Drenaje Parcelario
A continuación se muestra muestra del diseño del drenaje parcelario para la zona de cultivo en estudio, estudio, ubicada, como se mencionó al principio de este proyecto, Morelos Estado de Mexico . Como datos preliminares se tiene que:
El terreno tiene solamente un cultivo al año que es manzano y su sistema de riego es por Microaspercion. De acuerdo con los estudios agrológicos, el suelo es franco arenoso muy fino, según lo mostrado en el cuadro 3.1
Para medir la conductividad hidráulica del terreno, se construyó una serie de pozos, encontrando la profundidad del nivel del manto freático entre 0.5 m y 0.8 m durante el periodo de riegos. A continuación se muestran las formulas empleadas para el cálculo, así como los resultados obtenidos de la aplicación de dichas formulas.
Determinación y Calculo de la Conductividad Hidráulica Profundida d del Nivel Freático, af (m)
1.2
Profundidad del Pozo, Y' (m)
2.2
Radio Radio del Pozo, rs (m)
0.0508
Altura Ini cia l de Agua en el el Pozo, Y (m) (m)
1
Profundidad Profundidad del Abatimiento, yo (m)
0.8
Ck
5.58
K
0.47
La profundidad del nivel freático se tomó de 1.2 m, ya que son árboles frutales los que se encuentran en la parcela. Por lo que empleando la ilustración 3.2, se puede conocer la porosidad Drenable del terreno, siendo esta muy importante para el cálculo del número de días que el terreno puede drenar el agua de riego intenso.
Diseño en Planta.
El diseño en planta consiste en la ubicación, en un plano de la parcela, de los drenes laterales y colectores, así como de las estructuras auxiliares. **** Para el régimen permanente se requiere:
Por lo que el espaciamiento en drenes se muestra a continuación: Cal cul o del Espaci amiento entre Drenes
L'
λ
∆
δ
d
L
Dif %
10 200 1000 18.9 0.95 26.82 62.71% 15 300 1000 25.9
1.3
30.49 50.81%
20 400 1000 32.4 1.62 33.55 40.38% 25 500 1000 38.8 1.94 36.31 31.14% 30 600 1000 44.8 2.24 38.71 22.50% 35 700 1000 50.8 2.54 40.98 14.59% 40 800 1000 56.8 2.84 43.12 7.25% 45 900 1000 62.5 3.13 45.07 0.15%
Lo que demuestra, según recomendaciones del diseño de no exceder 5% de diferencia entre el L propuesto y el L real), que la longitud conveniente de los drenes es de 45 m. **** El Regimen Transitorio permite obtener el espaciamiento entre drenes como una función del tiempo en que se desea el abatimiento del manto freático, desde una posición inmediatamente después del riego, hasta la profundidad deseada antes de aplicar el siguiente riego . Por lo que los datos necesarios para el cálculo son Lámina de Lavado efectiva, Tiempo de regado (promedio) y la porosidad Drenable (obtenida de la ilustración 3.2)
Por lo que la fórmula para la obtención de los datos requeridos se muestra a continuación:
A continuación se muestra el resumen de los cálculos realizados hasta el momento: Espaciamiento entre drenes Régimen Permanente Profundidad de Drenes Parcelarios, Pd (m)
Modulo de Drenaje, q (m/día) Sobreelevación (m) Régimen Transitorio Lamina de Lavado Efectiva (m) Porosidad Drenable Tiempo de Regado, promedio Nivel Freático después de cada riego (m)
Tiempo de Riego para descenso N.A.F
1.7 0.00311 0.5 0.1456 0.074 18.2 días 0.9 17.16
De lo cual se puede concluir que con un espaciamiento entre drenes de 45 m se requieren 17.16 días para que después del riego más pesado disminuye el nivel freático de 0.9 m a 1.7 m.
Ubicación de los Drenes.
La ubicación de los drenes en el terreno se basó conforme a la siguiente ilustración: Tomando en cuenta que la disposición de los drenes laterales es con la pendiente y que los colectores parcelarios desembocan en un canal a cielo abierto. Al final del presente documento se anexa un plano donde se encuentra la disposición final de los drenes, así como dimensionamiento de los elementos que la conforman.
Cálculos hidráulicos.
Se realizaron en baso a lo planteado en el manual de drenajes parcelarios, tomando en cuenta que los drenes se construirán con tubería corrugada en todos los tramos, por lo que; El gasto que debe remover un dren se calcula con:
El gasto que puede conducir una tubería se calcula con la siguiente expresión, tomando en cuenta que las tuberías empleadas en los drenes laterales son de 4”, y en los drenes principales, debido a la acumulación de caudal de los laterales, se propuso de 6”.
