DISENO DE DRENAJE AGRICOLA

“Año del Fortalecimiento de la Soberanía Nacional”
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL
ALTIPLANO - PUNO
FACULTAD DE INGENIERIA AGRICOLA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA
AGRICOLA
DISEÑO HIDRAULICO DE DRENAJE EN EL CULTIVO
DE ALFALAFA EN LA LOCALIDAD DE QUEPANACAJA
AGRÍCOLA
DOCENTE: Dr. EFRAIN LUJANO LAURA
PRESENTADO POR
YUNIOR QUENTA WIRACOCHA
DISEÑO DE DRENAJE AGRICOLA
I. INTRODUCCION
II. MEMORIA DESCRIPTIVA
2.1 NOMBRE DEL PROYECTO
“DISEÑO HIDRAULICO DE DRENAJE AGRICOLA PARA EL CULTIVO DE
ALFALFA PARA HENO EN LA LOCALIDAD QUENAPAJA DEL DISTRITO DE
ACORA - DEPARTAMENTO PUNO”
III. OBJETIVOS
3.1 OBJETIVO GENERAL
Diseñar un sistema de drenaje agrícola para el cultivo de alfalfa para heno para épocas
de lluvia.
3.2 OBJETIVO ESPECIFICO
 Diseñar un sistema de drenaje a zanjas abierta
 Diseñar un sistema de drenaje con tuberías enteradas
IV. UBICACIÓN DE LA ZONA DE PROYECTO
El centro poblado de Quenapaja está ubicada a 3850 msnm teniendo las coordenadas
E: 4250600 y N: 8216671
1 Ilustración Vista satelital de la comunidad de Quepanacaja
Nota: En esta imagen satelital se detalla la ubicación comunidad de Quepanacaja con
sus respectivas instituciones público y privado adaptado de google Earth pro.
V. CARACTERISTICAS GENERALES
5.1 Planteamiento del problema
Las fuertes precipitaciones pluviales han ocasionado la concentración de agua en la
comunidad de Quepanacaja, la sub zona rivereña, al margen izquierdo del río Totorani, donde
se ha inundado más de 07 hectáreas de papa, 04 hectáreas de quinua y 04 hectáreas de alfalfa
instalada.
5.2 Construcción de freatimetros
Se utilizara el método de barreno para realizar las perforaciones en el periodo del
crecimiento de los cultivos de papa, alfalfa y cebada en los meses de diciembre, enero,
febrero y marzo ya que en esta época están expuestas a constantes precipitaciones y también
tiene las características de ser una zona baja.
5.3 Materiales
Barreno
Tubo PVC de 2 pulgadas
Tapa de PVC de 2 pulgadas
Metro o Sonda eléctrica
5.4 Ubicación de los freatimetros
2 Lecturas del freatimetros
N°
Freatimetro
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
CORDENADAS
COTA
Este_Z19 Norte_Z19 TERRENO
8216922
425161
3852
8216995
424944
3853
8216913
424907
3853
8216856
424887
3853
8216872
424841
3856
8216924
424758
3852
8216994
424611
3853
8216885
424696
3856
8216790
425037
3850
8216685
425009
3851
8216685
424952
3846
8216494
424947
3845
COTA apertura
N.F
Jun
dic
3850.47
1.53
1.92
3851.03
1.97
2.20
3850.76
2.24
2.32
3850.58
2.42
2.63
3854.02
1.98
2.02
3850.43
1.57
1.65
3849.95
3.05
3.00
3853.26
2.74
2.81
3848.24
1.76
1.85
3848.24
2.76
2.22
3844.64
1.36
1.25
3843.42
1.58
2.15
Lecturas NF
ene.
feb.
1.75
1.23
1.73
1.62
2.15
2.30
2.45
2.10
1.92
1.78
1.42
1.31
2.86
2.73
2.62
2.41
1.64
1.49
2.00
1.90
1.97
1.85
1.95
1.80
mar.
1.17
1.61
1.97
2.00
1.75
1.26
2.81
2.38
1.42
1.89
1.77
1.75
min
1.17
1.61
1.97
2
1.75
1.26
2.73
2.38
1.42
1.89
1.25
1.75
variacion
prom
1.38
1.65
2.14
2.18
1.82
1.33
2.80
2.47
1.52
1.93
1.86
1.83
max
1.75
1.73
2.3
2.45
1.92
1.42
2.86
2.62
1.64
2
1.97
1.95
5.5 medición de niveles
5.6 mapas
Mapa de Isobatas
Mapa de dirección de flujo
Presentación de 3D
EL CULTIVO DE ALFALFA
La alfalfa es un cultivo muy requerido en la ganadería por tener proteínas, fibras,
vitaminas, minerales así como la armonización con la naturaleza. (Minchala & Guamán,
2005) Nos indica que el suelo requiere suelos profundos y que estén bien drenados ya que los
suelos con menos de 60 cm de profundidad no son aconsejables para la profundidad radicular
que se va a desarrollar.
VI. PARAMETROS DE DISEÑO

