CATEDRA DE HIDROLOGIAY RIEGO

UNSMETODOS DE RIEGO POR

GRAVEDAD2012

Ing. Agr. Ramón M.Sánchez

Profesor responsable de la Cátedra

Hidrología y Riego

ramonsanche@gmail.com

BIBLIOGRAFIA CONSULTADA

Allen R.G. et.al. 2006. Evapotranspiración del cultivo. Estudio FAO Nº56. Roma. 298 pp.

Chambouleyron, J.L. 1980. Enc. Argentina de Agricultura y Jardinería. SegundaEdición Riego y Drenaje. Tomo II. 328 pp.

Deloye M. y H. Rebour. 1967. El riego. Ed. Mundi-prensa. Madrid 291 pp.

Doorenbos J. , W.O.Pruitt. 1976. Las necesidades de agua de los cultivos. Estudio FAO Riego y Drenaje Nº 24. Roma. 194 pp.

Fuentes Yagüe J.L. 2004. Técnicas de riego. Min. de Agric. Pesca y Alimentación. Ed.Mundi-Prensa. Madrid 471pp.

Grassi C.J. y J. Dulá Navarrete. 1961. Riego y Drenaje. Primer Curso Nacional de Manejo de Riego. UNC-INTA-FAO. Mendoza. 601pp.

BIBLIOGRAFIA CONSULTADA

Gurovich L.A. 1999. Riego superficial tecnificado. Universidad Católica de Chile. Ed. Alfaomega . 610pp.

Hidalgo Granados, A. 1971. Métodos de Riego por Superficie. Ed. Aguilar. 463 pp.

Israelsen O.W. y H.E. Hansen. 1965. Principios y aplicaciones del riego. Ed. Reverté S.A. Barcelona. 396 pp.

Luque, J.A. 1981. Hidrología Agrícola Aplicada. Editorial Hemisferio Sur S.A. Buenos Aires 324 pp.

Luque J.A. y J.D. Paoloni. 1972. Manual de operación de riego. Ed. Riagro. 238pp.

Pascual España. B. 2008. Riegos de gravedad y a presión. Alfaomega. Méjico. 376 pp.

Trueba Coronel, S. 1970. Hidráulica. CEC S.A. 446 pp.

TEMAS A DESARROLLAR

1. Concepto general.

2. Clasificación de los sistemas. Riego superficial por inundación libre y controlada.

3. Diseño de las unidades: Melgas y surcos.

4. Alternativas según los suelos, la topografía y los cultivos.

5. Ventajas y desventajas comparativas con otros sistemas.

CONCEPTO

Es la aplicación de agua al suelo utilizando como energía movilizadora

la gravedad

MODALIDADES DE APLICACION

• INUNDACION LIBRE

• INUNDACION CONTROLADA

• Melgas

• Surcos

• Platabandas o tablares

VARIANTES

• Con pendiente

• Sin pendiente

• En terrazas

FACTORES A CONSIDERAR

• MUESTREO DE SUELOS PREVIO.

• CAUDAL Y/0 VOLUMEN CONSTANTE .

• COSTO

• POSIBILIDADES DE ALTERACION DE LA FERTILIDAD NATURAL

• POSIBILIDADES DE SALINIZACION Y DEGRADACION POR CORTE .

• TIPO DE CULTIVO A IMPLANTAR

FACTORES A CONSIDERAR

• TOPOGRAFIA -NECESIDADES DE NIVELACION.

• NIVELACION EN TERRAZAS

• SUELOS POCO PROFUNDOS.

• PRESENCIA DEL PLANO FREATICO.

• METODO DE RIEGO.

• POSIBILIDADES DE DRENAJE.

• ORIENTACION DEL SOL

VENTAJAS DEL RIEGO POR GRAVEDAD

• Moderada eficiencia de aplicación de agua, si el diseño y el manejo son adecuados.

• Tiene gran flexibilidad en cuanto al caudal de riego.

