El Departamento de Proyectos de la Comisión Nacional de Riego y elDepartamento de Riego y Drenaje de la Facultad de Ingeniería Agrícola de la

Universidad de Concepción, Campus Chillán, presentan esta CartillaDivulgativa, correspondiente a una serie de publicaciones de este tipo

realizadas con financiamiento del Programa:

"Desarrollo de Sistemas de Riego en el Secano Interior y Costero.Componente Nacional: Capacitación y Difusión de

Tecnologías de Riego"

Autor:Claudio Crisóstomo Fonseca

Ingeniero de Civil Agrícola M Sc.

José Contreras UrízarIngeniero Agrónomo

Editor:José Contreras UrízarIngeniero Agrónomo

Diseño e Impresión:Impresora La Discusión

Tiraje:1.000 ejemplares

Chillán, febrero 1998

PREAMBULO

La creciente demanda de los recursos hídricos como consecuencia del crecimiento económico delpaís, plantea la necesidad urgente de abocarse cada día con más fuerza a racionalizar el uso delagua y mejorar la eficiencia de su uso.

Se indica que la eficiencia del uso del agua en Chile sólo alcanza el 30% existiendo una superficieimportante de cultivos anuales y frutales regada por tendido. En las áreas de secano del país, aúnexisten recursos hídricos no aprovechados, que es posible evaluar y utilizarlos en el riego decultivos agrícolas.

El agua, si bien ha sido siempre un factor vital en la producción agropecuaria, no es menos ciertoque pocos son los agricultores que conocen con exactitud los recursos con que disponen.

La presente publicación, que analiza las técnicas de aforo y evaluación de fuentes de agua, formaparte de un amplio Programa de Capacitación y Difusión que incluye cursos, manuales técnicos,videos y diaporamas para el uso de los extensionistas y profesionales. Estas publicaciones están adisposición de los interesados en nuestras oficinas y en instituciones como las SEREMI deAgricultura e INDAP.

ERNESTO SCHULBACH BORQUEZSecretario Ejecutivo

Comisión Nacional de Riego

INDICE

Materia PáginaIntroducción 11. Métodos de medición de caudales 1

1. 1 Método Volumétrico 11.2 Métodos de relación area-velocidad 3

1.2.1 Método del flotador 41.2.2 Molinete hidráulico 6

1.3 Métodos que usan estructuras especiales 71.3.1 Vertederos 7

I. Instalación de los vertederos 7a. Vertedero rectangular 9b. Vertedero Cipolletti 10c. Vertederos triangulares 11

II. Construcción de un vertedero 131.3.2 Canoa Parshall 15

a. Construcción 15b. Instalación 16c. Lectura 16

1.4 Aforo en tuberías 191.4.1 Método de la trayectoria 19

2. Pruebas por agotamiento 232.1 Pozos noria 232.2 Vertientes sin descarga gravitacional o puquios 24

3. Calidad físico química del agua de riego 254. Literatura recomendada 26

EVALUACION DE FUENTES DE AG UA

Claudio Crisóstomo Fonseca1

Ingeniero Civil Agrícola M. Sc.

José Contreras Urizar1

Ingeniero Agrónomo

INTRODUCCION

El conocimiento de la cantidad de agua disponible en un predio, es de fundamental importanciapara decidir el establecimiento de un sistema de riego. En las áreas de secano, el agua es escasa,pero existen pequeñas fuentes que pueden ser utilizadas para el riego de cultivos agrícolas comovertientes, puqios, pozos noria o pozos profundos.

La detenninación de la cantidad de agua que disponen estas fuentes se denomina aforo y puedeser realizado de diferentes maneras. Esta cartilla entrega algunas metodologías para laevaluación de lasfuentes de agua.

Los métodos de aforo que a continuación se describen son aplicables en el secano; la elección deuno u otro, dependerá del orden de magnitud del caudal y de la facilidad para conducir ocanalizar el cauce. Todas estas mediciones deben ser realizadas durante los meses más secos, esdecir febrero o marzo, con el fin de obtener la información del mínimo caudal disponible.

