UNIVERSIDAD NACIONAL DE LOMAS DE ZAMORA FACULTAD DE INGENIERÍA Y CIENCIAS AGRARIAS
CÁTEDRA DE HIDROLOGÍA AGRÍCOLA HIDROLOGÍA AGRÍCOLA APUNTES DE RIEGO RIEGO SUPERFICIAL
Ing. Víctor NEGRO Mr!o "# $%%&.
1
EL RIEGO' (USO RACIONAL DEL AGUA PARA LOS CULTIVOS )ASADO EN PRECEPTOS ECOLOGICOS* Tres aspectos fundamentales deben tenerse en cuenta, para concretar un proyecto de riego en grandes áreas: 1. - Determinación Determinación de Necesidades mínimas y normales de agua de los
cultios en cada lugar y en función del medio !"apotranspiración#.2. - "stadística de las precipitaciones por localidades !Distribución !Distribución en
el tiempo#.$. - %nentario del &ecurso 'gua: (uperficial, subterráneo, acumulación.
"ntre los alores de 1 y los de 2, se establece el D)fici t a cubrir con riego. "n función del D+,-c-t y la disponibilidad del R#cr/o0 se establecen los programas de asignación de cupos de agua ó TURNOS ADMINISTRATIVOS "# RIEGO.
S- 1o/ r-#go/ #/t2n r#,#r-"o/ 3#4#5/ 2r#/ con 3ro6-/-7n 3ro6-/-7n t7no8 "# g0 #/to/ /3#cto/ /on t89-+n n#c#/r-o/ t#n#r #n c#nt0 con/-"#rn"o 1 17g-c r#"cc-7n "# 1 #/c1. "n función de cuan amplio es ese D)ficit, se puede establecer:
•
&iego *omplementario !cuando la precipitaciones satisfacen una parte de la Demanda#.-
•
&iego (uplementario (uplementario !cuando las precipitaciones precipitaciones No satisfacen la Demanda#.-
SIGNIFICACI:N ECON:MICA DE LA AGRICULTURA )A;O RIEGO' <=> del alor de la 3ro"cc-7n gríco1 gríco1 Nc-on1 Nc-on1 $.?@=.=== +as. bao riego. *ultios de alto alor: frutas, +ortalias, id, olio, caa de a/car.-
S3#r,-c-# Irr-g"' • •
Total cultiado : <=.===.=== +as. cereales, semillas, oleaginosas, cultios industriales, +ortalias y frutas. (uperficie %rrigada:
$.?@=.=== +as. , > del total
2
Tot1 c1t-6"o
S3#r,-c-# -rr-g" >
%B>
DE ESTE VALOR DE SUPERFICIE )A;O RIEGO ' 17%
Zona Árida y Semiárida Zona Húmeda
83%
EN CUANTO A LA UTILIZACI:N DEL RECURSO' S3#r,-c-1
S9t#rr2n#
15%
S9t#rr2n# S3#r,-c-1
17%
68%
(uperficie 0otencial a ser irrigada más de B.===.=== +as., esto representa más del 2 de la total cultiada.
Total cultivada
Potencial a irrigar
!%
8!%
D-/tr-9c-7n "# 1 /3#r,-c-# -rr-g" ' PROVINCIA
H/.
3endoa &ío Negro 7s. 'ires (alta uuy Neu;u)n (an uan (go. del "stero *órdoba Tucumán ". &íos *+ubut *orrientes *atamarca =a &ioa >tras
Porc#nt#
244.25 112.2$ 44.89 44.89 58.24 58.24 86.52 86.52 92.$< 92.$< 64.55 $8.61 $8.61 26.46 12.68 26.46
26 4 5 5 8 8 9 9 < < 6 $ $ 2 1 2
*omo surge del cuadro, 3endoa es la 0roincia más importante en cuanto a ?as. 7ao &iego. =os &íos 'tuel, Diamante, 3endoa y Tunuyán, son los más importantes en esta proincia. "l 8 bao riego es la 60 el resto frutas y +ortalias, en menor escala c#r#1#/.
C1t-6o/ )o R-#go' C1t-6o/'
> "#1 2r# tot1 -rr-g"
@id y Arutales ?ortalias >tros frutales !olio, nogal, citrus# Aorraes y cereales >tros cultios industriales !tabaco, plantas aromáticas, etc.# 3aí 0apa 'lgodón >tros cultios Total :
25,2 11,< $,$ 11,< 16,4 2,1 6,5 2, 21,8 1,
GRADO DE APROVECHAMIENTO REGIONAL CON RELACI:N A LOS RECURSOS HÍDRICOS' - R#g-7n An"-n' (an uan, 3endoa, =a &ioa. %> del agua de la región árida y tiene: <$> de la superficie bao riego. - R#g-7n Ptg7n-c' &ío Negro, Neu;u)n, *+ubut B%> del agua de la región árida y tiene: $%> de la superficie bao riego. - R#g-7n N.O.' (alta, Tucumán, uuy, (antiago del "stero, *atamarca $%> del recurso agua del total. y tiene: ?&> del área bao riego.
