UNIVERSIDAD NACIONAL “SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO”
FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA AGRÍCOLA “EVALUACIÓN DE LA EFICIENCIA DE RIEGO POR METODO DE GRAVEDAD EN EL VALLE DE AIJA”
PROYECTO DE INVESTIGACIÓN PARA ESTADÍSTICA APLICADA EN LA INGENIERÍA AGRÍCOLA. RESPONSABLES
:
ESPINOZA SOTELO MARIELA FLOR
FLORES DIAZ ORLANDO
LUGO CASTILLO MILTON
MEDINA BERROSPI JOSUE
DOCENTE :
M.B.A LOURDES HUAMAN ROMERO
HUARAZ – ANCASH ANCASH 2018
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“EVALUACION DE LA EFICIENCIA DE RIEGO POR
METODO DE GRAVEDAD EN EL VALLE DE AIJA”
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DEDICATORIA A Dios por ser la fuente de toda sabiduría, y por abrir a la humanidad las puertas del conocimiento que él mismo escribió con el lenguaje de las matemáticas. A Nuestros padres, hermanos, y demás familiares por ser nuestro apoyo incondicional.
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AGRADECIMIENTOS A la docente del curso por la valiosa orientación en la ejecución de este proyecto de investigación. A la universidad Santiago Antúnez de Mayolo, por brindarnos el espacio y contribuir a nuestra formación profesional.
Los Alumnos.
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INTRODUCCIÓN
La presente investigación titulada “EVALUACIÓN DE LA EFICIENCIA DEL MÉTODO DE RIEGO POR GRAVEDAD EN EL VALLE DE AIJA” busca incrementar la productividad agrícola a bajo costo y con el uso óptimo del recurso hídrico. Hay autores que se han dirigido al tema como:
“Para obtener el máximo beneficio de los cultivos, recursos hídricos y elementos tecnológicos que permiten hacer la actividad agrícola más competitiva y rentable, el manejo de los sistemas de riego debe ser óptimo” ( Martínez, 2001).
El riego es un componente principal en la producción agrícola que influye directamente en el crecimiento y desarrollo de las plantas. Existen diferentes métodos para irrigar que permiten incrementar la producción de los cultivos, como son el riego superficial, por aspersión, micro aspersión y goteo (Hargreaves y Merkley, 2000). Para el cual emplearemos el método de campo, evaluando en dos tiempos una antes de ejecutar el riego y la siguiente después de haber realizado el riego. Se realizan medidas de infiltración para el cual se empleará un anillo infiltrometro. Se medirán las parcelas y colocarán estacas para evaluar el nivel parcelario. Recolección de muestras para evaluar el contenido de humedad del terreno. Medir el avance del agua desde la cabecera hasta el pie del terreno seleccionado, medición de caudales de ingreso método de aforado en la bocatoma del surco.
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OBJETIVOS
Objetivo general
Evaluar la eficiencia del método de riego por gravedad en el valle de aija
Objetivos específicos
Evaluar la velocidad de infiltración en las parcelas a regar. Medir las cotas de nivel en diferentes puntos de las parcelas a regar. Evaluar la humedad relativa del suelo en diferentes épocas del año.
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ÍNDICE GENERAL Pág. DEDICATORIA
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AGRADECIMIENTO
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INTRODUCCIÓN
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INDICE GENERAL CAPÍTULO I: PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Planteamiento del problema
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Justificación
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CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO 2.1. ANTECEDENTES
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2.2. ENTORNO
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2.3. FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA
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CAPÍTULO I PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 1.1.
Planteamiento del problema Uno de los grandes problemas que nos aquejan hoy en día es el problema del calentamiento global causado por la contaminación ambiental. Este problema a ocasionado que los nevados y reservas de agua dulce disminuyan considerablemente en los últimos años, siendo el agua el principal recurso para el sustento de la vida en nuestro planeta es necesario tomar conciencia y hacer el uso racional del mismo por ello planteamos evaluar que el uso en el riego agrícola sea el óptimo y permita mayor producción.
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1.2.
Justificación La investigación se justifica en que el uso correcto del recurso hídrico es de vital importancia para preservar la vida en nuestro planeta, en ese sentido esta investigación sirve para comprobar si el riego por gravedad en el valle de AIJA es lo suficientemente efectivo. Teóricamente se justifica en el sentido de que mediante la presente investigación se puede optar por tomar conciencia y plantear nuevos métodos de riego que permitan el uso óptimo del agua en el valle de Aija.
La hipótesis consiste en que el método de riego por gravedad en el valle de AIJA es eficiente y permite el uso óptimo del agua.
