RIEGO - 1er Parcial (1)

¿Qué es el Riego?
Es la aplicación de agua en cantidades y
momentos controlados a un cultivo con un
objetivo económico, social o ambiental.
Riego y Drenaje
El Agua en el Suelo y su demanda para los
cultivos
Bibliografía.
•Aguilera, C.M. y Martínez, E. R. Relaciones agua-suelo-planta-atmósfera. Universidad Autónoma de
Chapingo. México. 4ta Edición. 1996.
Orígenes
Las primeras evidencias del
empleo del riego superficial
fueron halladas en Egipto 5000
años A.N.E. en el valle del Tigris y
3500 años A.N.E. en el Éufrates.
¿CUÁNDO SURGIÓ EL RIEGO?
Orígenes
Canales y Sistemas de Riego. Agricultura Sumeria
Orígenes
(3er
Milenio ANE)
Posteriormente el riego lo utilizaron 3000 años A.N.E. los
habitantes de China, Turquía, India, España e Inglaterra.
En el Hemisferio Occidental, los habitantes de Perú, México y del
suroeste de los Estados Unidos aplicaron este método miles de
años atrás.
Orígenes
Mapa de los Campos y Canales de
Riego cerca de Nippur, Mesopotamia
(1300 ANE).
¿Cuál es la situación actual del riego en el mundo y en
Ecuador?
ORIENTACIÓN DE INFORME TÉCNICO A DESARROLLAR POR EQUIPOS
(NO MÁS DE 4 ESTUDIANTES
POR EQUIPO)
 Título: Situación actual del riego en el mundo, en Ecuador y en Manabí (válido para todos los
Informes)
 Extensión: De 5 a 10 páginas
 Forma de Entrega: Documento Word enviado Aula Virtual
 Fecha de entrega: Hasta el día antes del comienzo de la tercera clase
 Objetivo: ¨Analizar la Situación Actual del Riego en el Mundo, Ecuador y Manabí¨ (válido para
todos los Informes)
 Temas a abordar:
•
•
•
•
Áreas por Métodos o Técnicas de Riego en el Mundo, evolución de las áreas en el tiempo.
Orígenes del Riego en Ecuador y su evolución por Métodos o Técnicas.
Caracterización del Riego en Manabí.
Principales proveedores de Sistemas de Riego en el país.
 Aporte a la Evaluación: Actividad de Producción (Práctica) 20 %
El
El Suelo
Suelo
Los Suelos:
Su aporte a las plantas
Factores que inciden en la formación de los suelos.
PASIVOS
• Soporte mecánico
de los cultivos
• Almacén de agua
• Fuente de nutrientes
ACTIVOS
•Características de la
•El Clima
roca que lo origina.
•La Flora
•La Topografía.
•La Fauna
•El Tiempo.
¿El Hombre ?
Macroelementos
Nutrientes
Componentes del Suelo.
del Suelo.
Nitrógeno: Contribuye al crecimiento,
forma parte esencial de las proteínas,
pigmenta las hojas y ayuda a formar
tejidos.
Fósforo: Ayuda a formar las raíces y
semillas, por lo general no es suficiente
el disponible naturalmente en el suelo y
debe aplicarse en fertilizantes.
Potasio:
almidones.
Estimula la creación de
Microelementos
Calcio, magnesio y azufre, etc.
Propiedades Físicas del suelo.
•
•
•
•
•
¿Qué es la textura?
La textura es una propiedad del suelo que expresa la
composición granulométrica de éste.
Textura.
Estructura.
Densidad real
Densidad aparente.
Porosidad
Es la distribución relativa de las partículas de
diferentes tamaños dentro de una muestra de suelo.
Según la Clasificación Internacional
Partícula
Tamaño (mm)
Gravas
Arena gruesa
Arena fina
Limo
Arcilla
>2
2-0,2
0,2-0,02
0,02-0,002
< 0,002
El Triángulo Textural
20 % de Limo
50 % de Arcilla
30 % de Arena
Suelo Arcilloso
¿Qué es la estructura?
Se define como la forma en que se agrupan las partículas
de un suelo.
Existen diferentes tipos de estructura, las más conocidas
son:
Estructura Granular
Suelos sin Estructura
La estructura granular es la más conveniente.
Está formada por conglomerados más o menos redondeados y
es típica de suelos con alto contenido de materia orgánica.
Estructura Laminar
Estructura Cúbica
Estructura Prismática
Una buena estructura es aquella que:
1. En la superficie los conglomerados no son ni tan pequeños que
puedan ser fácilmente erosionados por el aire y el agua, ni tan grandes
que interfieran con la germinación y la infiltración del agua.
2. Los poros entre conglomerados no sean tan grandes que no sean
capaces de retener agua por capilaridad, ni tan estrechos que
dificulten el crecimiento radical.
3. Que los poros entre conglomerados forman laberintos contínuos
desde la superficie del terreno hasta el manto freático para permitir la
entrada de agua desde la superficie, la salida al nivel freático del agua
en exceso y el libre movimiento del aire por los poros.
Densidad Real (Dr)
“Densidad Real” (Dr), corresponde a la masa de las
partículas por unidad de volumen de partículas (sólidos).
Frecuentemente se asigna un valor promedio de 2.65
g/cm3 debido a que los constituyentes minerales del
suelo cambian en un rango muy estrecho.
4. Que sea suficientemente estable como para mantener sus propiedades
durante un período largo de tiempo sin tener que estarla modificando
artificialmente con excesiva frecuencia.
La Densidad Aparente (Da)
Matemáticamente es la relación que existe entre la masa
de una muestra de suelo seco (ms) y el volumen de la
parte sólida de la muestra (Vs).
Se determina mediante la siguiente expresión:
m
Dr  S
VS
“Densidad Aparente” (Da) o “Peso Volumétrico”,
corresponde a la masa de las partículas por unidad de
volumen de la muestra (volumen de sólidos + volumen de
poros).
Frecuentemente se encuentra en el intervalo de 1.25 a
1.50 g/cm3 en dependencia de la naturaleza del suelo y el
grado de compactación del mismo.
Matemáticamente es la relación que existe entre el la
masa de una muestra de suelo seco y el volumen de
total de la muestra.
Se determina mediante la siguiente expresión:
Da 
mS
mS

VT
VS  V p
¿Qué es la Porosidad?
Corresponde a la fracción del volumen total de una
muestra de suelo que está constituida por poros.
Habitualmente ésta se expresa en porcentaje del volumen
de poros respecto del volumen total del suelo
η =
Donde : mS- masa de suelo seco
VT- Volumen total de la muestra
VS- Volumen de sólidos de la muestra
VP- Volumen de poros de la muestra


