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• Agua y política

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU

IRRIGACIONES SISTEMAS DE RIEGO

RIEGO POR ASPERSION Datos de Diseño: DATOS Cultivo

=

Area de terreno

=

Maiz

Evapotranspiracion diaria

=

Evapotranspiracion total

=

1450.10 mm

Kc

=

0.85

Eficiencia (Ea)

=

85 %

Factor de agotamiento o % de HD consumida

=

50 %

Caudal disponible

=

Profundidad de raíces (Pr cm)

=

Tipo de suelo

=

Espaciamiento de aspersores

=

Espaciamiento de alas de riego

=

8m

Longitud del ala regadora

=

122 m

Tipo de aspersor

=

Caudal de aspersor

=

Presion de trabajo

=

Radio de mojado

=

Velocidad de aplicación

=

Altura de operación

=

2.1 m

Capacidad de campo (Cc)

=

16 %

Punto Marchitez (PMP)

=

4%

Agua Aprovechable

=

12 %

Peso especifico aparente (γap)

=

Dias de trabajo a la semana (JS)

=

6.00

Horas de trabajo diario (JD)

=

12.00

Pendiente del terreno

=

L

67.60 Has

A

749.83

6.4 mm/dia

12 ltrs/seg 1000.00 mm

(Tablas)

749.83 m

Largo=

901.55 m

Area =

8m

NAAN 501

DE TABLA: Mod. aspersor

0.117 m3/hr

0.34 ltrs/seg

4 atmosferas 12.5 m 8 mm/h

1.24 grs/cm3

2.5 %

676009.2365 m²

ING Long. Dist.=

110 m

Long. Dist.=

122 m

Long. Dist.=

67.6 has

61 m

Area efectiva bajo riego =

64.416 has

Largo=

901.55

ING Long. Dist.=

110

Numero de espaciamientos en Y

espac Y= espac Y (Redondeado)=

8.2 8 c

880 21.55 4.31 espaciamiento

c/c Ancho=

749.8

Long. Dist.=

122

espac X= espac X (Redondeado)=

6.1

Nota: Varia con el tipo de cultivo

Limoso

0- CALCULO DE LAS MEDIDAS DE LA PARCELA Ancho=

901.55

6 c c_p c/c

61

732 17.8 7 Valor del primer espaciamiento 3.61

DISEÑO AGRONOMICO 1.- CALCULO DE LA EVAPOTRANSPIRACION POTENCIAL Con la informacion climatologica se determina Eto aplicando un metodo que se adecue a la zona del proyecto 2.- CALCULO DE LA LAMINA DE RIEGO A REPONER I.-Calculo de la Lamina de Riego Aplicada Neta (Ln) a.- Para el Primer Riego

Ln=((Cc-PMP))/100∗γ_ap∗P_r

para calculo de K y a (ec. Emisor) h(m)

q (l/Hr) 25

950

30

1040

Ln=((Cc-PMP))/100∗γ_ap∗P_r

Dónde: Ln

: Lámina de riego que se debe aplicar en cada riego (cm)

CC

: Contenido volumétrico de humedad a capacidad de campo (cm3/cm3)

PMP

: Contenido volumétrico de humedad a punto de marchitamiento permanente (cm3/cm3)

Pr

: Profundidad de raíces (cm)

γap

: Peso especifico aparente

Ln=

14.88 cm

b.- Para Riegos Sucesivos

Se ha consumido el 50%

Ln=((Cc-PMP))/100∗γ_ap∗P_r∗f_a

Ln=

7.44 cm

Corregido por el factor del 50%

II.-Calculo de la Lamina de Riego Real o Bruta (Lr o Lb)

Lr=Ln/Ea Dónde: Lr : Lamina de riego bruta Ln : Lamina de riego Ea: Eficiencia de aplicación Lr =

8.8 cm

3.- FRECUENCIA DE RIEGO O INTERVALO DE RIEGO:

Fr =

Lr ( mm ) Et ( mm/ dia )

Dónde: Fr

: Frecuencia de riego (días).

Lr

: Lámina de riego (mm).

Et

: Evapotranspiración del cultivo (mm/día).