Profundidad (PD)
:1.70m

Tirante (y)
: 0.20m

Conductividad hidráulica
:0.868 m/día

Recarga normativa ®
: 0.080 m/dia

Profundidad del estrato impermeable 6m

Profundidad de la tabla de agua
:1.06 m
Con la conductividad hidráulica se determinó que el suelo es de tipo franco limoso moderada
Fuente: SCS. USA (1994)
Fuente:(Villegas & Torres, 1977)
Espaciamiento y profundidad de drenes
Determinación de la profundidad del dren
NF y profundidad radicular
0
1
3
5
7
9
11
Nivel freatico
-0.5
-1
-1.5
-2
-2.5
NF
raiz min
raiz prom
raiz max
PD
Consideraciones para la profundidad del suelo en base del suelo y la conductividad hidráulica

Profundidad del dren
: 1.70 m
Calculo de parámetros
La altura de la capa freática respecto a la capa impermeable, a media distancia
entre dos drenes (m)
𝐵 = 6𝑚 − 1.10 𝑚 = 4.3 𝑚
Altura del nivel del agua en los drenes respecto a la capa impermeable o igual al
espesor del acuífero por debajo del nivel de los drenes (m)
𝐷 = 6𝑚 − 1.70 𝑚 + 0.20𝑚 = 4.5 𝑚
Figura 1 Diagrama de zanjas abiertas
Formula de Donnan
𝒎
𝟒 ∗ 𝟎. 𝟖𝟗
((𝟒. 𝟗 𝒎)𝟐 − (𝟒. 𝟓𝒎)𝟐 )
𝟒𝑲(𝑩𝟐 − 𝑫𝟐 )
𝒅𝒊𝒂
√
𝑳=√
𝒓𝒆𝒎𝒑𝒍𝒂𝒛𝒂𝒏𝒅𝒐 𝑳 =
𝑹
𝟎. 𝟎𝟖𝒎/𝒅𝒊𝒂
𝑳 = 𝟏𝟐. 𝟗𝟒 𝒎 ≅ 𝟏𝟑 𝒎
Aplicación con el software espadren método Donnan
𝑳 = 𝟏𝟐. 𝟗𝟒 𝒎 ≅ 𝟏𝟑 𝒎
TUBERIAS ENTERRADAS
Tuberías PAVCO
La tubería corrugada para drenaje PAVCO es el elemento clave para rescatar o
mejorar aquellos suelos que por baja permeabilidad se encharcan fácilmente y arruinan las
cosechas por ello ha desarrollado tuberías de diferentes diámetros y conexiones (PAVCO,
2015).
Diámetro de tuberías PAVCO
Fuente: https://pavcowavin.com.co/drenaje-tuberia-pavco
Determinación del caudal de drenaje
Precipitación máxima en 24 horas de la estación más cercana al área de estudio (anexo 1)
Determinación de precipitaciones para diferentes periodos de retorno con la distribución de
Gumbel
T
(años)
Precipitación máxima
(mm)
200
100
50
20
118.0
107.0
95.7
81.1
10
5
3
2
69.8
58.0
48.6
40.1
Por el método racional determinamos el caudal
𝑸=
𝑪∗𝑰∗𝑨
𝟑𝟔𝟎
Datos