RECURSOS HÍDRICOS POR CUENCA' 11%
"%
1%
#uenca del Plata $ertiente tlantica &'()egro #*u+ut, $ertiente Pac-.ica &/utaleu.ú, Sin 0eag2e al ar &Sal0ulce,
8"%
DISTRI)UCI:N DE LAS CORRIENTES DE AGUA SUPERFICIALES' Río/ Zon' 0araná - Bruguay 0atagonia Norte !0ilcomayo, 7ermeo, 0asae, Dulce# *uyo &esto del 0aís
Tot1
C"1 8</#g.
>
15.< 2.89 <2
5$,$ 12,2
269 225 22.2
1,1 1,
2,6
1,
EL RIEGO SUPERFICIAL' CONSIDERACIONES GENERALES' E1 "-,#r#nt# Po"#r R#t#nt-6o "# 1o/ S#1o/' *onsiderando tres tipos de teCturas distintas de suelo, a las cuales se le aplica una lámina de riego de 1 cm. "l agua al penetrar en el suelo irá satisfaciendo el porcentae de *apacidad de *ampo !*.*.# a medida ;ue aana en el perfil. @eremos ;ue en el arcilloso no ocupa una profundidad mayor ;ue 9 mm., en el franco 1 mm. y en el suelto penetra 1< mm. (i se desea regar una determinada planta cuyas raíces llegan a 12 mm de profundidad, por lo isto anteriormente, deberemos aplicar ol/menes distintos y por consiguiente láminas distintas, a los diersos tipos de suelos del siguiente modo: "n el primer !'rcilloso# caso 2 mm de lámina o sea 2 m$+a, en el segundo !Aranco# 12 mm o sea 12 m$+a, y en el tercero !'renoso# 5 mm o sea 5 m$+a. =os suelos arenosos no son retentios , almacenan poca agua y es necesario regarlos con frecuencia aplicando ol/menes reducidos, conformes con su agua /til. "n cambio, los arcillosos admiten riegos copiosos !pero despacio# y espaciados. =as eCigencias de las plantas, en cambio, son independientes de los tipos de suelos en los ;ue ien.
U89r1 Crít-co "# R-#go UCR U89r1 Crít-co "# D#/#cc-7n' =o aconseable es regar cuando se +an consumido entre el 6 ó 2$ del agua disponible. "l Bmbral *rítico de &iego !B*&#, indica el porcentual máCimo de desecación admisible, en cultios normales, para ;ue la producción sea óptima, de manera ;ue a/n eCista una resera de +umedad en el suelo de seguridad al momento de regar. "ste niel se alcana antes de llegar al niel o Bmbral *rítico de Desecación !B*D#, a partir del cual los rendimientos descienden, el cual es diferente del 0unto de 3arc+ite 0ermanente ;ue implica la muerte de las plantas y no una producción menor.
O3t-8o "# H8#""' Cnto 82/ 3r7-8 / C3c-"" "# C83o 3#r8n#!c 1 J8#"" "#1 /#1o0 tnto 8#or "#/rro11o 6#g#tt-6o /# o9t-#n#. "l óptimo de +umedad es a;uel rango dentro del cual +ay ;ue mantener la +umedad en el terreno para obtener rendimientos máCimos. (e lo establece como un
e;uilibrio entre el mayor costo ;ue esto representa al eCigir riegos frecuentes y cuidadosos y el aumento de ingresos producto de una meor productiidad.
$ RIEGO DE SUPERFICIE E1 r-#go "# /3#r,-c-# #/ 1 31-cc-7n "# g 3or gr6#"" 1 /3#r,-c-# "#1 c83o. S# 4# /# -nn"# to"o #1 c83o r-#go 3or co83rt-8-#nto/ o 3or /8#r/-7n0 /# 4# #1 g 1-8#nt# 3#4#5o/ cn1#/ /rco/ o ,rn/ "# t-#rr t91r#/.
$.$ RIEGO POR COMPARTIMENTOS' =os compartimentos o bancales son superficies planas de tierra rodeadas por di;ues baos. =os di;ues, o lomos, impiden ;ue el agua afluya a los terrenos adyacentes. "ste m)todo de riego por sumersión es com/nmente utiliado para el arro ;ue se cultia en terrenos llanos. 0or lo general, el m)todo de compartimientos es adecuado para cultios ;ue no se en afectados por permanecer en
el agua durante largos períodos !12 a 26 +s.#.