Fr =

14 Dias

Redondear

4.- VOLUMEN DE RIEGO Recordar que:

5.- CALCULO DE LA INTENSIDAD DE PRECIPITACION: P = Q x 1000/(Dasp x Dlinea)

Cuadro del suelo Velocidad basica de infiltracion (mm/ hora)

Donde:

Arena

P

= Precipitacion (mm/h)

Franca

25

Q

= Caudal de aspersor (m3/hr)

Limosa

12.5

50

Dasp = Distancia entre aspersores (m)

Franco Limoso

Dasp = Distancia entre alas regadoras (m)

Arcilloso

P=

1.83 (mm/h)

VBI ≥ P

VBI =

8 2.5

12.5

mm/h

(VER TABLAS)

OK!

6.- CALCULO DEL TIEMPO DE RIEGO: Tr = Lr/P Donde: Tr

= Tiempo de riego (hrs)

Lb

= Lámina bruta (mm/dia)

P

= Precipitacion (mm/h)

Tr =

4.787933635

hrs

7.- SUPERFICIE MAXIMA DE RIEGO DIARIA (Srd) Srd=Sup*7*Tr*1/(Irc*js*jd) Dónde: Srd

: Área o superficie de riego diaria (m2)

Sup

: Superficie del terreno (m2) (area efectiva)

Tr1

: Tiempo de riego para sistemas portátiles (horas)

Irc

: Intervalo de riego crítico (días)

js

: Días de la semana que se trabajan (número)

jd

: Horas diarias que se trabaja (número).

Srd =

21418.0231271996 m2

8.- CALCULO DEL NUMERO DE RAMALES: Nram = (Lterr - 2X)/er +1 Nram =

Para X = 12.75 ramales

8

13.00

Ramales

X = (Lterr-(Nram-1)er)/2 X=

7m

110

m

9.- CALCULO DEL NUMERO DE ASPERSORES POR RAMAL Nasp = (La - 2X)/e +1 Nasp =

Para X = 15

5

15

Und

X = (La-(Nasp-1)e)/2 X=

5m

122

10.- CALCULO DEL CAUDAL POR ASPERSOR: q = Pmax . e . l q=

0.117 m3/hr

11.- CALCULO DEL CAUDAL POR RAMAL Q = q x Nasp Q=

1.755 m3/h

12.- CALCULO DE PERDIDAS PERMISIBLES EN EL LATERAL Hl =

0.20 Pa + S % Llat

Hl =

11.31 m

2.- CALCULO DE LA DOSIS DE RIEGO

Dp=

∑ Et∗10

Dónde:

E

Dp

: Cantidad de agua que se requiere reponer durante el desarrollo del cultivo (m3/ha)

SEt

: Evapotranspiración de todo el período de desarrollo del cultivo (mm)

E

: Eficiencia de riego (adimensional)

Dp=

17060 m3/ha

m

3.- CALCULO DE INTERVALO DE RIEGO CRITICO.

Irc=

Lr Et max

Dónde: Irc

: Intervalo crítico de riego (días)

Lr

: Lámina de riego a reponer (cm)

Etmax

: Evapotranspiración del mes más crítico (mes con mayor Et) (cm)

Irc=

23.00 Dias

Para estudios preliminares

0.5 (ltrs/seg/ha).

4.- TIEMPO DE RIEGO

Tr=

Lr Va∗E

Dónde: Tr

: Tiempo de riego sin cambio de posición de laterales (horas)

Lr

: Lámina de riego a reponer (cm)

E

: Eficiencia de riego (adimensional)

Va

: Velocidad de aplicación (cm/h)

Tr 1=Tr +tc Dónde: Tr1

: Tiempo de riego con cambio de posición de laterales (horas)

tc

: Tiempo de demora para cambiar un equipo de un sector a otro. Esto sólo es válido si se trata de equipos portátiles.

Considerando que el tiempo de cambio (tc) entre un sector y otro es de 1 hora, se calcula de la siguiente manera: Tr =

22.00 Dias

5.- SUPERFICIE MAXIMA DE RIEGO DIARIA (Srd)

Srd =

Sup∗7∗Tr 1 Irc∗ js∗ jd

Dónde: Srd

: Área o superficie de riego diaria (m2)

Sup

: Superficie del terreno (m2)

Tr1

: Tiempo de riego para sistemas portátiles (horas)

Irc

: Intervalo de riego crítico (días)

js

: Días de la semana que se trabajan (número)

jd

: Horas diarias que se trabaja (número).