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CAPÍTULO II
2.
MARCO TEÓRICO
2.1. ANTECEDENTES Los primeros sistemas de riego fueron desarrollados hace unos 7 000 años por los egipcios, en Mesopotamia (Irak e Irán en la actualidad) cuyos pobladores utilizaban los patrones de riada del Nilo o del Tigris y Éufrates, respectivamente. Las inundaciones que ocurrían de julio a diciembre, eran desviadas hacia los campos durante unos 40 ó 60 días. Luego se drenaba el agua hacia el río en el momento preciso del ciclo de cultivo. En el año 3500 a.C. aparece se empieza a utilizar el nilómetro, una medida del ni vel de agua del río Nilo. Este indicador de inundación consistía en una columna vertical sumergida en el río con marcas de profundidad, en intervalos. Cuatro siglos después, en la primera dinastía de Egipto, se construyó el primer proyecto de riego a gran escala, bajo el reinado del rey Menes. Se utilizaron presas y canales para dirigir las aguas de inundación del Nilo hacia el lago Moeris. Sería ya un milenio más tarde cuando aparecieron las tuberías de cemento y de roca molida. Los famosos acueductos, una invención construida por los ingenieros romanos, permitía transportar el agua salvando los desniveles del terreno. El rey babilónico Hamurabi, autor del famoso código jurídico, fue quien elaboró las primeras regulaciones sobre el agua. Tenía en consideración la distribución del agua de una manera proporcional, con base en la superficie labrada, también se definía la responsabilidad del agricultor de realizar mantenimiento de los canales de propiedad, así como la administración colectiva del canal por parte de todos sus usuarios. En este punto de la historia, el desarrollo agrícola radicaba en una serie de técnicas para manejar el agua de riego a través de los sistemas de distribución y en la construcción de terrazas de cultivo. Se desarrollaban tecnologías enfocadas a mitigar los efectos de la erosión, aminorar las inundaciones, retener humedad, y permitir captaciones, traslados y almacenamientos. Po otro lado, en la cultura azteca destacó el conocido como cultivo por chinampas, que consistía en una construcción de campos elevados dentro de una red de canales dragados sobre el lecho del lago. Así se reciclaban los nutrientes arrastrados por las lluvias. Los Mayas, que estaban asentados en la selva tropical, establecieron diferentes técnicas adecuadas para cada tipo de terreno: campos elevados en zonas inundables y terrenos con 3
desnivel en zonas de excesiva humedad. Construían terrazas de cultivo sostenidas por muros, así podían modificar la pendiente del terreno, contribuyendo a preservar la humedad y a mejorar la fertilidad del suelo. De este pequeño resumen de la historia ancestral del riego, podemos extraer una característica común en todas las civilizaciones. En las diferentes épocas y lugares, todas las civilizaciones compartían un gran grado de adaptación tecnológica a las condiciones climáticas y territoriales más adversas. Todos se basaban en el traslado del agua por canales construidos con herramientas rudimentarias y el riego se efectuaba a través de surcos elaborados entre las plantas de cultivo. Este método se usa todavía en una escala considerable en el mundo.
3.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS
3.1 Ventajas. Se necesita un mínimo de componentes caros que sí requieren los sistemas de aspersión (tuberías, aspersores, etc.). Tampoco se conduce el agua a alta presión dentro del cultivo, pues las bombas hidráulicas solo se utilizan para extraer el agua y conducirla hasta la cabecera de los surcos. Otras ventajas son: Los costos de la inversión inicial son inferiores a los de otros métodos de riego; No requiere de una alta calificación de la fuerza laboral; No humedece la parte externa de la planta, solo las raíces; No es sensible a las afectaciones del viento; La altura del cultivo no influye en la operación del sistema; Se puede utilizar en la mayoría de suelos y cultivos. Este sistema puede resultar conveniente para áreas pequeñas y campos de forma irregular.
3.2 Desventajas . Las desventajas estriban en el mayor gasto de agua de riego con respecto al riego por aspersión. Se produce un menor aprovechamiento del agua debido a que ésta se infiltra y escurre en grandes cantidades con menores posibilidades de regulación del caudal estrictamente necesario. Se produce erosión del terreno por arrastre. Además, generalmente produce un sobrehumedecimiento del suelo. Como el agua se distribuye por gravedad, debe existir una pequeña pendiente en el terreno. El consumo de fuerza de trabajo es mayor, y las condiciones de trabajo son más rigurosas, pues el obrero de riego ( anegador ) trabaja por lo regular dentro del fango que se produce al anegar. Otras desventajas: Requiere de grandes trabajos de nivelación para obtener buenas eficiencias en el riego; Se pierde parte del terreno en la construcción de los canales; Es preciso un mantenimiento continuado; Tiene limitaciones para su aplicación en suelos de textura muy arenosa (muy porosos) y de topografía ondulada.