1. METODOS DE MEDICION DE CAUDALES

1.1 METODO VOLUMETRICO

Se basa esencialmente en medir el volumen de agua que sale por una tubería o conducto cerrado,durante un cierto tiempo, y es aplicable a vertientes que descargan el agua fuera de ellas, comotambién a canales pequeños, surcos de riego o sifones. (Figura 1).

Materiales necesarios

• Pala• Trozo de tubería de por lomenos 50 cm de largo• Balde de volumen conocido• Cronómetro o reloj con segundero

1 Universidad de Concepción, Facultad de Ingeniería Agrícola, Departamento de Riego y Drenaje, CampusChillán

Procedimiento

• Con la pala, entierre el trozo de tubería en un borde del lugar a aforar, para que toda el aguaque sale de la fuente, escurra por él

• Una vez que el flujo se haya normalizado, colocar en la salida de la tubería, un balde orecipiente de volumen conocido para recoger el agua que sale desde ella.

• Con el cronómetro o reloj, medir el tiempo que demora en llenarse el balde.

Resultados

El caudal se calcula dividiendo el volumen recogido por el tiempo de llenado.

Ejemplo de cálculo:

Volumen del recipiente 15 litrosTiempo de llenado 10 segundosPor lo tanto el caudal se calcula como sigue:

segundos

litrosQ 5,1

10

15==

1.2 METODOS DE RELACION AREA-VELOCIDAD

El caudal también puede obtenerse multiplicando la velocidad del agua por el área de la secciónpor donde circula. Los métodos que a continuación se describen, se basan en esta relación.

Preferentemente se acostumbra expresar el área en metros cuadrados y la velocidad en metros porsegundo. El caudal resultante tendrá la expresión de metros cúbicos por segundo. Esta cantidadmultiplicada por 1.000, expresará el caudal en litros por segundo.

En esta metodolgía se debe tener especial cuidado con la medición del área, especialmente cuandose trate de cauces de sección irregular. La medición del área debe efectuarse en formaperpendicular a las líneas de flujo. A modo de ejemplo, se puede tener la siguiente seccióntransversal.

Materiales:• Huincha• Vara de madera de un largo mayor al ancho del cauce

Procedimiento:• Se mide el ancho superficial del cauce y se procede a dividirlo en 10 secciones.• Se coloca sobre el cauce la vara de madera y se marca en ella el ancho de cada una de las

secciones, numerados del 1 al 10.• En los puntos indicados del 1 al 10 se mide la profundidad del agua.• El área se determina multiplicando el ancho de partición por el promedio de las profundidades

para esa misma sección.

Ejemplo de cálculo:Ancho del cauce : 2,8 metrosAncho de partición : 2,8 = 0,28 metros

10

El caudal Q que circula por un canal es igual al producto de la velocidad del agua, por elárea que ocupa el caudal circulante.

Las principales técnicas para determinar la velocidad de circulación del agua, son las quese describen a continuación:

1.2.1 METODO DEL FLOTADOR

Este método no entrega valores exactos de velocidad, sino una aproximación. Es unmétodo sencillo y útil para el técnico o agricultor que desea estimar el caudal circulante deun canal o estero pequeño.

Materiales:• Huincha.• Trozo de madera, fruta o botella pequeña a medio llenar.• Reloj con segundero o cronómetro.• 2 trozos de cuerda o varillas.

Procedimiento:• Se elige un tramo del cauce, de sección uniforme, recto y libre de obstáculos.• Sobre él se marcan dos puntos separados a lo menos 10 metros.• En los puntos elegidos se tiende, transversalmente una cuerda o varilla que sirve de referencia

para medir el tiempo que un flotador demora en recorrer esa distancia (figura 3).• Colocar el flotador sobre la superficie del agua, en el eje del cauce, algunos metros aguas

arriba de la primera referencia.• Iniciar el conteo del tiempo cuando el flotador pase por la primera referencia.• Detener el conteo del tiempo cuando el flotador pase por la segunda referencia.