• Con surcos en contorno se reduce el peligro de erosión.

• Se pueden usar tuberías y sifones para regular los caudales aplicados a los surcos.

• Es posible el manejo de sales.

• Es adecuado para cultivos que requieren aporque.

DESVENTAJAS

• Pérdidas excesivas de agua, especialmente en suelos arenosos.

• Es difícil aplicar dosis muy pequeñas de riego.

• Peligro de erosión en suelos de fuerte pendiente.

• Eficiencia de riego es baja, cuando el sistema no estábien diseñado y operado.

• Exige mano de obra.

• Dificultades para lograr un riego uniforme a lo largo de la unidad.

DIMENSIONAMIENTO DE LAS UNIDADES DE RIEGO

[ ]mmmmprofpbLnpmpcc =

−= ).(..

100ρ

ωω

PRINCIPALES CALCULOS PARA EL DISEÑO

-nTK =Vi

nTK ac =I

1

1

K

Lam inf. de Tiempo

+−

=n

Etc

Lam. riego de Frec. =

1.

2.

3.

4.

5.

Sale de integrar

Velocidad de

infiltración

CALCULO DE LA DESCARGA DE UN SIFON DE RIEGO

hgSKsegmQ ..2.)/( 3 =

• K = factor que depende del material (p.v.c ó aluminio)

• S = Sección en m2

• G = Aceleración de la gravedad (9.8m/seg2.)

• h = Altura o carga hidráulica en metros.

CURVAS AVANCE-TIEMPO

CURVA DE RECESION

Tiempo (min)

tr

ta

A

M

C

to = ti

P

to

CURVA DE AVANCE - ALTURA DE AGUA TRASLADADA

Mas agua recibida

Menos agua recibida

I

Tiempo Tiempo Tiempo Tiempo Tiempo Tiempo Tiempo Tiempo Tiempo Tiempomin. Acumul. min. Acumul. min. Acumul. min. Acumul. min. Acumul.

min. min. min. min. min.

+10 0,62 2,30 2,5 2,30 2,50 24" 0,50 23" 0,50 25" 0,50

+20 0,55 3,56 6,00 3,10 5,75 36" 1,00 54" 1,50 51" 1,25

+30 0,52 4,32 10,50 3,05 9,00 44" 1,50 58" 2,00 58" 2,00

+40 0,48 5,53 16,00 3,35 12,50 48" 2,00 1,11 3,25 1,12 3,25

+50 0,45 9,21 25,25 4,45 17,00 50" 2,50 1,10 4,50 1,15 4,50

+60 0,42 11,31 36,50 5,05 22,00 1,10 3,75 1,28 6,00 1,29 6,00

+70 0,39 11,2 48,00 5,28 27,50 1,19 5,00 1,35 7,50 1,29 7,50

+80 0,36 55,02 103,00 6,55 34,00 1,17 6,25 1,52 9,00 2,15 9,75

+90 1h 25 7,55 41,75 1,15 7,50 1,42 10,50 1,49 11,25

+100 11,45 53,25 1,18 8,75 1,43 12,00 1,59 13,00 4

+110 19,10 72,50 2,50 11,25 1,19 13,25 1,66 14,75

+120 18,02 90,50 1,28 12,50 2,00 15,25 1,66 16,50

+130 2,23 14,75 0,54 16,00 1,10 17,75

+140 3,57 18,50 2,03 18,00 2,47 20,50

+150 3,37 22,00 3,38 21,50 6,34 27,00

+160 4,08 26,00 3,48 25,00 3,56 30,75

+170 3,56 29,75 3,27 28,50 4,27 35,00

+180 3,00 32,75 5,02 33,50 4,35 39,50

+190 3,21 36,00 6,10 39,75 5,03 44,50

+200 3,45 39,50 7,30 47,00 8,30 53,00

+210 3,54 43,00 4,35 51,50 7,28 60,50

+220 4,19 47,25 4,47 56,00 5,50 66,00

+230 5,44 52,75 6,00 62,00 9,02 75,00

+240 7,00 69,00 8,30 83,50

A 54m2 103.5m2 108m2 108m2

SURCO IV SURCO VSURCO I SURCO II SURCO IIIHora: 9.45

Distancia Cota

q = 2.21/l/seg. q = 8 l/seg. q = 6 l/seg.