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4.
ENTORNO
Como seres vivos, las plantas necesitan de agua para vivir. Los cultivos absorben los nutrientes del suelo y realizan varias funciones fisiológicas en presencia de agua.
4.1 Importancia del riego en los cultivos. Cuando el suelo no tiene la cantidad suficiente de agua o no es oportuna su disponibilidad por medio de la lluvia o de fuentes naturales, se hace necesario el riego. El riego es el suministro artificial de agua a los cultivos. El sistema de riego depende del tipo de suelo, del cultivo, de la cantidad de agua necesaria, de la mano de obra disponible y de los recursos económicos ya que un sistema de riego supone una inversión considerable en el negocio agropecuario. El riego no solo implica el costo de su instalación sino también el de su mantenimiento. Un adecuado sistema de riego, suministra la cantidad necesaria de agua en el momento que se necesita, humedeciendo el suelo hasta la profundidad que requiera el cultivo. Los cultivos tienen momentos críticos para sus necesidades de agua, que si no se subsanan, se traducen en pérdidas en rendimiento o por falta de germinación. En las actuales condiciones de sequía de nuestro país, se evidencian las necesidades de distritos de riego en diferentes zonas. Existe el riego por gravedad, que consiste en el surtimiento de agua por medio de tuberías o mangueras de flujo continuo que suministran agua al terreno ya sea en los surcos o en las calles. Similar a este sistema, es el riego por inundación que es el que se usa en cultivos como el arroz.
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5. FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA El riego es uno de los factores esenciales en la horticultura. Sin el agua, o humedad, la planta no puede absorber los elementos del suelo, imprescindibles para su desarrollo. Del manejo del riego depende gran parte de la evolución de los cultivos. No todos los cultivos tienen las mismas exigencias de agua, debemos conocerlas e intentar satisfacerlas de la mejor manera posible. Para ello nos ayudaremos de las características de riego de cada cultivo que aparecen en las fichas de cultivos. Existen diversas técnicas de riego, cada cual con sus características, ventajas e inconvenientes. A continuación, vamos a repasar los diferentes métodos o técnicas de riego:
5.1 Riego por gravedad La característica principal del riego por gravedad es la forma de distribuir el agua en el suelo. Al avanzar el agua sobre la superficie del suelo se produce simultáneamente la distribución del agua en la parcela y la infiltración de la misma en el perfil del suelo.
5.2 características y funcionamiento El agua se lleva hasta la cabecera de los surcos, generalmente por una zanja, un canal o por tuberías. Un obrero de riego, conocido también como anegador elabora los zanjillos para hacer llegar el agua a los surcos. Del tamaño de la apertura y de su control depende la cantidad de agua que se entregue al cultivo. En algunos casos se emplean tubos en la cabecera de los surcos que tienen orificios o válvulas por las cuales sale el agua. El agua avanza por gravedad por los surcos y se infiltra en el suelo en las inmediaciones del sistema radicular de las plantas.
5.3 principales redes de transporte del agua Canal. Conductos elaborados artificialmente en el suelo y utilizados para trasladar el agua hasta la cabecera de los campos que van a anegarse. Tubería. Tubo metálico o de materiales plásticos por el cual se traslada el agua hasta la cabecera de los surcos. En muchos casos no se utilizan tuberías, sino que se construyen canales secundarios o zanjas. Surco. Zanja pequeña por el cual se traslada el agua a lo largo de las hileras de plantas.
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5.4 Tipos de riego por superficie : Las unidades de operación en riego, objeto de diseño, se denominan tablas y se trata de una parcela más o menos regular dividida en canteros, sobre los que se aplica el riego. Si el suelo tiene pendiente tenemos los riegos por escurrimiento y si no tiene, riegos por inundación. Esta es la clasificación más simple del riego por superficie. Se podría clasificar los métodos de riego por superficie atendiendo además de la pendiente, por el grado de cubrimiento del agua en la parcela, de esta manera tenemos las siguientes modalidades de riego: De todas estas modalidades estudiaremos con mayor detalle los tres tipos de riegos que son más representativos, como son: riego por surco, riego por fajas y riego por canteros o tablares.