Se recomienda realizar varias mediciones para obtener una buena aproximación de lavelocidad.La velocidad se calcula por la división entre la distancia recorrida por el flotador y eltiempo empleado en hacerlo.Es recomendable hacer varias determinaciones de la sección del canal. Para ello envarios puntos, entre ambas referencias, se mide transversalmente la profundidad y anchodel canal, obteniendo la sección promedio más representativa de la distancia control y éstase calcula de acuerdo al ejemplo entregado en la Tabla 1.

La velocidad superficial no es representativa de la media del cauce, por lo que se debeutilizar un flotador que sea de una densidad tal que flote entre aguas y no superficialmente.Por tal razón, es recomendable que como flotador se utilice una fruta, un trozo de madera o unabotella pequeña tapada y a medio llenar. Si el flotador es muy liviano, debe agregarse un lastrepara que éste no sea afectado ni por la velocidad superficial ni por el roce con el viento.

Cuando se mide la velocidad superficial ésta se debe multiplicar por un factor de 0, 8 para obteneruna aproximación de la velocidad promedio.

Ejemplo de cálculo:Distancia recorrida : 10 mTiempo : 20 segundosVelocidad : 10 m = 0.5 m/s * 0.8 = 0.4 m/s

20 s

Area de la sección : 0.732 m2

Caudal circulante : 0.4 m/s * 0.732 m2 = 0.293 m3/s (293 l/seg)

1.2.2 MOLINETE HIDRAULICO

Es un equipo que permite la obtención puntual de la velocidad en una sección de escurrimiento.

La unidad básica del equipo llamado molinete hidráulico o correntómetro (Figura 4) son unashélices, aspas o capachos, que giran a una velocidad proporcional a la velocidad del agua en quese les sumerge.

Existen equipos que entregan directamente la velocidad y otros que requieren del uso de unaecuación de calibración para determinar la velocidad.

De estos últimos, cada uno ha sido calibrado por el fabricante de modo que la velocidadgeneralmente se calcula utilizando la ecuación de calibración que viene anotada en la caja delequipo. Después de cierto uso será necesario recalibrar el equipo en un laboratorio de hidráulicaespecializado.

Algunas versiones más modernas de estos instrumentos vienen equipados con medidores digitales ycon un circuito integrado incorporado que permite obtener medidas directas de la velocidad, sinnecesidad de hacer cálculos posteriores.

Estos equipos permiten una mejor estimación del caudal circulante, pero su costo de adquisición esalto, por lo que no están al alcance de todos los profesionales del área.

1.3 METODOS QUE USAN ESTRUCTURAS ESPECIALES

Es común el aforo de canales utilizando estructuras especialmente diseñadas para ello. El cálculodel caudal se basa en ecuaciones determinadas específicamente para cada uno de ellos.

1.3.1 VERTEDEROS

Los vertederos son estructuras portátiles o permanentes que se colocan en un cauce, en formaperpendicular al paso del agua. Su utilización se recomienda para el aforo de canales.

Los vertederos que más comúnmente se usan son los llamados de cresta viva en los que se produceuna caída del agua, aguas abajo del vertedero. Entre ellos se distinguen principalmente tres tipos:

a) Rectangularb) Cipolletti o Trapezoidalc) Triangular

I. Instalación de los VertederosPara cualquiera de los tres tipos de vertederos indicados, será necesario observar las siguientesrecomendaciones en cuanto a su instalación y dimensiones:

§ El vertedero debe instalarse perpendicular a las líneas de flujo del agua, y en un sectordel cauce que a lo menos sea recto y limpio en una distancia de 10 veces el largo de sucresta (L). Esta debe quedar completamente horizontal. Se deben eliminar todos losimpedimentos que provoquen alguna alteración del flujo aguas arriba.

