PROBLEMAS DERIVADOS DE LA PRESENCIA DE UN NIVEL ...
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PROBLEMAS DERIVADOS DE LA PRESENCIA DE UN NIVEL FREÁTICO ALTO
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RESPUESTA A LA EXTRACCIÓN DEL EXCESO DE AGUA
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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
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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...
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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
∆
∆=−+−
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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
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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
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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
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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.
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SISTEMA SINGULAR
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SISTEMA COMPUESTO
cañería
ríocolectordren principal
desagüe
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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.
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SISTEMA DE AVENAMIENTO BAJO GUADALQUIVIR
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PROCEDIMIENTOS PARA AVENAR
h0
D
nivel freático inicial (t= 0)
nivel freático en un tiempo t> 0
ht
L/2
Zanjas
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PROCEDIMIENTOS PARA AVENAR
I
h
D
0,7 D
p
Cañerías o drenes
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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
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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.
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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.
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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
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COLECTOR PRINCIPAL
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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
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DESAGÜE PRINCIPAL
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COMPUERTAS
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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.
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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
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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.
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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
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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].
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INSTALACIÓN DEL SISTEMA DE AVENAMIENTO
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INSTALACIÓN EN EL BAJO GUADALQUIVIR
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INSTALACIÓN DEL SISTEMA DE AVENAMIENTO
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INSTALACIÓN DEL SISTEMA DE AVENAMIENTO
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INSTALACIÓN DEL SISTEMA DE AVENAMIENTO
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INSTALACIÓN SISTEMA DE AVENAMIENTO
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INSTALACIÓN DEL SISTEMA DE AVENAMIENTO
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INSTALACIÓN DEL SISTEMA DE AVENAMIENTO
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INSTALACIÓN DE SISTEMA DE AVENAMIENTO
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INSTALACIÓN DE SISTEMA DE AVENAMIENTO
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INSTALACIÓN EN EL BAJO GUADALQUIVIR
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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).
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TRAZADO DEL CANAL COLECTORsuelo
altura agua
Capa impermeableal
cant
aril
lacota
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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.
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INSPECCIÓN SISTEMAS DE MANTENIMIENTO
L/2
L/2