Srd =

59903.768115942 m2

7.- NÚMERO DE LATERALES

N=

Srd L∗Sl

Dónde: N

: Número de laterales requeridos.

Srd

: Superficie diaria de riego (m2)

L

: Longitud de los laterales (m)

Sl

: Separación entre laterales (m)

N=

61.00

8.- NÚMERO DE ASPERSORES

n=

L +1 Se

Dónde: n

: Número de aspersores

L

: Longitud del lateral (m)

Se

: Separación entre aspersores (m)

9.- CALCULO DE LA INTENSIDAD DE PRECIPITACION: P = Q x 1000/(Dasp x Dlinea) Donde: P

= Precipitacion (mm/h)

Q

= Caudal de aspersor (m3/hr)

Dasp = Distancia entre aspersores (m) Dasp = Distancia entre alas regadoras (m) P=

1.83 (mm/h)

VBI ≥ P

OK!

10.- CALCULO DEL TIEMPO DE RIEGO: Tr = Db/P Donde: Tr

= Tiempo de riego (hrs)

Lb

= Lámina bruta (mm/dia)

P

= Precipitacion (mm/h)

Tr =

33

hrs

11.- CALCULO DEL NUMERO DE RAMALES:

VBI =

12.5

mm/h

(VER TABLAS)

Nram = (Lterr - 2X)/er +1

Para X =

Nram =

92.73 ramales

93.00

8

m

8

m

Ramales

X = (Lterr-(Nram-1)er)/2 X=

6.915 m

12.- CALCULO DEL NUMERO DE ASPERSORES POR RAMAL Nasp = (La - 2X)/e +1

Para X =

Nasp =

14.25

14

Und

X = (La-(Nasp-1)e)/2 X=

9m

13.- CALCULO DEL CAUDAL DE POR ASPERSOR: q = Pmax . e . l q=

0.090 m3/hr

14.- CALCULO DEL CAUDAL POR RAMAL Q = q x Nasp Q=

1.25409375 m3/h

15.- CALCULO DE PERDIDAS PERMISIBLES EN EL LATERAL Hl =

0.20 Pa + S % Llat

Hl =

11.31 m

16.- PRESION MINIMA DE TRABAJO EN LA UNIDAD DE RIEGO a

hn =(

q= Kd∗h

117.00 = K*20^a 144.00

1 qn )a Kd

Segun catalogo

COLOR

K*30^a

0.8125 a=

=

BOQUILLA (mm)PRESION (m)

q=

Q(l/s)

1.6

20

0.117

117.00

Rojo

1.8

30

0.144

144.00

0.67 ^a 0.512

q = K*h^a K=

Q(m3/h)

Rojo

25.231 117 m3/hr

16.- PERDIDA DE CARGA EN ARCO DE RIEGO: - Por vávula de control

=

0.50 m

- Por fricción en el arco

=

2.00 m

- Por singularidad

=

0.10 m

Total de pérdida de carga en el arco =

2.60 m

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU

IRRIGACIONES

SISTEMAS DE RIEGO

RIEGO POR ASPERSION Datos de Diseño: DATOS Cultivo

=

Area de terreno

=

Alfalfa y avena

ETP

=

Kc

=

Eficiencia

=

Caudal disponible

=

Profundidad de raíces

=

Tipo de suelo

=

Espaciamiento de aspersores

=

8 m

Espaciamiento de alas de riego

=

8 m

Longitud del ala regadora

=

Tipo de aspersor

=

Caudal de aspersor

=

Presion de trabajo

=

Capacidad de campo

=

22 %

Punto Marchitez

=

10 %

Agua Aprovechable

=

12 %

Pendiente del terreno

=

2.5 %

67.6 Has

75 % 12 ltrs/seg 300.00 mm

749.83 m 901.55 m

Area =

110 m

Long. Dist.=

122 m

Long. Dist.= 64.416 has

Largo=

901.55

ING Long. Dist.=

0.117 m3/hr

67.6

Numero de espaciamientos en Y 8.2 8 c

880 21.55 4.31 espaciamiento

c/c Ancho=

749.8

Long. Dist.=

122

espac X= espac X (Redondeado)=

6.1 6 c

61

732 17.8

c_p

7 Valor del primer espaciamiento

c/c

3.61

1.- CALCULO DE LA LAMINA NETA DE AGUA: Ln = ETP*Kc ETP= Evapotranspiración potencial referencia1 (mm/dia) Kc = Coeficiente de cultivo promedio de las plantas Ln =