$.$.$ C1t-6o/ "#c"o/' "s adecuado para cultios eCtensios. "l arro se cultia meor cuando sus raíces están sumergidas en agua, por tal motio este m)todo es el más adecuado para este cultio. "ntre otros cultios adecuados , cabe mencionar: • - pastos, por eemplo alfalfa, tr)bolE - árboles, por eemplo el limonero y el bananoE • - cultios ;ue se siembran al oleo, !cereales#E • "l riego por sumersión no es apropiado para a;uellos cultios ;ue no pueden permanecer en terrenos +umedecidos o anegados por períodos mayores a las 26 +s. "stos son por lo com/n tub)rculos y raíces: papas, remolac+a, ana+orias.
$.$.? P#n"-#nt#/ "#c"/ "#1 t#rr#no' *uantos más plana es la superficie del terreno, más fácil es formar compartimientos. "s asimismo posible formar compartimientos sobre terrenos en pendiente, incluso cuando la misma es bastante pronunciada. =os compartimientos planos se pueden construir como los escalones de una escalera recibiendo el nombre de terraas.
$.$.< S#1o/ "#c"o/' =os suelos ;ue son adecuados dependen de la planta cultiada. Donde meor se desarrollan los arroales es en los arcillosos ;ue son casi impermeables. 'un;ue la mayor parte de los demás cultios se pueden dar en suelos arcillosos, para el riego por compartimientos se suelen preferir los limosos con el fin de eitar el anegamiento. =as arenas gruesas no se recomiendan por;ue, al ser la elocidad de infiltración alta, las p)rdidas por filtración pueden ser considerables.
$.$. Tr!"o "# 1o/ co83rt-8#nto/' "l traado de los compartimientos se refiere a la forma y dimensión de los compartimientos y de los di;ues. "stas están determinadas principalmente por la pendiente del terreno, el tipo de suelo, el caudal disponible, la lámina de aplicación de riego y las prácticas agrícolas.
$.$..$ AncJr "#1 co83rt-8#nto' =a principal limitación a la anc+ura de un compartimento es la pendiente del terreno. (i la pendiente es pronunciada, el compartimento debe ser estrec+o, ya ;ue sino será necesario moer muc+a tierra para obtener compartimientos nielados. !*uadro NF 1#
C"ro NK $' VALORES APROIMADOS DE LA ANCHURA MAIMA DEL COMPARTIMENTO O TERRAZA 8. P#n"-#nt# AncJr M2-8 8. > 8#"- 8ín-8 82-8 ,2 ,$ ,6 ,< ,9 ,5 1, 1,2 1,< 2, $, 6,
6< $8 $2 25 2< 22 2 18 1$ 1 8 <
$< $ 2< 2 2 1< 1< 1 1 < < $
-
<< 6< 6 $< $ $ 2< 2 2 1< 1 5
>tros factores ;ue pueden influir son los siguientes: • • •
- profundidad del suelo f)rtil - m)todo de construcción del compartimento !manual ó mecánica# - prácticas agrícolas !labrana manual ó mecánica, radio de giro#.
$.$..? D-8#n/-7n "#1 co83rt-8#nto' =a dimensión del compartimento depende de la pendiente, tipo de suelo y del caudal de ;ue se puede disponer. !*uadro NF 2#.
C"ro NK ?' (B0"&A%*%"( 3'G%3'( D" =>( *>30'&T%3%"NT>( (BH"&%D'( !m2# 0'&' D%@"&(>( T%0>( D" (B"=> I *'BD'="( D%(0>N%7="( !lseg.#.
C"1 1/#g. < 1 1< $ 9 4
Ar#no/o $< 9< 1 2 6 9
T-3o/ "# S#1o Frnco 1 2 $ 9 12 15
Frnco r#no/o 2 6 9 12 26 $9
Arc-11o/o r#no/o $< 9<
1 2 6 9
"n la dimensión del compartimento influye asimismo la lámina de aplicación de riego. (i la lámina de riego es grande, el compartimento puede ser grande, para obtener una buena distribución del agua. "l compartimento puede tener forma cuadrada, rectangular o irregular. "n terrenos con fuerte pendiente o de pendiente irregular, los compartimientos pueden ser largos y estrec+os. =a parte alargada del compartimento sigue la cura de niel. (i la pendiente y, por lo tanto, la cura de niel, es irregular, la forma del compartimento será igualmente irregular.
