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• Leoncio Nixon Diaz Diaz

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HIDRÁULICA APLICADA

Contenido A.

INTRODUCCIÓN......................................................................................................... 3

B.

OBJETIVOS .................................................................................................................. 4

C.

MARCO TEÓRICO ...................................................................................................... 4

1.

EFICIENCIA DEL SISTEMA DE RIEGO (Efr) ........................................................................ 4 1.1.

IMPORTANCIA DE SABER O CONOCER LA EFICIENCIA DE RIEGO ........................... 6

1.2.

EFICIENCIA DE CONDUCCIÓN (Efc) .......................................................................... 6

1.3.

EFICIENCIA DE DISTRIBUCIÓN (Efd) ......................................................................... 8

1.4.

EFICIENCIA PARCELARIA (Efa) .................................................................................. 9

1.5. EFICIENCIA O CANTIDAD DE AGUA ÚTIL PARA LAS PLANTAS QUE QUEDA EN EL SUELO SEGÚN EL MÉTODO DE RIEGO ................................................................................ 11 1.6. CLASIFICACIÓN DE LOS MÉTODOS SEGÚN SU FORMA DE ADMINISTRAR AGUA AL SUELO ................................................................................................................................. 12

2.

3.

1.7.

ACCIONES A DESARROLLAR PARA MEJORAR LA EFICIENCIA DE RIEGO ............. 12

1.8.

METODOS DE CÁLCULO .......................................................................................... 15

MODULOS DE RIEGO ....................................................................................................... 23 2.1.

COEFICIENTES DE CULTIVO .................................................................................... 23

2.2.

CÉDULA DE CULTIVO .............................................................................................. 28

2.3.

VALORES KC DE LOS CULTIVOS ............................................................................. 29

2.4.

PRECIPITACION FICAZ Y EFECTIVA ........................................................................ 30

2.5.

MÉTODOS MODERNOS DE CÁLCULO. ..................................................................... 31

2.6.

EJEMPLO DE APLICACION....................................................................................... 33

DEMANDA PARA UN PROYECTO DE IRRIGACIÓN ........................................................... 36 3.1.

CONSIDERACIONES GENERALES ........................................................................... 36

3.2.

DISTRIBUCIÓN DEL AGUA DERIVADA CON FINES DE RIEGO .................................. 36

3.3.

FACTORES QUE AFECTAN LA DEMANDA DE AGUA EN SISTEMA DE RIEGO .......... 37

D. BIBLIOGRAFÍA .............................................................................................................. 41 E. LINKNOGRAFÍA .......................................................................................................... 41 F.

EJERCICIOS DE APLICACIÓN ................................................................................ 42

DEMANDA PARA UN PROYECTO DE IRRIGACIÓN

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UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL, SISTEMAS Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL INFORME N°01–2017 II-GRUPO 2-HIDRAULICA APLICADA-FICSA-UNPRG

EFICIENCIA DE RIEGO, MÓDULOS DE RIEGO, DEMANDA PARA UN PROYECTO DE IRRIGACIÓN.

PRESENTADO A : Ing. Arbulú Ramos José

RESPONSABLES DE GRUPO N° 2

EST. IC

Campos Estela Cesar

Código 145123G

EST. IC

Cóndor León Luis

Código 140453I

EST. IC

Morales Fernández Dennis

Código 140468F

EST. IC

Paz Campos David

Código 140469B

EST. IC

Sánchez Guevara, Giancarlos

Código 145130C

Lambayeque, septiembre del 2017

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A. INTRODUCCIÓN El agua que requieren los cultivos es aportada en forma natural por las precipitaciones, pero cuando ésta es escasa o su distribución no coincide con los períodos de máxima demanda de las plantas, es necesario aportarla artificialmente, es decir a través del riego. Por otra parte, es sabido que las actividades agropecuarias son la base de la alimentación y de sobrevivencia para el hombre, por esta razón cada una de sus áreas o disciplinas de estudio e investigación, deben fortalecerse para producir más con menos recursos y a un menor costo. El riego agrícola, por su estrecha relación con el uso, el manejo y la conservación del agua, es una de estas áreas dentro de la agricultura que requiere de mayores estudios, avances tecnológicos y de la aplicación de los mismos sin deteriorar el medio ambiente. El riego, se considera como una ciencia milenaria, en algunos países el riego se estableció como una actividad de vital importancia, entre los casos de pueblos con vocación en la irrigación se tienen a los antiguos egipcios, chinos, babilonios e hindúes. Después de los 80´s, en todo el mundo fue desarrollándose el riego como una ciencia evolutiva de tal manera que las técnicas año con año, son cada vez mejores porque conjunta ahorro de agua, ahorro de energía y al ser extensivas abaratan los costos, con un aumento en la producción importante. En ésta época se introducen técnicas de fertilización y aplicación de químicos a través del riego, lo que se ha denominado fertigación y quemigación. Esta práctica ha desencadenado una alta productividad en los cultivos y ha hecho más eficiente el uso de los recursos. La eficiencia de Riego en el Perú, no está definida y no existe sustento de ella, en muchos casos se menciona que la eficiencia es del 30%, asimismo el desconocimiento por parte de las entidades operadoras de dichos sistemas de riego, no se tiene claro por los profesionales la definición de la eficiencia de riego ya que ella se confunde con la eficiencia de aplicación, en la mayoría de los casos.

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B. OBJETIVOS  Conocer la definición de eficiencia de riego y diferenciarlo con eficiencia de aplicación.  Determinar la demanda de agua para un proyecto de irrigación.  Conocer información técnica, sencilla, entendible en su contenido y su aplicación por los usuarios interesados y personal técnico de Comisiones de Regantes, Juntas de Usuarios y Administraciones Técnicas de Distritos de Riego del Perú, encargados de la operación y supervisión de los sistemas de riego.

C. MARCO TEÓRICO 1. EFICIENCIA DEL SISTEMA DE RIEGO (Efr) : La eficiencia de un sistema de riego es la relación entre la cantidad de agua utilizada por las plantas y la cantidad de agua suministrada desde la bocatoma, la cantidad de agua que es captada de alguna fuente natural de un sistema de riego esta conducida a través de un canal principal y luego derivada el agua por un canal de distribución y finalmente se deriva el agua a nivel parcela para algún cultivo del productor agrario. Que finalmente se evaluara del caudal captado en la bocatoma cuánta agua de esta es utilizada para el riego del cultivo y para ello es importante determinar la eficiencia de riego a fin de determinar la demanda de agua que se requiere en un proyecto de riego siendo esta un factor importante en el cálculo de la demanda hídrica de todo proyecto de riego. La eficiencia de riego está compuesta por la eficiencia de conducción en el canal principal, eficiencia de distribución en los canales laterales y la eficiencia de aplicación a nivel de parcela, el producto de estas tres eficiencias nos determina la eficiencia de riego de un sistema.

𝑬𝒇𝒓 = 𝑬𝒇𝒄 𝒙𝑬𝒇𝒅 𝒙𝑬𝒇𝒂 Donde: Eficiencias conducción (Efc) Eficiencia de distribución (Efd) Eficiencia de aplicación (Efa)

Fuente: Ministerio de Economía y Finanzas

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Fig. Nº 1: Pérdidas en canales de distribución y conducción

Fuente: Manual del Cálculo de Eficiencia para Sistemas de Riego – MINAGRI Fig. Nº 2: Pérdidas en canales de distribución y conducción

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1.1. IMPORTANCIA DE SABER O CONOCER LA EFICIENCIA DE RIEGO a) En primer lugar, saber cuánta agua de la que se obtiene, capta o recoge con mucho esfuerzo en algunas cuencas, sub cuencas o del subsuelo, le llega a los usuarios y es bien utilizada. b) Saber cuantificar en dinero, lo que se está perdiendo con cada metro cúbico de agua que no se aprovecha bien. c) Saber en forma rápida y sencilla, qué cantidad de tierras se podría irrigar si el agua mal aprovechada estuviese disponible. d) Saber de qué magnitud será el costo de obras, para ir mejorando según la eficiencia hasta llegar a un nivel aceptable técnicamente. Fig. Nº 3: Interrelación de los componentes

1.2. EFICIENCIA DE CONDUCCIÓN (Efc) : La eficiencia de conducción permite evaluar la perdida de agua en el canal principal desde la Bocatoma hasta el punto final del canal principal. Existe casos en que no es factible tener cerrado la compuerta de los canales laterales de distribución L1, L2, L3,..., Ln los mismos que se consideran en la forma de cálculo de la eficiencia de Conducción. DEMANDA PARA UN PROYECTO DE IRRIGACIÓN

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Efc = Caudal que llega al final del Canal principal + ∑ caudales de distribución x 100 Caudal de agua que entra al canal principal

*** La Sumatoria de Canales de Distribución se asume cero, en caso de que las compuertas se encuentren cerradas. Si el porcentaje de eficiencia es alto, significa que las pérdidas de agua son mínimas debido al buen estado del canal principal que conduce el agua. Esto quiere decir lo siguiente:  Que, de preferencia el canal principal sea revestido, para evitar que haya pérdidas de infiltración.  Que no tenga roturas, ni en la base, ni en los taludes ni en los bordes.  Que no tenga mucho espejo de agua expuesto a la evaporación.  Que no se produzcan hurtos o sustracción de agua en el recorrido, como el caso de usuarios informales, carguío de agua en cisternas, abastecimiento permanente de uso pecuario etc.  Que se deriven los caudales mínimos recomendables técnicamente, para tener velocidad aceptable y no producir sedimentación que reduce la capacidad del canal. Fig. Nº 4: Eficiencia de conducción