Calculos Hidraulicos Secciones
d (m)
i
L (m)
Xd (m)
Ad (m2)
Qr (l/s)
Qc (l/s)
V (m/s)
A B-C
0.1016 0.1524
0.17 0.17
70 162.22
45 45
3150 7299.9
9.8 22.7
20.4 60.1
1.81 2.41
Lo anterior demuestra que el caudal que circula por los laterales es fácilmente transportado por las tuberías propuestas, así también las velocidades alcanzadas no superan al límite de 3 m/s y son mayores que 0.1 m/s.
Especificaciones técnicas del proyecto.
Para la instalación del drenaje en la parcela, se consideran los datos conjuntos de todas las secciones que a continuación se muestran. Subseccion de Drenaje A Num. de Interceptores 10 Espaciamiento entre Drenes 45 metros Dren de Descarga Rio Local Distancia al Origen (m)
Clave
Pendiente
0 480
A A
0.17 0.17
45 90 135 180 225 270 315 360 405 450
A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10
Longitud Caudal (l /s) (m) Colector 45 480 Laterales
0.17 70 0.17 70 0.17 70 0.17 70 0.17 70 0.17 70 0.17 70 0.17 70 0.17 70 0.17 70 Total de Tuberias (m)
Caudal Acumulado (l/s)
9.797 88.17
9.80 97.97
9.797 9.797 9.797 9.797 9.797 9.797 9.797 9.797 9.797 9.797
9.797 19.593 29.390 39.186 48.983 58.779 68.576 78.372 88.169 97.965
Cantida d de Tuberia (m)
4"
6"
8"
45 435 70 70 70 70 70 70 70 70 70 70 700
480
0
Subseccion de Drenaje B Num. de Interceptores 9 Espaciamiento entre Drenes 45 metros Dren de Descarga Rio Local Distancia al Origen (m)
Clave
Pendiente
0 460
B B
0.17 0.17
45 90 135 180 225 270 315 360 405
B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9
Longitud Caudal (l /s) (m) Colector 45 22.70 460 181.62 Laterales
0.17 162.22 0.17 162.22 0.17 162.22 0.17 162.22 0.17 162.22 0.17 162.22 0.17 162.22 0.17 162.22 0.17 162.22 Total de Tuberias (m)
22.70 22.70 22.70 22.70 22.70 22.70 22.70 22.70 22.70
Caudal
Acumulado (l/s)
Cantida d de Tuberia (m)
4"
6"
22.70 204.32
45 415
22.70 45.41 68.11 90.81 113.51 136.22 158.92 181.62 204.32
162.2 162.2 162.2 162.2 162.2 162.2 162.2 162.2 162.2 1460 460
8"
0
Subseccion de Drenaje C Num. de Interceptores 9 Espaciamiento entre Drenes 45 metros Dren de Descarga Rio Local Distancia al Origen (m)
Clave
Pendiente
0 450
C C
0.17 0.17
45 90 135 180 225 270 315 360 405
C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9
Longitud Caudal (l /s) (m) Colector 45 22.70 450 181.62 Laterales
0.17 162.22 0.17 162.22 0.17 162.22 0.17 162.22 0.17 162.22 0.17 162.22 0.17 162.22 0.17 162.22 0.17 162.22 Total de Tuberias (m)
22.70 22.70 22.70 22.70 22.70 22.70 22.70 22.70 22.70
Cantida d de Tuberia (m) Caudal Acumulado (l/s)
4"
6"
22.70 204.32
45 405
22.70 45.41 68.11 90.81 113.51 136.22 158.92 181.62 204.32
162.2 162.2 162.2 162.2 162.2 162.2 162.2 162.2 162.2 1460 450
8"
0
Estos cálculos señalan que, para instalar el drenaje en esta parcela, es necesario utilizar lo siguiente: 3,620 m de tubería perforada de 4 pulgadas con filtro de poliéster para los drenes laterales y la parte final del colector . 1,390 m de tubería perforada de 6 pulgadas para los colectores secundarios, con filtros de poliéster a la entrada de los laterales. 410 m de tubería sin perforar de PVC de 20 pulgadas para el dren principal, que contara con las siguientes especificaciones: Cubiertas de poliéster en las salidas de los colectores secundarios, a fin de evitar el paso de sedimentos pertenecientes al flujo del caudal de los laterales.
Calculo del Dren Principal Caudal Total Drenado (l/s) Velocidad del Dren (m/s)
506.61 1.16
Considerando que el dren tiene de base PVC, se requiere que los extremos estén recubiertos por una placa de concreto, a fin de evitar el deslice de taludes y perjudicar el flujo de agua hacia el rio que fluye en esa dirección. El dimensionamiento del canal se muestra a continuación.
DETALLE DREN ABIERTO (PRINCIPAL) Paredes de Concreto
Bordo Libre 1m
Dren Sec. 20 cm
Tubo Colector Diam. 8"
50.8 cm
