 398 hasta 400 ms.n.m. (sentido de la menor longitud). Se tiene proyectado aplicar el riego por surcos para el cultivo de papas. Según las estadísticas de ATDR Paramonga el terreno tiene las siguientes características: limoso, ancho de surcos = 0.60 m; CC = 30%; PM = 14%; densidad del suelo 1.35 grs/cm3; ETC = 3.5 mm/dia reposición = 60%; profundidad radicular = 0.60 mts; K = 2.90 y n = 0.55. La fuente de agua es la del canal principal ubicado en la parte superior que transporta un caudal de 2.80 m3/seg. Se pide determinar: (03 puntos).a. Número y longitud máxima de surcos.b. La lamina de reposición de agua.c. El tiempo total de aplicación del riego.d. El caudal de infiltración máximo por surco.e. La cantidad y costo de agua aplicar por todo el periodo vegetativo.

12. En la misma parcela del problema anterior. Se tiene proyectado aplicar el riego por gravedad para el

cultivo de caña de alcachofa. Según las estadísticas de ATDR Paramonga el terreno tiene las siguientes características:

Se pide realizar: (04 puntos).a. Esquema hidráulico de la SUR.b. Diseño agronómico de la SUR.c. Diseño hidráulico de una ala regadora.d. Diseño hidráulico de la tubería principal

13. Dimensionar un sedimentador para sedimentar las partículas que conduce un canal de riego, diseñado con la siguiente información:Caudal de diseño : 0.80 m3/seg.Diámetro de partículas : 0.10 mm.Tipo de revestimiento : Concreto.Tirante en el canal : 0.45 m.Peso especifico de agua : 1.00 gs/cm3.Tempertura del agua : 10 °CPeso especifico de partículas : 2.43 gs/cm3Pendiente longitudinal : 5%Pendiente transversal : 8%El desarenador debe ser de velocidad lenta aplicando la teoría de simple sedimentación y el efecto retardador de turbulencia. (03 puntos).

Uncp, 27 de Noviembre del 2008.

Ing. Abel Muñiz P. Profesor del Curso.