MEDICIÓN DE INFILTRACIÓN POR EL MÉTODO DE ENTRADA Y SALIDA EN SURCOS El método de medir infiltración por entrada y salida en surcos consiste esencialmente en medir el caudal infiltrado en un tramo de un surco, estableciendo la diferencia entre un caudal constante que entra al surco y el caudal que sale al extremo del tramo de medición, a diferentes valores acumulados de tiempo.
PROCEDIMIENTO: seleccionamos la zona y realizamos la prueba de infiltración, se localizaron dos surcos de 67m de longitud y un espaciamiento entre ellos de 4 m, se limpiaron bien, y luego se procedió a instalar las canaletas parshall a la entrada y a la salida del surco dejándolas niveladas, posteriormente se instaló un sifón a la entrada del surco de 1 pulg ½ para que fluyera el agua.
imagen 1. selección de la zona
imagen 2. instalación del aforador parshall
imagen 3. instalación del riego
se instaló 6 jalones con una distancia de 10m, al avanzar el flujo se tomaron los datos del tiempo a medida que iba avanzando al llegar al jalón y así sucesivamente hasta obtener todos los datos de cada jalón, al obtener estos datos podemos definir la eficiencia de aplicación, percolación profunda, escorrentía superficial, entre otras.
imagen 4. instalación de los jalones (10 m)
imagen 5. tiempo de avance y altura del agua Una vez que el agua fluyera normalmente en el surco, se comenzaron a tomar el tiempo de avance y la altura del agua en las canaletas de entrada como de salida con intervalos de tiempo de 5 minutos, para poder hallar el caudal .
1er SURCO En esta prueba consiste en medir el tiempo de avance por cada 10 m de distancia; se utilizó 6 jalones con su respectiva distancia para cada surco obteniendo los resultados esperados:
tiempo de avance: Tabla 1. Datos: Longitud vs tiempo de avance Longitud (m) 10 20 30 40 50 60 65
Tiempo de avance (min) 5.98 11.13 14.35 17.75 21.28 23.47 24.15
Tiempo vs longitud 30 ) 25 n i m ( e 20 c n a v 15 a e d o 10 p m e i 5 T
y = 1,1829x 0,7288 R² = 0,9898
0 0
10
20
30
40
50
60
70
80
longitud (m)
Figura 1. Tiempo vs Longitud
Periodo de almacenamiento: El tiempo de almacenar en el surco fue de 40.63 min. Periodo de agotamiento superficial: El tiempo de agotamiento superficial en el surco fue de 43.22 min. Periodo de receso: El tiempo de agotamiento superficial en el surco fue de 53.22 min.
Análisis de infiltración entrada y salida del surco Parshall
En esta prueba se toma 2 surcos a los que se le aplica agua, para la medición se instala aforadores Parshall niveladas, se afora a la entrada y a la salida del surco llevando un registro de tiempo y altura para determinar el caudal. se hizo la prueba de 15 minutos con intervalo de medición de 5 minutos.
Datos: L=67m e= 4m distancia entre surcos Tabla 3. 1er surco salida tiempo altura
0 5 10 15
Tabla2. 1er surco entrada tiempo altura 0 5 10 15
3,3 3,4 3,5 4
6 5,8 6,5 4,6
formulas:
= ,, Dónde: q= caudal, litros por segundo. h= lectura sobre la pared inclinada de la canaleta, cm.
= = ∗ Dónde: i= velocidad de infiltración en cm/min
= caudal infiltrado en litros por segundo, equivalente a la diferencia entre el caudal que entra al surco, , y el caudal que sale del tramo de medición, . L= longitud del tramo de surco entre los aforadores, m e= separación entre surcos, m f= Factor de conversión de unidades, 6 cuando I está cm/min y 360 cuando I esta en cm/h
cálculos:
= 0.0056497 ∗ 6. = ./
= 0.0056497 ∗ 3.3. = ./
Tabla 4. prueba de infiltración en surcos: 1 surco de entrada y salida Tiempo h (altura caudal h (altura caudal infiltración entre (cm)) 1 salida (cm)) 1 entrada (i) lecturas surco (qs) l/s surco salida (qe) l/s (cm/min) (min) entrada 0 5 10 15
6 5,8 6,5 4,6
3,3 3,4 3,5 4
0,46 0,42 0,56 0,24
0,11 0,114 0,123 0,114
0,008 0,007 0,010 0,003
= 6 ∗ ∗ 0.11/ = 6∗ 0.46/ 67 ∗4 = . /
prueba de infiltracion en surcos: 1 surco de entrada y salida 0.012 ) 0.010 n i m / 0.008 m c ( n 0.006 o i c a 0.004 r t l i f n I 0.002
y = 0,0059x -0,015 R² = 0,0984
0.000 0
2
4
6
8
10
Tiempo (min)
Figura 2. Infiltración vs Tiempo
12
14
16
La grafica obtuvo una ecuación de 0,0059 , que es el comportamiento de infiltración, la cual a su vez determina un coeficiente de 0,0984.
Evaluamos la eficiencia de aplicación: Tabla 5. Datos: suelo húmedo (i) y suelo seco(f) Muestra 1
P inicial (gr) 100
P final (gr) 90,7
= − ∗ 90, 7 ∗100 = 10090,7 = ,%
= .