Hora: 8.45 Hora: 15.23 Hora: 10.00 Hora: 16.30

qa = -.-

qf = -.-

q = 4 l/seg.

qa = 0.096 l/seg.

qf = 3.9 l/seg.

qa = 1.13 l/seg.

qf = 6.87 l/seg.

q = 7 l/seg.

qa = 0.47 l/seg.

qf = 6.53 l/seg.

Ti = 0.44 h x 60´= 22.6"

qa = 0.33 l/seg.

qf = 5.67 l/seg.

Ip = 0.0625 l/s/m2

Ip = 22.5 cm/h.

Te = Ti = 6.6"

Aprox. Eficiencia del

89 - 90 %

Ip = q = ------l/m/m2Ip = 3.9 = 0.072 Ip = 6.87 = 0.066 Ip = 6.53 = 0.060 Ip = 5.67 = 0.052

ENSAYO DE RIEGO EN SURCOS: Haplustol típico Suelo Serie "San Adolfo" - E.E.A. HILARIO ASCASUBI

S = 0.285 %

CALCULOS

Ti =Lám = 10 cm. = 0.44h

Ip 22.5

0.65 m.

0.30 m.

0.25 m.

0.25 m.

Perimetro mojado =0.45m.

26.4´

EFICIENCIA TOTAL DEL SISTEMA

• Captación • Operación• Conducción• Aplicación

Ef (total) = producto eficiencias parcialesEf (total) = 0.94x0.88x0.73x0.79 = 0.47

47%

RIEGO POR CAUDAL DISCONTINUOVENTAJAS DEL CAUDAL DISCONTINUO

• La duración de los pulsos varia con la textura, pendiente y largo de los surcos.

• Los suelos arcillosos presentan menos diferencias entre sistemas que los arenosos.

• La eficiencia de aplicación alcanza así el 80-85% . Ruffo,M.

VENTAJAS DEL CAUDAL DISCONTINUO

• El CD permite regar mayor superficie en igual periodo de tiempo que el riego tradicional.

• Energía gravitacional.• Se puede adaptar a partir del riego por gravedad

tradicional sin cambios culturales importantes.• Uniformidad y ahorro de agua al aplicar la misma en

forma homogenea.

VALVULA DE ACCESO CON PRESIONVálvula de acceso

Tubería con compuerta regulable

Z. R.

APLICACION POR SURCOS

Z. R.

INFILTRACION EN UN SUELOARCILLOSO FRANCO

Z. R.

SUELO ARENOSO CON ALTA INFILTRACION

ORIENTACION

Según pendiente

FORMA

Las geometrías mas comunes son la triangular , trapezoidal y cóncava. La triangular es la menos recomendada.

Para baja infiltración se recomienda surcos con mayor perímetro mojado.

En un surco profundo y estrecho, el ascenso capilar de sales es mayor.

DISTANCIA ENTRE SURCOS Y BORDOS–Depende de la textura.

–Es función del cultivo.

–Prácticas culturales.

–Ancho de trabajo de la maquinaria.

Las distancias más comunes 0,6 y 1,5 m, según cultivo y el tipo de suelo.

En el riego de frutales y forestales, los surcos pueden distanciarse de 0,9 a 1,8 m.

LONGITUD

Depende de:

• Tamaño del lote. • Textura.• Cultivo.• Pendiente. • Caudal de agua disponible.• Maquinaria disponible.

OTROS ELEMENTOS DE DISEÑO

Velocidad

–Alta para disminuir Tiempo de avance.