§ La cresta y las paredes por la que se derrame el agua debe ser aguda y de un grosorinferior a 3 mm. La distancia entre la cresta y el fondo del canal en su cara aguasarriba, debe ser superior a 2 veces la carga de agua (H) que se estima leer. Ladistancia desde las paredes del canal a la escotadura de flujo del vertedero debe sertambién superior a 2.5 veces la carga H (Figura 5).

§ La lectura H que se registre debe ser, en lo posible, superior a 6 cm e inferior a 1/3 dellargo de la cresta del vertedero.

§ La velocidad de aproximación del agua al vertedero debe ser inferior a 0.15 m/s. Paraobtener esto, a veces se recomienda construir una poceta de mayor área que la seccióndel cauce para reducir la velocidad aguas arriba del vertedero. Es recomendable queel agua desborde siempre mediante una caída libre y evitar la sumergencia(ahogamiento de la caída).

§ La carga de agua sobre el vertedero se tomará a una distancia superior a 2.5 veces laestimación de la lectura de dicha carga H. Para ello, sobre el fondo del canal se colocauna estaca o punto de referencia de lectura, cuyo extremo superior quede al mismonivel que la cresta del vertedero. La lectura de la carga H se puede tomar con unaregla graduada en milímetros (Figura 5). Cuando el vertedero sea una estructura fija,definitiva, es de mayor conveniencia colocar un pozo igualador auxiliar en el que secolocará una regla metálica.

§ Es conveniente observar que la instalación de un vertedero provoca una elevación delnivel del agua, por tanto habrá que preveer los posibles desbordes del cauce.

a) Vertedero Rectangular

Es el que se indica en las figuras anteriores, es fácil de construir y por tanto uno de losmás usados. El error máximo en la medición, es del orden del 3 a 5%. El gasto se calculageneralmente mediante la ecuación de Francis.

Q = 1,84 (L - 0,2H) H3/2

Donde:Q = Caudal (m3/seg)L = Largo de la cresta del vertedero (m)H = Carga de agua (m)

Ejemplo de cálculo:

Largo de la cresta del vertedero (L) : 50 cm (0,5 m)Carga de agua (H) medida : 5 cm (0,05 m)

La tabla 2 entrega valores de caudales en llseg para vertederos rectangulares condiferentes anchos de cresta.

TABLA 2 Caudal en l/s para vertederos rectangulares

Ancho de la cresta del vertedero en metrosAltura H en cm 0.25 0.50 0.75 1.00

2.0 1.28 2.58 3.88 5.182.5 1.78 3.60 5.42 7.243.0 2.33 4.72 7.11 9.503.5 2.93 5.94 8.95 11.964.0 3.56 7.24 10.92 14.604.5 4.23 8.62 13.02 17.415.0 4.94 10.08 15.22 20.375.5 5.67 11.61 17.54 23.476.0 6.44 13.20 19.96 26.726.5 7.23 14.85 22.47 30.107.0 8.04 16.56 25.08 33.607.5 8.88 18.33 27.78 37.238.0 9.74 20.15 30.56 40.978.5 10.62 22.02 33.42 44.829.0 111.53 23.95 136.37 48.799.5 112.45 25.91 139.38 52.85

10.0 13.38 27.93 142.48 5702

b) Vertedero Cipolletti

En este caso la escotadura del vertedero, tiene forma trapezoidal con una inclinación delas paredes sobre la vertical de 0.25:1

El gasto se calcula mediante la siguiente expresión:

Q = 1.859 LH3/2

Donde :Q = Gasto (m3/s)L = Largo cresta (m)H = Carga de agua (m)

La tabla 3, proporciona los gastos para diferentes cargas de agua para el vertederoCipolleti.