Área del terreno
Intensidad
Coeficiente de escorrentía
: 1 hectáreas
: 29.4 mm/hr
: 0. 3
Remplazando en la formula se tiene
𝑄=
0.3 ∗ 29.4 ∗ 1
360
𝑄 = 0.025 𝑚3/𝑠
ECUACIONES PARA EL FLUJO NO UNIFORME
El área de donde se instalara el dren tiene las características de tener un flujo no uniforme
conforme va avanzando el dren recogerá el agua gradualmente hacia el dren colector.
Determinación de la descarga especifica
𝑸 = 𝒒 ∗ 𝑳 ∗ 𝑳𝑫
𝒒=
𝑞=
𝑸
𝒍 ∗ 𝑳𝑫
0.025 𝑚3/𝑠
= 0.00006410
13 ∗ 30
Determinación del diámetro de la tubería con parámetros calculados
El diámetro de la tubería calculado 𝟕. 𝟓𝟗 ≅ 𝟏𝟎 𝒄𝒎
Como en el mercado se encuentra las tuberías de 65mm 100mm que ess también la tubería de
4 pulgadas
DATOS DE PARAMETROS:



Radio de la tubería (r)
Conductividad eléctrica del suelo
Recarga normativa (R)
:0.035m
: 0.868 m/día
: 0.080 m/dia
Calculo de parámetros
Carga del dren (h)
La altura de la capa freática respecto a la capa impermeable, a media distancia
entre dos drenes (m)
𝐵 = 6𝑚 − 1.10𝑚 = 4.90 𝑚
Altura del nivel del agua en los drenes respecto a la capa impermeable o igual al
espesor del acuífero por debajo del nivel de los drenes (m)
𝐷 = 6𝑚 − 1.70𝑚 + 0.035𝑚 = 4.34𝑚
Formula de Donnan
𝒎
𝟒 ∗ 𝟎. 𝟖𝟕
(𝟒. 𝟗𝟎 𝒎)𝟐 − 𝟒. 𝟑𝒎𝟐 )
𝟒𝑲(𝑩𝟐 − 𝑫𝟐 )
𝒅𝒊𝒂
√
√
𝑳=
𝒓𝒆𝒎𝒑𝒍𝒂𝒛𝒂𝒏𝒅𝒐 𝑳 =
𝑹
𝟎. 𝟎𝟖𝒎/𝒅𝒊𝒂
𝑳 = 𝟏𝟓. 𝟒𝟗 𝒎
Figura 2 Diagrama de tubería enterrada
Aplicación con el software espadren método Donnan
El espaciamiento de drenes será de 𝟏𝟓. 𝟎𝟓 𝒎
Determinación del área drenada y la longitud de la tubería
DIMENSIONAMIENTO DE ZANJAS ABIERTAS
VII. CONCLUSIONES
Para esta localidad se recomienda instalar en épocas de precipitaciones intensas que
provocan el incremento del nivel freático ya que la alfalfa es un cultivo sensible al ser
expuesta o estar en contacto disminuyendo su rendimiento de producción. Así mismo al
drenar se elimina las sales que pueden estar en contacto con la superficie.
VIII. BIBLIOGRAFIA
Minchala, L., & Guamán, M. (2005). Manual Técnico De El Mejoramiento De La
Producción
Y
Procesamiento
De
Frutas
Andinas.
Iniap,
1–131.
https://openjicareport.jica.go.jp/pdf/11814050_01.pdf
PAVCO. (2015). Manua Tuberia Drenaje. https://pavcowavin.com.co/drenaje-tuberia-pavco
Villegas, J. A., & Torres, B. E. (1977). Evapotranspiracion. Serie Didactica, Facultad de
Agronomia y Zootecnica, Universidad Nacional de Tucuman, 45.
ANEXOS
Anexo 1 precipitación máxima en 24 horas estación chillihua
Nro
AÑO
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
1964
1965
1966
1967
1968
1969
1970
1971
1972
1973
1974
1975
1976
1977
1978
1979
1980
1981
1982
1983
1984
1985
1986
1987
1988
1989
Pp max 24
(mm)
70.5
35.7
33.4
36.2
32.6
61.0
32.8
41.2
51.9
58.0
53.8
63.0
46.8
37.5
45.5
44.2
35.4
5.0
13.1
42.4
16.6
83.9
50.8
77.1
27.1
25.0
Nro
AÑO
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
Pp max 24
(mm)
24.71
12.65
18.54
42.78
36.20
25.57
42.26
59.37
29.71
56.14
44.46
55.26
54.25
36.34
41.19
48.40
60.96
40.76
38.71
36.85
30.63
51.78
57.41
54.68
35.25
47.25
Anexo 2 Grafica de determinación de precipitaciones para diferentes periodos de retorno con
la distribución de Gumbel