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1.3. EFICIENCIA DE DISTRIBUCIÓN (Efd) : Se obtiene de todos los canales de distribución de 1er, 2do, 3er, etc, orden, que sirven para distribuir el agua hacia las parcelas o chacras de los usuarios. Mide la pérdida que se produce entre la toma lateral del canal principal, hasta la entrega a los usuarios de una zona de riego. La Ecuación para determinar la eficiencia de un canal de distribución: Efd = Caudal que llega al final del Canal de Distribución + ∑ Caudales de los laterales x 100 Caudal de agua que entra al canal lateral Por lo tanto al existir en un sistema de riego que contiene varios canales de distribución la eficiencia de ella, se determina mediante la siguiente ecuación: Efd= Sumatoria de eficiencias de Distribución de1er.2do,3er,4to,…“n”orden Número total de canales de Distribución Fig. Nº 5: Eficiencia de distribución

De igual forma que en el canal de conducción, la distribución deberá presentar una alta eficiencia al tener pérdidas de filtración mínimas, el valor de dicha eficiencia será mayor cuanto mejor sea el estado de los canales y estructuras de distribución. Esto quiere decir:  Que no haya fugas en la toma y estructuras de retención, partidores y otros debido a deterioros o daños causados a veces por los mismos usuarios. DEMANDA PARA UN PROYECTO DE IRRIGACIÓN

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 Que se programen uno, dos o tres canales para turno de riego con un caudal suficiente y no todos los canales al mismo tiempo, con caudales muy bajos que originan velocidades muy bajas. 1.4. EFICIENCIA PARCELARIA (Efa) : La eficiencia de aplicación de riego es la cantidad de agua útil para el cultivo que queda en el suelo después de un riego, en relación al total del agua que se aplicó. Generalmente se mide en porcentaje o litros de agua útil en el suelo por cada 100 litros aplicados. El valor de la eficiencia se verá afectada por la superficie de la parcela, para lo cual tendrá una relación de proporcionalidad. Teniendo esto en cuenta se empleará la siguiente ecuación en caso de tener varias parcelas: 𝐸𝐹𝐼𝐶𝐼𝐸𝑁𝐶𝐼𝐴 𝐷𝐸 𝐴𝑃𝐿𝐼𝐶𝐴𝐶𝐼𝑂𝑁 (𝐸𝑎%) =

𝐴1 ∗ 𝐸𝑟1 + 𝐴2 ∗ 𝐸𝑟2 + ⋯ + 𝐴𝑛 ∗ 𝐸𝑟𝑛 𝐴1 + 𝐴2 + ⋯ + 𝐴𝑛

𝐴𝑛 = 𝐴𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑒 𝑃𝑎𝑟𝑐𝑒 𝐸𝑟𝑛 = 𝐸𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑟𝑖𝑒𝑔𝑜 𝑒𝑛 𝑝𝑎𝑟𝑐𝑒𝑙𝑎 Mejorar la eficiencia de aplicación de riego es regar mejor, por lo que se recomienda:  Mantener la zona de raíces de los cultivos sin excesos ni falta de agua.  Evitar inundaciones en los sectores más bajos de la chacra, con lo que se evitan las coceduras y enfermedades del cuello de las plantas.  Disminuir los problemas de drenaje.  Aumentar los rendimientos de los cultivos.  Regar más áreas de superficie con la misma agua que llega al predio.

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HIDRÁULICA APLICADA Fig. Nº 5: Eficiencia Parcelaria

Cuando se aplica agua al suelo, puede tener uno de los siguientes comportamientos:  Infiltrarse en el suelo, mojando hasta la zona de las raíces del cultivo: ésta es el agua útil para las plantas y se debe tratar que la mayor parte del agua llegue hasta esta zona en forma uniforme. Fig. Nº 6: Agua aplicada que llega a las raíces.

 Infiltrarse en el suelo penetrando a mayor profundidad que las raíces: esta agua no la aprovechan las plantas. A este tipo de pérdidas se le llama percolación profunda.

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HIDRÁULICA APLICADA Fig. Nº 7: Percolación debajo de la zona de las raíces

 Presente un escurrimiento superficial más allá del sector a regar: esta agua generalmente genera inundaciones, el cual es una pérdida que se llama escurrimiento superficial. 1.5. EFICIENCIA O CANTIDAD DE AGUA ÚTIL PARA LAS PLANTAS QUE QUEDA EN EL SUELO SEGÚN EL MÉTODO DE RIEGO La eficiencia de aplicación se determina en gran medida según el método de riego utilizado cuyos valores se pueden utilizar referencialmente son los siguientes: Cuadro Nº 1: Eficiencia según método de riego

FUENTE: UDEC, CHILE

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1.6. CLASIFICACIÓN DE LOS MÉTODOS SEGÚN SU FORMA DE ADMINISTRAR AGUA AL SUELO El siguiente cuadro describe la forma de distribuir el agua considerando el escurrimiento y la infiltración del agua en el suelo Cuadro Nº 2: Distribución del agua considerando el escurrimiento y la infiltración del agua en el suelo FORMAS DE DISTRIBUIR EL AGUA

EL AGUA SE INFILTRA O INGRESA Sobre toda la Sobre una parte Por debajo de la superficie superficie superficie

ESCURRIMIENTO SUPERFICIAL

 A partir de un lado cualquiera de la parcela  A partir del lado más largo de la parcela

-

Corriente inundante



Vertimiento  Acequia  Vertedora  Plano  Inclinada Melgas  Surcos Fajas Tablares Melgas a Nivel  Surcos a nivel  Diques en  Por tazas contorno Aspersión  Goteo -

 A partir del lado más   corto   INUNDACIÓN  EN FORMA DE LLUVIA LOCALIZADO

-





Subterráneo

1.7. ACCIONES A DESARROLLAR PARA MEJORAR LA EFICIENCIA DE RIEGO -En el ámbito de baja eficiencia de conducción A. Se puede acortar tramos, revestir tramos críticos, sellar cangrejeras o fugas de agua en el canal, elevar bordos etc. B. Adoptar políticas para erradicar usuarios de agua informales, asignar costos de agua para usos no autorizados en forma oficial o clandestinos etc. C. Programar y ejecutar en forma oportuna la limpieza y el mantenimiento de la infraestructura de riego. -En el ámbito de baja eficiencia de distribución: A. Inventariar las estructuras con fugas excesivas o malogradas, para priorizar su

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HIDRÁULICA APLICADA reconstrucción.

B. Trabajar en cada canal con los caudales mínimos técnicamente aceptables y no por debajo del mínimo. C. Mejorar el Plan de Distribución de Agua y su aplicación, programar mejor y respetar los turnos de riego etc. D. Sancionar a quienes malogran estructuras, aplicarles el Reglamento de Operación y Mantenimiento y hasta pueden ser excluidos del Padrón de Usuarios. -En el ámbito de la baja eficiencia de aplicación: A. Se puede identificar las parcelas que más pierden agua y sus posibles causas, para hacer mejor nivelación del terreno y cerrar los desagües. B. Mantener siempre limpias las regadoras internas. C. Aplicar láminas de agua con la frecuencia adecuada de acuerdo a las características físicas de los suelos. D. Utilizar todas las horas disponibles para riego y no solamente las horas de día

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Fig. N°8: Esquema de Proyecto de Riego Tecnificado

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1.8. METODOS DE CÁLCULO: 1.8.1. ACTUALIZAR Y OBTENER EL ESQUEMA HIDRÁULICO 1. Se debe contar con el esquema hidráulico de la red de riego del sector, Comisión de Regantes o Junta de Usuarios donde se va a determinar la eficiencia de conducción y distribución, y aplicación; asimismo esquematizar las áreas bajo riego y tipo de cultivos. 2. En el esquema determinar los puntos donde se va a aforar en el canal principal, y de distribución, así como en los puntos de aplicación de riego parcelario. En casos de presentarse un canal principal o de distribución de poca longitud se puede considerar dos puntos de control de aforos que será al inicio y al final. De presentarse un canal principal o de distribución de extensa longitud se puede considerar realizar los aforos por tramos representativos. 3. En las locales de las Juntas de usuarios, gobierno local, colegios se debe publicar en forma permanente el esquema hidráulico respectivo, para que sea de conocimiento de los productores agrarios y directivos. 1.8.2. SELECCIÓN DE PUNTOS DE AFORO a. A nivel de un canal más pequeño, donde se tenga interés en conocer su funcionamiento, y que atiende a una o más parcelas, y que está a cargo de un delegado de canal b. A nivel de un sector de riego que involucra un grupo numeroso de parcelas y un número de canales laterales de diferente c. A nivel de una Comisión de Regantes, compuesta por uno o varios subsectores de riego d. A nivel de una Junta de Usuarios e. Los puntos seleccionados, deben estar en los más críticos del sistema de riego en su conjunto, o donde se tenga interés en determinar la eficiencia.