5.5 Riego por surcos: El riego por surcos es un sistema de riego por superficie también denominado riego por gravedad en el cual el agua se coloca en la cabecera de los surcos y por gravedad avanza hasta el extremo más bajo permitiendo; durante este tiempo, la infiltración de una lámina de agua de mayor valor se presenta generalmente en la cabecera del campo. Con este método el agua se aplica únicamente durante la fase de avance, cortando el suministro un poco antes de que el frente de avance llegue al final del surco. La adecuación del terreno, las nivelaciones de mantenimiento, el aporque de las plantas, la programación por balance hídrico, la medición del agua y las aplicaciones controladas son condiciones necesarias para mejorar la eficiencia de la labor y disminuir los costos.
5.6 Riego por surco continuo El riego por surco continuo es el método de mayor consumo de agua en el cultivo de la caña de azúcar; su eficiencia es baja debido a las pérdidas de agua en las acequias regadoras y en los surcos, principalmente como consecuencia de la infiltración de agua en el suelo.
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En esta modalidad de riego el agua se coloca en todos los surcos, por lo general aplicando caudales entre 3 y 6 l/s. El riego por surco continuo se puede utilizar para la germinación de la caña cuando no se dispone de equipos de riego por aspersión. En suelos de textura gruesa o muy compactada, donde no se puede aplicar riego por surco alterno u otro método como el de aspersión o el de goteo, se utiliza el riego por surco continuo.
5.7 Riego por surco alterno El riego por surco alterno consiste en colocar el agua surco de por medio; este sistema permite que los volúmenes de agua aplicados al campo se disminuyan entre 25 y 50% con respecto a las aplicaciones por surco continuo, incrementando el rendimiento del regador de 1.3 a 2.3 ha/hombre/día.La labor de aporque es un requisito indispensable para la aplicación del riego por surco alterno pues conforma una guía que evita el paso del agua al surco continuo. El aporque debe realizarse con una altura de 10 a 20 cm conformando un montículo pequeño y redondeado en las hileras de caña.
En suelos arcillosos que se agrietan se recomienda emplear caudales por surco de 4 a 6 l/s. El riego por surco alterno se puede aplicar sin necesidad de hacer cambios en cañas plantillas o en socas con residuos picados o encallados. Durante el período inicial de desarrollo de la caña plantilla, los surcos se encuentran muy disturbados debido a las prácticas intensivas de preparación del suelo realizadas para la siembra. Después del primer riego ocurre un proceso de compactación natural que reduce la velocidad de infiltración y hace posible el uso del riego por surco alterno. El manejo de los caudales para regar por surco alterno es similar al usado en el riego por surco continuo; sin embargo, se ha observado que el tiempo de avance del agua puede aumentar hasta en 30% cuando se aplica el mismo caudal usado para surco continuo. Se
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recomienda incrementar el caudal por surco alterno entre 1 y 2 l/s para reducir el tiempo de avance del agua.
El número de surcos que se riegan simultáneamente puede ser ser ajustado al caudal disponible. El coste de inversión es muy bajo y la construcción del surco puede realizarla el propio agricultor. Esta modalidad de riego por superficie tiene Página 4 limitaciones en cuanto al riesgo de erosión, alta escorrentía al final del surco y alta infiltración en suelos arenosos. Los surcos lineales son los más frecuentes pero cuando hay fuerte pendiente, ésta se evita mediante los surcos de contorno como se muestra en la figura. En determinadas ocasiones para aumentar la longitud de los surcos se pueden diseñar estos en forma de zigzag.
5.8 Riego por fajas En este tipo de riego, el terreno se divide en franjas rectangulares estrechas, llamadas fajas o melgas, separadas unas de otras mediante caballones dispuestos longitudinalmente. Suelen realizarse acequias de abastecimiento en el exterior superior de las fajas, y canales de desagüe en el extremo inferior. El agua discurre a lo largo de las fajas formando una lámina delgada que se va infiltrando poco a poco al tiempo que avanza.
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Las dimensiones (anchura y longitud) y pendiente de las fajas estarán condicionadas por el tipo de suelo y la disponibilidad de caudal, con el fin de que el avance del agua no dure demasiado y evitar pérdidas excesivas por infiltración profunda en cabecera, y conseguir una buena uniformidad. Este tipo de riego suele utilizarse en cultivos extensivos tales como la alfalfa, pastos, cereales, así como los cultivos arbóreos. 2.3 Riego por tablares o canteros En este sistema de riego el terreno se divide en compartimentos cerrados por medio de diques o caballones de unos 50 cm de altura. Estos canteros o tablares son de forma cuadrada o rectangular (figura 8.5), dentro de ellos se vierte un volumen de agua que queda estancada y se va infiltrando en el suelo. Los caudales empleados al igual que en el riego por fajas ha de ser elevado aunque su magnitud dependerá de las dimensiones del tablar y el riesgo de erosión.