5.25 mm/dia

2.- CALCULO DE LA LAMINA REAL O BRUTA DE AGUA:

Lr=Ln/Ea

Donde:

Lr = Lámina real o bruta (mm/dia) Ln = Lámina neta (mm/día) Eff = Eficiencia del sistema (%) Lr =

7.00 mm

0.0325 ltrs/seg

sacamos de tabla de aspersor

3 atmosferas

110

espac Y= espac Y (Redondeado)=

libro de diseño de un riego por aspersion existen tres marcos de riego:cuadrado rectangular y tres bolillos

122 m

61 m

Area efectiva bajo riego =

tablas cuadro 9

NAAN 501

676009 m²

ING Long. Dist.=

(Tablas)

Limoso

0- CALCULO DE LAS MEDIDAS DE LA PARCELA

Largo=

200

0.82

DISEÑO AGRONOMICO

Ancho=

150

6.4 mm/dia

los laterales se orientan en sentido de la pendiente

3.- CALCULO DEL MODULO DE RIEGO POR PARCELA Mr = Lr * 10,000/86400 Donde: Mr = Modulo de riego por parcela (ltrs/seg/ha). Lb = Lámina bruta (mm/día) Mr=

0.810 (ltrs/seg/ha).

Para estudios preliminares

0.5 (ltrs/seg/ha).

4.- CALCULO DEL AREA TOTAL REGABLE A = Q/Mr Donde: A = Area regable (Ha)

cuadro 11: velocidades de infiltracion tipica

Q = Caudal (ltrs/seg) Mr = Módulo de riego (ltrs/seg/ha) A=

14.817 has

5.- CALCULO DE LA LAMINA DE AGUA RAPIDAMENTE APROVECHABLE (LARA) LARA = Prof.raíces(mm) * AA * FARA LARA =

12.6000 mm

PROFUNDIDAD RAIZ (mm)

CULTIVO

→

cebolla y col

FARA Ln >3 mm/d

300.00

Ln < 3 mm/d

0.275

0.35

6.- CALCULO DE LA DOTACION NETA Dn = LARA

CUANDO IR ES = MAXIMO PERMISIBLE

Dn = Ln x IRreal

CUANDO IR ES < MAXIMO PERMISIBLE

Dn =

2.40

12.6000 mm

7.- CALCULO DE LA DOTACION BRUTA Db = Dn x 100 /Eff Db =

16.8 mm

8.- CALCULO DEL INTERVALO MAXIMO DE RIEGO: IR max (días) = LARA (mm)/Ln (mm/dia) IR max (días) =

2.00 dias

9.- CALCULO DE LA INTENSIDAD DE PRECIPITACION: P = Q x 1000/(Dasp x Dlinea) Donde: P

= Precipitacion (mm/h)

Q

= Caudal de aspersor (m3/hr)

Dasp = Distancia entre aspersores (m) Dasp = Distancia entre alas regadoras (m) P=

1.83 (mm/h)

VBI ≥ P

OK!