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1.8.3. DESIGNAR AL PERSONAL ENCARGADO a. De acuerdo a los canales seleccionados, se definirá bajo responsabilidad de la Comisión de Regantes o Junta de Usuarios según el caso, a las personas que tendrán a cargo las mediciones o aforos, el registro, la recolección de información, el procesamiento y la determinación de la eficiencia de conducción y distribución. b. Estas personas serán o pueden ser el tomero (persona encargada de la toma en forma permanente), el guardamayor (la persona encargada de todo el sistema de riego), el sectorista (persona encargada de un sector de riego o una Comisión de Regantes), delegados de canal y otras personas seleccionadas y acreditadas para el trabajo. c. En cada punto de control se asignará a una persona responsable de la medición o aforos. De preferencia, se escogerá a personas que residan lo más cerca posible a los puntos de control. 1.8.4. DEFINIR EL TIEMPO Y PERIODICIDAD DE LAS MEDICIONES a. Se definirá y respetará, que las mediciones y determinaciones se harán durante un tiempo suficiente que permita obtener información completa y no parcial. Puede ser una campaña agrícola, o sea lo que demora el cultivo predominante del sector. b. Es recomendable hacer la determinación durante el período completo que demora el cultivo predominante de la zona, sin que esto sea limitante, ya que, si hay condiciones, se puede hacer durante todo el año agrícola, para lo cual hay que tener presente la cédula de cultivos instalada. c. No es recomendable hacer la determinación por un período parcial de la campaña agrícola de un cultivo. d. La periodicidad de las medidas para la eficiencia de conducción, serán diarias, durante las horas siguientes: 00:00, 06:00, 12:00 y 18:00 horas. En los días que el canal no tiene agua, el aforo se registrará como “sin agua”.

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1.8.5. VERIFICACIÓN Y ACONDICIONAMIENTO DE LOS CANALES Y ESTRUCTURAS EN EL CAMPO a. Una vez seleccionados los puntos de control, se procederá a su verificación y acondicionamiento en el campo. En el canal se debe medir o señalar las progresivas, como mínimo cada 500 metros, en la margen que sea más accesible para las personas encargadas de las mediciones. b. Se establecerán, identificarán y marcarán los puntos de control con sus respectivas progresivas en lugares visibles, con nombres apropiados relacionados con el lugar y/o personas de su ubicación, como usualmente sucede en el campo. c. Se acondicionará los puntos de control con las exigencias mínimas para realizar los aforos. El tramo de canal acondicionado, debe estar marcado a 5 metros del inicio y a 5 metros del final, para realizar los aforos por el método más sencillo del flotador, utilizando los 20 metros intermedios para medir la velocidad del agua. 1.8.6. PROCEDIMIENTOS DE AFORO EN CADA PUNTO A. Seleccionar el método de aforo más factible para cada lugar:  No todos los aforos se pueden hacer por el mismo método.  Esto depende de las condiciones de accesibilidad, disponibilidad de personal, equipos y recursos económicos de la organización de usuarios.  Es recomendable escoger el método que más se adapte en el punto seleccionado. B. Entrenar con anticipación a las personas encargadas  Según el método seleccionado, las personas encargadas deben ser y estar debidamente entrenadas para realizar su trabajo y responder con eficiencia.  Como requisito mínimo deben dominar el método de aforos escogido para el lugar asignado, sin que esto sea limitante, ya que pueden aprender otros métodos más complejos y precisos, porque los sectoristas pueden rotar de un sector a otro, o los métodos se pueden ir cambiando en la medida que mejore la infraestructura, para obtener resultados más precisos. DEMANDA PARA UN PROYECTO DE IRRIGACIÓN

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HIDRÁULICA APLICADA C. Realizar los aforos durante el tiempo y periodicidad establecidos Una vez que se ha escogido el método y la persona encargada, los aforos se deben realizar durante el tiempo o período programado y durante las horas establecidas. Para la eficiencia de conducción: - En la bocatoma, o lugar cercano del aforo, es recomendable tomar medidas, aforos o registros cada 6 horas (00: 00, 06:00, 12:00, 18:00 horas), todos los días durante la campaña, para sacar promedios de caudales derivados. - En las tomas principales o lugares cercanos seleccionados para el aforo, es recomendable tomar en las mismas horas y de no ser posible, hacerlo dos veces al día (00:06 y 18:00 horas) como mínimo. Para la eficiencia de distribución: -

En las tomas laterales igual que en las tomas principales, pero de no funcionar el canal en forma permanente, se debe asegurar que los datos tomados y registrados correspondan a los promedios de funcionamiento del canal desde el inicio hasta el final de cada turno o riego. - En las tomas parcelarias se deberá tomar mínimo tres medidas durante la realización del riego de la parcela, al inicio, a la mitad del riego y casi al finalizar el mismo. Salvo que las tomas sean estructuras calibradas que permitan obtener los aforos con mayor regularidad, los aforos se adaptarán a estas condiciones. D. Aforar en horas de máximo y mínimo caudal, con velocidades diferentes Es recomendable realizar aforos con caudales y velocidades variables, con la finalidad de obtener el rango de funcionamiento óptimo del canal, para dar las recomendaciones de no hacerlo funcionar en condiciones desfavorables, que van contra la eficiencia.

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HIDRÁULICA APLICADA CÁLCULO DE LA EFICIENCIA DE CONDUCCIÓN

DEPARTAMEN TO :: PROVINCIA DISTRITO: LOCALIDAD:

La Libertad Pacasmayo Jequetepeque Jequetepeque

CANAL DE CONDUCCCIÓN

SECTOR HIDRÁULICO: JequetepequeZarumilla ALTITUD: 500 msnm COORDENADAS: 742687.4184 E FUENTE HÍDRICA : Río Jequetepeque

0+000 0+200 0+400 0+500 0+600 0+700 0+800 0+900

9186058.0046 N

CANAL DE DISTRIBUCIÓN PERDIDAS EN EL CANAL DE CONDUCCION (Lt/seg)

NOMBRE

CAUDAL (Lts./seg)

FECHA:10/08/2015

Jequetepeque

TECAPA

90

SAN PEDRO-SAN JOSE

80

CHEPEN ALTO

10

SAN JUAN

1

3 1

181 19

19

EFICIENCIA(Ec)

200 100

10

15

5

2

SUBTOTAL DISTRIBUCIÓN(Lts./seg) CAUDAL INFILTRACIÓN (Lts./seg)

COMITÉ DE RIEGO:

Jequetepeque Regulado

CARÁCTERISTICAS CANAL CONDUCCIÓN

PROGRESIVA CAUDAL (Lts./seg)

JUNTA DE USUARIOS:

DEMANDA PARA UN PROYECTO DE IRRIGACIÓN

92%

OBSERVACIONES TIPO DE SECCIÓN

REVESTIDO(*)

Trapezoidal Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Trapezoidal

Concreto Concreto Concreto Concreto Concreto Concreto Concreto Concreto Concreto

SIN REVESTIR

Presenta grietas y rupturas Presenta grietas y rupturas Presenta grietas y rupturas Presenta grietas y rupturas

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HIDRÁULICA APLICADA CALCULO DE LA EFICIENCIA DE DISTRIBUCCIÓN

DEPARTAMENTO :

La Libertad

SECTOR HIDRÁULICO:

PROVINCIA :

Pacasmayo

ALTITUD: 500 msnm

DISTRITO: LOCALIDAD:

Jequetepeque

NOMBRE DE CANAL DISTRIBUCION

PROGRESIVA CANAL DISTRIBUCIÓN

TECAPA

0+000 0+050 0+100 0+150 0+200 0+250 0+300 0+350 0+400 0+450

SAN PEDRO-SAN JOSE

CHEPEN ALTO

SAN JUAN

0+000 0+025 0+050 0+075 0+100 0+125 0+150 0+175 0+200 0+225 0+000 0+010 0+020 0+030 0+040 0+050 0+060 0+070 0+090 0+100 0+000 0+050 0+100 0+150

Jequetepeque-Zarumilla

COORDENADAS: 742687.4184 E FUENTE HÍDRICA : Río Jequetepeque CAUDAL CANAL DISTRIBUCIÓN (Lts./seg)

JUNTA DE USUARIOS:

9186058.0046 N

LATERALES DE RIEGO NOMBRE DEL LATERAL

CAUDAL (Lts./seg)

TP1

12

TP2

11

TP3

15

CARÁCTERISTICAS CANAL DISTRIBUCIÓN PERDIDAS (Lt/seg)

EFICIENCIA(Ed)

TIPO DE SECCIÓN

REVESTIDO(*)

60.00%

Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular

Concreto Concreto Concreto Concreto Concreto Concreto Concreto Concreto Concreto Concreto

65.00%

Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular

arenoso-franco arenoso-franco arenoso-franco arenoso-franco arenoso-franco arenoso-franco arenoso-franco arenoso-franco arenoso-franco arenoso-franco

Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular

franco franco franco franco franco

Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular

franco franco franco franco franco

8

40

19

20

5 TP4

11 4

5 SUBTOTAL 80

TP5 49 TP6

15

TP7

8

TP8

20

50

2

10

10 TP9

6 1

3 SUBTOTAL 10

TP10 49 TP11

1.5

TP12

2

TP13

1.5

8

1

3

72.00%

0.5 TP14

1.2 0.8

1 SUBTOTAL 1

TP15 6.2 TP16

0.7

0.1 TP17 SUBTOTAL EFICIENCIA DE DISTRIBUCI

0.1 0.8

OBSERVACIONES

28

0.5

5

SIN REVESTIR

36

15

40

FECHA:10/08/2015

COMITÉ DE RIEGO: Jequetepeque

90 70

Jequetepeque Regulado

2.8

0.2

90.00%

Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular

Concreto Concreto Concreto Concreto

0.2 71.75%

ÓN (Ed)

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HIDRÁULICA APLICADA CALCULO DE LA EFICIENCIA DE APLICACIÓN

DEPARTAMENTO :

La Libertad

SECTOR HIDRÁULICO:

PROVINCIA :

Pacasmayo

ALTITUD: 500 msnm

DISTRITO: LOCALIDAD:

CANAL DISTRIBUCION NOMBRE

CAUDAL (Lts/seg.)