$.? RIEGO POR SURCOS' =os surcos son canales pe;ueos y paralelos ;ue se abren para llear agua para irrigar los cultios. =os cultios se suelen plantar en los lomos o caballones entre los surcos.
$.?.$ Cn"o /# "#9# t-1-!r #1 r-#go 3or /rco/'
$.?.$.$ C1t-6o/ "#c"o/' "l riego por surcos es apropiado para a;uellos cultios especialmente, los cultios en +ilera. =as plantas ;ue resultan daadas si el agua cubre su tallo o su copa deben regarse por este sistema. "n resumen se pueden regar por este m)todo los siguientes cultios: • • • •
cultios en +ilera como el maí, el girasol, la caa de a/car y la soaE cultios ;ue pueden resultar daados por inundaciones, como el tomate, las +ortalias, las papas, etc. árboles frutales como el limonero y la idE cultios a oleo !m)todo de pe;ueos surcos# como el trigo.
$.?.$.? P#n"-#nt#/ "#c"/' =a pendiente no debe eCceder el ,<. 0or lo general se da al surco una pendiente suae de +asta el ,< para facilitar el drenae despu)s del riego o de unas lluias eCcesias y muy intensas.
$.?.$.< S#1o/ "#c"o/' *omo con todos los m)todos de riego de superficie, no son recomendables las arenas muy gruesas ya ;ue las p)rdidas por percolación pueden ser muy eleadas.
$.?.? TRAZADO DEL SURCO' "n general , la forma, la longitud, y el espaciamiento están determinados por los factores naturales, es decir, por la pendiente, el tipo de suelo y el caudal disponible.
Long-t" "#1 /rco' =os surcos deben guardar relación con la pendiente, el tipo de suelo, el caudal, la lámina de riego, las prácticas de cultio y la longitud del terreno.
P#n"-#nt#' =a pendiente del surco máCima recomendada es de ,< para eitar erosión del suelo. (e recomienda tambi)n, una pendiente mínima del ,< para ;ue se pueda efectuar un drenae efica despu)s del riego o de unas lluias eCcesias. (i la pendiente del terreno es superior al ,<, los surcos pueden formar ángulo con la pendiente principal o incluso a lo largo de la cura de niel.
T-3o "# /#1o' "n los suelos arenosos el agua se infiltra rápidamente. =os surcos deben ser cortos ! de menos de 11m#, para ;ue el agua llegue al eCtremo inferior sin demasiadas p)rdidas. "n suelos arcillosos, los surcos pueden ser muc+o más largos ;ue en suelos arenosos.
C"1' Normalmente un caudal de +asta ,< lseg. proporcionará un riego suficiente en surcos no demasiado largos. "l caudal máCimo ;ue no proocará erosión dependerá de la pendiente del surcoE en cual;uier caso se aconsea no utiliar caudales superiores a los $, lseg. !*uadro NF$#.
L28-n "# r-#go' =a aplicación de unas láminas de riego mayores suele significar ;ue los surcos pueden ser más largos ya ;ue se dispone de más tiempo para ;ue el agua descienda por los surcos y se infiltre.
Pr2ct-c/ "# c1t-6o'
*uando las labores del campo están mecaniadas, los surcos deben ser lo más
largos posible para facilitar el trabao. =os surcos cortos re;uieren muc+a atención ya ;ue la corriente debe pasar frecuentemente de un surco al siguiente.
Long-t" "#1 t#rr#no' 0uede ser más práctico ;ue la longitud del surco sea igual a la longitud del terreno, y no la longitud ideal, cuando esto pueda dar origen a ;ue se dee fuera una pe;uea parcela de terreno.
C"ro NK<' VALORES PRACTICOS DE LONGITUDES MAIMAS DE SURCO 8 UE DEPENDERAN DE LA PENDIENTE0 EL TIPO DE SUELO0 EL CAUDAL Y LA LAMINA NETA DE RIEGO. P#n"-#nt# "#1 /rco >
C"1 1/ 3or /rco
, ,1 ,2 ,$ ,<
$, $, 2,< 2, 1,2
T-3o/ "# /#1o Arc-11o/o L-8o/o Ar#no/o L28-n n#t "# r-#go 88 @= @ @= @ @= @ 1 12 1$ 1< 1<
1< 18 15 2 2
9 4 11 1$ 1$
4 12< 1< 18 18
$ 6< 9 8< 8<
6< 9 4< 11 11
"ste cuadro proporciona /nicamente una información aproCimada con respecto a la pendiente del surco, el tipo de suelo, el caudal y la lámina de riego. "stos datos se deben utiliar /nicamente como orientación.-
$.< RIEGO DE ESCURRIMIENTO POR TA)LARES O MELGAS' =os tablares o amelgas suelen ser largas faas de terreno uniformemente nieladas y separadas por lomos de tierra. "stos lomos no tienen por finalidad contener el agua para ;ue se enc+ar;ue, sino guiarla a medida ;ue fluye terreno abao.