VP
• 100
VT
  1 -
Da 
 100
Dr 
Orientación de Actividad Evaluativa.
Atendiendo al tipo de textura del suelo, los valores de
porosidad promedios son los siguientes:
Observe con atención el video localizado en el
siguiente enlace:
https://www.youtube.com/watch?v=UjP94eO1oFw
Al culminar su observación
siguientes preguntas:
Suelo
Arenoso
Loam arenoso
Loam
Loam limoso
Loam arcilloso
Arcillas
 (%)
40
43
47
50
55
58
El Agua en el Suelo
responda
las
1. ¿Qué entiende usted por Capacidad de Campo del
suelo?
2. ¿En cuál de las texturas de suelo analizadas
(expresadas a partir del % de arena incorporado) se
dispone de mayor Capacidad de campo?
3. ¿Entre cuáles límites se define el Agua Aprovechable de
un suelo?
4. ¿En cuál de las texturas de suelo (expresadas a partir
del % de arena incorporado) se dispone de menor
cantidad de Agua Aprovechable?
5. ¿Cuál es el valor obtenido de Agua Aprovechable
(expresado en %) en el suelo con 80 % de Arena?
El agua gravitacional es el
contenido de humedad que no
puede ser retenido dentro de la
matriz de suelo por el efecto
combinado de las fuerzas
capilares e higroscópicas y
desciende
a
capas
más
profundas por efecto de su
propio peso (predominio de la
fuerza de gravedad sobre las
demás).
• Fecha de entrega: Hasta el día antes del
comienzo de la próxima clase
• Forma de Respuesta: A través del Aula
Virtual
• Aporte a la Evaluación: Trabajo Autónomo
15 %
Se denomina agua capilar a
aquella parte del agua retenida
dentro de la matriz de suelo
por efecto de las fuerzas
capilares que se engendran
por el contacto entre el agua
de los poros y la superficie de
los granos que componen el
suelo.
El agua higroscópica es la
que es retenida en la matriz de
suelo en forma de películas que
rodean los granos y partículas
del suelo por efecto de fuerzas
electroquímicas de superficie.
Clasificación Física y Biológica del Agua en el Suelo
Finalmente, se denomina
agua de composición lo que
contienen las moléculas de la
sustancia que forma la parte
sólida del suelo y que sólo
puede ser eliminada por
procesos químicos.
Clasificación
Física
Clasificación
Biológica
Cs: Coeficiente de Saturación
Cc: Capacidad de Campo
CH: Coeficiente de Higroscopicidad
Lp: Límite Productivo
Cm: Coeficiente de Marchitez
AFA: Agua Fácilmente Aprovechable
ADA: Agua Difícilmente Aprovechable
Formas de expresión del contenido de humedad en
el suelo.
•
Humedad del suelo respecto a la masa del suelo seco (fase sólida).
H ss
Masa del Agua (g)
=
100
Masa de Suelo Seco (g)
(%)
Volumen de Agua (cm 3 )
100
Volumen Total de Suelo (cm 3 )
(%)
• Humedad del suelo en % respecto al volumen total de los poros.
Hp
Volumen de Agua (cm 3 )
=
100
Volumen de Poros (cm 3 )
Lp ≈ 65 % Cc
Lp ≈ 70 % Cc
Lp ≈ 85 % Cc
Formas de expresión del contenido de humedad en
el suelo.
También la humedad se puede expresar en m3/ha.
H= 100 • h • Da • Hss
• Humedad del suelo en % respecto al volumen total del suelo.
Hv =
En suelos arenosos
En suelos medios
En suelos arcillosos
(%)
Donde:
h - Profundidad de suelo a humedecer (m)
Da- Densidad aparente (g/cm3)
Hss- Humedad en porciento del suelo seco (% pss)
H - Reserva de humedad del suelo (m3/ha)
1 mm de lámina de agua en el suelo representan 10 m3/ha= 1 litro/m2.
Formas de determinación del contenido de
humedad en el suelo.
•
Método gravimétrico.
Mediante el uso de la Balanza y la Estufa
Formas de determinación del contenido de
humedad en el suelo.
• Relacionado con otras propiedades del suelo.
Sonda de Neutrones
• Relacionado con otras propiedades del suelo.
Tensiómetros
Sonda de Neutrones
Otros emisores-receptores de partículas.
Otros emisoresreceptores de
partículas.
Ej: Reflectometría
Formas de determinación del contenido de humedad en el
suelo a gran escala.
• La Teledetección.
Formas de determinación del contenido de humedad en el
suelo a gran escala.
Representación Planetaria de la Humedad en el Suelo en
centímetros cúbicos de agua por centímetros cúbicos de suelo.
Mediante el uso de Sondas Espaciales.
The Soil Moisture Active Passive (SMAP) observatory
orbits the Earth pole-to-pole at 685 km altitude. The
instrument spins during orbit, allowing the coverage of a
1000 km-wide swath. The system maps the global
surface every two to three days.
http://spie.org/newsroom/5921-a-satellite-mission-to-monitor-soil-moisture-with-active-passive-remote-sensing
Formas de determinación del contenido de humedad en el
suelo.
• Organolépticamente.
Según su apreciación al tacto
Infiltración del agua en el suelo.
Se denomina infiltración al proceso por el cual el agua atraviesa la
superficie del terreno, convirtiéndose en humedad del suelo. Asociados
a este proceso hay dos conceptos importantes:
• la infiltración acumulada (Y)
• la razón de infiltración (i)
Infiltración acumulada (Y):
Velocidad de infiltración o razón de infiltración (i):
Es el volumen total de agua que ha entrada al perfil de suelo en la
unidad horizontal de área de suelo, en un período de tiempo medido
desde que comienza la infiltración. Se expresa en mm o cm.
Es la velocidad a la cual el agua entra al perfil de suelo, bajo una serie
de condiciones. La velocidad cambia con las condiciones. Se expresa
en mm/h; cm/h; mm/min o cm/min.
Se determina a través de la Expresión de Kostiakov
Se determina a través de la Expresión de Kostiakov
Y = k • tn
i = k • n • t n-1
donde:
donde:
t: tiempo de infiltración
k y n: son constantes para cada tipo de suelo.
t: tiempo de infiltración
k y n: son constantes para cada tipo de suelo.
Comportamiento de los parámetros de infiltración en el
tiempo.
Factores que afectan la Velocidad de Infiltración.
Y: lámina infiltrada (mm)
i: velocidad de infiltración (mm/hora)
 Textura del suelo
La Velocidad de Infiltración es MAYOR
en suelos de textura ARENOSA.
Arena
Arcilla
t: tiempo de infiltración (horas)
Factores que afectan la Velocidad de infiltración.
 La Estructura del suelo
La
Velocidad
de
Infiltración es MAYOR en
suelos de estructura
GRANULAR.
Factores que afectan la Velocidad de infiltración.
Contenido de humedad inicial
La velocidad de Infiltración
es MAYOR en suelos
SECOS.
Sellado de la superficie o formación de costras
Determinación de la Velocidad de Infiltración con el
Infiltrómetro Estándar
Determinación de la Velocidad de Infiltración mediante el
Infiltrómetro Estándar
Datos obtenidos mediante el infiltrómetro estándar.
Lectura del tiempo
Reloj
Acumulada
(H)
(min)
0800
0801
0802
0804
0806
0810
0820
0830
0900
1000
1100
1200
1400
1600
1800
2400
0300
0600
0840
0
1
2
4
6
10
20
30
60
120
180
240
360
480
600
960
1140
1320
1480
Lectura del nivel
Regla
Acumulado
(mm)
(mm)
187
183
182
181
180
179
177
176
173
169
166
163
158
153
149
137
131
126
122
0
4
5
6
7
8
10
11
14
18
21
24
29
34
38
50
56
61
65
Razón de infiltración
Instantánea
Promedio
(mm/min)
(mm/min)
0,00
4,0
1,0
0,5
0,5
0,25
0,20
0,10
0,10
0,067
0,050
0,050
0,042
0,042
0,033
0,033
0,033
0,028
0,025
0,00
4,0
2,5
1,5
1,17
0,8
0,5
0,37
0,23
0,15
0,116
0,10
0,08
0,071
0,063
0,052
0,049
0,046
0,044
Riego y Drenaje
El Agua Fácilmente Aprovechable para las Plantas
Bibliografía.
•Aguilera, C.M. y Martínez, E. R. Relaciones agua-suelo-planta-atmósfera. Universidad Autónoma de
Chapingo. México. 4ta Edición. 1996.
La Densidad Aparente (Da)
“Densidad Aparente” (Da) o “Peso Volumétrico”,
corresponde a la masa de las partículas por unidad de
volumen de la muestra (volumen de sólidos + volumen de
poros).
ANTECEDENTES
Frecuentemente se encuentra en el intervalo de 1.25 a
1.50 g/cm3 en dependencia de la naturaleza del suelo y el
grado de compactación del mismo.
Distribución de las Propiedades Hidrofísicas por ESTRATOS de Suelo
Matemáticamente es la relación que existe entre el la
masa de una muestra de suelo seco y el volumen de
total de la muestra.
Se determina mediante la siguiente expresión:
Da 
mS
mS

