UNIVERSIDAD PERUANA PERUANA LOS ANDES FACULT ACULTAD AD DE INGENIERIA I NGENIERIA
MATAMOROS MATAMOROS HUAYLLA HUAYLLANI NI
INTRODUCCIÓN La irr irriga igació ción es una herramienta que ha permitido el desarrollo socio-económico de la población mundial. Comprender su importancia es fundamental para obtener una eficiencia en la aplicación del recurso agua sobre los cultivos. De ese modo la Ingeniería civil cumple un papel importante ya que es el que brinda la infraestructura necesaria para hacer posible dicha actividad y es por ello antes de todo se debe tener muy en claro los conceptos a emplear en irrigación.
Conocer y manejar adecuadamente los conceptos básicos de una irrigación
Aprender los términos y conceptos en un sistema de irrigación. Emplear correctamente la terminología así como los conceptos en una irrigación. Aprender los diferente tipos de sistema sistema de irrigación.
CONCEPTO DE IRRIGACIÓN.Es la Interrelación de los recursos agua, suelo e infraestructura, que mediante la acción del hombre permite el desarrollo de una agricultura intensiva bajo riego alcanzando altos niveles de producción y productividad agrícola.
OBJETIVOS DE UNA IRRIGACIÓN Ampliar la frontera agrícola bajo riego. Alcanzar altos niveles de producción y productividad agrícola. Incrementar la producción nacional de alimentos agrícolas y pecuarios. Tecnificar la agricultura. Satisfacer la demanda interna de alimentos, disminuyendo la importación El objetivo fundamental que se persigue es desarrollar una gran agricultura eficiente, con elevadas expectativas de producción, y el uso eficiente de los recursos disponibles, los cuales son siempre limitados. •
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IMPORTANCIA DE UNA IRRIGACIÓN. Permite la ampliación de la frontera agrícola. Mejora las condiciones de desarrollo de los cultivo que necesitan regular cantidad de agua desde la siembra hasta su cosecha. El acceso al riego permite practicar una agricultura intensiva. En el aspecto económico: mejora los ingresos de los agricultores beneficiarios directos e indirectos.. En el aspecto Social: mejora la calidad de vida del agricultor. En el aspecto educativo: mejora la calidad y permite el acceso a la educación de los hijos de los beneficiarios.. •
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COMPONENTES BASICOS DE UN SISTEMA DE RIEGO RECURSO SUELO
RECURSO AGUA
SISTEMA DE RIEGO
RECURSO INFRAESTRUCTURA
RECURSO HUMANO
RECURSO AGUA Componente indispensable para el riego de los cultivos. Se encuentra disponible en ríos. Se encuentra disponible en lagunas. •
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RECURSO SUELO Es el recurso natural mas importantes, de ahí la necesidad de mantener su productividad. Constituye todo un complejo de transferencia bioquímica. •
RECURSO SUELO En la época pre hispánica, nuestros antepasados tuvieron especial cuidado y valoraron el recurso suelo, para así asegurar la alimentación de su población. •
RECURSO SUELO Constituye el elemento natural que sirve de sostén a la raíz de las plantas que constituyen los cultivos. •
RECURSO HUMANO Está conformado por el usuario de agua de riego, que en conjunto constituyen las organizaciones de usuarios (Junta de Usuarios) . También por los Técnicos responsables de la administración del agua. Son responsables de la operación y mantenimiento, así como de la sostenibilidad de los sistemas de riego a lo largo de la vida útil de estos. •
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RECURSO INFRAESTRUCTURA Está conformado por todas las obras necesarias para almacenar, captar, conducir, distribuir y aplicar el agua de riego en las parcelas de cultivos
OBRAS PRINCIPALES QUE CONFORMAN UN SISTEMA DE IRRIGACIÓN
OBRAS DE ALMACENAMIENTO: RESERVORIOS
OBRAS DE CAPTACIÓN: BOCATOMAS
OBRAS DE CONDUCCIÓN: CANALES PRINCIPALES
OBRAS DE DISTRIBUCIÓN: CANALES LATERALES
OBRAS DE APLICACIÓN: RIEGO DE PARCELAS
SISTEMAS DE RIEGO POR GRAVEDAD Son todos aquellos sistemas que, mediante el aprovechamiento de la fuerza de gravedad dada por el desnivel o pendiente existente entre el área de riego y la fuente de abastecimiento de agua, permiten la captación, conducción , distribución y aplicación del agua de riego. La energía utilizada para el desplazamiento del agua, es la energía potencial que tiene el agua por su altura. •
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SISTEMAS DE RIEGO NO REGULADO. Concepto: Son todos aquellos sistemas de riego, cuyo abastecimiento de agua la hacen de manera directa de la fuente de alimentación, la misma que puede ser un río, quebrada, laguna o aguas de deshielo. •
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Tiene como característica principal que está sujeto a la estacionalidad hidrológica de la fuente, es decir a épocas de abundancia y de escasez de agua. La disponibilidad de agua en la fuente es menor que la demanda, entonces hay que racionar el agua mediante turnos. En épocas de estiaje, la disponibilidad de agua de riego es menor.