VBI =

12.5

mm/h

(VER TABLAS)

esto es lo que tenemos que comparar

10.- CALCULO DEL TIEMPO DE RIEGO: Tr = Db/P Donde: Tr

= Tiempo de riego (hrs)

Lb

= Lámina bruta (mm/dia)

P

= Precipitacion (mm/h)

Tr =

9

hrs

11.- CALCULO DEL NUMERO DE RAMALES:

o numero de laterales

Nram = (Lterr - 2X)/er +1

Para X =

Nram =

17.75 ramales

8

18.00

m

Ramales

X = (Lterr-(Nram-1)er)/2 X=

7 m

corregimos ya no es 8 ahora es 7

12.- CALCULO DEL NUMERO DE ASPERSORES POR RAMAL Nasp = (La - 2X)/e +1

Para X =

Nasp =

14.25

8

14

m

Und

X = (La-(Nasp-1)e)/2 X=

9 m

13.- CALCULO DEL CAUDAL DE POR ASPERSOR: q = Pmax . e . l q=

0.090 m3/hr

14.- CALCULO DEL CAUDAL POR RAMAL Q = q x Nasp Q=

1.254094 m3/h

15.- CALCULO DE PERDIDAS PERMISIBLES EN EL LATERAL Hl =

0.20 Pa + S % Llat

Hl =

9.25 m

16.- PRESION MINIMA DE TRABAJO EN LA UNIDAD DE RIEGO 1

q= Kd∗ha

hn =( 117.00 = K*20^a 144.00 0.8125 a=

qn )a Kd

Segun catalo

K*30^a =

COLOR

BOQUILLA (mm)

PRESION (m)

Q(m3/h)

Rojo

1.6

20

0.117

Q(l/s) 117.00

Rojo

1.8

30

0.144

144.00

0.67 ^a

0.512

q = K*h^a K= q=

25.231 una ves determinado este valor calculamos el caudal 117 m3/hr

16.- PERDIDA DE CARGA EN ARCO DE RIEGO: - Por vávula de control

es el punto de riego donde va a ingresar el agua al punto de la parcela =

0.50 m

riego por gravedad 1(ltrs/seg/ha)

- Por fricción en el arco

=

2.00 m

- Por singularidad

=

0.10 m

Total de pérdida de carga en el arco =

2.60 m

Area = 676009.237 m² 67.601 has Long. Dist.= 110 m Long. Dist.= 122 m Long. Dist.= 61 m Area efectiva bajo riego = 64.4 has 749.83 m 4.31 48

10

8

7

4

2

110

11

9

6

5

3

1

110

901.55 m 110 8 880 c 21.55 c/c 4.31

4.31 36

10

8

7

4

2

110

11

9

6

5

3

1

110 4.31

24

10

8

7

4

2

110

11

9

6

5

3

1

110 4.31

12

10

8

6

4

2

110

11

9

7

5

3

1

110 longitud de la tuberia terciaria 4.31

7

122

122

3.7

122

122

3.7

122

122

3.7 750

750.0 122 6 732 c 18 c_p 7 c/c 3.6667

61

LATERALES EL CAUDAL SE CALCULA CON EL CAUDAL DE LA SUMATORIA DE ASPERSORES

901.6

EL CAUDAL SE CALCULA CON EL CAUDAL DE LA SUMATORIA DE ASPERSORES

SECUNDARIAS PRINCIPALES

Ll = X1= X2= ea = el = Nl =

122.00

8 8 14

terciarias

gitud de la tuberia terciaria m

672

Diseño hidraulico 1.- DATOS DE DISEÑO: Aspersor color naranja :

=

NAAN 501

Coeficiente de variabilidad =

=

5%

Coeficiente de uniformidad =

=

90%

Caudal del aspersor

=

0.12 m^3/s

Espaciamiento de aspersores

=

8.00 m

Espaciamiento de laterales

=

8.00 m

N° de aspersor/planta €

=

117

Hf (m / m) =J '* F∗

hmi=hmi+1 +hf ±dz

15.00 asp./planta

2.- CALCULO DEL COEFICIENTE DE UNIFORMIDAD

C . U .=1-

1 .27×CV √e

Donde:

F=(1/( m+1 )+(

CU : Coeficiente de uniformidad. CV : Coeficiente de variacion del fabricante del emisor. qns : Caudal minima del emisor en la sub unidad qa : Caudal medio o nominal del emisor de presion media. e : Numero de emisores que suministran agua a una sola planta. Para la condicion que qns=qa Luego:

C.U =

98.36%

Para este valor de CU se determina nuevamente qn 3.- CALCULO DEL CAUDAL MINIMO

CU =( 1− qns= qn=

q 1 . 27∗CV )∗ n qa √e

q n=

[

107.06 l/h

(caudal mínimo)

0.11 l/h

(caudal mínimo)

CU∗qa 1. 27∗CV ( 1− ) √e

]

4.- PRESION MINIMA DE TRABAJO EN LA UNIDAD DE RIEGO Caudal emitido por un aspersor:

q= Kd∗ha

1

hn =(

qn )a Kd

Donde: q:

Caudal emitido en litros/hora o m3/hora

h:

Presion en boquillas (mca, Kgs/Cm2, bar, atm, etc).