VT
VS  V p
Donde : mS- masa de suelo seco
VT- Volumen total de la muestra
VS- Volumen de sólidos de la muestra
VP- Volumen de poros de la muestra
¿Cómo calcular la Densidad Aparente (Da) para un
espesor de suelo de 45 cm de profundidad ?
Cada valor de Densidad Aparente y de Capacidad
EXCLUSIVAMENTE al estrato de 10 cm donde está ubicado.
de
Campo
corresponde
¿Cómo calcular la Densidad
Aparente (Da) para un espesor de
suelo de 45 cm de profundidad ?
45 cm
(4 estratos de 10 cm + un estrato de 5 cm)
Donde:
Da(0-10): Densidad Aparente correspondiente
al Estrato de 0 a 10 cm de profundidad
h1: Espesor del estrato que incluye la
profundidad de suelo a calcular
45 cm
Se denomina agua capilar a aquella parte del agua retenida
dentro de la matriz de suelo por efecto de las fuerzas capilares
que se engendran por el contacto entre el agua de los poros y la
superficie de los granos que componen el suelo.
El agua gravitacional es el contenido de humedad que no puede
ser retenido dentro de la matriz de suelo por el efecto combinado
de las fuerzas capilares e higroscópicas y desciende a capas más
profundas por efecto de su propio peso (predominio de la fuerza
de gravedad sobre las demás).
NO ES APROVECHABLE
POR LAS PLANTAS
Clasificación
Física
Clasificación
Biológica
ES APROVECHABLE
POR LAS PLANTAS
Cs: Coeficiente de Saturación
Cc: Capacidad de Campo
CH: Coeficiente de Higroscopicidad
Lp: Límite Productivo
Cm: Coeficiente de Marchitez
AFA: Agua Fácilmente Aprovechable
ADA: Agua Difícilmente Aprovechable
Clasificación
Física
Clasificación
Biológica
Cs: Coeficiente de Saturación
Cc: Capacidad de Campo
CH: Coeficiente de Higroscopicidad
Lp: Límite Productivo
Cm: Coeficiente de Marchitez
AFA: Agua Fácilmente Aprovechable
ADA: Agua Difícilmente Aprovechable
El agua higroscópica es la que es retenida en la matriz de suelo
en forma de películas que rodean los granos y partículas del
suelo por efecto de fuerzas electroquímicas de superficie.
Se denomina Agua Fácilmente Aprovechable (AFA) a aquella
parte del agua que se encuentra entre la Capacidad de Campo
del Suelo y el Límite Productivo. Por lo tanto: AFA= Cc - Lp
Capacidad de Campo (Cc): Máximo
Contenido de humedad que puede retener el
suelo después de haberse evacuado el Agua
Gravitacional.
NO ES APROVECHABLE
POR LAS PLANTAS
Clasificación
Física
Límite Productivo (Lp): Mínimo Contenido de
humedad disponible para las plantas que no
implica afectación al rendimiento del cultivo.
Cs: Coeficiente de Saturación
Cc: Capacidad de Campo
CH: Coeficiente de Higroscopicidad
Lp: Límite Productivo
Cm: Coeficiente de Marchitez
AFA: Agua Fácilmente Aprovechable
ADA: Agua Difícilmente Aprovechable
Clasificación
Biológica
Formas de expresión del contenido de humedad en el suelo.
Se puede expresar en m3/ha.
H= 100 • h • Da • Hss
Donde:
Cs: Coeficiente de Saturación
Cc: Capacidad de Campo
CH: Coeficiente de Higroscopicidad
Lp: Límite Productivo
Cm: Coeficiente de Marchitez
AFA: Agua Fácilmente Aprovechable
ADA: Agua Difícilmente Aprovechable
Clasificación
Física
Clasificación
Biológica
Ejemplo de cálculo de la Norma Parcial Neta de Riego a aplicar (mpn) .
Conociendo que HAFA= 100 • h • Da • (Cc - Lp) = mpn
h - Profundidad de suelo a considerar (m)
Da- Densidad aparente (g/cm3 ó T/m3)
Hss- Humedad en porciento del suelo seco (% pss)
H - Reserva de humedad del suelo (m3/ha)
1 mm de lámina de agua = 10 m3/ha = 1 litro/m2
Si se sustituye en esta expresión Hss por el valor de AFA podría determinarse la Reserva
de Humedad correspondiente al Agua Fácilmente Aprovechable en el suelo.
Así quedaría:
HAFA= 100 • h • Da • AFA
Sustituyendo los límites superior (Cc) e inferior (Lp) del AFA tendríamos:
HAFA= 100 • h • Da • (Cc - Lp)
Esta es la cantidad de agua que debe suministrarse al suelo cada vez que se
aplica un riego y en lo adelante se denominará Norma Parcial Neta (mpn)
Ejemplo de cálculo de la Norma Parcial Neta de Riego a aplicar (mpn) .
Conociendo que HAFA= 100 • h • Da • (Cc - Lp) = mpn
Solo sería necesario sustituir los valores de h, Da, Cc y Lp en la expresión
Orientación de Trabajo Autónomo.
A partir de los ejemplos de cálculo mostrados en esta clase de la Semana 2, determine la Da,
Cc, Lp y mpn atendiendo al suelo que se le ha asignado en el Documento incorporado en la
Semana 2 (Datos para Régimen de Riego 2020.pdf) según las diferentes profundidades que
Ejemplo:
Se desea conocer la Norma Parcial Neta de riego a aplicar a un cultivo que tiene sus
raíces hasta una profundidad (h) de 0.45 m. La densidad aparente del suelo (Da) hasta
esa profundidad tiene un valor de 1.21 g/cm3. El suelo tiene un valor de Capacidad de
Campo (Cc) de 34 % pss y el Lp es del 85 % de la Cc.
Datos:
mpn= ?
h= 0.45 m
Da= 1.21 g/cm3
Cc= 34 % pss
Lp= 0.85 Cc
mpn= 100 • h • Da • (Cc - Lp)
mpn= 100 • 0.45 m • 1.21 g/cm3 • (34 % pss – 0.85 • 34 % pss)
mpn= 54.45 • (34 – 28.9)
mpn= 54.45 • 5.1
mpn= 277.70 m3/ha
Esto significa que habría que aplicar 277.7 m3 de agua a cada hectárea (ha)
de cultivo que se riegue bajo estas condiciones.
alcanza la raíz del cultivo en sus diferentes etapas de desarrollo.
Orientación de Trabajo Autónomo.
Forma de Entrega: En una Tabla en Documento Word con el Nombre del Estudiante, subido
Riego y Drenaje
como respuesta a la Tarea indicada al Aula Virtual.
Fecha Límite de Entrega: Hasta las 11:00 pm del día anterior a la Próxima Clase
Cálculo del Régimen de Riego de Proyecto
Aporte a la Evaluación Final: 20 % de ponderación
Bibliografía.
•Aguilera, C.M. y Martínez, E. R. Relaciones agua-suelo-planta-atmósfera. Universidad Autónoma de
Chapingo. México. 4ta Edición. 1996.
•Instructivo para el Cálculo del Régimen de Riego de Proyecto
UNIVERSIDAD LAICA “ELOY ALFARO” DE MANABI
FACULTAD DE INGENIERÍA
Carrera de Ingeniería Civil
Ing. Ramón Pérez Leira. PhD.
Email: rperezleira@gmail .com
Régimen de Riego de los Cultivos
Ecuación General de Balance Hídrico del Suelo
Wf = Wi + LLc + Asc + M + As - E - Perc - Ev - T - I - Ps
INGRESOS
Los ingresos de agua en la profundidad radical (Hrad) son:
Llc:
Asc:
Lluvia caída en el área.
Ascensión capilar. Parte del manto freático que llega a la
zona radical.
M:
Riegos aplicados al área.
As :
Escurrimiento hacia el área analizada.
Los egresos o pérdidas de agua son:
Ps:
I:
E:
Perc:
Ev:
T:
A esta ecuación se le harán las siguientes modificaciones:
EGRESOS
Escurrimiento hacia fuera del área analizada.
Interceptación de la lluvia o del riego por las plantas que
posteriormente es evaporada.
Escurrimiento de la lluvia.
Percolación del agua de lluvia infiltrada por debajo de
Hrad.
Evaporación del agua desde la superficie del suelo.
Transpiración desde las hojas de las plantas.
Wf y Wi son las humedades al final e inicio del período
analizado y se pueden considerar iguales para un período
de tiempo largo.
Etp- T - I - Ps
Wf = Wi + LLc + Asc + M + As - E - Perc - Ev
Por otra parte, si el área no es muy grande Ps = As.
Al término (Ev + T) se le denomina evapotranspiración y
se representará como Etp.
Etp- T - I - Ps
Wf = Wi +Lla
LLc + Asc + M + As - E - Perc - Ev
En riego resulta importante conocer la parte de la lluvia
que queda retenida en la capa activa (Hrad), que es la que
puede ser utilizada por las plantas. A este término se le
llama lluvia aprovechable y se representará como Lla y es
igual a:
Lla = Llc - I - E - Perc
Estudiar Metodología
para el Cálculo de la
Evapotranspiración del
Cultivo considerando los
coeficientes del Cultivo
Aplicando a la ecuación de balance las modificaciones se
puede simplificar a la siguiente expresión:
(Kc).
0 = Lla + M + Asc - Etp
La ecuación de balance hídrico en el caso que el manto
freático se encuentre a más de 2 m quedaría:
M = Etp - Lla
¿Cómo definir la cantidad de agua que
requiere un cultivo?
Metodología para el Balance Hídrico
INGRESOS
Decena
Wmáx
(m3/ha)
Wmín
(m3/ha)
1
2
3
Mes/
mpn
(m3/ha)
4
Wi
(m3/ha)
LLUVIA
Ocurrida
Aprovechable
P
Lla
6
7
5
EGRESOS
RIEGOS
Cantidad
mpn
(m3/ha)
8
9
Total de
Ingreso
s
Kc
Eto
Etp
Reserva
Final
(Wf)
(m3/ha)
(m3/ha)
(m3/ha)
12
13
14
Reserva
consumida
Reserva
Presente
(Wcons)
(Wpresente)
(m3/ha)
(m3/ha)
15
16
(m3/ha)
10
11
Criterio de Lluvia Aprovechable
Criterio de Riego
Caso 1: Si P ≤ Etp entonces P = Lla
Caso 2: Si Etp < P ≤ Etp + (Wmáx-Wi)
entonces P = Lla
Caso 3: Si P > Etp + (Wmáx-Wi)
entonces Lla = Etp + (Wmáx-Wi)
Si Etp ≤ (Wi- Wmin) + Lla
NO se riega
Si Etp > (Wi- Wmin) + Lla
SI se riega
Se aplican tantos riegos hasta que se cumpla que
Etp ≤ (Wi- Wmin) + Lla + n  (mpn)
Régimen de Riego de los Cultivos
Riego y Drenaje
Cálculo del Régimen de Riego de Proyecto
Bibliografía.
•Aguilera, C.M. y Martínez, E. R. Relaciones agua-suelo-planta-atmósfera. Universidad Autónoma de
Chapingo. México. 4ta Edición. 1996.
•Instructivo para el Cálculo del Régimen de Riego de Proyecto
UNIVERSIDAD LAICA “ELOY ALFARO” DE MANABI
FACULTAD DE INGENIERÍA
Carrera de Ingeniería Civil
Ing. Ramón Pérez Leira. PhD.
Email: rperezleira@gmail .com
Ecuación General de Balance Hídrico del Suelo
Wf = Wi + LLc + Asc + M + As - E - Perc - Ev - T - I - Ps
INGRESOS
EGRESOS
Los ingresos de agua en la profundidad radical (Hrad) son:
Llc:
Asc:
Lluvia caída en el área.
Ascensión capilar. Parte del manto freático que llega a la
zona radical.
M:
Riegos aplicados al área.
As :
Escurrimiento hacia el área analizada.
Los egresos o pérdidas de agua son:
Ps:
I:
E:
Perc:
Ev:
T:
Escurrimiento hacia fuera del área analizada.
Interceptación de la lluvia o del riego por las plantas que
posteriormente es evaporada.
Escurrimiento de la lluvia.
Percolación del agua de lluvia infiltrada por debajo de
Hrad.
Evaporación del agua desde la superficie del suelo.
Transpiración desde las hojas de las plantas.
Etp- T - I - Ps
Wf = Wi +Lla
LLc + Asc + M + As - E - Perc - Ev
A esta ecuación se le harán las siguientes modificaciones:
Wf y Wi son las humedades al final e inicio del período
analizado y se pueden considerar iguales para un período
de tiempo largo.
Etp- T - I - Ps
Wf = Wi + LLc + Asc + M + As - E - Perc - Ev
Por otra parte, si el área no es muy grande Ps = As.
Al término (Ev + T) se le denomina evapotranspiración y
se representará como Etp.
En riego resulta importante conocer la parte de la lluvia
que queda retenida en la capa activa (Hrad), que es la que
puede ser utilizada por las plantas. A este término se le
llama lluvia aprovechable y se representará como Lla y es
igual a:
Lla = Llc - I - E - Perc
Aplicando a la ecuación de balance las modificaciones se
puede simplificar a la siguiente expresión:
0 = Lla + M + Asc - Etp
La ecuación de balance hídrico en el caso que el manto
freático se encuentre a más de 2 m quedaría:
M = Etp - Lla
¿Cómo definir la cantidad de agua que
requiere un cultivo?
Estudiar Metodología
para el Cálculo de la
Evapotranspiración del
Cultivo considerando los
coeficientes del Cultivo
(Kc).
Criterio de Lluvia Aprovechable
Metodología para el Balance Hídrico
Caso 1: Si P ≤ Etp entonces P = Lla
INGRESOS
Decena
Wmáx
(m3/ha)
Wmín
(m3/ha)
1
2
3
Mes/
mpn
(m3/ha)
4
Wi
(m3/ha)
LLUVIA
RIEGOS
Ocurrida
Aprovechable
P
Lla
6
7
5
EGRESOS
Cantidad
mpn
(m3/ha)
Total de
Ingreso
s
Kc
Reserva
consumida
Reserva
Presente
Eto
Etp
Reserva
Final
(Wf)
(Wcons)
(Wpresente)
(m3/ha)
(m3/ha)
(m3/ha)
(m3/ha)
(m3/ha)
12
13
14
15
16
(m3/ha)
8
9
10
11
Caso 2: Si Etp < P ≤ Etp + (Wmáx-Wi)
entonces P = Lla
Caso 3: Si P > Etp + (Wmáx-Wi)
entonces Lla = Etp + (Wmáx-Wi)
Método de Riego Superficial
Criterio de Riego
1- Concepto y Particularidades.
Si Etp ≤ (Wi- Wmin) + Lla
NO se riega
Si Etp > (Wi- Wmin) + Lla
SI se riega
2- Orígenes y situación actual.
3- Ventajas e inconvenientes del método.
4- Componentes de un sistema de riego.
5- Técnicas de conducción y entrega del agua.
Se aplican tantos riegos hasta que se cumpla que
6- Terminología y fases del riego superficial.
Etp ≤ (Wi- Wmin) + Lla + n  (mpn)
Bibliografía a Consultar.
•Guía para el diseño y evaluación de sistemas de Riego Superficial. Estudio
FAO: Riego y Drenaje 45, 1989. W.R Walker.
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CREADA RESOLUCIÓN CONUEP 3 DE SEPTIEMBRE DE 1997
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Dr. Ing. Ramón Pérez Leira
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Método de Riego Superficial
Método de Riego Superficial
2- Orígenes y situación actual
1- Concepto y Particularidades
Se define como método de riego superficial a
aquel que entrega el agua directamente sobre
la superficie del suelo. Su movimiento se realiza por la acción de la gravedad y
requiere de la existencia de cierta pendiente en el terreno.
Las primeras evidencias del
empleo del riego superficial
fueron halladas en Egipto 5000
años A.N.E. en el valle del Tigris y
3500 años A.N.E. en el Éufrates.
Por la forma en que se distribuye el agua se divide en dos grupos:
• Técnicas en las cuales el agua cubre la superficie y se infiltra verticalmente
(inundación, terrazas y bandas).
• Técnicas en las cuales el agua se infiltra lateralmente y escurre en una
dirección lineal (surcos abiertos y cerrados).
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Método de Riego Superficial
Método de Riego Superficial
2- Orígenes y situación actual
2- Orígenes y situación actual
Canales y Sistemas de Riego. Agricultura Sumeria (3er Milenio ANE)
Mapa de los Campos y Canales de
Riego
cerca
de
Nippur,
Mesopotamia (1300 ANE).
Fuente: Singer et al. (1954)
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Método de Riego Superficial
Método de Riego Superficial
2- Orígenes y situación actual
2- Orígenes y situación actual
Posteriormente el riego lo utilizaron 3000 años A.N.E. los habitantes de China,
Turquía, India, España e Inglaterra.
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Evolución de la superficie regada por continentes (millones de ha) según reportes de
la FAO (2014).
En el Hemisferio Occidental, los habitantes de Perú, México y del suroeste de
los Estados Unidos aplicaron este método miles de años atrás.
Países con la mayor superficie de riego por continente (millones de ha) (FAO, 2014).
¿Cuál es la situación actual en el mundo y en Ecuador?
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Método de Riego Superficial
Método de Riego Superficial
2- Orígenes y situación actual
3- Ventajas e inconvenientes del método
Ventajas.
•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.
•No es sensible a las afectaciones de la uniformidad por el viento.
•La altura del cultivo no influye en la operación del sistema.
•Se puede utilizar en la mayoría de suelos y cultivos.
•Mejora el drenaje del suelo.
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Método de Riego Superficial
Método de Riego Superficial
3- Ventajas e inconvenientes del método
4- Componentes del Sistema de Riego
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Inconvenientes.
•Requiere de grandes trabajos de nivelación para obtener buenas eficiencias
en el riego.
•Se pierde parte del terreno en el trazado de los canales.
•Requiere de altos costos de mantenimiento.
•Requiere de una gran cantidad de pruebas para un diseño confiable.
•Tiene limitaciones para su aplicación en suelos de textura muy arenosa y de
topografía ondulada.
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Método de Riego Superficial
Método de Riego Superficial
4- Componentes del Sistema de Riego
5- Técnicas de conducción y entrega del agua
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Riego por surcos rectos.
En resumen los elementos de un sistema de riego superficial se pueden
dividir en cuatro componentes fundamentales:
•Fuente de Abasto (pozo, embalse, río, etc).
•Red conductora (canales, obras de medición y control).
•Sistema de consumo (surcos, bandas, terrazas).
•Sistema de drenaje (canales colectores, conductores y obras
hidráulicas).
Entrega por sifones.
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Método de Riego Superficial
Método de Riego Superficial
5- Técnicas de conducción y entrega del agua
5- Técnicas de conducción y entrega del agua
Riego por surcos rectos.
Riego por surcos siguiendo las curvas de nivel.
Entrega por un canal de cabecera.
Entrega por tuberías perforadas.
(riego por pulsos)
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FACULTAD DE INGENIERÍA
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FACULTAD DE INGENIERÍA
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Método de Riego Superficial
Método de Riego Superficial
5- Técnicas de conducción y entrega del agua
5- Técnicas de conducción y entrega del agua
Riego por terrazas.
Riego
por
terrazas
siguiendo las curvas de
nivel.
Paddy Field
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Método de Riego Superficial
Border Irrigation
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Método de Riego Superficial
6- Terminología y Fases del riego superficial
6- Terminología y Fases del riego superficial
Frente de Recesión: Es el borde trasero de la lámina de agua que se va retirando de la
Frente de Avance del agua: Es el borde delantero de la lámina de agua en su avance
sobre la superficie del suelo libre de agua.
superficie del suelo.
Tiempo de recesión: Tiempo en el cual el agua desaparece de un punto de la superficie del
Tiempo de Avance: El tiempo en el cual el frente de avance alcanza un punto
suelo.
determinado en el terreno.
Tiempo de Oportunidad: Intervalo de tiempo entre el tiempo de Avance y el tiempo de
Recesión.
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Método de Riego Superficial
Método de Riego Superficial
6- Terminología y Fases del riego superficial
6- Terminología y Fases del riego superficial
Razón de Avance: Es la velocidad con la cual el frente de avance se mueve sobre
la superficie del suelo.
Tiempo de Riego: Intervalo de tiempo entre el comienzo del suministro y el
momento en que desaparece el agua de la superficie del campo.
Gasto de entrada: Es el gasto de entrada al área de la parcela regada.
Fase de Avance: Es la parte del tiempo de riego durante el cual el agua avanza
Lámina infiltrada: Es la lámina de agua que entra en el suelo durante el período de
desde la parte superior a la inferior del campo.
riego.
Gasto de salida: Es el gasto de agua que sale de la parcela regada.
Fase de Almacenamiento: Es el intervalo transcurrido entre el tiempo de avance
y el tiempo donde se corta el suministro del gasto de entrada. Si el gasto de