TABLA 3 Caudales en lt/seg para vertederos del tipo Cipolletti

Ancho de la cresta del vertedero en metrosAltura H en cm 0.25 050 0.75 1.00

2.0 1.3 2.6 3.9 5.32.5 1.8 3.7 5.5 7.43.0 2.4 4.8 7.2 9.73.5 3.0 6.1 9.1 12.24.0 3.7 7.4 11.2 14.94.5 4.4 8.9 13.3 17.85.0 5.2 10.4 15.6 20.85.5 6.0 12.0 18.0 24.06.0 6.8 13.7 20.5 27.36.5 7.7 15.4 23.1 30.87.0 8.6 17.2 25.8 34. 47.5 9.6 19.1 28.6 38.28.0 10.5 21.0 31.6 42.18.5 11.5 23.0 34.6 46.19.0 12.6 25.1 37.6 50.29.5 13.6 27.2 40.8 54.4

10.0 114.7 29.4 44.1 58.8

c) Vertederos triangulares

La escotadura de este tipo de vertedero es de forma triangular. El ángulo que forman sus paredespueden ser de 60 o 90 grados.

El caudal se calcula a partir de las siguientes ecuaciones:

Q = 1,40 H5/2 para vertederos de 90°

Donde :Q = Gasto (m3/ls)H = Carga de agua (m)

Q = 0,775 H2,47 para vertederos de 60°

Donde:Q = Gasto (m3/s)H = Carga de agua (m)

El vertedero triangular es el más preciso para medir caudales pequeños. La tabla 4 proporcionalos gastos para ambos tipos de vertederos, con distintos valores de altura H.

Tabla 4. Caudales en lt/seg para vertederos triangulares de 60° y 90°

Carga H en cm 60° 90°2

2.53

3.54

4.55

5.56

6.57

7.58

8.59

9.510

0.050.090.130.200.270.370.470.600.740.911.091.291.511.762.022.312.63

0.080.140.220.320.450.600.780.991.231.511.812.162.532.953.403.894.43

II. Construcción de un vertedero

A modo de ejemplo se indicarán las etapas para la construcción de un vertedero triangular de 90°en madera.

a) Con una huincha, medir el ancho del cauce (por ejemplo 80 cm).

b) Usar tablas cepilladas de 1" x 10" y listones de 2" x 2" para hacer las guías. Las tablas debentener 20 cm más que el ancho del canal (en este ejemplo de 100 cm).

c) Marcar la mitad de la tabla con una línea y medir el ancho de ella. En la parte superior,marcar a cada lado de la línea central el ancho de la tabla. Una estas marcas con la base dela línea central formando una V.

d) Cortar la madera de manera que quede un ángulo o chaflán, tal como se muestra en lasiguiente figura, de manera que las paredes por donde escurre el agua sean de un grosorinferior a 3 mm, tal como se señaló anteriormente.

e) Construir la estructura clavando los listones a 15 cm desde cada extremo de las tablas.Colocar refuerzos para dar firmeza a la tabla cortada. El chaflán debe enfrentar la corrientede agua tal como se muestra en la siguiente figura.

f) Finalmente pintar la estructura con aceite quemado o pintura para protegerla.

1.3.2 CANOA PARSHALL

Una forma práctica de medir caudales en canales y acequias de riego es mediante el usode un aforador Parshall (Figura 16). Se pueden construir de metal o cemento y sucaracterística principal es el cambio de pendientes de su fondo y el angostamiento de sugarganta.

Las ventajas de este tipo de aforador son las siguientes:

I. No necesita caída libre ya que no produce elevación del nivel del agua, y por lo tanto se puedeadaptar a cauces poco profundos y de poca pendiente. No acumula sedimentos y por eso, sumantención es fácil.

II. Su precisión es independiente de la velocidad de aproximación del agua a la estructura. Elerror de lectura no es superior al 3%.

a) Construcción.Como se señala en las figuras 17 y 18, la parte principal del medidor es la garganta (W), que es launidad diferencial de las canoas y que a su vez define el resto de las dimensiones, como se indicaen la tabla 5.