–Si es excesiva causa erosión y disminuye infiltración

–Si es baja, el agua tiende a embancarse con elevadas pérdidas por percolación profunda.

Caudal

–Caudal máximo no erosivo el cual no debe ser excesivo, que no desborde y que alcance el final del surco en 1/4 del tiempo necesario para que se infiltre en el suelo la lámina de riego.

Según Criddle, caudal máximo no erosivo

Donde “s” es la pendiente del suelo en %

20 - - -40 60 80

Q max= 0.63/s

Erosión1,2543832262016128631,5

0,6911785634734271712841,0

0,381751339576665237211670,7

0,07295205147111897147291870,4

1741269568372180,2

Observ.Qs l/s20018016014012010080604020Qe. l/sDistancia (m)

Tiempo de Avance

0

40

80

120

160

200

240

280

0 40 80 120 160 200

Distancia a la cabecera (m)

Tiempo transcurrido (min)

0,2

0,4

0,7

1,0

1,5

Q (lt/seg)

Ti =260´ y Q (lt/s)= 1

Tiempo de Avance

0

40

80

120

160

200

240

280

0 40 80 120 160 200

Distancia a la cabecera (m)

Tie

mpo tra

nsc

urr

ido (m

in)

0,2

0,4

0,7

1,0

1,5

T.Inf= 65 min

4

Q (lt/seg)Q máximoNo erosivo

Largo óptimo surco = distancia en la cual el agua alcanzaen ¼ el T. infiltración

Tiempo total de riego = Tiempo de av+Tiempo de infil.

Tiempo de avance = Tiempo que demora el aguapara llegar al final del surco

ALGUNOS POSTULADOS DEL DISEÑO DE RIEGO POR SURCOS

GRAFICAMENTE

ZR

¼

EVALUACION DE DESEMPEÑODEL RIEGO POR SURCO

Características y resultados obtenidos

–Largo del lote : 255 m

–Longitud de surcos : 250 m

–Separación surcos : 95 cm

–Pendiente surcos : 0,4%

–Lámina de agua : 100 mm

–Caudal en los surcos : 1,1 lt/seg

–Tiempo de riego (TR) : 480 min

–Tiempo de avance : 250 min

–Tiempo de infiltración : 230 min

–Velocidad infiltración : Vi = 235 T -0,57

–Infiltración acumulada : I.acum = 9,11 T 0,43

ANALISIS

1.Tiempo para infiltrar 100 mm = 263 min (sale de la ecuación de lámina infiltrada)

2.El agua alcanza al final del surco en 250 min. el cual es un tiempo superior a los 66 min (263 / 4) que debería hacerlo.

3.El tiempo que se está aplicando agua al surco es 480 min. Valor superior a los 329 min (263+66) que se debería aplicar.

4.El tiempo de infiltración al final del surco es 230 min. (480 – 250), el cual es inferior a los 263 min necesarios.

CONCLUSIONES

1. El Tav. del productor es superior al calculado ,mientras que el Tinf. es inferior al calculado

2. En consecuencia habrá pérdidas importantes por percolación profunda al principio de los surcos y déficit de riego al final.

3. Para mejorar la eficiencia de aplicación de este riego: se puede acortar la longitud de los surcos, aumentar el caudal en cada surco o ambas cosas.