COORDENADAS: 742687.4184 E FUENTE HÍDRICA : Río Jequetepeque

Jequetepeque

9186058.0046 N

Jequetepeque Regulado

FECHA:10/08/2015

COMITÉ DE RIEGO: Jequetepeque

PARCELAS

TOMA LATERAL

AREA

CAUDAL QUE INGRESA N° PARCELA NOMBRE (Lts/seg.)

TIPO DE RIEGO

PENDIENTE

TEXTURA DE SUELO

HUMEDAD DEL SUELO

Ha

%

CULTIVO

PROFUNDIDAD DE RAÍCES (m)

SUPERFICIAL

A PRESIÓN

EFICIENCIA %

AGUA UTIL PARA CULTIVO (lt/seg)

OBSERVACIONES

Presenta el suelo presenta pendiente muy pronunciada

TP1

12

1

1.0%

Franco-Arcilloso

Humedo

8

0.24

Arroz

2

Tendido

30%

3.6

TP2

11

2

0.5%

Arcilloso

Muy humedo

7

0.21

Caña de Azucar

2

Surcos

40%

4.4

TP3

15

3

2.0%

Franco-Arcilloso

Muy humedo

11

0.32

alfalfa

2

60%

9

TP4

11

4

2.0%

Franco-Arcilloso

Humedo

8

0.24

Arroz

2

30%

3.3

34

1.00

42%

20.3

SUBTOTAL

49

Aspersión

Tendido

Presenta el suelo presenta pendiente muy pronunciada y no es uniforme la humedad en el radio

TP5

15

5

1.0%

Franco-Arcilloso

Humedo

10

0.29

Arroz

2

Tendido

30%

4.5

Presencia de malezas

TP6

8

6

0.5%

Arcilloso

Muy humedo

5

0.14

Arroz

2

Tendido

30%

2.4

Presencia de malezas

TP7

20

7

2.0%

Franco-Arcilloso

Muy humedo

16

0.46

Arroz

2

Tendido

30%

6

TP8

6

8

2.0%

Franco-Arcilloso

Humedo

4

0.11

Arroz

2

Tendido

30%

1.8

35

1.00

30%

14.7

80

SUBTOTAL

CHEPEN ALTO

JUNTA DE USUARIOS:

90

TECAPA

SAN PEDRO-SAN JOSE

Jequetepeque-Zarumilla

49 TP9

1.5

9

1.0%

Franco-Arcilloso

Humedo

1

0.23

Caña de Azucar

2

Tendido

30%

0.45

TP10

2

10

0.5%

Arcilloso

Muy humedo

1.5

0.34

Caña de Azucar

2

Tendido

30%

0.6

TP11

1.5

11

2.0%

Franco-Arcilloso

Muy humedo

1

0.23

alfalfa

2

Aspersión

60%

0.9

TP12

1.2

12

2.0%

Franco-Arcilloso

Humedo

0.9

0.20

alfalfa

2

Aspersión

60%

0.72

4.4

1.00

43%

2.67

Presenta el suelo presenta pendiente muy pronunciada

10

SUBTOTAL

6.2 EFICIENCIA DE APLICACIÓN (Ea)

DEMANDA PARA UN PROYECTO DE IRRIGACIÓN

Presenta el suelo presenta pendiente muy pronunciada y no es uniforme la humedad en el radio

36%

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CALCULO DE LA EFICIENCIA TOTAL DEL SISTEMA DEPARTAMENTO :

La Libertad

SECTOR HIDRÁULICO:

PROVINCIA :

Pacasmayo

ALTITUD: 500 msnm

DISTRITO: LOCALIDAD:

Jequetepeque

Jequetepeque-Zarumilla

COORDENADAS: 742687.4184 E FUENTE HÍDRICA : Río Jequetepeque

JUNTA DE USUARIOS:

9186058.0046 N

Eficiencia de Conducción Eficiencia de Distribución Eficiencia de Aplicación

DEMANDA PARA UN PROYECTO DE IRRIGACIÓN

Jequetepeque Regulado

FECHA:10/08/2015

COMITÉ DE RIEGO: Jequetepeque

91.50 71.75 % 36% %

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2. MODULOS DE RIEGO 2.1. COEFICIENTES DE CULTIVO El consumo de agua o evapotranspiración que ocurre en una superficie cultivada puede ser estimada a partir de datos meteorológicos (temperatura, humedad relativa, radiación solar, velocidad de viento) empleando el modelo de Penman-Monteith sugerido por la Organización de las Naciones Unidas Para la Alimentación y la Agricultura (FAO). La falta de información confiable respecto al modo en que estas afectan al cultivo, como varían durante el crecimiento y el comportamiento de este, determina que el modelo se emplee para determinar la evapotranspiración de referencia (ETr). Esta es la evapotranspiración que se presenta en un cultivo hipotético, cuyas características son conocidas y que corresponde a un cultivo de pasto de altura uniforme, bien regado y en óptimas condiciones de crecimiento. Fig. N°9: Evapotranspiración

Las diferencias en evaporación y transpiración del cultivo de referencia con respecto a un cultivo en particular, son integradas en un factor conocido como coeficiente de cultivo (Kc). De este modo, el Kc permite calcular el consumo de agua o evapotranspiración real de un cultivo en particular a partir de la evapotranspiración de referencia (ETr) a través de:

ETc = Kc * ETr Dónde: ETc: es la evapotranspiración del cultivo (mm) Kc: es el coeficiente de cultivo (adimensional) ETr: es la evapotranspiración de referencia (mm) DEMANDA PARA UN PROYECTO DE IRRIGACIÓN

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La estimación de Etr incorpora los efectos de los diferentes factores meteorológicos para establecer la demanda de agua que realiza la atmósfera. Por esto, el Kc varía con las condiciones particulares del cultivo, viéndose afectado por el clima sólo en una pequeña proporción. 2.1.1. ¿Cuál es el objetivo del uso del Coeficiente de Cultivo? El objetivo del uso del Kc es la determinación de la ETc en particular, basados en la información meteorológica medida a nivel local, es decir, en el área cercana y representativa de la zona del cultivo. La ETc obtenida representa el límite máximo de ET del cultivo cuando no existen obstáculos al crecimiento de este debido a limitaciones de agua. Fig. N°10: Superficie de suelo Húmeda

2.1.2. ¿Cuáles son las características del Coeficiente de Cultivo? El Kc representa el efecto combinado de cuatro características principales: – Altura del Cultivo. Esta tiene relación con la interacción que se produce entre el cultivo y el viento, así como la dificultad en el paso del agua desde las plantas hacia la atmósfera. – Albedo o reflectancia del cultivo. Es la fracción de la radiación solar que es reflejada por el cultivo, la cual a su vez es la principal fuente de energía para

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HIDRÁULICA APLICADA el proceso de evapotranspiración. El valor del albedo está fuertemente asociado a la porción de suelo que es cubierto por la vegetación. – Resistencia del Cultivo. Se refiere a la resistencia del cultivo a la transferencia del agua y está relacionada con el área foliar, la cual a su vez es la cantidad de hojas por superficie del cultivo. – Evaporación del Cultivo. Es la evaporación que se produce desde el suelo, también está afectado por la cobertura vegetal.

2.1.3. ¿Cuáles factores afectan el Coeficiente de Cultivo? El Kc considera los elementos que diferencian a cada cultivo del cultivo de referencia, el cual es cubre el suelo completamente y es homogéneo durante toda la temporada. Dado que las características del cultivo varían durante el período de crecimiento, del mismo modo el Kc debe variar. Tipo de Cultivo. Tanto el espaciamiento entre las plantas como las características de las hojas y de los estomas (puntos en los cuales se emite el vapor de agua hacia la atmósfera) afectan la evapotranspiración del cultivo. La distribución de las hojas, así como las estomas en esta afectan el Kc. Especies que presenten estomas sólo en la cara inferior de sus hojas (ej. cítricos y frutales de hoja caduca) presentarán valores de Kc menores. El control de la transpiración en árboles desarrollados que cubren un 70% del suelo puede causar valores de Kc menores, especialmente si son cultivados en ausencia de un cultivo que cubra el suelo. Clima. En condiciones de mayor aridez y de una mayor velocidad de viento los valores de Kc aumentan. Por otro lado, en climas húmedos o zonas con mayor humedad relativa y con velocidades de viento baja, los valores de Kc disminuyen. Esto cobra mayor importancia en cultivos altos. Los cultivos bajos que cubren el suelo se ven afectados en cuanto capturan mayores cantidades de radiación, que en definitiva es la variable que comanda la evapotranspiración. Evaporación del Suelo. Cuando el cultivo cubre completamente el suelo la evapotranspiración es principalmente la transpiración del cultivo. Cuando la relación de cobertura es menor, la evaporación del suelo cobra importancia,

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HIDRÁULICA APLICADA especialmente en cultivos pequeños con menos enraizamiento en los que la superficie del suelo debe estar húmeda con mayor frecuencia. Etapas de crecimiento del cultivo. El período de crecimiento puede dividirse en cuatro etapas. Etapa Inicial. Esta ocurre desde el período de siembra o establecimiento, en la cual la planta cubre poca superficie de suelo (10%). Por lo tanto, la evapotranspiración se compone principalmente de la evaporación del suelo, especialmente porque en estas condiciones el cultivo debe mantenerse en niveles óptimos de humedad en la superficie del suelo y requerirá de riegos frecuentes. Etapa de Desarrollo. Esta ocurre desde que el cultivo cubre un 10% del cultivo hasta que alcanza su nivel óptimo de cobertura, la que generalmente se produce a inicios de floración o cuando se produce la sobre posición de las hojas en plantas contiguas. A medida que el cultivo se desarrolla y sombrea el suelo la evaporación se ve cada vez más restringida y la transpiración gradualmente se convertirá en el proceso más importante. Etapa de Mediados de Temporada. Es la etapa desde la cobertura completa hasta el comienzo de la madurez. En esta etapa el Kc alcanza el valor máximo. Etapa de Finales de Temporada. El valor de Kc en esta etapa depende de las prácticas de cultivo. Este varía de aquellos cultivos que deben dejarse secar en forma natural antes de su cosecha a aquellos que deben ser regados con frecuencias para mantener las características de calidad de productos que son comercializados en fresco.