1
$.<.$ C/o/ #n 4# /# "#9# 31-cr #1 r-#go "# #/crr-8-#nto 3or t91r#/ o 8#1g/' "s en general particularmente adecuado para eCplotaciones agrícolas mecaniada ya ;ue está concebido para grandes eCtensiones de terreno. "ste m)todo es menos adecuado para eCplotaciones pe;ueas en las ;ue se utilian m)todos de cultio manuales.
P#n"-#nt#/ "#c"/' =as pendientes de la faa de terreno deben ser uniformes, con una inclinación mínima de ,< y una inclinación máCima de 2.
S#1o/ "#c"o/' (on preferibles los limosos o arcillosos profundos +omog)neos con elocidades de infiltración medias. =os suelos pesados no pueden regarse fácilmente debido al tiempo ;ue se re;uiere para infiltrar una cantidad suficiente de agua en el suelo.
C1t-6o/ "#c"o/' (on preferibles los cultios densos como el forrae o la alfalfa.
$.<.? Tr!"o "#1 t91r o 8#1g' 'l igual ;ue en los m)todos anteriores, las dimensiones y forma de los tablares están influidas por el tipo de suelo, el caudal, la pendiente, la lámina de riego, las prácticas agrícolas y la dimensión de la parcela o eCplotación. !*uadro NF6#. "l *uadro NF6 da una pauta para determinar las dimensiones máCimas del tablar. (in embargo, se debe +acer +incapi) en ;ue ese cuadro sólo sire de orientación general ya ;ue los alores se basan en eCperiencia de campo y no en ninguna relación científica. 11
"l *audal se da por metro de anc+ura del tablar. 0or consiguiente, el caudal total ;ue entra en un tablar es igual al caudal unitario multiplicado por la anc+ura del tablar en metros.
C"ro NK ' LONGITUDES Y ANCHURAS MAIMAS DEL TA)LAR SUGERIDAS T-3o "# /#1o
P#n"-#nt# "#1 t91r
C"1 8."# ncJr 1/#g.
>
1-1<
AncJr t91r
Long-t" t91r
8
8
'&"N>(> Tasa infiltración superior a 2< mm+
,2-,6 ,6-,9 ,9-1,
=%3>(> Tasa infiltración de 1 a 2< mm+
,2-,6 ,6-,9 ,9-1,
<-8 6-9 2-6
12-$ 9-12
'&*%==>(> Tasa infiltración inferior a 1 mm+
,2-,6 ,6-,9 ,9-1,
$-6 2-$ 1-2
12-$ 9-12
15-$ 4-15
9
4
5-1 <-5
12-$ 4-12 9-4
9
9-4 9-4 8<
4-2< 4-15 4
$.<.< R-#go "# 1o/ t91r#/' =os tablares se riegan desiando una corriente de agua del canal al eCtremo superior del tablar. "l agua desciende por la pendiente. *uando se +a suministrado al tablar el agua deseada, se corta la corriente. "sto puede ocurrir antes de ;ue el agua +aya llegado al eCtremo del tablar. No eCiste ninguna norma concreta ;ue determine esta decisión. (in embargo, si la corriente se para demasiado pronto, puede ;ue no llegue agua suficiente al tablar para completar el riego del eCtremo más aleado. (i se dea ;ue corra durante demasiado tiempo, el agua puede escurrirse del eCtremo del tablar y perderse en el sistema de drenae. *omo orientación, la alimentación del tablar se puede detener como sigue: •
"n suelos corriente de entrada se para cuando el agua de riego cubrearcillosos el 9 por la ciento del tablar. • "n suelos limosos, se para cuando se +a cubierto de agua del 8 al 5 por
•
ciento del tablar. "n suelos arenosos, el agua de riego debe cubrir todo el tablar antes de
detener la corriente. No obstante, )stas son /nicamente orientaciones. (ólo es posible establecer normas realiadas localmente, cuando se pone a prueba el sistema.-
DISEO DE ELEMENTOS DE RIEGO' Intro"cc-7n' 0ara el diseo de sistemas de riego graitacional por escurrimiento !surco yo amelga#, deberemos analiar dos factores fundamentales para dic+o sistema, además de la =ámina de riego y Tiempo de infiltración ya istos, estos son: ♦
"ficiencia de aplicación: E
12
♦
*audal máCimo no erosio, en base a un ensayo.
