Post on 12-Feb-2017
PROBLEMAS DERIVADOS DE LA PRESENCIA DE UN NIVEL FREÁTICO ALTO
RESPUESTA A LA EXTRACCIÓN DEL EXCESO DE AGUA
RESPUESTA A LA EXTRACCIÓN DEL EXCESO DE AGUA
Producción relativa
100
75
50
25
Profundidad del nivel freático (m)
t2
2,5 5,0
t0
t1
RECONOCIMIENTO DE LAS CAUSAS DEL MAL SANEAMIENTO
Identificar:> Naturaleza del problema de avenamiento y causas. > Efectos producidos (superficie afectada, frecuencia, disminución producción cultivos…).
Inspección “in situ”: aspecto del cultivo, mala descomposición de la materia orgánica, presencia de charcos...
Consulta de mapas topográficos, geológicos, de suelos...
Información de los cultivos, infraestructuras de la zona, desagües naturales...
CÁLCULO DE NECESIDADES DE AVENAMIENTO
nivel freático
agua subterránea
zona
su
bsat
urad
a zo
na
satu
rada
zona subsaturada intermedia
zona radical
ascenso capilar
pocillo de observación
a)
t= t1
I
Et
t= t1+∆t
C
R
∆h
b)
Balance hídricot
HRCEtI s
∆
∆=−+−
CÁLCULO HIDRÁULICO DE DRENES. Régimen permanente
I y
q x
dy/ dx
L
dx
dyyKqx =
−= xLIqx 2
1
dxxLIdyyKxLIdx
dyyK
−=→
−=
2
1
2
1
( )( )2
4
L
DHDHKq
−+=
2
248
L
hKhDKq
+=
ZANJAS DE AVENAMIENTO
( ) ( )2
22222 44
L
DHKIqo
I
DHKL
−==
−=
Expresión Hooghudt
CÁLCULO HIDRÁULICO DE DRENES. Régimen permanente
DRENESI
h
D
a) 0,7 D
I
h
D
d
Capa imaginariab)
2
248
L
hKhdKq
+=
( )
( ) ( )∑∞
=
=
=
+
=
...5,3,1
coth2
2donde8
n
d
xnLnxF
L
Dx
xFr
LLn
L
dπ
π
π
( )( )∑
∞
=−
−
−=
...5,3,12
2
1
4
nxn
xn
en
exF
CÁLCULO HIDRÁULICO DE DRENES. Régimen variable
t
hV
x
hDK
2
2
∂
∂=
∂
∂
t
hV
x
hDK
∂
∂=
∂
∂2
2
Ec. Boussinesq
∑∞
−
=
5,3,1
0 sen14
),(2
L
xne
n
htxh
tn π
π
α Ec. Glover-Dumm
∑∞
=
α−
π==
...5,3,1n
t2n0t e
n
1h4)t,2
L(hh t0
t0t eh27,1eh
4h α−α− =
π=
Si α⋅t > 0,2
SISTEMAS DE AVENAMIENTO
TRAZADO:
# Natural: sigue las condiciones del terreno. Suele ser irregular y aprovecha las depresiones del terreno. Aconsejado en superficies pequeñas y aisladas dentro de la zona.
# Regular: forma de parrilla o de espina de pescado. Adaptado aterrenos con numerosas depresiones de pequeña superficie.
SISTEMA SINGULAR
SISTEMA COMPUESTO
cañería
ríocolectordren principal
desagüe
ELEMENTOS DE LOS SISTEMAS DE AVENAMIENTO
Red de escorrederas y/o drenes en el campo de riego.
Red de colectores principales, constituida por los azarbes secundarios y primarios.Obras de protección de afluencias exteriores: diques, drenes de interceptación y canales de cintura.
Red de emisarios naturales (arroyos y ríos) donde las aguas recogidas de la zona avenada confluyen con las exteriores.
SISTEMA DE AVENAMIENTO BAJO GUADALQUIVIR
PROCEDIMIENTOS PARA AVENAR
h0
D
nivel freático inicial (t= 0)
nivel freático en un tiempo t> 0
ht
L/2
Zanjas
PROCEDIMIENTOS PARA AVENAR
I
h
D
0,7 D
p
Cañerías o drenes
PROCEDIMIENTOS PARA AVENARPozos
c i e r r e d e c e m e n t o
r e j i l l a
g r a v a
a r e n a f i n a
a r e n a g r u e s a
a r c i l l a , c a p as e m i p e r m e a b l e
d i á m e t r od e l a p e r f o r a c i ó n
TUBERÍAS DE AVENAMIENTO
�Plástico corrugado. Proporción de aberturas mínima 800 mm2/m. Longitud abertura 5 mm y ancho 0,5-2 mm. Ocupan 1-2% total superficie.
PROYECTO SISTEMA DE AVENAMIENTO
� Trazado del sistema (alineación, localización de obras..)
� Zanjas: forma de la sección y superficie de la misma; solera de la zanja y pendiente; altura del NF alcanzado con el caudal del proyecto.
� Cañerías: separación y profundidad; diámetros y pendientes; cota del desagüe principal.
� Materiales y obras hidráulicas
�Selección del sistema de avenamiento.
�Trazado.