2.1.4. ¿Cómo se calcula el Coeficiente de Cultivo? Las metodologías de cálculo de Kc varían dependiendo de las características y las prácticas de cada cultivo. Estas se encuentran detalladas en el Boletín de Riego y Drenaje N° 56 de la FAO. Debido a las características y factores mencionados es que para la determinación precisa de las necesidades de riego de los cultivos, se deben emplear Kc que se encuentren desarrollados para una zona específica y validados para condiciones de cultivo que sean representativos.

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HIDRÁULICA APLICADA Fig. N°11: Etapas de crecimiento de la planta

Fig. N°12: Curva real y teórica del coeficiente de cultivo

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2.2. CÉDULA DE CULTIVO Determinar la cédula de cultivo, en un área de riego, incluye las consideraciones siguientes: - Especies y períodos de sus cultivos. - Áreas de cobertura de estas especies. - Número de campañas agrícolas al año. Para definir teóricamente una cédula de cultivo, “adecuada”, puede considerarse los criterios que a continuación indican, sin embargo éstos son relativos: Criterios técnicos para elegir cédula de cultivo: - Clima y aptitud de los suelos. - Nivel de la demanda de agua de los cultivos. - Rentabilidad de los cultivos. - Comportamiento del mercado para la adquisición de insumos y para la venta de la producción. - Tenencia de la tierra. - Vías de comunicación. - Disponibilidad de servicios para la producción y comercialización. Para elegir una cédula de cultivo con riego, deberá antes que nada tener en cuenta la cédula actual, las opiniones de los campesinos y poder observar cédulas de cultivo de proyectos de riego próximos, para poder apreciar límites de posibles cambios. En general es poco probable, que ocurra cambios radicales, sobre todo en lo referente a las especies. Un aspecto de fácil aceptación por parte de los campesinos es adelantar épocas de siembra, de las mismas especies para obtener mejores precios. La cédula de cultivo, deberá prepararse, en base a la lógica de explotación de la finca familiar y no necesariamente a la aptitud de los suelos y otros factores. En este sentido deberá analizarse también el sistema de distribución de agua entre los usuarios. Por ejemplo, si una comunidad decide repartir el caudal disponible insuficiente para toda la comunidad, en parte proporcional entre todos sus

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componentes y que esta cantidad satisface el riego de solo una fracción de la propiedad, deberá averiguarse, cuál será la prioridad de riego, puede ser para hortalizas, pastos, papa, etc. En relación a los otros cultivos tradicionales que no se regarán. En el riego, de comunidades campesinas, no es posible un optimización teórica de la cédula de cultivo en base sólo de parámetros hídricos (los cultivos que optimizan la disponibilidad de agua) o económicos (la combinación de cultivos más rentables). 2.3. VALORES KC DE LOS CULTIVOS La cédula de cultivo afecta la necesidad de agua de riego, de acuerdo a un factor Kc que se aplica a la ETP, y determina el valor máximo de la evapotranspiración y se denomina ETM (evapotranspiración máxima). El valor de Kc de un cultivo, varía de acuerdo al período de desarrollo de cultivo, que se clasifican en: - Período inicial. - Desarrollo del cultivo. - Mediados del período. - Finales del período. Cuadro N° 03: Valores de Kc Cultivo Zanahoria Algodón Cucurbitáceas Tomate Lechuga espinaca Maíz choclo Maíz grano Melón Cebolla verde Cebolla seca Papa Girasol Tabaco

Inicial 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.40 0.40 0.45 0.50 0.50 0.45 0.35 0.35

Período de cultivo Desarrollo Mediados 0.75 1.05 0.75 1.15 0.70 0.90 0.75 1.15 0.60 1.00 0.80 0.80 0.75 0.70 0.75 0.75 0.75 0.75

DEMANDA PARA UN PROYECTO DE IRRIGACIÓN

1.15 1.15 1.00 1.00 1.05 1.15 1.15 1.10

Finales 0.90 0.75 0.75 0.80 0.90 1.00 0.70 0.75 1.00 0.85 0.85 0.55 0.90

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2.4. PRECIPITACION FICAZ Y EFECTIVA La

precipitación

efectiva

es aquella

fracción

de la

precipitación

total

quees aprovechada por las plantas. Un agricultor considera que laprecipitación efec tiva es aquella cantidad que es útil en el aumento delos cultivos plantados en su tierra, bajo su gestión. El agua que sale del campo por escorrentía o por percolación profunda más allá de la zona delas raíces de su cosecha es ineficaz. Pero, por otro lado, si recibe la escorrentía desde fuera de un entorno de alto nivel, entonces puede agregar al stock de humedad y puede ser útil para la producción de cultivos. Parte del agua de lluvia se infiltra a través de la superficie y parte fluye sobre el suelo en forma de escorrentía superficial debido a la diferencia entre la velocidad de caída de las gotas y la velocidad de infiltración. Cuando la lluvia cesa, parte del agua que se encuentra en la superficie del suelo se evapora directamente a la atmósfera, mientras que el resto se infiltra lentamente en el interior del suelo. Del total del agua que se infiltra, parte percola por debajo de la zona de raíces, mientras que el resto permanece almacenado en dicha zona y podría ser utilizada por las plantas. El agua de lluvia evaporada, la de percolación profunda y la de escorrentía superficial no pueden ser utilizadas por el cultivo, a la porción restante, almacenada en la zona de raíces se le denomina “precipitación efectiva” y resulta de gran importancia pues define el rendimiento del cultivo implantado. Si fuese necesario regar es la precipitación efectiva y no la precipitación total la que debe considerarse en el cálculo de necesidad de riego En otras palabras, el término "precipitación efectiva" es utilizado para definir esa fracción de la lluvia que estará realmente disponible para satisfacer al menos parte de las necesidades de agua de las plantas.

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HIDRÁULICA APLICADA Cuadro N° 04: Valores de Kc

2.5. MÉTODOS MODERNOS DE CÁLCULO. Este parámetro se define como la fracción de la precipitación total utilizada para satisfacer las necesidades de agua del cultivo; quedan por tanto excluidas la infiltración profunda, la escorrentía superficial y la evaporación de la superficie del suelo. Como primera aproximación, Brouwer y Heibloem, proponen las siguientes fórmulas para su aplicación en áreas con pendientes inferiores al 5 %. Así en función de la precipitación caída durante el mes tenemos: Pe = 0.8 P - 25 Si: P > 75 mm/mes Pe = 0.6 P - 10 Si: P < 75 mm/mes Donde: P = precipitación mensual (mm/mes) Pe = precipitación efectiva (mm/mes) En climas secos: En climas secos, las lluvias inferiores a 5 mm no añaden humedad a la reserva del suelo. Así, si la precipitación es inferior a 5 mm se considera una precipitación efectiva nula. Por otro lado, sólo un 75 % de la lluvia sobre los 5 mm se puede considerar efectiva. Se puede usar la expresión: Pe = 0,75· (lluvia caída – 5 mm) En climas húmedos:

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En climas húmedos o en situaciones, o períodos del año en los que llueve de continuo durante varios días, la precipitación efectiva se obtiene sumando todos los volúmenes de precipitación, salvo cuando en un día llueve menos de 3 mm. Se puede consultar y ampliar la información en la página web: http://www.fao.org/docrep/X5560E/X5560E00.HTM 2.5.1. SCS (P, ET) La determinación rigurosa de este parámetro encierra especiales dificultades, por lo que es necesario recurrir a métodos simplificados. En este trabajo se ha utilizado el elaborado por el Servicio de Conservación de Suelos del Ministerio de Agricultura de Estados Unidos, en el que los valores de la precipitación efectiva mensual (mm) se obtiene mediante la expresión:

Siendo: Pe= Precipitación efectiva mensual (mm). Pt= Precipitación total mensual (mm). U= Uso consuntivo medio mensual.