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Lo ideal es que el terreno esté completamente nivelado, estando condicionadas las dimensiones del tablar dependiendo del caudal de agua disponible y el tipo de suelo. En este tipo de riego no hay escorrentía. Esta modalidad de riego por superficie se aconseja para cultivos que resisten encharcamientos temporales. La eficiencia y uniformidad de este riego junto con el riego por faja, suele ser alta si se maneja de forma adecuada, pudiendo superar el 90 %. 3. Elementos de un sistema de riego por superficie 3.1 Sistema de distribución del agua El sistema de distribución está compuesto por un conjunto de obras e instalaciones que transportan el agua desde el punto de captación hasta la cabecera de los canteros o unidades de riego por superficie y de un sistema de evacuación del exceso de agua de escorrentía y de percolación de los campos de cultivo.: Un sistema de distribución en riego por superficie consta de los siguientes elementos • Captación: puede ser desde un embalse, azud de derivación desde un río, o un pozo para agua subterránea. • Red principal o de conducción: transporta el agua desde el punto de captación hasta el inicio de la zona regable. Red de distribución: se encarga de distribuir el agua a cada uno de los campos de riego por superficie. • Red terciara: en el entorno de las parcelas de riego. Son los ramales de último orden de la red de distribución y conducen el agua hasta la cabecera del cantero o unidad de riego. • Red de avenamiento y drenaje: cumple el objetivo de evacuar el agua sobrante de
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los campos de cultivo y conducirla hasta la red de drenaje natural de forma que el exceso de humedad no perjudique el desarrollo del cultivo.
6. SISTEMAS DE AFORO Este tipo de elementos es de gran importancia ya que permiten el control exacto del caudal de agua que hay que aplicar en el cantero de riego, además favorecen la tarificación del agua en función del volumen de agua consumido y no en función de la superficie regada. Existen diversos dispositivos que permiten el aforo, entre ellos podemos destacar los vertederos, aforadores tipo Parshal y RBC, y aforadores modulares de estrechamiento largo.
6.1 Sistemas de aplicación
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Para que se produzca un buen reparto de los caudales aplicados a los canteros o surcos, es decir, para que exista una buena modulación, se pueden utilizar los siguientes métodos: Sifoncillos: el agua se modula mediante unas mangueras en las que se origina un sifón a través del cual el agua pasa al cantero sobre el lomo del surco. Si se mantienen constante el nivel del agua en la acequia de servicio.
Compuertas en acequias revestidas: suelen existir una serie de compuertas en la hijuela para mantener el nivel del agua y unas compuertas laterales que dan servicio a las canteras En el caso de acequias de tierra, el agua pasa de unas acequias a otras o bien a parcela mediante unas barreras de tierra llamadas tornas. Diseño del riego por surcos El riego por surcos es aconsejable para cultivos sensibles al exceso de humedad en el pie de los tallos y para aquellos otros que se cultivan en hileras, tales como maíz, patata, girasol, algodón, remolacha, etc. En surcos largos con desagüe libre la lámina infiltrada disminuye progresivamente desde la cabecera hasta la cola. Además es muy probable que se produzcan pérdidas por escorrentía al final de los surcos, por lo que se recomienda la reutilización de esta agua utilizando alguna técnica de recorte de caudal. En términos generales se suele empezar el riego con caudales relativamente grandes, y se 13
termina con caudales pequeños, con lo cual se logra un avance rápido (y en consecuencia, una mayor uniformidad en la distribución) y se reduce la escorrentía al final de los surcos. El riego suele realizarse en dos operaciones: mojado del surco y riego propiamente dicho. El mojado se hará lo más rápidamente posible, para que la diferencia de agua infiltrada en los extremos del surco sea lo menor posible, y ello requiere que se aporte el mayor caudal posible sin producir erosión del suelo. Cuando el agua llega al final del surco empieza el riego propiamente dicho, haciendo modificación del caudal de acuerdo con la intensidad de absorción del suelo. Hay que tener en cuenta que la velocidad de infiltración disminuye con Página 13 rapidez cuando el suelo se va saturando de agua y, por consiguiente, en esta segunda etapa el agua discurre más en los primeros tramos y se infiltra más en los últimos. En el diseño de riego por surcos se han de combinar todos los condicionantes que intervienen en la infiltración (forma, anchura, pendiente y longitud del surco y caudal preciso) para que la distribución del agua sea lo más uniforme posible. 4.1 Sección de los surcos La sección transversal del surco ha de ser suficientemente amplia para conducir el caudal necesario. La forma más corriente es la sección en "V" abierta, con una altura que varía, sobre todo, con el tipo de cultivo: para cultivos en una sola fila por surco y marco reducido se suele dar una altura de 20 cm, mientras que en cultivos a mayor marco, con una o dos filas de plantas por surco, se puede llegar hasta una altura de 80 cm. En suelos arcillosos, con baja velocidad de infiltración, se puede aumentar el perímetro mojado haciendo los surcos en forma de "U", con una anchura del fondeo de 20-40 cm en hortalizas y hasta 60 cm en frutales. En estos suelos, los surcos de sección en "U" tienen la ventaja sobre los de sección en "V" de que el perímetro mojado varía poco con la altura del agua y, por tanto, la infiltración es más uniforme.