Tiempo de Entrada (tiempo de aplicación):
Es el intervalo de tiempo que
transcurre entre el comienzo de suministro de agua al campo y el corte del
suministro.
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entrada se corta antes de que el frente de avance alcance el límite del campo,
esta fase no existe.
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Método de Riego Superficial
Método de Riego Superficial
6- Terminología y Fases del riego superficial
6- Terminología y Fases del riego superficial
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Fase de Vaciado: Es la parte del tiempo de riego entre el corte del gasto de
entrada y el comienzo de la recesión o desaparición del agua de la superficie.
Fase de Recesión: Es la parte del tiempo de riego entre el comienzo de la
recesión y la desaparición total del agua en el campo regado.
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Método de Riego Superficial
Método de Riego Superficial
1- Metodología para el diseño de los sistemas de riego
Técnicas de Riego Superficial.
1- Metodologías para el diseño de los
-Surcos
sistemas de riego
- con pendiente, abiertos al final, con gasto constante.
- con pendiente, abiertos al final, con gasto reducido.
2- Criterios para la evaluación de un
- sin pendiente, cerrados al final.
sistema de riego superficial.
-Bandas.
-Inundación.
-Terrazas planas.
Bibliografía a Consultar.
•Guía para el diseño y evaluación de sistemas de Riego
Superficial. Estudio FAO: Riego y Drenaje 45, 1989. W.R Walker.
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A todas estas técnicas es aplicable una novedosa forma de entrega del
agua denominada “RIEGO INTERM ITENTE” (surgeflow).
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Método de Riego Superficial
Método de Riego Superficial
1- Metodología para el diseño de los sistemas de riego
1- Metodología para el diseño de los sistemas de riego
Metodología para el diseño de un sistema de riego por surcos
abiertos, con pendiente y gasto constante.
- Método de diseño tradicional: basado en los datos de infiltración tomados
“in situ” por el método de entradas y salidas.
- Método de diseño del Servicio de Conservación de Suelos del
Departamento de Agricultura de los Estados Unidos: basado en una
clasificación de suelos por “familias” según sus características de infiltración.
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Diseño de un sistema de riego por surcos abiertos, con pendiente y gasto
constante por el Método Tradicional.
Factores que intervienen:
1- Longitud del surco.
2- Pendiente longitudinal.
3- Espaciamiento.
4- Características de infiltración del suelo.
5- Forma y dimensiones del surco.
6- Rugosidad.
7- Gasto de entrega.
8- Tiempo de aplicación.
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Método de Riego Superficial
Método de Riego Superficial
1- Metodología para el diseño de los sistemas de riego
1- Metodología para el diseño de los sistemas de riego
Diseño de un sistema de riego por surcos abiertos, con pendiente y gasto
constante por el Método Tradicional (continuación).
Diseño de un sistema de riego por surcos abiertos, con pendiente y gasto
constante por el Método Tradicional (continuación).
Recomendaciones de longitud de surco según L.J.Booher, (FAO, 1967).
1- Longitud del surco (L).
Debe cumplir dos condiciones:
- adaptarse a las dimensiones del campo a regar.
- lograr una eficiencia de aplicación acorde a los objetivos de
diseño.
La longitud del surco influye en el tiempo de avance y en el tiempo de
aplicación.
En la longitud influye la norma parcial neta y el tipo de suelo.
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Mbruta
S(%)
0.05
0.1
0.2
0.3
0.5
1.0
1.5
2.0
75
300
340
370
400
400
280
250
220
ARCILLOSOS
150 225
400 400
440 470
470 530
500 620
500 560
400 500
340 430
270 340
300
400
500
620
800
750
600
500
400
50
120
180
220
280
280
250
220
180
LIMOSOS
100 150
270 400
340 440
370 470
400 500
370 470
300 370
280 340
250 300
200 50
400
60
470
90
530 120
600 150
530 120
470
90
400
80
340
60
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ARENOSOS
75
100
90 150
120 190
190 250
220 280
190 250
150 220
120 190
90 150
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Método de Riego Superficial
Método de Riego Superficial
1- Metodología para el diseño de los sistemas de riego
1- Metodología para el diseño de los sistemas de riego
Diseño de un sistema de riego por surcos abiertos, con pendiente y gasto
constante por el Método Tradicional (continuación).
Recomendaciones de longitud de surco según M.Matov (1974).
Tipo de Suelo
Arcillo o arcillo arenoso
Arcillo arenoso o limoso
Limoso a limo arenoso
Limo arenoso - arena fina
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Longitud de Surco (m)
150-250
135-210
100-180
60-120
METODOS Y TECNICAS DE RIEGO
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125
190
220
300
400
300
250
220
190
Diseño de un sistema de riego por surcos abiertos, con pendiente y gasto
constante por el Método Tradicional (continuación).
Recomendaciones de longitud de surco según Merriam (1978).
Clase de Suelo
Arcilloso arcillo arenoso
Arcilloso arenoso o limoso
Limoso o limo arenoso
Arena fina limosa o arenosa
Arcilloso
Pendiente (%)
0.25
0.25
0.25
0.25
0.50
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Longitud (m)
300-400
300-350
210-250
95-140
165-300
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Método de Riego Superficial
Método de Riego Superficial
1- Metodología para el diseño de los sistemas de riego
1- Metodología para el diseño de los sistemas de riego
Diseño de un sistema de riego por surcos abiertos, con pendiente y gasto
constante por el Método Tradicional (continuación).
Recomendación de longitud de surco según Criddle.
Diseño de un sistema de riego por surcos abiertos, con pendiente y gasto
constante por el Método Tradicional (continuación).
Recomendación de longitud de surco según Bishop.
La longitud óptima corresponde al tiempo de avance que equivale a
¼ del
tiempo total de infiltración de la lámina (tiempo de oportunidad para la norma
parcial de riego).
La longitud óptima se encuentra en una relación tiempo de oportunidad entre
tiempo de avance que oscila entre 0.5 y 10.0.
R= 0.5 a 10.0
R= Tiempo de oportunidad = 4
Tiempo de avance
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Método de Riego Superficial
1- Metodología para el diseño de los sistemas de riego
Diseño de un sistema de riego por surcos abiertos, con pendiente y gasto
constante por el Método Tradicional (continuación).
1- Metodología para el diseño de los sistemas de riego
Diseño de un sistema de riego por surcos abiertos, con pendiente y gasto
constante por el Método Tradicional (continuación).
3- Espaciamiento entre surcos (W).
2- Pendiente longitudinal del surco (S).
•Las pendientes pueden oscilar entre 0.03 % y 1 %.
•Se recomienda utilizar valores de 0.1 a 0.5 %.
•La pendiente ideal es 0.2 %..
•En las zonas de altas precipitaciones deben ser menores de 0.3 % para evitar la
erosión del terreno.
•La pendiente también determina las dimensiones del surco.
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Es la distancia entre los dos ejes del surco.
Su valor está determinado por el espaciamiento entre hileras de cultivo, tipo
de suelo y de los implementos agrícolas disponibles para hacer el trazado de
los surcos.
Se recomiendan los siguientes espaciamientos según la textura del suelo:
Suelo
Ligero (arenoso)
Medio (franco)
Pesado (arcilla)
W (m)
0.25 - 0.60
0.60 - 0.90
0.90 - 1.80
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Método de Riego Superficial
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1- Metodología para el diseño de los sistemas de riego
1- Metodología para el diseño de los sistemas de riego
Diseño de un sistema de riego por surcos abiertos, con pendiente y gasto
constante por el Método Tradicional (continuación).
Diseño de un sistema de riego por surcos abiertos, con pendiente y gasto
constante por el Método Tradicional (continuación).
5- Forma y dimensiones del surco.
4- Capacidad de infiltración del suelo.
Dimensiones más importantes en el surco.
•Debe obtenerse a partir de mediciones directas en parcelas experimentales
en la zona de riego.
•En el caso del riego por surcos los valores deben ser obtenidos por el
método de entradas y salidas.
•Este elemento INFLUYE DE MANERA DECISIVA en todos los factores de
diseño.
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CREADA RESOLUCIÓN CONUEP 3 DE SEPTIEMBRE DE 1997
METODOS Y TECNICAS DE RIEGO
Dr. Ing. Ramón Pérez Leira
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UNIVERSIDAD LAICA “ELOY ALFARO” DE MANABI
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Dr. Ing. Ramón Pérez Leira
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Método de Riego Superficial
Método de Riego Superficial
1- Metodología para el diseño de los sistemas de riego
1- Metodología para el diseño de los sistemas de riego
Diseño de un sistema de riego por surcos abiertos, con pendiente y gasto
constante por el Método Tradicional (continuación).
Diseño de un sistema de riego por surcos abiertos, con pendiente y gasto
constante por el Método Tradicional (continuación).
5- Forma y dimensiones del surco.
5- Forma y dimensiones del surco.
Depende de la pendiente, del cultivo, las características de infiltración,
estabilidad y gasto a conducir.
Las formas más comunes son: triangular, trapecial y parabólica.
La forma triangular es la más fácil de construir y la parabólica es la más
conveniente para aumentar el perímetro mojado.
La sección transversal varía durante la aplicación de riegos contínuos lo que
demanda su rectificación cada cierto período.
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Los surcos se clasifican de acuerdo a su profundidad y ancho en:
Surco
Profundo y ancho.
Profundo y estrecho.
Poco profundo y ancho.
Poco profundo y estrecho.
Profundidad
(cm)
Ancho
(cm)
18 - 20
18 - 20
7 - 13
10 - 12
40 - 50
35 - 40
20 - 80
30 - 40
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Método de Riego Superficial
Método de Riego Superficial
1- Metodología para el diseño de los sistemas de riego
1- Metodología para el diseño de los sistemas de riego
Diseño de un sistema de riego por surcos abiertos, con pendiente y gasto
constante por el Método Tradicional (continuación).
Diseño de un sistema de riego por surcos abiertos, con pendiente y gasto
constante por el Método Tradicional (continuación).
6- Rugosidad del surco.
5- Forma y dimensiones del surco.
De acuerdo a su longitud pueden ser:
•Cortos: de 40 a 80 m
•Largos: se utilizan en suelos de baja velocidad de infiltración y
bien nivelados.
De acuerdo a su terminación pueden ser:
•Abiertos: el agua circula libremente desde el final hacia los canales de drenaje.
•Cerrados: El final se cierra con un pequeño dique que obliga a que el agua se
infiltre en su totalidad.
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Coeficiente de rugosidad de Manning
(válido para terrazas, bandas y surcos)
•Terrenos sin cultivar, lisos, campos de cítricos
•Pequeños granos sembrados en hileras
paralelas a la terraza.
• Alfalfa, pequeños granos sembrados al vuelo
• Cultivos densos, pequeños granos en hileras
que atraviesan la terraza.
0.04
0.10
0.15
0.25
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Método de Riego Superficial
Método de Riego Superficial
1- Metodología para el diseño de los sistemas de riego
1- Metodología para el diseño de los sistemas de riego
Diseño de un sistema de riego por surcos abiertos, con pendiente y gasto
constante por el Método Tradicional (continuación).
7- Gasto de aplicación o entrega.
Diseño de un sistema de riego por surcos abiertos, con pendiente y gasto
constante por el Método Tradicional (continuación).
7- Gasto de aplicación o entrega.
Debe cumplir 4 requisitos:
a) Debe ser inferior a un gasto máximo (Qmáx) no erosivo.
Valores de C y a para diferentes texturas:
Textura
Según Haward y Stringham (1979)
Qmáx = C/ Sa
C
donde:
Qmáx- gasto máximo no erosivo (l/s)
S- pendiente del surco (%)
C y a- coeficientes experimentales que dependen del tipo de
suelo (ver tabla siguiente)
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Muy Fina
Fina
Media
Gruesa
Muy Gruesa
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Coeficiente
a
0.892
0.988
0.613
0.644
0.665
0.937
0.550
0.733
0.704
0.548
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Método de Riego Superficial
Método de Riego Superficial
1- Metodología para el diseño de los sistemas de riego
1- Metodología para el diseño de los sistemas de riego
Diseño de un sistema de riego por surcos abiertos, con pendiente y gasto
constante por el Método Tradicional (continuación).
Diseño de un sistema de riego por surcos abiertos, con pendiente y gasto
constante por el Método Tradicional (continuación).
7- Gasto de aplicación o entrega.
7- Gasto de aplicación o entrega.
Valores de Qmáx propuestos por Quackenbush et al. (1957):
Pendiente (%)
Qmáx (l/s)
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
4.0
5.0
Según la fórmula de Manning:
4.0
4.0
4.0
3.0
2.5
2.0
1.5
1.3
donde:
V- velocidad del agua (m/s)
n- coeficiente de rugosidad de Manning
R- Radio hidráulico (m)
S- Pendiente del surco (m/m)
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Calcular la velocidad de circulación del agua en el surco y compararla con la
velocidad máxima no erosiva (Vmáx).
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V= 1 R 2/3 S 1/2
n
V  Vmáx
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Método de Riego Superficial
Método de Riego Superficial
1- Metodología para el diseño de los sistemas de riego
1- Metodología para el diseño de los sistemas de riego
Diseño de un sistema de riego por surcos abiertos, con pendiente y gasto
constante por el Método Tradicional (continuación).
Diseño de un sistema de riego por surcos abiertos, con pendiente y gasto
constante por el Método Tradicional (continuación).
7- Gasto de aplicación o entrega.
7- Gasto de aplicación o entrega.
Valores de Vmáx admisibles según la textura del suelo.
Tipo de suelo
Rango de velocidades (m/s)
Ligeros
Medios
Pesados
0.04 - 0.10
0.10 - 0.20
0.20 - 0.35
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b) El gasto de circulación no debe producir desbordamiento.
Para ello se debe calcular la profundidad de circulación del agua en el surco
según la sección transversal escogida, pendiente y gasto.
c) El gasto de circulación debe ser mayor que la capacidad media de
infiltración del surco. Con esto se garantiza que toda la longitud del surco se
mantenga con agua. Esta condición resulta de gran importancia cuando se
aplica la técnica de gasto reducido (ver recomendaciones en la tabla).
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Método de Riego Superficial
Método de Riego Superficial
1- Metodología para el diseño de los sistemas de riego
1- Metodología para el diseño de los sistemas de riego
Diseño de un sistema de riego por surcos abiertos, con pendiente y gasto
constante por el Método Tradicional (continuación).
7- Gasto de aplicación o entrega.
7- Gasto de aplicación o entrega.
Valores de la capacidad media de infiltración en surcos para diferentes tipos de
suelo según Quackenbush et al. (1957):
Tipo de suelo
Diseño de un sistema de riego por surcos abiertos, con pendiente y gasto
constante por el Método Tradicional (continuación).
Capacidad de infiltración (l/s/m)
Arcilla densa
Arcilla limosa o arcilla
Barro arcilloso o barro limoso
Barro limoso o barro
Barro arenoso fino o barro arenoso
Arena limosa fina o arena limosa
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hasta 0.002
0.001 - 0.004
0.002 - 0.004
0.002 - 0.006
0.003 - 0.020
0.010 - 0.030
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El gasto mínimo se obtiene multiplicando la longitud del surco por la capacidad
media de infiltración.
El gasto mínimo también se encuentra limitado por las condiciones de campo
para el manejo del agua. En el caso de la utilización de sifones el mínimo
gasto entre 0.25 y 0.30 l/s.
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Método de Riego Superficial
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1- Metodología para el diseño de los sistemas de riego
1- Metodología para el diseño de los sistemas de riego
Diseño de un sistema de riego por surcos abiertos, con pendiente y gasto
constante por el Método Tradicional (continuación).
7- Gasto de aplicación o entrega.
8- Tiempo de aplicación (ta).
d) El gasto de diseño debe asegurar la mayor eficiencia de aplicación posible.
Se debe tener en cuenta:
Si el gasto es grande, la velocidad también lo es y disminuye el tiempo de
avance, lo cual es beneficioso al comienzo del riego. A partir de ese momento
comienzan las pérdidas por escurrimiento. Esto obliga a hacer los surcos con
mayores dimensiones.
Si el gasto es pequeño aumenta el tiempo de avance pero las pérdidas por
escurrimiento se reducen.
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Diseño de un sistema de riego por surcos abiertos, con pendiente y gasto
constante por el Método Tradicional (continuación).
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Es el tiempo que se debe estar suministrando el gasto al surco.
Si se tiene en cuenta que el tiempo de corte - recesión es tan pequeño que puede
despreciarse tenemos:
ta= to + tav
donde: to- tiempo de oportunidad
tav- tiempo de avance
El tiempo de avance depende del gasto, la pendiente, tipo de suelo y longitud de surco.
La obtención de LAS CURVAS DE AVANCE resulta una de las pruebas más importantes
para el diseño de estos sistemas.
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Método de Riego Superficial
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1- Metodología para el diseño de los sistemas de riego
1- Metodología para el diseño de los sistemas de riego
Diseño de un sistema de riego por surcos abiertos, con pendiente y gasto
constante por el Método Tradicional (continuación).
8- Tiempo de aplicación (ta).
Diseño de un sistema de riego por surcos abiertos, con pendiente y gasto
constante por el Método Tradicional (continuación).
8- Tiempo de aplicación (ta).
En caso de no disponer de estas curvas se puede utilizar la expresión del