Siendo: ∆s = dosis de riego neta (mm). Porcentaje Fijo Pe = a ·Pt

a = (0,7 – 0,9)

Precipitación Fiable Pe = 0.6 Pt –10

para Pt < 70 mm

Pe = 0.8 Pt – 24

para Pt > 70 mm

Fórmula Empírica Pe = a Pt + b para Pt < z mm DEMANDA PARA UN PROYECTO DE IRRIGACIÓN

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HIDRÁULICA APLICADA Pe = c Pt + d para Pt > z mm

2.5.2. USDA SCS (P) Una manera simple de estimar indirectamente este valor es a través del método de la USDA - Soil ConservationService (método que más recomienda la FAO) Pe = Pt (125 – 0.2 Pt / 125) para Pt < 250 mm Pe = 125 + 0.1 Pt para Pt > 250 mm 2.6. EJEMPLO DE APLICACION. “Cálculo de modulo de riego para un proyecto de riego de arroz” Datos: 

Cultivo: arroz



Superficie: 2 hectareas



Sistema de riego: bordes que siguen curvas de nivel



Eficiencia de aplicación: 80%



Caudal seleccionado: Rio Chico



Fecha de siembra: primeros dias de diciembre.



Periodo vegetativo: 55 dias



Fecha de cosecha: 120 dias

Procedimiento: Obtención de Evapotranspiración potencial mm/ día Formula: (evaporación)(coeficiente tanque)(días del mes) Meses Enero

evaporacion

coeficiente

mm/día

del tanque, k

Mm/día

Mm/mes

5.74

0.8

4.59

142.4

8.4

0.8

6.72

208.3

9.14

0.8

7.31

226.7

Abril

5

0.85

4.25

131.8

Mayo

4.97

0.85

4.22

131.0

Junio

4.1

0.85

3.49

108.0

Julio

4.1

0.85

3.49

108.0

Febrero Marzo

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Agosto

4.01

0.85

3.41

105.7

Septiembre

4.22

0.85

3.59

111.2

Octubre

3.77

0.85

3.20

99.3

Noviembre

3.6

0.85

3.06

94.9

Diciembre

4.72

0.85

4.01

124.4

Obtención de Precipitación efectiva 

Meses mayores de 20 mm de precipitación media y menores de 50mm se le resta 20 mm



Meses mayores de 50 mm se dejan iguales

Obtención de Precipitación efectiva Deficiencia: 

Precipitación es menor que el ETP = ppt ETP

Calculo módulo de riego. 1. Números de días / mes de cultivo 

Diciembre, Enero, Febrero, Marzo

2. Evapotranspiración potencial, mm/día Meses

evaporación

coeficiente

mm/día

del tanque, k

Mm/día

Mm/mes

Diciembre

4.72

0.85

4.01

124.4

Enero

5.74

0.8

4.59

142.4

8.4

0.8

6.72

208.3

9.14

0.8

7.31

226.7

Febrero Marzo

3. Coeficiente del cultivo: 

1.2 de acuerdo a literatura citada.

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4. Evapotranspiración del cultivo, mm/día 

Formula: ETP x Coeficiente del cultivo coeficiente

Meses

Mm/día

del cultivo

Mm/mes

ETP cultivo ETP cultivo mm/día

mm/mes

Diciembre

1.2

4.01

124.30

4.8

149.10

Enero

1.2

4.59

142.30

5.5

170.70

Febrero

1.2

6.72

188.10

8.1

225.70

Marzo

1.2

7.31

226.60

8.8

271.90

5. Demanda neta mensual 

Formula: ETP Cultivo mm/mes - ppt efectiva Meses

ETP cultivo mm/mes

Ppm efectiva

demanda neta mensual

Diciembre

149.1

70.8

78.3

Enero

170.7

52.1

118.0

Febrero

225.7

0

225.7

Marzo

271.9

1

270.9

6. Eficiencia de riego 

0.80 %

7. Módulo de riego lts/ seg/ ha 

Formula: ETC cultivo máximo Eficiencia de riego

Marzo = 8.77 mm/día x 10,000 m2 x 1 m x 1 día

=

0.80 % 1 ha. 1000 mm

86,400 seg. = 1.26 L / seg / ha

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3. DEMANDA PARA UN PROYECTO DE IRRIGACIÓN 3.1. CONSIDERACIONES GENERALES Dentro de todos los usos del agua, el volumen utilizado para el riego es muchísimo mayor al de otros usos. Así Por ejemplo, para cultivar bajo riego 1 ha de tierra, se puede requerir el volumen necesario para una población de 1,000 habitantes, de allí la importancia del proceso de cálculo que la demanda de agua representa. Si tenemos en consideración que en un sistema de riego, el agua se deriva o capta desde un solo punto (bocatoma) y que para llevarla a los distintos sectores cultivables en que se divide el área de riego ésta debe circular por una extensa y compleja red de canales. Entonces, podemos decir que resulta completamente difícil determinar con exactitud la demanda de agua para riego. Para calcular la demanda de agua para riego, se necesita conocer: -Cédula de cultivos. -Ciclo Vegetativo y el Kc de cada cultivo. -La evapotranspiración real y uso consuntivo de agua. -Área a Irrigar Generalmente el objetivo es determinar el volumen de agua anual , que requieren los cultivos instalados dentro de un sistema de riego para obtener un producción de calidad. 3.2. DISTRIBUCIÓN DEL AGUA DERIVADA CON FINES DE RIEGO Dado que el agua se regula, deriva, conduce, distribuye y se aplica al tener para compensar su deficiencia hídrica, todas las pérdidas son función de dicho déficit y representan una fracción del mismo, de modo que el monto de las pérdidas depende en principio de la velocidad de uso del agua por cultivo, o sea la evapotranspiración. 𝑅𝑒𝑞𝑢𝑒𝑟𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜𝑠 𝑑𝑒𝑙 𝑝𝑟𝑜𝑦𝑒𝑐𝑡𝑜 =

𝐸𝑣𝑜𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑝𝑖𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑅𝑒𝑎𝑙 − 𝐴𝑝𝑜𝑟𝑡𝑒𝑠 𝐻í𝑑𝑟𝑖𝑐𝑜𝑠 𝐸𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑃𝑟𝑜𝑦𝑒𝑐𝑡𝑜

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3.3. FACTORES QUE AFECTAN LA DEMANDA DE AGUA EN SISTEMA DE RIEGO 3.3.1. FACTORES AGRÍCOLAS La demanda de agua depende del tipo de cultivo que se va a producir: Cultivos de mayor consumo de agua→mayor demanda. Cultivos de menor consumo de agua→menor demanda.

3.3.2. FACTORES CLIMATICOS

La Precipitación es el factor más importante que afecta la demanda de agua: A más precipitación, menor demanda.

DEMANDA PARA UN PROYECTO DE IRRIGACIÓN

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HIDRÁULICA APLICADA A menor precipitación, mayor demanda. La temperatura (𝛵) influye en la evotranspiración (𝐸𝑇𝑃), por lo tanto: A mayor temperatura, mayor demanda. A menor temperatura, menor demanda.

3.3.3. FACTORES EDAFÍCOS El tipo de material de suelo influye en la demanda de agua: Presencia de suelo arcilloso, menor demanda. Presencia de suelo arenoso o granoso, mayor demanda.

3.3.4. FACTORES DE INGENIERÍA PLANIFICACIÓN: Cálculo de la demanda agua del sistema de riego. DISEÑO: Dimensionamiento de las obras hidráulicas con los datos anteriores. CONSTRUCCIÓN: Ejecución y desarrollo del proyecto.

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Obras bien construidas garantizan una eficiente operación hidráulica. 3.3.5. FACTORES DE OPERACIÓN DEL SISTEMA DE RIEGO. La operación del sistema, está a cargo de los usuarios debidamente organizados bajo la administración de las Autoridades Locales de Agua del MINAG. Los sectoristas de riego deben estar plenamente capacitados en operación de estructuras de riego y asignación de caudales.

Las estructuras deben operar de manera correcta, de acuerdo a lo establecido en el Manual de Operación del Sistema de riego.

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3.3.6. FACTOR ECONÓMICO El agua de riego debe tener un costo real por M3, de tal manera que el usuario pueda valorar el costo del volumen de agua que utiliza para el desarrollo de sus cultivos

3.3.7. FACTORES LEGALES, SOCIALES E INSTITUCIONALES. SOCIALES: Diferencias culturales, costumbres, religión, etc, influyen en la fase de opresión y mantenimiento del sistema de riego. INSTITUCIONALES:

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HIDRÁULICA APLICADA La organización de usuarios de agua de riego es fundamental. Organizaciones fortalecidas, tienen vida institucional y son representativas, por tanto cumplen la Ley de Recursos Hídricos. Organización de usuarios de un sistema de riego

D. BIBLIOGRAFÍA 

Luján García, J. 1992. Eficiencia de Riego. CEDEX (Centro de Estudios y Experimentación de Obras Públicas.) Pp: 108 .SAR. 2001. Metodologías de evaluación de sistemas de riego. Consejería de Agricultura y Pesca. Junta de Andalucía.



Walker, W. R. 1989. Guidelines for designing and evaluating surface irrigation systems. Irrigation and Drainage. Paper 45, Food and Agriculture Organization of the United Nations, Rome Italia. Pp: 158.



HIDRÁULICA DE CANALES. Ing. Máximo Villón Béjar.



Formulación y evaluación de proyectos dentro del marco del sistema nacional de inversión pública. (MEF)



Manual del cálculo de eficiencia para sistemas de riego. MINISTERIO DE AGRICULTURA Y RIEGO.



Manual práctico de diseño de pequeñas irrigaciones, ing. Eduardo García Trisolini.