1$
*uando al +ablar de las "ficiencias, lo +acíamos con respecto a la "ficiencia de 'plicación, la definimos como la relación entre el agua /til !B# y la suma del agua /til !B# y el desperdicio !D#. "ste concepto se lo puede adaptar al sistema de riego por escurrimiento de la siguiente manera:
Ac#4- L 1ong-t" Tt8
U g t-1 D "#/3#r"-c-o
Ea =
U U + D
!1#
Debido a la particularidad de dic+o sistema de entregar el agua al surco o amelga desde un eCtremo y dear ;ue escurra por la pendiente +asta el otro, necesariamente en la cabecera eCistirá un cierto tiempo mayor de aplicación de agua ;ue en el pie. "se tiempo mayor es el ;ue corresponde al necesario para ;ue el agua, al iniciarse el riego, corra desde la cabecera +asta el final del elemento de riego !surco o amelga#, denominado t80 Jtiempo de moadoJ. =uego de moar toda la longitud deberemos, reci)n, dear el agua un tiempo, tal ;ue satisfaga la incorporación de la =ámina !procedimiento edafológico #, ;ue como se iera anteriormente se denomina T-0 Jtiempo de infiltraciónJ. *omo surge del análisis del es;uema y del tipo de sistema, ese alor t8 !y por consiguiente el olumen de agua ;ue se incorpore en )l# no se puede eliminar, pero sí +acer ;ue tome un alor lo suficientemente bao, dependiendo del alor del olumen de agua ;ue se incorpore en ese t80 el alor de eficiencia de aplicación ;ue tendremos en el sistema. 16
Del es;uema tenemos ;ue: B K f!Ti# D K f!tm# =as mismas se pueden eCpresar como sigue: B K Ti . = ? D K tm . = < 2
&eemplaando ambas en la
$
Ti ⋅ L
Ti ⋅ L
Ea =
nos ;ueda:
= t m ⋅ L
Ti ⋅ L +
#
t m L T i + 2
2
*omo nuestra "a dependerá de la relación ;ue eCiste entre los tiempos Ti y tm, tenemos: & K Ti tm K Ti tm & ;ue reemplaaremos en la !6# : Ti Ea =
Ti +
Ti 2 R
=
1 1+
1
=
2 R 2 R + 1
2 R
(i damos alores a Ti y tm, podremos construir el siguiente cuadro:
R Q T-t8
?R
?R?R$
E >
1 2 $ 6 1
2 6 9 5 2
2D$ 6D< 9D8 5D4
99 5 5< 54 4< 1
∞
!tmK#
∞
221 1
Conc1/-on#/' 1. 0ara "a del 1 tmK, solamente es posible desde el punto de
ista teórico, en el riego por aspersión. 2. @alores raonables de eficiencia se podrían lograr con la relación &K2
a &K6, dependiendo esa elección más ;ue nada del factor económico o del &e;uerimiento de =iCiiación. $. *omo ya se diera, a menor tm, mayor "aE por consiguiente a menor longitud = del elemento, mayor "a. 6. ' mayor elocidad de aance en el surco !o melga#, mayor "a !menor tm#, esto lógicamente dentro de ciertos límites !Lmne: *audal máCimo no erosio#.
D#t#r8-nc-7n "#1 C"1 M2-8o No Ero/-6o' ?emos isto ;ue un aumento en la eficiencia, se podía conseguir aumentando la elocidad de aance en el surco o melga. 0ero esa elocidad de aance estará limitada en su magnitud al efecto erosio sobre el suelo. De allí la importancia de determinar el alor de Lmne, ;ue soporta el tipo de suelo en estudio, directamente relacionado a la elocidad y a la pendiente fiada para el proyecto.
0ara la determinación del Lmne se debe recurrir a un ensayo a campo, reproduciendo las condiciones del futuro sistemaE en cuanto a forma, dimensión del elemento de riego, tipo de suelo, pendiente, etc. *omo trataremos primero el diseo de un sistema por surcos, eremos como se realia el ensayo para este caso en particular. (e dispone de arios surcos, por eemplo <, los cuales puedan ser proistos de agua de riego por alg/n medio en forma abundante y suficiente, como por eemplo una ace;uia. ?abrá ;ue tener en cuenta ;ue para cada tipo de suelo y pendiente, eCiste un alor máCimo de caudal !en general#, el cual puede ser obtenido, en primera aproCimación, en tablas. "sto nos orientará en los alores de caudal ;ue debemos tomar para el ensayo. =o mismo sucede con la longitud ;ue debemos darle al surco. Teniendo en cuenta esto, se dispondrá de un medio para aforar caudales en cada surco !sifones, tubos con compuertas, etc.#, entregando a los mismos caudales distintos !en lo posible, en un surco deberá circular un caudal un poco mayor al máCimo determinado por tabla u otro m)todo#. 'demás, se colocarán estacas o alones a lo largo de los surcos, separados entre sí por eemplo 1 metros. "l agua, a medida ;ue aana por el surco, debe satisfacer dos re;uerimientos: $K 1 -n,-1trc-7n "#1 /#1o y
?K #1 6nc# 1ong-t"-n1 3or #1 /rco.