Servicio de Conservación de Suelo de los Estados Unidos (USDA):
Valores de f y g para distintos tipos de suelo:
Suelo
tav= L eB
f
B= g L S 0.5
Q
Arcilloso
Medio
Arenoso
donde:
Q- gasto (l/s)
L- longitud de surco (m)
S- pendiente del surco (m/m)
f y g- factores que dependen del tipo de suelo
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f
g
7.5
8.0
9.0
1.4 x 10 -4
2.5 x 10 -4
5.0 x 10 -4
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Método de Riego Superficial
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2- Criterios para la Evaluación de un sistema de riego
2- Criterios para le Evaluación de un sistema de riego
Componentes de la Eficiencia:
El término más empleado para evaluar los sitemas de riego superficiales es
la EFICIENCIA del riego.
En su forma más elemental se define como Eficiencia a la relación
existente entre el volumen de agua que se entrega y el volumen que se
recibe en una zona determinada del sistema de riego. Esta relación se
expresa en porciento. La diferencia entre los dos volúmenes son las
pérdidas ocurridas.
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•Eficiencia de Conducción o Transporte
(percolación, infiltración, evaporación y fugas).
•Eficiencia de Requerimiento o Almacenamiento (Er)
(filtración, evaporación y fugas).
•Eficiencia de Aplicación (Ea)
(evaporación y arrastre del viento, percolación y escurrimiento).
•Eficiencia de Operación
(mal manejo de sistema).
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Método de Riego Superficial
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2- Criterios para le Evaluación de un sistema de riego
2- Criterios para le Evaluación de un sistema de riego
Ea=
Ea=
ABDFHA
ABCDFGHA
ABDFHA
ABCDFGHA
donde:
Er=
ABDFHA
ABDEFHA
RPE= BCDB
ABCDFGHA
RPP= HFGH
ABCDFGHA
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donde:
Eficiencia de Aplicación= Yn .... (%)
Yt
Yn- lámina neta aplicada
(mm)
Yt- lámina total aplicada
(mm)
Yt= 60 Q ta .......(mm)
WL
Q- gasto de entrega al surco (l/s)
ta- tiempo de aplicación (min)
W- espaciamiento entre surcos (m)
L- longitud del surco (m)
70 % < Ea < 80 %
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Método de Riego Superficial
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2- Criterios para le Evaluación de un sistema de riego
2- Criterios para le Evaluación de un sistema de riego
RPE= BCDB
ABCDFGHA
RPP= HFGH
ABCDFGHA
Razón de Pérdidas por Escurrimiento
RPE= Pe .... (%)
Yt
donde:
Pe- pérdidas por escurrimiento
(mm)
Pe= Yt -Y .......(mm)
Y- lámina media infiltrada en el surco (mm)
5 % < RPE < 10 %
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Razón de Pérdidas por Percolación
RPP= Pp .... (%)
Yt
donde:
Pp- pérdidas por percolación
(mm)
Pp= Y -Yn .......(mm)
Y- lámina media infiltrada en el surco (mm)
Yn- lámina neta aplicada
(mm)
20 % < RPP < 30 %
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Método de Riego por Aspersión.
2- Criterios para le Evaluación de un sistema de riego
Medidas para elevar la Eficiencia en el riego superficial.
•Aumento o disminución de la longitud del surco.
•Aumento o disminución del gasto.
•Cambio en forma y dimensiones del surco.
1- Concepto, orígenes y situación actual.
2- Ventajas e inconvenientes del método.
3- Componentes de un sistema de aspersión.
4-Clasificación de los sistemas y aspersores.
Con menor frecuencia se valora:
•Variar la pendiente.
•Aumento o disminución del espaciamiento entre surcos.
•Cambiar la norma parcial de riego.
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Bibliografía a Consultar.
• El Riego por Aspersión y su Tecnología. 1999. José Ma. Tarjuelo Martín-Benito.
• Mecanización del Riego por Aspersión. Estudio FAO: Riego y Drenaje 35, 1986.
Lionel Rolland.
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Método de Riego por Aspersión.
Método de Riego por Aspersión.
1- Concepto, orígenes y situación actual.
1- Concepto, orígenes y situación actual.
Se define como riego por
aspersión al método de entrega del
agua en forma de lluvia, más o
menos intensa y uniforme sobre la
superficie mediante equipos y
emisores alimentados por agua a
presión.
Los orígenes del riego por aspersión se remontan a
inicios del siglo pasado (1900) cuando comenzaron a
utilizarse los sistemas de agua a presión de las
ciudades para regar el césped de los jardines.
Posteriormente comenzaron a utilizarse sistemas
presurizados independientes para el riego de
semilleros y actualmente es empleado en el mundo
entero con variados fines y sobre los más diversos
cultivos (Pair et al. 1981)
Método de Riego por Aspersión.
Método de Riego por Aspersión.
1- Concepto, orígenes y situación actual.
1- Concepto, orígenes y situación actual.
Evolución de la superficie regada por continentes (millones de ha) según reportes de la FAO (2014).
Países con la mayor superficie de riego por continente (millones de ha) (FAO, 2014).
Método de Riego por Aspersión.
Método de Riego por Aspersión.
2- Ventajas e inconvenientes del método.
2- Ventajas e inconvenientes del método.
Ventajas del Riego por Aspersión.
Ventajas del Riego por Aspersión (continuación).
• Fácil adaptación, tanto a dosis grandes como pequeñas.
• Evita la construcción de canales a la vez que aumenta la superficie útil.
• Fácil adaptación, ya sea a terrenos con alta permeabilidad como a suelos
• Es el método más eficaz para el lavado de sales.
muy impermeables.
• Se adapta sin dificultad a terrenos con topografía ondulada.
• Se adapta a la rotación de cultivos y a los riegos emergentes.
• Dosifica de forma rigurosa los riegos ligeros, lo que permite un mayor ahorro
de agua.
• Permite lograr altos grados de automatización con su consiguiente ahorro de
mano de obra.
• En algunas modalidades permite el reparto de fertilizantes y tratamientos
fitosanitarios, así como la lucha antihelada.
Método de Riego por Aspersión.
Método de Riego por Aspersión.
2- Ventajas e inconvenientes del método.
3- Componentes de un Sistema de Aspersión.
Componentes de un Sistema de Aspersión.
Inconvenientes del Riego por Aspersión.
•Interfiere sobre los tratamientos fitosanitarios que protegen la parte aérea de
•Estación de bombeo.
los cultivos.
•Tubería conductora.
•Puede originar problemas de sanidad o toxicidad en el follaje cuando se riega
•Tubería maestra.
con aguas residuales o salinas.
•Laterales.
•Alta susceptibilidad a las afectaciones del viento.
•Aspersores (más importante).
•Generalmente requiere de altas inversiones iniciales y de elevados costos de
mantenimiento y funcionamiento (energía).
Método de Riego por Aspersión.
Método de Riego por Aspersión.
4- Clasificación de los sistemas y aspersores.
4- Clasificación de los sistemas y aspersores.
Sistemas de Aspersión.
Estacionarios
Móviles
semifijos
Tubería móvil
(manual o
motorizada)
Fijos
•Tubería fija
•Permanente
•Temporales
Desplazamiento contínuo
Ramales
desplazables
•Pivotes
•Lateral av.
front.
•Ala sobre carro
Aspersor
gigante
Aspersión Fija
(estacionarios)
•Cañones
viajeros
•Enrolladores
Método de Riego por Aspersión.
Método de Riego por Aspersión.
4- Clasificación de los sistemas y aspersores.
4- Clasificación de los sistemas y aspersores.
Pivotes
(ramales desplazables)
Lateral de avance frontal
(ramales desplazables)
Enrolladores
(aspersor gigante)
Método de Riego por Aspersión.
Método de Riego por Aspersión.
4- Clasificación de los sistemas y aspersores.
4- Clasificación de los sistemas y aspersores.
Clasificación de los aspersores.
Clasificación de los aspersores.
•Según la presión de operación:
- De baja presión (< 200 kPa)
- De media presión (200 - 450 kPa)
- De alta presión (> 450 kPa)
•Según la intensidad de aplicación:
- De baja intensidad (1.5 - 5 mm/h)
- De media intensidad (5 - 17 mm/h)
- De alta intensidad (17 - 80 mm/h)
•Según el diámetro de cobertura:
- De diámetro pequeño (hasta 30 m)
- De diámetro medio (30 - 60 m)
- De diámetro grande (> 60 m)
•Según el grado de pulverización del chorro:
- De gota gruesa (G < 3)
G= 10 P
- De gota semigruesa (G= 3 - 4)
D
- De gota fina (G= 4 - 5)
P- Presión op. (kgf/cm2)
- De gota semifina (G= 5 - 6)
D- Diámetro de boquilla
- De gota finísima (G > 6)
(mm)
Método de Riego por Aspersión.
Método de Riego por Aspersión.
4- Clasificación de los sistemas y aspersores.
4- Clasificación de los sistemas y aspersores.
Clasificación de los aspersores.
Clasificación de los aspersores.
•Según el mecanismo de giro:
•Según la velocidad de giro:
- De giro lento (de ¼ a 3 vueltas/min)
- De giro rápido (> 6 vueltas/min)
- De reacción- La inclinación del orificio de salida origina el giro.
- De turbina- El chorro incide sobre una turbina que origina el giro.
•Según el ángulo de lanzamiento:
- De ángulo bajo (de 0 a 25 °)
- De ángulo normal (de 25 a 45 °)
Método de Riego por Aspersión.
Método de Riego por Aspersión.
4- Clasificación de los sistemas y aspersores.
4- Clasificación de los sistemas y aspersores.
Clasificación de los aspersores.
•Según el mecanismo de giro:
- De choque- El chorro incide sobre un brazo con un muelle que hace
girar el aspersor de forma intermitente.
Clasificación de los aspersores.
•Según el patrón de distribución del aspersor:
- Modelo rectangular o elíptico: Se obtiene normalmente al
el aspersor con una sola boquilla.
- Modelo tipo rosquilla: Se deriva generalmente del modelo
anterior al disminuir la presión de operación.
- Modelo triangular: Se obtiene fundamentalmente cuando
trabaja el aspersor con dos boquillas.
trabajar
Patrón de Distribución Tipo Rosquilla
Patrón de Distribución Tipo Triangular
Uniformidades de Riego para diferentes patrones de distribución de un aspersor
Método de Riego por Aspersión.
4- Clasificación de los sistemas y aspersores.
La selección del aspersor se realiza a partir de:
- El volumen de agua a suministrar en cada posición.
- La velocidad de infiltración del suelo.
- La duración o tiempo de riego por posición.
- La naturaleza del suelo y del cultivo.
- La velocidad del viento en la región.
Método de Riego por Aspersión.
Método de Riego por Aspersión.
1- Nociones básicas para el diseño de un sistema de riego.
Cálculos hidráulicos del aspersor.
1- Cálculos del gasto o caudal del aspersor.
P1
1- Nociones básicas para el diseño de un sistema de riego.
2- Criterios para la evaluación de los sistemas de aspersión.
Bibliografía a Consultar.
• El Riego por Aspersión y su Tecnología. 1999. José Ma. Tarjuelo Martín-Benito.
• Mecanización del Riego por Aspersión. Estudio FAO: Riego y Drenaje 35, 1986.
Lionel Rolland.
2
V
Q0  Cg  A 2 g(  1  z )
 2g
donde:
Q0- gasto del aspersor (m3/s)
A- área de salida del aspersor (m2)
P1/ - carga de presión medida en la base del aspersor (m)
 z- diferencia de nivel entre la base y la sección contraída del
chorro (m)
V12/2g- Carga de velocidad en la base del aspersor (m)
Cg- coeficiente de gasto (oscila entre 0.7 y 0.9)
Método de Riego por Aspersión.
Método de Riego por Aspersión.
1- Nociones básicas para el diseño de un sistema de riego.
1- Nociones básicas para el diseño de un sistema de riego.
Cálculos hidráulicos del aspersor.
2- Altura del elevador.
Cálculos hidráulicos del aspersor.
3- Determinación del radio de alcance.
Gasto del aspersor
(l/s)
R  2 sen 2 (
Altura mínima del
elevador (cm)
0.25 - 0.75
0.75 - 1.7
1.7 - 3.4
3.4 - 8.5
mayor de 8.5
V2
)
2g
donde:
R- radio de alcance (m)
 - ángulo de salida de la tobera con respecto a la horizontal
(grados)
15
25
30
45
90
Esta altura también depende de los cultivos a regar.
Para pastos y hortalizas debe oscilar entre 0.5 y 0.9 m.
Este cálculo solo debe realizarse en caso de que no se disponga de los
datos del fabricante y que no sea posible hacer determinaciones de
laboratorio o de campo.
Método de Riego por Aspersión.
Método de Riego por Aspersión.
1- Nociones básicas para el diseño de un sistema de riego.
1- Nociones básicas para el diseño de un sistema de riego.
Cálculos hidráulicos del aspersor.
Cálculos hidráulicos del aspersor.
4- Lluvia del aspersor. Recomendaciones según H0/d.
4- Lluvia del aspersor.
La lluvia del aspersor se puede caracterizar a través de dos
parámetros:
a) Calidad de la lluvia.
Depende de la presión de trabajo y del diámetro de salida.Se
define a partir de la relación H0/d
(H0- carga de presión y d- diámetro de salida, ambos en metros).
Valores de H0/d
Gota
Cultivo recomendable
menor de 1500
1500-1600
1600-2000
2000-2200
2200-2600
mayor de 2600
muy gruesa
Gruesas
Medias
Finas
muy Finas
muy pulverizadas
Ninguno
Sólo pastos
Cultivos no delicados
Todos los cultivos
Huertos y cultivos débiles
No emplear
Método de Riego por Aspersión.
Método de Riego por Aspersión.
1- Nociones básicas para el diseño de un sistema de riego.
1- Nociones básicas para el diseño de un sistema de riego.
Cálculos hidráulicos del aspersor.
4- Lluvia del aspersor.
b) Intensidad de la lluvia (ia).
ia  3600
Q0
 Ea
Aefectiva
donde:
ia- Intensidad de aplicación (mm/h)
Q0- Gasto de diseño (l/s)
Ea- Eficiencia de aplicación
para un aspersor=  R2
Aefectiva- Área regada (m2)
para un lateral= Ea • El
Ea- Espaciamiento entre aspersores
El- Espaciamiento entre laterales (m)
Cálculos hidráulicos del aspersor.
4- Espaciamiento entre aspersores (Ea).
Método de Riego por Aspersión.
Método de Riego por Aspersión.
1- Nociones básicas para el diseño de un sistema de riego.
1- Nociones básicas para el diseño de un sistema de riego.
Cálculos hidráulicos del aspersor.
Cálculos hidráulicos del aspersor.
4- Espaciamiento entre aspersores (Ea).
4- Espaciamiento entre aspersores (Ea).
Criterio norteamericano.
Influyen en este parámetro el radio de alcance (R), la velocidad del
viento (V) y la distribución de la lluvia en el área.
Velocidad del
viento (km/h)
Existen dos criterios para definir el espaciamiento entre aspersores:
0
0 - 10
10 - 13
13 - 30
> 30
- Criterio norteamericano.
- Criterio ruso.
Espaciamiento
Espaciamiento
cuadrado (Ea=El)
rectangular
(D= 2R)
Ea
El
0.7 D
0.7D
0.7D
0.55 D
0.55D
0.7D
0.50 D
0.50D
0.7D
0.30 D
0.30D
0.7D
--- SUSPENDER EL RIEGO ---
Método de Riego por Aspersión.
Método de Riego por Aspersión.
1- Nociones básicas para el diseño de un sistema de riego.
1- Nociones básicas para el diseño de un sistema de riego.
Diseño hidráulico del lateral.
Cálculos hidráulicos del aspersor.
4- Espaciamiento entre aspersores (Ea).
Criterio ruso.
Se basa en determinar un coeficiente de corrección (r).
r= 0.34
(2.718)-0.35 V
- Espaciamiento rectangular:
- Espaciamiento triangular:
las siguientes suposiciones:
• El gasto en todos los aspersores del lateral es igual al gasto de diseño
(Q0).
+ 0.66
V- velocidad del viento (m/s)
- Espaciamiento cuadrado:
Para realizar el diseño hidráulico del lateral por el método aproximado se parte de
• La diferencia de carga a presión máxima en el lateral de 0.2 H0 se
Ea= El= 2 r R
produce entre el aspersor situado en el extremo aguas abajo del lateral y
Ea  r R
El= 1.73 r R
Ea= 1.5 r R
El= 3 r R
la entrada del lateral, lo cual introduce un margen adicional de seguridad.
• Solo se tendrán en cuenta las pérdidas de carga por fricción. El resto se
asumirá como un 10 % de aquellas.
Método de Riego por Aspersión.
Método de Riego por Aspersión.
1- Nociones básicas para el diseño de un sistema de riego.
1- Nociones básicas para el diseño de un sistema de riego.
Diseño hidráulico del lateral.
Se puede considerar además, que las PÉRDIDAS TOTALES que se
producen en un lateral (hf) son equivalentes a las de una tubería de iguales
dimensiones (L, d); pero que entrega el gasto total en el extremo y es
afectada además por un coeficiente F que depende del número de
aspersores en la línea (n).
Visto así quedaría:
hf= F • Hf
Diseño hidráulico del lateral.
Para el cálculo de Hf se puede utilizar la expresión de Hazen-Williams:
Hf=
10.67
𝑄𝑙 1.852 𝐿
𝐶
𝑑 4.87
donde:
Hf- pérdida de carga con gasto en extremidad ..(m)
Ql - gasto total del lateral (Qo • n) .........................(m3/s)
C- coeficiente de rugosidad de Hazen-Williams
L- longitud del lateral (Ea/2 + (n-1)Ea) ................(m)
d- diámetro del lateral ..........................................(m)
Método de Riego por Aspersión.
Método de Riego por Aspersión.
1- Nociones básicas para el diseño de un sistema de riego.
1- Nociones básicas para el diseño de un sistema de riego.
Los valores de F en función del número de aspersores (n) y válidos para la
expresión de Hazen-Williams se muestran a continuación:
Diseño hidráulico del lateral.
Una vez determinado el valor de hf debe chequearse que cumpla con el criterio
de Christiansen (hf  0.2 H0) y se puede calcular entonces la carga a la entrada
en el lateral (Hl):
H l  he  H 0 
3
hf  0.1  hf
4
donde:
Hl - Carga de presión necesaria a la entrada del lat. (m)
he- Altura del tubo elevador (m)
H0- Carga de diseño del aspersor en la base (m)
3/4hf- Incremento de seguridad en el aspersor (m)
Método de Riego por Aspersión.
Método de Riego por Aspersión.
1- Nociones básicas para el diseño de un sistema de riego.
1- Nociones básicas para el diseño de un sistema de riego.
Diseño hidráulico del lateral.
En el diseño de los laterales generalmente se presentan dos casos
prácticos:
Caso 1- Se conoce la longitud del campo donde se colocará el lateral y el
espaciamiento entre aspersores. Es preciso hallar el diámetro del
lateral requerido.
Caso 2- Se conoce el diámetro comercial del lateral y el espaciamiento
entre aspersores. Es preciso calcular la máxima cantidad de
aspersores (n) que se pueden colocar ( longitud máxima del
lateral).
Diseño hidráulico del lateral.
Para solucionar el caso 1 se debe seguir el siguiente algoritmo de cálculo:
1- Determinar la longitud del lateral: L= (Ea/2 + (n-1)Ea)
2- Con el número de aspersores (n) se determina F en la tabla de referencia.
3- Se halla el valor de pérdidas de carga máxima en el lateral: hf= 0.2 H0
(máxima)
4- De la expresión hf= F • Hf se despeja Hf (máxima)
Método de Riego por Aspersión.
Método de Riego por Aspersión.
1- Nociones básicas para el diseño de un sistema de riego.
1- Nociones básicas para el diseño de un sistema de riego.
Diseño hidráulico del lateral.
5- Con los valores de L (long. Lateral), Ql (gasto del lateral: Q0 • n), C
(coeficiente de rugosidad y Hf se despeja d de la fórmula de Hazen-Williams).
El valor obtenido se lleva al diámetro comercial inmediato superior dl
6- Se calcula la nueva Hf para el d comercial.
d
H f  0.2 H 0 
 dl