K y a:

Constantes caracteristicas de cada aspersor (x≈ 0.50 por ser orificio)

Conocidos qa y qns, se calcula las presiones medias: ha :

Presion media en el lateral.

hns:

Caudal minimo del emisor en la sub unidad 1 qn hn =( )a Kd

Para la determinacion de K y a del catalogo se obtiene: h(m)

q (l/Hr) 25

950

30

1040

a=

0.50

K=

192.18

0.496453

Con estos valores calculamos los valores de Presión mínima de trabajo: hns =

0.31 m.

(Altura minima en la sub unidad)

Presion media del emisor: ha=

0.37 m.

(Altura media en la lateral)

50 = K*20^a 61 0.819672

de catalogo

K*30^a =

0.666667 ^a

a = log 0.8197

=

0.49

log 0.667 50 = K*30^0.49 K=

11.52034

hn =

0.31 m

ha =

0.37 m

q=11.52*h^0.49 Altura mínima de trabajo

5.- Pérdida de Carga Permisible en la Unidad de Riego factor de cristiansen ΔH =

M (ha - hns)

ΔH =

2.7 (ha - hns) la pérdida de carga (Hf) en la SUR no debese 3mm/día 0.25 0.55 0.55 0.55 0.45 0.50

Agua Rápidamente Aprovechable (ARA) ARA (Volumen %) 20.00 14.00 6.00

TIPO SUELO 1 2 3 FUENTE

Arcilloso Limoso Arenoso FAO Publicación 24

TABLA Nº 06

VELOCIDADES BASICAS DE INFILTRACION TIPICA

Nª

TIPO SUELO Arena Franco Limoso Franco-arcilloso Arcilloso FAO Publicación 24

1 2 3 4 5 FUENTE

TABLA Nº 07

VELOCIDAD BASICA DE INFILTRACION (mm/hora) 50.0 25.0 12.5 8.0 2.5

VELOCIDADES BASICAS DE INFILTRACION TIPICA

TIPO DE PROBLEMA 1.-SALINIDAD. ECI (mmhos/cm) 2.- PERMEABILIDAD (Na) ECI(mmhos/cm)RAS aj Montmorillonita, smectita Illita, vermiculita Caolinita, sesquioxido 3.-TOXICIDAD IONICA ESPECIFICA Sodio (Na) Riego superficial RAS aj Riego por aspersión meq/lt

GUIA DE CALIDAD DE AGUA No hay Problema MENOR 0.7 MAYOR 0.5 MENOR 6 MENOR 8 MENOR 16

MENOR 3 MENOR 3

Cloruros (Cl-) Riego superficial RAS aj Riego por aspersión meq/lt Boro (B)(meq/lt) 4.-EFECTIVOS DIVERSOS Nitrogeno NO·-N,NH4-N (meq/lt) Bicarbonatos, con aspersores (meq/lt) PH (Gama Normal (6.5-8.4))

MENOR 4 MENOR 3 MENOR 0.7 MENOR 0.5 MENOR 1.5

FUENTE

Estudio FAO Riego y Drenaje. La calidad del agua para la agricultura

TABLA Nº 08

PROFUNDIDAD DE RACIES

TABLA Nº 09

EFICIENCIA DE APLICACIÓN DEL AGUA PARA DIFERENTES SISTEMAS DE RIEGO

EPOCA COSECHA nov-dis/may-jun nov-dis/may-jun jun-jul may-jun ene-dic perenne

ETP (mm/día)

Kc 0.83 0.85 0.80 0.80 0.75 0.85 0.70 1.10 0.90 0.75 0.75 0.85 0.80 0.65 0.60 0.75 0.70 0.70 0.60 0.70 0.55 0.75 1.00

FARA ln