�Cálculo hidráulico de los elementos del sistema.
PROYECTO SISTEMA AVENAMIENTO
Trazado:
Siguen los puntos más bajos del terreno. Los de orden superior se situarán más bajos que los de orden inferior.
Colocarlos en el perímetro de la zona a avenar.
Observar los desagües naturales de la zona: tienen los gradientes más acusados.
Situar el desagüe principal del sistema y a partir de él, proyectar el trazado de loscolectores.
COLECTORES
COLECTOR PRINCIPAL
COLECTORES
Cálculo de los gradientes hidráulicos:
Carga total disponible del sistema Ht: P3-P1.
P2=P1-ΣΣΣΣhf (colectores y obras).
P2>P3 desagüe libre.
P2<P3 desagüe con bombeo.
P3P2
P1
colector principal desagüe principal
colector secundario
P1
DESAGÜE PRINCIPAL
COMPUERTAS
PROYECTO SISTEMA AVENAMIENTO
p= 0,5 m cultivos con raíces poco profundas, poco sensible al exceso de agua.
p= 0,75-1 m cultivos con raíces profundas y sensibles al exceso de agua.
Selección profundidad del dren
Se considerará:-Altura del nivel freático.-Estratificación del suelo.-Disponibilidad de maquinaria (profundidades menores de 1,5 m).
Se recomienda una profundidad mínima= 0,75m.
PROYECTO SISTEMA AVENAMIENTO
Determinación diámetro del dren
Ec. Manning (SI)
Régimen uniforme Régimen variado
I0
I0
Movimiento uniforme
Movimiento variado
H
Gradiente hidráulicomedio Sobrepresión
(max. ≅ 0,4 H)Gradiente hidráulico
real
Qp= Q ·1,33
Qn
d I= 0 3 1 21 2 6 7 0 5, , , 506721
540 ,,Id
n,Q =
I= 0,001 drenes
I = 0,001-0,003 colectores
ENVOLTURAS
� Filtrar elementos sueltos del suelo e impedir la obstrucción de las aberturas de las tuberías.
superficie
equipotencial
Línea corriente
(a) (b) (c)
� Aumentar la conductividad hidráulica del medio circundante y disminuir la pérdida de carga de entrada en el dren.
�Proteger al dren y estabilizar el suelo circundante.
ENVOLTURAS
�Suelo estable: Cu= d40/d90 ,Índice de plasticidad >2.
�No se requiere envoltura en suelos con:* contenido de arcilla > 60% y K>0,1 m/d.* contenido de arcilla > 25-30% en
climas húmedos.* Cu >15.* 90% tamaño de partículas mayor que las perforaciones de la tubería en suelos sueltos.
Curvas granulométricas
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7
Diámetro de la abertura de la criba (mm)
Part
ícul
as r
eten
idas
(%
)
Arena media
Grava
ENVOLTURAS
MATERIAL:- Granular (grava, arena)- Orgánicos (fibra de coco)- Sintéticos (poliestireno)
Considerar la resistencia al esfuerzo mecánico de la envuelta
Espesor :7-10 cm.La permeabilidad del material dada por el fabricante (0,02-2,2 s-1). Calcular K multiplicarla por el espesor.
suelo
material
envoltura
material
relleno
b
dd 10 cm 10 cm
10 cm
dd
10 cm Material inerte y uniforme (Cu>4 gravas y >6 arenas).Cc= (D30)2/(D30 · D30) entre [1-3].
INSTALACIÓN DEL SISTEMA DE AVENAMIENTO
INSTALACIÓN EN EL BAJO GUADALQUIVIR
INSTALACIÓN DEL SISTEMA DE AVENAMIENTO
INSTALACIÓN DEL SISTEMA DE AVENAMIENTO
INSTALACIÓN DEL SISTEMA DE AVENAMIENTO
INSTALACIÓN SISTEMA DE AVENAMIENTO
INSTALACIÓN DEL SISTEMA DE AVENAMIENTO
INSTALACIÓN DEL SISTEMA DE AVENAMIENTO
INSTALACIÓN DE SISTEMA DE AVENAMIENTO
INSTALACIÓN DE SISTEMA DE AVENAMIENTO
INSTALACIÓN EN EL BAJO GUADALQUIVIR
PROYECTO SISTEMA AVENAMIENTO
Canal colector
Desnivel entre la altura del agua en la zanja y el punto de desagüe.
La altura máxima del agua corresponde a Qp y la altura normal corresponde a un Q= 0,5 · Qp.
Flujo uniforme y permanente.
10 cm
Superficie sección: máxima eficiencia hidráulica que cumplan criterio de UM.
I= 0,00005-0,0001 (5-10 cm / km).
TRAZADO DEL CANAL COLECTORsuelo
altura agua
Capa impermeableal
cant
aril
lacota
Sistema de bombeo
Max: 1,5 m Min: 0,6 m
Flotador Nivel de parada
Colector Nivel comienzo bombeo
Nivel max. agua
Nivel min. agua
Q > 0,5 m3/s ; H < 5 m
Funcionamiento < 10 ciclos/h. t > 3 min.
INSPECCIÓN SISTEMAS DE MANTENIMIENTO
L/2
L/2