Diplomado en Formulación y Evaluación de Proyectos de Riegos – MINAGRI



Manual práctico para el diseño de sistemas de minirriego – FAO



Riego y Drenaje – Johan Vergin



Manual de uso Consuntivo del agua para los principales cultivos de la Costa Peruana – MINAGRI

E. LINKNOGRAFÍA 

https://www.mef.gob.pe/contenidos/inv_publica/docs/capacidades/capac_12/PRESENTACI ONES_julio_ago/RIEGO/3_Formulaci_Riegos.pdf



http://minagri.gob.pe/portal/download/pdf/manualriego/manual_determinacion_eficiencia_rie go.pdf



http://www.fcpa.org.pe/archivos/file/DOCUMENTOS/5.%20Manuales%20de%20proyectos% 20de%20infraestructura/Manual%20de%20pequenias%20irrigaciones.pdf

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F. EJERCICIOS DE APLICACIÓN 1. DISEÑO DE CANAL DE DERIVACION 1.1. CAUDAL PARA CANAL DE DERIVACIÓN 1.1.1. Generalidades En todo proyecto el concepto básico que se maneja es relacionado con el caudal de diseño de las estructuras hidráulicas a proyectar, el mismo que debe satisfacer de forma óptima y oportuna los requerimientos básicos del proyecto, para ello se tiene en cuenta la demanda de agua de los cultivos, en función a las características climatológicas y las pérdidas de agua que se generan en el sistema que está íntimamente ligado a la eficiencia del proyecto, como también su operación. En el presente proyecto, se tiene en cuenta con un sistema de riego actualmente en operación, que atiende un área de riego de 1 268.01 ha, de allí que se esté planteando efectuar el mejoramiento el sistema, por lo tanto, se realizará una evaluación de la demanda hídrica del área en estudio. 1.1.2. Balance Hídrico a) Disponibilidad del agua El Sistema de riego del valle de Zaña con fines agrarios, a través de las comisiones de regantes que corresponde a: Oyotún, Nueva Arica, Cayaltí, Otra Banda, Zaña, Úcupe, Mocupe y Lagunas, estableciéndose 12 033 ha. bajo riego con una demanda de 111.190 Hm3, del cual se asigna el volumen requerido para el área en estudio, dicho volumen está en función de área a irrigar y de los cultivos instalados. En el área del proyecto es asignado un volumen de 10.774 Hm3 mensual. 1.2 DETERMINACIÓN DEL CAUDAL DE DISEÑO  Las necesidades hídricas en todo proyecto de riego, está en función del área cubierta por el sistema de irrigación, la cantidad y tipo de cultivos instalados, las características de los suelos y las condiciones climáticas de la zona.  En base a los datos obtenidos se ha establecido una cédula de cultivo para un año promedio en la cual se ha tenido en cuenta el plan de cultivo de las campañas agrícolas 2014-2015 (Tabla N°1) proporcionado por la Comisión de Regantes Lagunas, con esta cédula se elaboró una tabla con los datos de cultivos sembrados e instalados que ha servido de base para determinar la demanda de riego, estableciéndose un área promedio total de 1 268.01 ha. de cultivos en situación actual. DEMANDA PARA UN PROYECTO DE IRRIGACIÓN

Página 42

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HIDRÁULICA APLICADA Tabla N°1

Consolidado de Superficies de Siembra en el Valle Zaña 2014-2015(ha) SUPERFICIE MENSUAL CON PLAN DE CULTIVO Y RIEGO(ha) CULTIVOS

AGO

SEP

OCT

NOV

DIC

ENE

FEB

Ají Panca

0.50

2.50

2.50

5.67

5.17

3.17

3.17

Alfalfa

61.44

158.44

241.39

246.39

249.39

249.39

249.39

249.39

Caigua

7.30

26.28

44.08

45.58

45.58

38.28

19.30

1.50

Camote

3.00

8.72

8.72

6.72

1

1

350.00

350.00

350.00

350.00

350.00

350.00

350.00

350.00

350.00

350.00

350.00

187.54

183.14

187.54

183.14

187.54

Caña empresa

MAR

ABR

MAY

JUN

JUL

MAX 5.67

249.39

249.39

249.39

249.39

249.39 45.58 8.72

Caña Individual

42.98

111.44

175.84

183.14

187.54

183.14

187.54

183.14

Cebolla de Cabeza

10.00

13.00

21.50

26.55

26.55

16.55

13.55

5.05

Frijol Chileno

11.00

26.17

34.67

27.67

12.50

4.00

34.67

1.00

1.00

1.00

1.00

1.00

1.00

Frijol Lenteja

26.55

Frutales

0.29

0.29

0.29

0.29

0.29

0.29

0.29

0.29

0.29

0.29

0.29

Maíz Amarillo

7.00

91.70

164.17

222.39

220.39

145.69

66.22

72.38

67.38

67.38

64.38

2.00

2.00

2.00

2.00

2.00

2.00

1.00

1.00

Maíz Blanco Pastos Repollo

1.00

1.00

1.00

1.00

1.00

1.00

1.00

1.00

1.00

1.00

12.00

23.00

26.00

26.00

19.50

15.50

4.50

1.50

1.50

1.50

10.50

17.50

29.50

29.50

29.50

19.00

12.00

10.50

39.61

60.21

76.21

77.71

67.21

38.10

17.50

1.50

160.51

492.65

1145.87

1248.11

1233.62

1114.12

963.06

903.15

860.60

6.50

Tomate Zapallo

TOTAL

0.29

222.39

26.00 29.50 77.71

859.10

856.10

790.22

FUENTE: Elaborado por los responsables 1.2.1

Determinación de la Demanda de Agua para el Uso Agrícola:

Es la cantidad de Agua que se requiere para satisfacer las necesidades hídricas de los cultivos, para tal efecto se realizan los cálculos de la evotranspiración relacionando las características de cada cultivo con las condiciones meteorológicas y luego determinar los niveles de descarga necesarios para contrarrestar las pérdidas producidas por el canal. a) Evapotranspiración: Referida específicamente a la suma de la evaporación y transpiración media en mm, este término solo es aplicable correctamente en superficies de terreno cubiertas por vegetación.

DEMANDA PARA UN PROYECTO DE IRRIGACIÓN

0.29

Página 43

1268.01

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 Evapotranspiración Potencial (E.T.P.): Se define como la cantidad de agua evaporada y transpirada por una planta (caso de una vegetación de baja altura en pleno crecimiento que cubre íntegramente el terreno); se le considera dependiente del clima y puede estimarse de parámetros climáticos.  Evapotranspiración Real (E.T.R.): Es el consumo de agua por parte de las plantas bajo condiciones actuales, de manera que la E.T.R es igual a la E.T.P afectada por un coeficiente de cultivo (Kc) que tiene en cuenta el efecto de la relación agua, suelo, planta, atmósfera. 𝐄. 𝐓. 𝐑 = 𝐄. 𝐓. 𝐏 𝒙 𝐊𝐜 Donde: E.T. P= Evapotranspiración Potencial. (Uso consuntivo). E.T. R= Evapotranspiración Real. Kc= Coeficiente de Cultivo.  Coeficiente de Cultivo (Kc): Para determinar los requerimientos de agua en los cultivos, es necesario determinar los coeficientes de uso consuntivo “Kc” del cultivo. Los factores que afectan los valores de Kc son: Las características dl cultivo, la duración del período vegetativo, las condiciones climáticas y la frecuencia de las lluvias o de los riesgos. En la tabla N°2 se presentan los coeficientes de cultivo para cada mes según la cédula de cultivo de la zona de estudio.

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HIDRÁULICA APLICADA Tabla N° 2 Coeficiente “Kc” de cultivos permanentes ALFALFA

CAÑA

FRUTALES

PASTOS

Enero

0.95

1.00

0.70

0.90

Febrero

0.98

1.00

0.70

0.90

Marzo

0.95

1.00

0.70

0.90

Abril

0.86

0.70

Mayo

0.76

1.00 0.90

0.70

0.90 0.80

Junio

0.65

0.90

0.70

0.80

Julio

0.60

0.90

0.70

0.80

Agosto

0.65

0.90

0.70

0.80

Setiembre

0.70

0.90

0.70

0.80

Octubre

0.77

0.90

0.70

0.80

Noviembre

0.84

0.90

0.70

0.80

Diciembre

0.90

0.90

0.70

0.80

CULTIVO MES

Fuente: Estudio Agrologico Especial y de Relación Agua – Suelo – Planta con fines de Riego. Ministerio de Agricultura Dirección General de Aguas Dirección de Preservación y Conservación 1976. b) Eficiencia de Riego: Dentro del análisis que se Realiza para determinar el módulo de riego es de vital importancia que en todo sistema de riego se analice las pérdidas de agua, ya que repercute en la eficiencia del mismo, por lo que debe hacer una estimación de estas pérdidas para poder incrementar las demandas netas (consumo de cultivo), mediante un factor que se denomina coeficiente de pérdidas (Cp). 𝐂𝐩 = 𝟏⁄𝐄𝐭 Donde: Et= Eficiencia Total

 Eficiencia de Conducción (E.c): Está relacionada con la eficiencia del sistema desde el punto de captación hasta el punto de entrega, dentro de los factores que influyen en el valor de esta eficiencia tenemos: -Caudal conducido por el canal. DEMANDA PARA UN PROYECTO DE IRRIGACIÓN

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HIDRÁULICA APLICADA -Pendiente de fondo. -Rugosidad. -Geometría de la sección del canal. -Permeabilidad del material del canal. -Profundidad del nivel freático.