(i el caudal es bao con respecto al alor de infiltración, aanará poca longitud, ya ;ue se consumirá enseguida para satisfacer el 1F re;uerimiento. De allí ;ue distintos caudales, para un mismo suelo y pendiente, llegarán a distintas longitudes. "l ensayo se llea a cabo, +aciendo circular los caudales asignados a cada surco, anotando el tiempo ;ue tarda el agua en aanar +asta cada alón !aancetiempo#. (e deberá dear constancia, durante el ensayo, ;ue surco eCperimentó erosión a causa del caudal !alto# ensayado. Bna e realiado el ensayo y con los datos del mismo se podrá construir un gráfico denominado gr2,-co "# 6nc# 6/ t-#83o . TG8-nH
$
M? M< MA M@
L
G8H
(upongamos ;ue +emos constatado ;ue el caudal L< !surco <#, es erosio, a tra)s de la turbiedad del agua y cierto arrastre de material. 0or lo tanto descartaremos ese caudal y el subsiguiente menor !siempre ;ue no +aya producido tambi)n )ste cierta erosión#, lo consideramos 8n# J*audal máCimo no erosioJ. ?asta a;uí el ensayo propiamente dic+o. "l caudal en general sigue la siguiente relación: L K 're a . =ám donde: Tiempo
de 'rea K =argo !=#.'nc+o !7# =ámina K %nfiltración promedio !%p# Tiempo
entonces: L K =.7.%p si: K 8n#0 entonces L será 82-8 !en el menor tiempo posible#.
0ero para ;ue el sistema sea lo más eficiente posible, esa L82 con ese 8n# deberá ser recorrido en un tiempo lo suficientemente pe;ueo y ;ue solamente sira para llegar desde una punta a la otra del surco, en forma rápida, siguiendo de esta manera el principio enunciado en la conclusión nF6 anteriormente citada. ese tiempo no será otro ;ue el t80 ;ue guardará una relación con T- de 12 a 16 seg/n conenga. (e entiende ;ue si el surco fuese más largo ;ue la longitud L820 necesariamente para llegar a ese alor deberemos aumentar el t8 !por lo tanto menor eficiencia# y no aumentar el Lmne !por su efecto contraproducente#. *on el gráfico 'ance-Tiempo, y de este la cura de 8n#0 podemos determinar un primer elemento de riego, el alor de longitud L . 0ara ello entramos con el alor t8 por ordenadas, +asta cortar la cura del Lmne y luego baamos +asta interceptar al ee de las absisas en un alor de longitud L82. TG8-nH
M8n#
t8
L8I
L
G8H
Necesariamente al llegar, en la práctica, al alor de =máC o = diseo en el surco con Lmne, deberemos reducir el mismo a otro menor ;ue satisfaga más apropiadamente los re;uerimientos de la infiltración, ;ue los de aance !como sucedió con el Lmne#, denominado c"1 73t-8o y ;ue actuará durante un tiempo
T.
"sta metodología de diseo, se denomina Jpara maneo de dos caudalesJ, ya ;ue persigue la concreción de un sistema eficiente basado en el concepto citado a priori de la "a, aplicada a riego por escurrimiento, ;ue recurre al maneo de dos caudales !uno máCimo no erosio y otro óptimo, de allí su nombre#, para concretarlo. =as entaas son las de minimiar las p)rdidas o desperdicios de agua, minimiando el alor de t8 . =as desentaas son de origen práctico, ya ;ue el productor se resiste a utiliar dos caudales. "n onas con altos contenidos salinos en el agua o en el suelo, o sea un eleado &e;uerimiento de =iCiiación !&=#, sería coneniente regar con un solo caudal ya ;ue como eremos más adelante el +ec+o de usar un solo caudal de por sí +ace disminuir la eficiencia, y esa p)rdida puede satisfacer nuestro &=.