0

50

100

150

200

250

300

350

0 50 100 150 200 250

Distancia (m)

Tie

mpo (m

in) 0,55

1,1

1,38

2,26

Q (lt/seg)

Curvas de Avance

erosivo

Tiempo de avance250 min

0

50

100

150

200

250

300

350

0 50 100 150 200 250

Distancia (m)

Tie

mpo (m

in) 0,55

1,1

1,38

2,26

Q (lt/seg)

Curvas de Avance

erosivo

T.ava= 66 min

0

50

100

150

200

250

300

350

0 50 100 150 200 250

Distancia (m)

Tie

mpo (m

in) 0,55

1,1

1,38

2,26

Q (lt/seg)

Curvas de Avance

erosivo

Largo= 125 m

T. ava= 70 min

TR = 263 + 70 = 333 min

LOTE EVALUADO VS LOTE CALCULADO

Lote Evaluado Lote Calculado

Tiempo de avance 250´ 263/4 = 66 (inf. calculada /4)

Tiempo total de riego 480´ 263+66 = 329 (min)

Tiempo de infiltración 230´ 263 (min)

El T.riego es 333 minutos para que infiltren por lo menos 100 mm. en surcos de 125 m. de largo distanciados a 0,95 m,y con un caudal de 1,1 lt/seg.

Lámina de agua que se desea aplicarEficiencia de riego =

Lámina de agua efectivamente aplicada

100 mmEfic. de R. = x 100 = 53,8 %

186 mm

1,1 lt/seg. x 333 min.Lámina aplicada = = 186 mm

125 m x 0,95 m

Q.T = L .A

LAMINA DE AGUA A APLICAR (mm)

150100501501005015010050

10590658570505040305,00

1451208011090656555403,00

185145105140110808570502,00

2151751201601309510080601,50

260230150200165115120100701,00

305250175235190140145115800,75

3803402253002451701801451050,50

5354603204403502502652201500,25

ARCILLOSOSFRANCOSARENOSOS

LONGITUD MÁXIMA DE LOS SURCOS (m)

PEN-DIEN-TE

(%)

Merriam, 1970

LIMITACIONES DE LA MELGA

–La eficiencia de aplicación es muy baja.

–El lote debe estar perfectamente nivelado es relativamente fácil el enlagunamiento.

–Alto riesgo de erosión en terrenos con pendiente.

RIEGO POR MELGA

CAUDAL A APLICAR Depende de:

–Textura del suelo.–Ancho de la melga. –Pendiente del terreno. –Cubierta vegetal.

-1-22-43-65-80,6-1,0

-2-34-65-88-100,4-0,6

-3-45-77-1010-150,3-0,4

2-4----0,2-0,3

ArcillosaFranco Arcillosa

Franco Arenosa

Areno Francosa

ArenosaPendiente (%)

CAUDAL (lt/seg por m de ancho)

ANCHO DE LA MELGA

–Varia entre 5 a 20 metros.

–Depende del caudal disponible.

–Pendiente transversal del terreno: Se recomienda máximo 4cm. entre bordos.

–Ancho de la maquinaria.

–En frutales o viñas, el ancho de la platabanda queda definido por la distancia de plantación.

LONGITUD DE LAS MELGAS

Se determina de acuerdo a la curva de avance, empleando la metodología usada para surcos.

Depende de :

Textura del suelo, velocidad de infiltración, pendiente del terreno en el sentido del riego, caudal disponible.(Fuentes Yagüe, J.L,2004)

-909075750,6-1,0

-90-18090-18075-15060-900,4-0,6

-180-30090-25075-15060-900,3-0,4

350 ó +----0,2-0,3

ArcillosaFranco Arcillosa

Franco Arenosa

ArenosaFranca

ArenosaPendiente (%)

LONGITUD (m)

MODELOS

http://www.wcc.nrcs.usda.gov/nrcsirrig/irrig-mgt-models.html BORDER download (2.2mb)

ARS Water Conservation Laboratory , Phoenix

SIRMOD (Surface irrigation model) Utah, USA.

EDRIS http://www.slideshare.net/pepe_yola/edris-software-para-la-evaluacin-y-el-diseo-del-riego-por-surcos-con-flujo-continuo-e-intermitente-presentation.

SURDEV, SURFACE IRRIGATION SOFTWAREM. Jurriëns, D. Zerihun, J. Boonstra and R.A.L. KselikILRI publication 59, Wageningen, The Netherlands, 2001

Gracias por su atención