El piso de la sección anterior a la garganta es horizontal y sus paredes convergen con un ángulo(1:5). Las paredes de la garganta son paralelas y el piso inclinado hacia abajo. En la secciónposterior las paredes son divergentes en un ángulo (1:6) y el piso inclinado hacia arriba.

b) Instalación.La canoa Parshall es de muy sencilla instalación, ya que además de colocarse en la parte centraldel cauce superficial, el único requisito que necesita es que el piso de la sección anterior a lagarganta esté completamente horizontal. Para verificar esto, se utiliza un nivel de carpintero.

c) Lectura.Será necesario tomar dos lecturas en el medidor. La lectura de carga Ha, se toma a una distanciade 2/3 A aguas arriba a partir de la garganta. Se mide desde el piso del medidor a la superficie delagua. Luego se hace una segunda lectura Hb, en la zona inmediatamente anterior a la unión de lagarganta con la sección posterior. Para esta lectura se toma como nivel inferior de referencia elpiso de la sección anterior a la garganta.

El caudal está dado por ecuación general.

Q =b*Hax

Donde :Q = Caudal (m3/seg)Ha = Carga de agua medida (m)b y x = Coeficientes de gasto

Los coeficientes x e y considerados para los anchos de garganta que son más utilizadas bajocondiciones de caudales pequeños, son las que se muestran en la siguiente tabla:

TABLA 6. Coeficientes de gasto para las canoas del tipo Parshall más adaptables a las condiciones del secano

Ancho de la garganta X b3" 1,580 0,2816" 1,522 0,680

Cuando el cuociente entre Hb y Ha, es superior a 0.7 se dice que la canoa trabaja ahogada y por lotanto el caudal calculado mediante la ecuación anterior debe corregirse restando los valores quese obtienen a partir de las figuras 19 y 20.

EjemploSe instala una canoa Parshall de 3 pulgadas de garganta donde se obtuvieron las siguienteslecturas para dos situaciones:

Situación 1Lectura Ha : 20 cmLectura Hb : 5 cmCuociente Hb/Ha = 5/20 = 0.25, por lo tanto la canoa trabaja a flujo libre.El caudal se obtiene de reemplazar los valores de b y X de la tabla 6 en la ecuación general,obteniéndose la siguiente ecuación:

Q = 0.281 Ha 1.58

Por lo que el caudal circulante para esa situación es de 0.022 m3/s (22 lt/seg).

Situación 2Lectura Ha : 10 cmLectura Hb : 7.5 cmRelación Hb/Ha = 7.5/10 = 0.75, por lo tanto la canoa trabaja ahogada. El caudal se obtiene dereemplazar los valores de b y X de la tabla 6 en la ecuación general, obteniéndose la siguienteecuación:

Q = 0.281 Ha 1.58

El caudal que se obtiene es de 0.0074 m3/s (7.4 lt/seg), a lo que hay que descontar el ahogamiento,obtenido de la figura 20.

Caudal a restar: 0. 7 lt/seg.

Finalmente el caudal para las condiciones de escurrimiento es de 6.7 ltls.

Es necesario considerar que siempre es conveniente calibrar las canoas Parshall, con el fin dedeterminar exactamente los coeficientes b y X.

1.4 AFORO EN TUBERIAS

El agua que sale desde una tubería puede ser medida mediante el método volumétrico, pero cuandola cantidad de agua que sale por ella dificulta la operación de este método, puede utilizarse elMétodo de la Trayectoria.

1.4.1 METODO DE LA TRAYECTORIA.

Es un método de gran utilidad para el aforo de tuberías y bombas. El agua al salir con ciertavelocidad desde una tubería horizontal, describe una curva, la que es función de dos componentes,una horizontal y una vertical.

La ventaja que presenta este método es su fácil y rápida operación, además de no requerirmateriales especiales.

La trayectoria del agua al salir de una tubería se muestra en la figura 21.

La velocidad de salida del agua está dada por la ecuación:

Donde:V = Velocidad de salida del agua (rnlseg).X = Componente horizontal de la curva de salida (m)Y = Componente vertical de la curva de salida (m).g = Aceleración de gravedad (9.8 m/seg2)

Los valores de X e Y, pueden obtenerse utilizando una regla y una plomada, tal como lo indica lasiguiente figura:

Y

gXV

2=

El caudal está dado por la ecuación:

Q=A*V

Donde:Q = Caudal (m3/seg).A = Area de la sección de salida de la tubería (m 2).