ABUNDANCIA DE AGUA EN LA FUENTE DE ABASTECIMIENTO
LOS CULTIVOS NO ALCANZAN UN NIVEL ÓPTIMO DE PRODUCCIÓN.
SISTEMA DE RIEGO REGULADO. Concepto: Son aquellos sistemas de riego, que dentro de sus componentes estructurales cuentan con una estructura especial denominada reservorio de almacenamiento de agua. Estos sistemas se abastecen de agua y la almacenan durante la época de máximas avenidas y la utilizan en época de escasez o estiaje. Estos sistemas se construyen en cuencas cuyos cursos de agua son de régimen irregular Se almacena agua en época de abundancia, lo que permite tener agua para satisfacer durante todo el año la demanda de agua de riego. •
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I) CANALES
Conducto de perímetro abierto o cerrado en los cuales el agua fluye en contacto con la atmósfera y debido a la pendiente topográfica; esto quiere decir que el agua fluye impulsada por la presión atmosférica y de su propio peso.
I) CANALES
Características de la sección transversal al flujo Se considera la sección transversal, perpendicular a la dirección del flujo. Área Transversal: A Perímetro mojado: Ph Radio Hidráulico: Rh=A/ Ph Profundidad, tirante o calado: y Es la distancia desde el fondo a la superficie libre
I) CANALES
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FORMAS DE SECCION
I) CANALES
- Estados de Flujo:
El flujo puede ser laminar, turbulento o transicional según el efecto de la viscosidad en relación con la inercia. V . Rh Laminar: si Re < 500 Re Transicional: si 500 1000 • • •
- Efecto de la Gravedad:
El efecto de la gravedad sobre el estado de flujo se representa por la relación entre las fuerzas inerciales y las fuerzas gravitacionales. Esta relación está dada por el número de Froude, definido como: V A F r , D Crítico: si Fr = 1 T g . D Subcrítico: si Fr < 1 Supercrítico: si Fr > 1 • • •
I) CANALES
Las variables hidráulicas de interés La velocidad en la sección transversal varía de un punto a otro de la misma.
I) CANALES
Ecuaciones fundamentales Responden a tres principios: Conservación de la masa Conservación de la energía Conservación de la cantidad de movimiento • • •
I) CANALES
Elementos geométricos de los canales: Los elementos geométricos son propiedades de una sección de canal que pueden ser definidos por completo por la geometría de la sección y la profundidad del flujo. Estos elementos son muy importantes y se utilizan con amplitud en el cálculo de flujo. Para secciones de canal regulares y simples, los elementos geométricos pueden expresarse matemáticamente en términos de la profundidad de flujo y de otras dimensiones de la sección. La forma mas conocida de la sección transversal de un canal es la trapecial, como se muestra en la fig
I) CANALES
Elementos geométricos de los canales:
=Z
=Y
I) CANALES (Sección Rectangular) Área (en metros cuadrados)
Ancho metros) •
Superficial
(en
Profundidad Hidráulica (en metros) •
Perímetro metros) •
Mojado
Radio Hidráulico RH=bh/(b+2h) •
(en
:
I) CANALES (Sección Trapezoidal) Área (en metros cuadrados) Ancho Superficial (en metros) Profundidad Hidráulica (en metros)
Perímetro Mojado (en metros)
Radio Hidráulico
I) CANALES (Sección Circular) Área (en cuadrados)
metros
Ancho Superficial metros)
Profundidad (en metros)
Perímetro metros)
(en
Hidráulica
Mojado
Radio Hidráulico
(en
I) CANALES
Elementos geométricos de las secciones de canal
I) CANALES
Líneas de Energía y comparación de flujo entre tuberías y canales abiertos
I) CANALES
Líneas de Energía en canales con flujo UNIFORME 1. La profundidad, el área mojada (A), la velocidad y el caudal se presentan constantes en cada sección del canal. Por ejemplo, en un canal rectangular: 2. La Línea de energía, la altura de la superficie del agua y el fondo del canal son paralelos y constantes, es decir, todas sus pendientes son iguales : SE = Sh = So = S. SE: es la pendiente de la línea de energía Sh: es la pendiente del agua So: es la pendiente del fondo del canal
I) CANALES
Líneas de Energía en canales con flujo UNIFORME
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