= 10,25% 1.85 = ,% Tabla 6. Tolerancia al estrés (método de interpolación) 0.1atm 0.56atm 15atm
10,25%
10,10% 5,54%
Tolerancia al estrés: 10,10%
é = − − ∗ = 10,25%10,10% 10,25%5,54% ∗100 = ,%
Calcular densidad aparente: Para determinar densidad aparente primero hallamos el volumen del cilindro.
= ∗ ∗ = ∗ 5 ∗ 2,54 = , Tabla 7. Datos: densidad aparente Muestra 1
)
Volumen ( 101,34
P final (gr) 153,2
=
153,2 = 101,34 = , /
− ∗∗ ∗ = = 10,25%5,54% 1,51/ = ( 100 ) ∗ 15 ∗ 1/ ∗0.032 = .
= 0.46 0.42 4 0.56 0.24 / = ./
= = = = ∗∗ ∗
= 24.15 40.63 = .
2/ ∗ 64.78 = 6 ∗ 0.44 ∗ 67 = .
% = ∗ % = (0.034 0.61 ) ∗ 100 % = ,%
Análisis de percolación profunda: Infiltración promedio: 1 surco entrada y salida
= 0.008 0.0074 0.01 0.003 ̅ = .
= ̅ = 0.007 0.034 = ,
Esto nos indica que, no hay percolación profunda a la hora de aplicar el riego.
también calculamos los puntos extremos:
= −+− = 0.008 0.034 2 0.003 0.034 = ,
Al compararlo con la infiltración promedio también podemos indicar que no hay percolación al aplicar el riego.
Debemos Tener En cuenta Escorrentía superficial:
% = % % % = 100 5,57%0 % = ,%
2do SURCO
tiempo de avance: Tabla 8. Datos: Longitud vs tiempo de avance Longitud (m) 10 20 30 40 50 60 65
Tiempo de avance (min) 5.2 8.03 10.98 13.67 16.6 20.05 21.15
Tiempo vs Longitud 25 ) n 20 i m ( e c n 15 a v a e d 10 o p m e i 5 T
y = 0.8625x0.7586 R² = 0.9939
0 0
10
20
30
40
Longitud (m)
50
60
70
Figura 3. Tiempo vs Longitud
Periodo de almacenamiento: El tiempo de almacenar en el surco fue de 36,97 min. Periodo de agotamiento superficial: El tiempo de agotamiento superficial en el surco fue de 40,7 min. Periodo de receso: El tiempo de agotamiento superficial en el surco fue de 50,7 min.
Análisis de infiltración entrada y salida del surco Parshall
Datos: L=67m e= 4m distancia entre surcos
Tabla 9. 2do surco entrada tiempo altura 0 5 10 15
4,5 4,4 4,4 4
Tabla 10. 2do surco salida tiempo altura 0 5 10 15
3,6 3,8 3,6 3,5
= 0.0056497∗4.5. = ./ = 0.0056497 ∗ 3.6. = ./
= ∗ ∗− 0.13/ = 6∗ 0.23/ 67 ∗4 = ./
Tabla 11. prueba de infiltración en surcos: 2 surco de entrada y salida Tiempo h (altura caudal h (altura caudal infiltración entre (cm)) 2 salida (cm)) 2 entrada (i) lecturas surco (qs) l/s surco salida (qe) l/s (cm/min) (min) entrada 0 5 10 15
4,5 4,4 4,4 3,5
3,6 3,8 3,6 4
0,23 0,22 0,22 0,17
0,13 0,15 0,13 0,12
0,002 0,002 0,002 0,001
prueba de infiltracion en surcos: 2 surco de entrada y salida 0.003 ) n i 0.002 m / m0.002 c ( n o i c 0.001 a r t l i f n 0.001 I
y = 0.0015x-0.02 R² = 0.4572
0.000 0
2
4
6
8
10
Tiempo (min)
Figura 4. Infiltración vs Tiempo
12
14
16
La grafica obtuvo una ecuación de 0,0015 −, que es el comportamiento de infiltración, la cual a su vez determina un coeficiente de 0,4572.
Datos calculados:
= 10,25% = 5,54% = 3,18% = 1,51 /3 = 0.034 = = 0.23 0.22 4 0.22 0.17 / = 0.21 /
= = =
= ∗∗ ∗
= 21.15 36.97 = .
1/ ∗ 58.12 = 6 ∗ 0.24 ∗ 67 = .
% = ∗ % = (0.034 0.27 ) ∗ 100 % = ,%
Percolación profunda Infiltración promedio: entrada y salida del surco
= ̅
= 0.0020.0020.0020.001 4 ̅ = . = 0.00125 0.034 = .
Esto nos indica que, no hay percolación profunda a la hora de aplicar el riego
Se calcula los Puntos extremos:
= −+−
= 0.002 0.034 2 0.001 0.034 = ,
Al compararlo con la infiltración promedio, podemos decir que a la hora de aplicar el riego no hay percolación profunda.
Tenemos en cuenta la Escorrentía superficial:
% = 100 % %
% = 100 12,59%0 % = ,%
conclusión
Concluimos que la aplicación de riego por surcos donde se evaluó; como resultado nos indica que al calcular la escorrentía sufre altas pérdidas, por lo tanto, podemos decir que la eficiencia de aplicación es inadmisible ya que no presenta percolación.