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6.2 Separación de los surcos La distancia entre el eje de los surcos depende de los siguientes factores: tipo de suelo, tipo de cultivo y maquinaria que se pretende utilizar. El objetivo principal al determinar la separación de los surcos es asegurar que el movimiento lateral de agua entre dos surcos consecutivos moje la totalidad de la zona radical de la planta, antes de que alcance profundidades superiores a las previstas en el riego y existan pérdidas de agua por percolación profunda. El movimiento horizontal y vertical del agua en el suelo depende, fundamentalmente, de su textura. En suelos arenosos el agua penetra más en profundidad que lateralmente. En estos suelos la separación máxima de los surcos será de 50 cm. En los suelos de textura media se produce una infiltración compensada en sentido vertical y en sentido horizontal. Los surcos pueden tener una separación de 50 a 100 cm. En suelos arcillosos, el agua penetra con más rapidez en sentido horizontal que en sentido vertical, con lo cual los surcos pueden tener una separación de hasta 1,50 m.
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Si la separación entre surcos es mayor que las recomendaciones establecidas anteriormente no se conseguirá un humedecimiento adecuado como se puede apreciar en la figura siguiente.
No obstante, aunque la separación entre surcos sea correcta si se usan caudales inadecuados bien pequeños o bien elevados, el humedecimiento que se consigue puede ser insuficiente o excesivo.
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Algunas veces, en la práctica, no es posible acomodar la separación de los surcos a la textura del suelo, ya que es preciso tener en cuenta el cultivo y la maquinaria. 4.3 Pendiente de los surcos La uniformidad de riego se consigue, aparte de otras consideraciones, cuando los surcos tienen la misma pendiente en toda su longitud, pues en caso contrario se originan zonas con falta de agua y otras con exceso, pudiendo llegar a encharcamientos y desbordamientos de agua de un surco a otro. Además, en la zonas de mayor pendiente se puede originar erosión. La velocidad del agua en el surco está en razón directa con el caudal y con la pendiente, y en razón inversa de la rugosidad del surco. Al aumentar la pendiente de los surcos aumenta la velocidad del agua y existe más peligro de erosión. Son más erosionables los suelos arenosos que los arcillosos. La pendiente óptima está comprendida entre 0,2 y 0,5 %, pudiendo llegar hasta un máximo del 2 %. 4.4 Longitud de los surcos. La longitud de los surcos viene condicionada por los siguientes factores. • Economía: a medida que disminuye la longitud de los surcos aumentan las necesidades de mano de obra y los costes de la instalación.
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• Textura del suelo: en suelos de textura arenosa hay que limitar la longitud de los surcos, para evitar la larga permanencia del agua en los primeros tramos del surco, con las consiguientes pérdidas por percolación profunda. • Cultivo: las plantas de raíces profundas necesitan mayor dosis de riego que las de raíces someras; por tanto, en aquellas se puede aumentar la longitud de los surcos, con el fin de incrementar la permanencia del agua en los mismos. A la vista de estas consideraciones habrá que buscar un equilibrio entre las consecuencias que se derivan de los surcos largos (más económicos) o cortos (mayor eficiencia de riego). Con pendientes suaves (inferiores al 0,3 %) la longitud del surco puede al aumentar a medida que aumenta la pendiente, pero a partir de esa cifra es preciso disminuir la longitud del surco a medida que aumenta la pendiente, ya que debe reducirse el caudal de agua para evitar la erosión.