RESUMIENDO' 3aneo de dos caudales: 1F 8n# en el t8 2F 73t. en el T(iendo el tiempo total de riego Tr K T- M t8 =os pasos a seguir son: 1# - *álculo de la L28-n n#t !procedimiento edafológico# . 2# - *álculo del T- !de acuerdo al ensayo de infiltración#. $# - *álculo de I3 cm+r ó lseg m. 6# - *álculo del t8 !12 a 16 T-# <# - Determinación del 8n# !a campo, ensayo aance-tiempo#. 9# - *álculo de la L !longitud# del surco !en forma gráfica#. 8# - *álculo del caudal óptimo K 'rea.%p K =.7.%p 5# - Determinar E !matemáticamente y a campo con pala barreno#. 3uc+as eces este tipo de diseo !dos caudales#, c+oca en la realidad con problemas de orden práctico. Bno, ;ue ya se nombró, es ;ue el productor o regante es reacio a utiliar dos caudales distintos. "l otro es de orden físico, ya ;ue muc+as eces al disear se nos presenta como limitante las dimensiones del
terreno
a poner en situación de riego. @eremos a+ora como se podrían resoler estos problemas.
D-/#5o 3r 8n#o "# n /o1o c"1' 'ntes de seguir adelante debemos destacar con ;ue elementos básicos amos a trabaar: 1- =ámina neta. 2- Ti $- %p 6- "nsayo aance-tiempo.
=os tres primeros son elementos básicos para cual;uier sistema de riego superficial, como así tambi)n, para riego por aspersión, con la saledad de ;ue en este caso el alor de %nfiltración ;ue se usa es el de %nfiltración básica. @amos a resumir en pasos este procedimiento: 1- =ám 2- Ti tres puntos básicos de cual;uier sistema $- %p 6- Deberemos calcular un alor de caudal a utiliar en el riego, para ello se puede
recurrir a una fórmula empírica como la de *&%DD=", ;ue dice: Q =0B? O lseg . surcoP iK pendiente en
-> <- *omo +abíamos isto ;ue para cada caudal eCiste una longitud determinada a
la ;ue se puede llegar satisfaciendo la infiltración y el aance, tenemos ;ue:
Q A.I3 L Q
I3.9
A Q L.9 !1#
si reemplaamos el alor de L obtenido en el paso anterior, tendremos nuestro alor de L.
9- *omo corolario a cual;uier m)todo de diseo, siempre deberemos calcular la "a
con ;ue estamos operandoE para ello es necesario conocer el alor t8 , ;ue ya no mantendrá una relación definida con T- , como en el caso anterior !definida de antemano#. 0ara conocer t8 utiliaremos el gráfico aancetiempo. (i tenemos la suerte de contar con ;ue en un surco +emos utiliado para el ensayo un caudal !Ln# igual al obtenido en fórmula empírica, usaremos la cura correspondiente !Ln#. "ntramos con el alor de L obtenido por fórmula !1#, cortamos la cura n y luego nos dirigimos +acia el ee de ordenadas, cortándolo en un alor ;ue será nuestro t8 para este diseo. TG8-nH
n Q
GCr-""1#H
t8
L
"# ,7r81
G$H
L
G8H
8- *álculo de la "ficiencia.-
D-/#5o 3r 1ong-t" ,-' 1- =ámina 2- Ti $- %p 6- *álculo del caudal:
L K b .=. %p
Tener en cuenta ;ue = es dato y ;ue en este caso tambi)n utiliaremos un solo caudal de maneo. <- *álculo de L !dato# 9- *álculo de t8 en gráfico de aance-tiempo 8- "ficiencia.
Tr9o Pr2ct-co' Disear un sistema de riego por surcos de acuerdo a los siguientes datos: =ámina: 9 mm. Ti K 269min 6
PLANILL A DE AVANCE 6/ TIEMPO' E/tc-7n' Srco $ Srco ? 8. NK $0? 1/ $ 1/ 1 2 $ 6 < 9 8 5 4
1 2 $ 6 < 9 8 5 4
1 11 12
1 1< 2
Q$ 1Q21 2Q2< $Q6
Q< 2Q< $Q$8
11Q28 1$Q6$ 19Q8 15Q$< $2Q18 68Q66
Srco < =0B 1/
Srco =0 1/
Srco @ =0? 1/
2Q 6Q16 9Q<8 4Q<2
1Q$< 6Q$6 5Q24
9Q$<
12Q<8 19Q11
4Q$2
22Q<4 29Q$2 $Q1 64Q28 8Q16
1$Q1 15Q$ 26Q28 $Q<8 $8Q<5
"l caudal del surco 1, demostró ser erosio por la presencia de sedimentos arrastrados en el surco.
16Q$5 22Q29 $2Q<< 69Q< 82Q