V = Velocidad del agua (m/seg).

El área se calcula por la ecuación:

Donde:A = Area de la sección de salida de la tubería (m2).

π = Valor de Pi (3.1416).D = Diámetro de la tubería (m).

Ejemplo de cálculo:

Trayectoria horizontal (X) :30 cmTrayectoria vertical (Y) :25 cmDiámetro de la tubería : 2 pulgadas: 5.08 cm

Area = 3.1416 * 0.05082 = 0.002 m2

4Caudal = 1.33 * 0.002 = 2.67 lt/seg

4

* 2DA

π=

segmVelocidad /33.125.0*2

8.9*3.0 ==

Generalmente el agua no sale por tuberías completamente llenas, por lo tanto, es necesariorealizar una medición adicional que consiste en tomar la distancia entre la superficie del agua y lapared superior de la tubería. A esta distancia se denomina h.

El caudal se obtiene realizando los mismos cálculos que en el ejemplo anterior, pero es necesariomultiplicarlo por un factor F, el que está en función del porcentaje del área de la tubería, que esllenado por el agua.

El factor F se obtiene de la siguiente manera:

• Se determina el porcentaje de la sección de tubería que conduce agua, mediante la ecuación:

Porcentaje conductor de agua = 100*1

−

D

h

Donde:h = Distancia entre la parte superior de la tubería y la superficie del agua (cm)D = Distancia de la tubería (cm)

• El valor encontrado con la ecuación anterior se lleva al eje horizontal de la figura 24 y desdeeste punto se proyecta verticalmente hacia arriba hasta cortar la curva dibujada en dichafigura. Luego, desde ese punto se prolonga una línea horizontal hasta cortar el eje vertical,obteniéndose el valor de F.

Ejemplo de cálculo:

Caudal obtenido con tubería totalmente llena = 2.67 lt/segDiametro tubería = 5.08 cmAltura h = 2 cm

Porcentaje conductor de agua = (1-(2/5.08)* 100 = 60.6%Factor de corrección F según figura 24 = 0.64Caudal para tubería parcialmente llena = 2.67 lt/seg * 0. 64 = 1.71 lt/seg

Los valores de caudales dados por el método de la trayectoria se ajustan bien cuando la tuberíaestá colocada en forma horizontal. Si la tubería está inclinada hacia arriba, se obtienen valoresmás altos que los reales; por el contrario, si la tubería está inclinada hacia abajo, se obtendránvalores más bajos que los reales.

Para aplicar el método de la trayectoria en tuberías inclinadas, deberán tomarse los valores X e ycomo se muestran en las siguientes figuras y posteriormente aplicar las ecuaciones anteriores, talcomo si fuera una tubería horizontal.

2. PRUEBAS POR AGOTAMIENTO

Las determinaciones de caudales en pozos norias, puquios o vertientes sin descarga gravitacionalpueden ser realizadas de la siguiente manera.

2.1 POZOS NORIAS

Esta prueba consiste en el agotamiento de la fuente con el fin de definir las condiciones deexplotabilidad de ella.

Consisten en una serie de pruebas de bombeo a caudales variables y una prueba final acaudal constante, que determinarán el caudal máximo a explotar y el nivel dinámico debombeo para ese caudal.

2.2 VERTIENTES SIN DESCARGA GRAVITACIONAL O PUQUIOS

Para este tipo de pruebas se puede considerar la siguiente metodología, al final de ésta seobtendrá una estimación del volumen disponible y de la recuperación de éste.

Etapas1. Medir la dimensiones de la fuente, área superficial y la profundidad promedio.2. Estimar el volumen almacenado (m3) multiplicando el área superficial por la

profundidad promedio.3. Proceder a una extracción total con agotamiento de la totalidad del agua, a lo menos

durante dos veces en los meses más secos (generalmente febrero o marzo).4. Controlar el tiempo de recuperación de la fuente.5. Con los dos pasos anteriores se puede estimar el caudal dinámico de recuperación:

Q= vol/ tiempo (m3lseg)6. El caudal de diseño deberá ser elegido de acuerdo a las horas de bombeo diarias que

se estime conveniente realizar, obteniendose a partir de la siguiente expresión,considerando el tiempo de recuperación de la fuente.