6.3 Caudal de riego El caudal de cada surco se debe ajustar a la longitud y pendiente del mismo y a la naturaleza del suelo. A mayor caudal corresponde un avance más rápido del agua en el surco. Por lo general, el mayor aprovechamiento del riego se consigue cuando el mojado del surco se hace con el avance más rápido posible, y ello requiere utilizar el máximo caudal que no cause erosión (caudal máximo no erosivo). Una vez que el agua ha llego al extremo del surco se reduce el caudal de forma que satisfaga únicamente los requerimientos de la velocidad de infiltración, y se mantiene hasta el final del riego (caudal permanente). En surcos largos el caudal máximo no erosivo se calcula con la fórmula: Q max=0,625/P Q max= caudal máximo no erosivo expresado en l/s P = pendiente del surco expresada en porcentaje (%) Los valores obtenidos con esta fórmula son adecuados para suelos de textura media y con pendiente superior al 0,15 %. En suelo arcillosos se puede
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aumentar el caudal, y en los arenosos habrá que disminuirlo. El caudal permanente se calcula de acuerdo con la velocidad media de infiltración en el surco. Los valores de la velocidad de infiltración para distintos tipos de suelo aparecen en la tabla siguiente. El tiempo de riego será el necesario para suministrar la dosis de riego. Si esta dosis de riego se suministra con el caudal permanente se tiene seguridad de que las plantas del final del surco disponen de la cantidad necesaria de agua, pero seguramente habrá una percolación profunda importante en los primeros tramos cuando el surco es demasiado largo. Para conocer con mayor exactitud la cantidad de agua que aportan en cada tramo el caudal máximo y el caudal permanente se recurre a ensayos en el propio campo.
7. ENSAYOS PARA DETERMINACIÓN DE CAUDALES Y LONGITUDES DE SURCO. Estos ensayos se realizan sobre surcos de pendiente conocida y uniforme y con una humedad del suelo cercana al punto de marchitamiento. Los resultados sólo serán válidos para suelos que presenten condiciones análogas. Determinación del caudal máximo no erosivo. Para determinar el caudal máximo no erosivo se preparan varios surcos y se deja fluir el agua aplicando caudales distintos. Durante los cinco primeros minutos del paso del agua por cualquier punto del surco se produce alguna erosión y el agua pasa oscura; pero pasado ese tiempo no se deben producir cortes verticales en los caballones del surco y el agua debe correr limpia. Después de terminar la aplicación del agua se comprueba si al final de lo surcos se ha producido algún acúmulo de tierra arrastrada. Determinación de la velocidad de infiltración. Para determinar la infiltración en los surcos se toma un tramo de surco (por ejemplo, 40 m) y se alimenta con un caudal constante. Se afora el agua al final del terreno, con diversos intervalos de tiempo, hasta comprobar que el caudal se hace constante. La
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diferencia entre el caudal de entrada (QE) y el de salida (QS) es la infiltración del agua en el surco, que se mide en mm de altura de agua por hora (mm/h), teniendo en cuenta que 1 l/m2 = 1 mm. La velocidad de infiltración será:
8. COMPONENTES DE LA EFICIENCIA DE RIEGO En términos generales, la eficiencia de riego implica manejo adecuado del agua en el predio agrícola; en otras palabras implica el grado de habilidad que tiene el regante para manejar el agua. Pero por más cuidado que se tenga en el manejo del agua, siempre van a existir pérdidas, estas pérdidas ocurren principalmente durante la aplicación del agua al suelo y también durante la conducción, tanto en la red de riego externa como en la red interna de distribución del agua a la parcela.
8.1 Eficiencia global de riego o eficiencia del proyecto De acuerdo a lo anterior, la eficiencia global de riego o eficiencia del proyecto (Efp) puede expresarse como: Efp = Efce x Efci x Efa, donde: Efce = eficiencia de conducción externa, referida a la red de canales principales, Secundarios y terciarios. Efci = eficiencia de conducción interna, referida a la red de distribución del agua a la parcela (acequias principales, secundarias y terciarias) Efa = eficiencia de aplicación del agua al suelo, referida al método de riego utilizado (surcos, melgas, aspersión, micro aspersión, goteo, otros).
8.2 Eficiencia de conducción, Efc
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La Efc de la red de riego depende básicamente del caudal, pendiente del canal, rugosidad, tipo de sección y de la permeabilidad del suelo o material de que está construido dicho canal. En general, la Efc se puede definir en base a la siguiente relación: Volumen de agua entregado a la acequia de cabecera. Efc = Volumen de agua captado en la fuente de abastecimiento
9.