4.87
7- Se calcula la carga a la entrada del lateral (Hl) y el gasto en el lateral (Ql ).
Diseño hidráulico del lateral.
Para solucionar el caso 2 el algoritmo es el siguiente:
1- Se supone un número de aspersores n .
2- Con el n supuesto se busca el valor de F en la tabla y se determina la
longitud del lateral L.
3- Se calcula el valor de Hf.
4- Con Hf y F se compara con el valor de 0.2 H0
Si hf > 0.2 H0 es necesario disminuir n
Si hf < 0.2 H0 se puede aumentar n
5- Con el valor de n máximo se determinan otros parámetros de diseño del
lateral (L, Ql y Hl).
Método de Riego por Aspersión.
Método de Riego por Aspersión.
1- Nociones básicas para el diseño de un sistema de riego.
1- Nociones básicas para el diseño de un sistema de riego.
Diseño hidráulico de la Tubería Maestra.
La maestra es la tubería que alimenta directamente a los laterales. Los
parámetros necesarios para su diseño son:
Diseño hidráulico de la Tubería Maestra.
1- Cálculo del número de laterales que trabajarán simultáneamente (nl).
nl 
– el diámetro (d)
pl
pd  P
donde:
pl- número de posiciones de lateral necesarios para regar toda el área.
– el número de laterales a trabajar simultáneamente (nl)
– el gasto total en la maestra (Qm)
– la carga de entrada (Hm).
La metodología de diseño se muestra a continuación:
si se riega a ambos lados de la maestra
 Lcampo 
pl  2