DondeQ = Caudal de diseño (m3/s)VB= Volumen de bombeo (m3)TB= Tiempo de bombeo (segundos)

Para determinar las horas de funcionamiento diarias de un sistema se deben considerar alo menos los siguientes parámetros:• Requerimientos hídricos de los cultivos a regar.• Superficie potencial a regar.

EjemploSe requieren 50 litros de agua diarios por árbol, para un huerto de 50 árboles frutales; esdecir, el volumen requerido es de 2500 litros/día. Si se ha determinado que lo másconveniente es regar durante 4 horas diarias, el caudal de diseño será de 625 ltlhora.

Si el sistema es de riego presurizado, se debe considerar:

• La fuente energética disponible y• Las horas de funcionamiento del sistema

El caudal de diseño, multiplicado por las horas de funcionamiento diario no debe exceder delvolumen total máximo con el que se puede contar en la fuente de agua.

3. CALIDAD FISICO QUIMICA DEL AGUA DE RIEGO

Cualquier agua que tenga como destino el riego, debe ser analizada física y químicamente. Losvalores están normalizados por la Nch 1333; si el proyecto es de uso compartido con el consumohumano, se debe consultar a dicha norma chilena.

Los valores aceptables para el agua de riego son los siguientes:

B

B

T

VQ =

TABLA 7 Estándares para aguas de regadíoIndicador Unidad Estándar

AluminioArsénicoBarioBerilioBoroCadmioCarbarilCianuroClorurosCobaltoCobreColiformes fecalesCromoFierroFluorurosLitioLitio (cítricos)ManganesoMercurioMolibdenoNíquelPHPlataPlomoSelenioSodioSulfatosVanadioZinc

mg/ltmg/ltmg/ltmg/ltmg/ltmg/ltmg/ltmg/ltmg/ltmg/ltmg/lt

NPM/100 mlmg/ltmg/ltmg/ltmg/ltmg/ltmg/ltmg/ltmg/ltmg/lt

mg/ltmg/ltmg/lt

%mg/ltmg/ltmg/lt

5,000,104,000,100,750,0170,000,20

200,000,050,201000

0,10(1)

5,001,002,500,0750,200,0010,010,20

5,5 - 9,00,205,000,0235,00

250,000,102,00

TABLA 8 Estándares para conductividad específica y sólidos disueltos totales en aguas deregadío

Clasificación Conductividad específicaµµmhos/cm a 25°C

Sólidos disueltos totales (s)(mg/l) a 105°C

Agua con la que generalmente no seobservarán efectos perjudiciales

C≤750 s≤500

Agua que puede tener efectosperjudiciales en cultivos sensibles

750<c≤1500 500<s≤1000

Agua que puede tener efectos adversosen muchos cultivos y necesita métodosde manejo cuidadosos

1500<c≤3000 1000<s≤2000

Agua que puede ser usada paraplantas tolerantes en suelospermeables con métodos de manejoscuidadosos

3000<c≤7500 2000<s≤5000

4 LITERATURA RECOMENDADA

• Comisión Nacional de Riego. 1998. Manual de Obras de Menores de Riego, en preparación.Santiago, Chile.

• Instituto Nacional de Normalización. 1978. Norma Chilena 1333, Requisitos de calidad delagua para diferentes usos. Santiago, Chile.

• Valenzuela, Alejandro. 1991. Aforos de aguas de regadío. Boletín de extensión N°21. Facultadde Ingeniería Agrícola, departamento de riego y Drenaje. Universidad de Concepción,Chillán, Chile.

• Fritsch, Norbert; Tosso, Juan y Heilbraum, Armando. 1971. Cómo determinar los Caudales deRiego. Instituto de Investigaciones Agropecuarias, Chile.