INFILTRACIÓN
Según Mederey (2005) define: La infiltración es el movimiento del agua de la superficie hacia el interior del suelo. La infiltración es un proceso de gran importancia económica, es vista por el ingeniero como un proceso de perdida y por el agricultor como una ganancia. Del agua infiltrada se proveen casi todas las plantas terrestres y muchos animales; alimenta al agua subterránea y a la vez a la mayoría de corrientes en es periodo de estiaje; reduce las inundaciones y la erosión del suelo. En el proceso de infiltración se pueden distinguir tres fases: a) Intercambio. Se presenta en la parte superior del suelo, donde el agua puede retornar a la atmosfera por medio de la evaporación debido al movimiento capilar o por medio de la transpiración de las plantas. b) Trasmisión. Ocurre cuando la acción de la gravedad supera a la de la capilaridad y obliga al agua a deslizarse verticalmente hasta encontrar una capa impermeable.
c) Circulación. Se presenta cuando el agua se acumula en el subsuelo debido a la presencia de una campa impermeable y empieza a circular por la acción de la gravedad, obedeciendo las leyes del escurrimiento subterráneo. (P.57)
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ENSAYO DE INFILTRACIÓN Utilizando el método Porchet: El método Porchet también se llama método a nivel constante. La velocidad de infiltración está medida manteniendo un nivel de agua constante en un agujero. Las pruebas de infiltración se realizan in situ en un suelo no saturado, o en la zona no saturada del suelo. En la práctica, los agujeros se hacen en la profundidad de interés en el estudio. Ellos están llenos de agua clara con el fin de medir la velocidad de absorción en el campo. Hay que medir el volumen de agua introducida durante la duración de la prueba, que permite mantener un nivel de agua constante en el agujero. Este método permite de calcular el coeficiente de permeabilidad K. K (mm/h) = Volumen de agua introducido / (Superficie de infiltración x duración de la prueba)
HUMEDAD DEL SUELO Yepez (1976) afirma: “EI contenido de humedad de un suelo es la relación del cociente del peso de las partículas sólidas y en el uso del agua que guarda, esto se expresa en términos de porcentaje. EI suelo, material bastante abundante y de uso práctico en el desarrollo de un proyecto de construcción, muchas veces no reúne las propiedades o características para su uso. Por esto, se recurre a realizar sobre el análisis y pruebas, para lograr con certeza la estabilidad en el tiempo.” (p.98)
ENSAYO PARA DETERMINIRAR LA HUMEDAD DEL SUELO Realización de la practica en el laboratorio:
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En la presente práctica realizamos con el método estándar donde la muestra extraída de la calicata, nos permita darle estudio de la cantidad de humedad que existe por estratos.
Primeramente, los estratos son llevados al laboratorio en donde determina el peso que trabajaremos, lo cual se realizara con sumo cuidado al momento del traslado las muestras estarán herméticamente sellado para que la humedad no pueda ser evaporada para que no pierda la humedad.
Seguidamente se anota el N° del tarro o recipiente y se pesa. Registrándola como peso del recipiente.
Se pone la muestra húmeda en el recipiente y se pesa, registrándola como peso del recipiente más suelo húmedo, obteniéndose como W1. La cual se hizo el mismo procedimiento para los cinco estratos y tres muestras de cada uno.
Se coloca el conjunto de tarros ya pesados con suelos húmedos dentro del horno a una temperatura constante de 100-110°.C, durante 24 horas.
Cumpliendo el tiempo de secado en el horno, se extrae la muestra con ayuda de los guantes.
Posteriormente se dejó enfriar el recipiente más el suelo.
Se procede a pesar el suelo seco más el recipiente, obteniéndose como W2.
Y se realizan los cálculos para determinar el contenido de agua por el método estándar.
CALCULOS
100%
23
=
∗ 100%
NIVELACION DEL SUELO Según Casas, R (2014) menciona: La nivelación de terreno también es imprescindible si la plantación se fuera a regar mediante riego por gravedad, ya que este sistema de aplicación del agua de riego, requiere que el terreno tenga una pendiente uniforme tanto longitudinal como transversal, que asegure la correcta distribución del agua por el terreno. En las parcelas niveladas, el desarrollo de los arboles es peor que en las zonas de desmonte, por la pérdida de suelo. Para que no se produzca este problema, antes de hacer la nivelación debe retirarse la tierra superficial de los primeros 20 a 30 cm del suelo. Tras la nivelación, estas tierras vuelven a extenderse por toda la parcela. Si la nivelación exigiera hacer desmontes de más de 60 cm de profundidad, es conveniente mejorar el sueño con alguna labor profunda y la aportación de enmiendas. La nivelación debe realizarse con el suelo desnudo, por lo que los restos del cultivo anterior o la vegetación natural deben ser eliminados o incorporados al terreno como una labor especifica. La nivelación, el terreno sufre asentamientos que generan desniveles entre las zonas de relleno y las de desmonte, y que deber ser corregidos mediante nivelaciones posteriores. Por ello, los trabajos de nivelación del terreno deben realizarse con antelación suficiente (dos años, como mínimo) a la fecha prevista para plantar. (p.3)
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