 El 
si se riega a un solo lado de la maestra
pl 
Lcampo
El
Método de Riego por Aspersión.
Método de Riego por Aspersión.
1- Nociones básicas para el diseño de un sistema de riego.
1- Nociones básicas para el diseño de un sistema de riego.
Diseño hidráulico de la Tubería Maestra.
pd- número de posiciones diarias que puede cubrir un lateral.
pd 
J
ta  tc
Diseño hidráulico de la Tubería Maestra.
2- Cálculo del gasto a la entrada de la maestra (Qm).
donde:
J- número de horas de trabajo diarias (oscila de 16-20).
ta- tiempo de puesta del lateral para aplicar la norma (h).
tc- tiempo de cambio del lateral (h).
En caso de haber laterales “esperando” tc= 0
Qm= nl • Ql
nl- número de laterales
Ql- gasto del lateral
3- Cálculo del diámetro de la maestra (dm).
El cálculo debe partir del criterio de que para lograr buena uniformidad
en el riego de los laterales
hfm  25 % Ho
p- período de riego (días).
Se recomienda que p < 0.85 intervalo de riego
donde:
hfm = pérdida de carga en la maestra (m)
Ho = carga de diseño del aspersor seleccionado (m)
Método de Riego por Aspersión.
Método de Riego por Aspersión.
1- Nociones básicas para el diseño de un sistema de riego.
1- Nociones básicas para el diseño de un sistema de riego.
Diseño hidráulico de la Tubería Maestra.
Una vez que se define la posición más desfavorable de los laterales se
siguen los siguientes pasos:
4- Se calcula hfm (real) para el diámetro comercial seleccionado.
Carga a la entrada de la maestra (Hm)
1- Se determina la pérdida de carga máxima.
Hm= Hl + hfm + hfacc +  z
hfm (máx) = 0.25 Ho
2- Se iguala la pérdida de carga máxima a la suma de las
Diseño hidráulico de la Tubería Maestra.
donde:
pérdidas en los
diferentes tramos de la maestra. De aquí quedará una ecuación que
tendrá como incógnita el diámetro de la maestra (dm).
3- Se calcula dm y se selecciona el diámetro comercial inmediato superior.
Hm- carga necesaria a la entrada de la maestra (m).
Hl- carga a la entrada del lateral (m).
Hfm- pérdida de carga en la maestra (m).
Método de Riego por Aspersión.
Método de Riego por Aspersión.
1- Nociones básicas para el diseño de un sistema de riego.
2- Criterios para la Evaluación de los Sistemas de Aspersión
Diseño hidráulico de la Tubería Maestra.
Los diferentes parámetros definidos para caracterizar la calidad del riego
pueden clasificarse en dos grupos principales (Tarjuelo, 1999):
Hfacc- pérdida de carga por los accesorios colocados en la maestra (se
Medidas de Uniformidad- Dan idea de la igualdad con que el agua de riego
se reparte en los distintos puntos de la parcela.
puede asumir 0.1 hfm).
z- desnivel desfavorable en el terreno entre el punto más alto del
campo regado y la entrada de la maestra (m).
Medidas de Eficiencia- Dan idea de la extensión de la parcela en que el
riego se ha aplicado correctamente.
Método de Riego por Aspersión.
Método de Riego por Aspersión.
2- Criterios para la Evaluación de los Sistemas de Aspersión
2- Criterios para la Evaluación de los Sistemas de Aspersión
Coeficiente de Uniformidad (Christiansen, 1942)
Uniformidad de distribución (Merrian, 1980)
UD =

CU   1 

Altura media de agua infiltrada en el 25 % del área menos regada
Altura media del agua infiltrada en la parcela

i
M 
100


M n
donde:
Ci- cantidad recogida por cada pluviómetro.
M- valor promedio recogido en los pluviómetros.
n- número total de pluviómetros o puntos de control.
Uniformidad de distribución del sistema (Keller, 1990)

0.5

UDs  UD 1 1  3 Pn
4 
Pa 
C
Ver en ISO 7749 (1 y 2) 1990
Coeficiente de Uniformidad del Sistema (Keller, 1990)
donde:


0.5

CU s  CU 1 1  Pn
2 
Pa 
Pn- presión mínima en un aspersor del bloque de riego.
Pa- presión media de los aspersores del bloque.
donde:
Pn y Pa- igual que en la UD.
Método de Riego por Aspersión.
Método de Riego por Aspersión.
2- Criterios para la Evaluación de los Sistemas de Aspersión
2- Criterios para la Evaluación de los Sistemas de Aspersión
Coeficiente de Uniformidad (Heermann y Hein, 1968)
Solo para pivotes

n

 Di Ci  M c 

i

1
100
CU  1 
n

h

 CiDi

i 1










Eficiencia de aplicación (referida al 25 %).
donde:
n
 Ci Di
M c  i 1
n
 Di
i 1
n- número de pluviómetros.
Di- distancia o número de orden del pluviómetro i.
Ci- cantidad recogida por el pluviómetro i (varia de i a n).
Mc- media ponderada de las cantidades recogidas en los n pluviómetros.
Ver en ISO 11545 (2001)
EA =
Media del 25 % de los valores más bajos de la lámina infiltrada y almacenada
Altura media del agua aplicada al suelo
Eficiencia de descarga.
Ed =
Altura media recogida (AMR)
Altura media descargada (AMD)
La diferencia entre AMD - AMR son las pérdidas que ocurren durante el riego
así como errores de medición.
Método de Riego por Aspersión.
2- Criterios para la Evaluación de los Sistemas de Aspersión
Trabajo Autónomo de Diseño de un Lateral
de Riego por Aspersión
Las pérdidas durante el riego incluyen:
•La evaporación y arrastre de las gotas por el viento.
•El agua que cae fuera del área cubierta por los pluviómetros.
•La evaporación que exista en los pluviómetros.
• Los Datos para el Diseño están asignados en Documento en formato pdf para cada
estudiante en el Aula Virtual.
• Forma de entrega: En Documento WORD con todos los detalles del Diseño subido al
Aula Virtual.
• Fecha límite: El día anterior a la próxima clase.