El Factor más importante que disminuye la eficiencia de conducción es la pérdida por infiltración y operación. b.1. Pérdidas por Infiltración en Canal Principal (revestido): En canales revestidos, las pérdidas por infiltración, según el “U.S. BUREAU OF RECCLAMATION, LININGS FOR IRRIGACION CANALS”, se estima en 𝐏 = 𝟏𝟎𝟎 𝐥⁄𝐝í𝐚⁄𝐦𝟐 𝐝𝐞 𝐜𝐚𝐧𝐚𝐥 Recomienda estimar estas pérdidas con gran rango de seguridad entre 0.5% a 1%. Tabla N°3 Pérdidas de aguas por infiltración según caudal Canales

Porcentaje %

Q < 10 m3/seg.

0.5%

Q > 10 m3/seg.

1.0%

Fuente: “Hidráulica de Canales”. Máximo Villón B. b.2. Pérdidas por Infiltración en Regaderas: Corresponde a las pérdidas que ocurren en canales de tierras, pudiendo ser estos los canales laterales u sub laterales, donde las pérdidas de acuerdo a experiencias de muchas investigaciones son las siguientes:

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HIDRÁULICA APLICADA Tabla N°4

Pérdidas de aguas por infiltración según las características físicas del suelo Textura

Pérdidas (%)

Arcillas (finas)

2.0

Textura Media (moderadamente gruesa) Arenosa (gruesa)

8.0 15.0

Fuente: “Hidráulica de Canales” – Máximo Villón B.  Eficiencia de Operación y Distribución (Eod): Para el presente proyecto, se considerará un porcentaje de pérdidas por operación, debido a reboses y fugas en las compuertas de derivación y deficiencias de manejo. Lo cual se estimará la eficiencia de operación y distribución en un 85% como promedio y tiene que ver con la forma que se acostumbra en el medio a efectuar la repartición del agua a los predios por medio de los canales laterales. Este criterio se tomó en base a la experiencia de los profesionales encargados de la operación y mantenimiento del sistema (Comisión de Regantes).  Eficiencia de Aplicación (Ea): Esta eficiencia se presenta a nivel de parcelas y tiene que ver con la relación que existe entre el volumen de agua de riego almacenada en el suelo en la zona radicular y el volumen de agua que ingresa en la parcela, para el proyecto estas pérdidas se han calculado a partir de la tabla N°5 del manual de AMES, según características del suelo a cultivarse.

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HIDRÁULICA APLICADA Tabla N°5 Eficiencia de riego por superficie según Ames Keller y Mc. Culloch

Textura del suelo y Topografía 1. Arenosos a. Bien nivelados b. Nivelación insuficiente c. Quebrada o pendiente 2. Medio profundo a. Bien nivelados b. Nivelación insuficiente c. Quebrada o pendiente 3. Medio poco profundo a. Bien nivelados b. Nivelación insuficiente c. Quebrada o pendiente 4. Pesado (fino) a. Bien nivelados b. Nivelación insuficiente c. Quebrada o pendiente

Melgas

Sistema de riego Melgas en contorno Surcos

Pozas

60

40-50

45

70

40-50 -

35 20-30

30 20

-

70-75

65

55

70

50-60 -

45 35

45 35

-

60

50

45

60

40-50 -

35 30

35 30

-

60

65

50

60

40-50 -

55 35-45

45 30

-

Fuente: Manual para la Operación de Riego. Dirección de Agua y Suelos de la Sub Región ll-Agricultura. Nota: Al descontar de 100 cada uno de estos valores se obtienen las pérdidas que ocurren a nivel de parcela. c) Cálculo de la Evapotranspiración Potencial (E.T.P): Depende fundamentalmente de las condiciones climáticas existentes, dadas por las características físicas de la atmósfera vecina al suelo. Se ha calculado usando el método de CHRISTIANSEN, que usa como datos temperatura media mensual, humedad relativa, horas de sol y altitud. La ecuación CHRISTIANSEN tiene la siguiente forma: 𝐄𝐓𝐏 = 𝐂. 𝐊. 𝐑𝐓

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HIDRÁULICA APLICADA

Sabiendo que: 𝐂 = 𝐂𝐓 ∗ 𝐂𝐇 ∗ 𝐂𝐖 ∗ 𝐂𝐒 ∗ 𝐂𝐄 Donde: ETP= Valor de la evotranspiración (mm/día) K= 0.324 (Constante adimensional de Correlación) RT=Radiación solar teórica considerada en el techo de la atmósfera T= Valores Mensuales de T° H= Humedad relativa W= Velocidad del viento S=Horas de sol E=Altitud Coeficientes: Tc 2

Tc

 CT = 0.463 + 0.425 (Tc ) + 0.112 (Tc ) 0

0

Tc= Temperatura promedio en °C Tco=20°C W

W 2

 CW = 0.672 + 0.406 (W ) − 0.078 (W ) 0

0

W=Promedio de la velocidad del viento a 2m sobre el nivel del suelo Wo=100 millas/día ó 67 Km/hora Si los valores de velocidad se obtienen de alturas diferentes de 2m. sobre el nivel del suelo deben ser corregidas. Usar: 𝑍 1⁄7 V = 𝑉𝑎 . ( ) 𝑍𝑎 V=Velocidad del viento corregida Va=Velocidad del viento medida

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HIDRÁULICA APLICADA

Z=Altura del instrumento de medición sobre el nivel del suelo Za=Altura asumida del tanque de evaporación y tipo “A” Hm

Hm 3

 CH = 1.035 + 0.24 (Hm ) − 0.275 (Hm ) 0

0

Hm=Humedad relativa promedio Hmo=60% S

S 2

 Cs = 0.340 + 0.856 (S ) − 0.196 (S ) 0

0

S=Porcentaje promedio de luz solar So=80% Nota: Las horas de sol se registran generalmente en horas de sol totales al mes, por lo que hay que convertirlas en % de horas de sol diarias usando la expresión: %S =

Horas de sol acumuladas en el mes 𝑥100 12𝑥N°de días a mes E

 CE = 0.970 + 0.030 (E ) 0

E=Altura sobre el nivel del mar de la estación meteorológica Eo=305m d) Determinación del Módulo de Riego: Se presenta el cálculo de módulo de riego para los cultivos permanentes de alfalfa, caña, frutales, pastos y transitorios como ají panca, caigua, camote, cebolla, frijol, maíz, cuya metodología se explica tomando como modelo los cultivos permanentes. Se tomó este cultivo al azar porque también se pudo tomar cualquier otro cultivo, solo fue para explicar el procedimiento. e) Determinación del Caudal de Diseño: Calculados los módulos de riego, se toma el mayor valor, para determinar el caudal de diseño del canal, empleando la siguiente relación. 𝐐𝐝 = 𝐌. 𝐑 𝑥 𝐀𝐢

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HIDRÁULICA APLICADA

Donde: Qd= Caudal de diseño. M.R= Módulo de riego máximo Ai= Área de influencia. 1.3 CÁLCULO DE CAUDAL DE DISEÑO 1.3.1

Determinación de la Demanda de Agua para el uso Agrícola 1.3.1.1 Cálculo del Uso Consuntivo: Con la aplicación del método indirecto de CHRISTIANSEN, de acuerdo con la metodología que a continuación se describe, se determinó el valor del uso consuntivo, cuyos resultados se indican en la Tabla N°6. La ecuación de CHRISTIANSEN tiene la siguiente forma: 𝐄𝐓𝐏 = 𝐂. 𝐊. 𝐑𝐓 Sabiendo que: 𝐂 = 𝐂𝐓 ∗ 𝐂𝐇 ∗ 𝐂𝐖 ∗ 𝐂𝐒 ∗ 𝐂𝐄 Donde:

ETP= Valor de la evotranspiración (mm/día) K= 0.324 (Constante adimensional de Correlación) RT=Radiación solar teórica considerada en el techo de la atmósfera T= Valores Mensuales de T° H= Humedad relativa W= Velocidad del viento S=Horas de sol E=Altitud

Tabla N°6 DEMANDA PARA UN PROYECTO DE IRRIGACIÓN

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HIDRÁULICA APLICADA Cálculo de Evapotranspiración

Tem Tem Tem Humedad Viento Insolación Rad ETP ETP Min Max Med (%) (m/s) (h) (MJ/m2/día (mm/día) (mm/mes) (°C) (°C) (°C) Enero 20.0 31.6 25.8 70.0 3.3 7.2 20.9 2.147 66.57 Febrero 21.1 31.7 26.4 72.0 2.6 7.1 21.0 2.043 57.21 Marzo 21.2 31.8 26.5 73.0 2.4 7.1 20.6 1.935 60.00 Abril 19.3 31.0 25.15 74.0 2.4 7.3 19.7 1.748 52.45 Mayo 16.7 29.4 23.05 75.0 2.6 7.4 18.3 1.509 46.77 Junio 15.3 27.5 21.4 76.0 2.9 6.4 16.1 1.247 37.42 Julio 14.8 27.5 21.15 73.0 3.3 6.2 16.8 1.355 42.00 Agosto 14.7 27.4 21.05 71.0 3.3 6.5 17.8 1.544 47.87 Septiembre 15.1 27.3 21.2 73.0 3.5 7.4 20.5 1.757 52.71 Octubre 15.8 27.8 21.8 72.0 3.5 7.6 21.5 1.914 59.32 Noviembre 16.3 28.7 22.5 72.0 3.7 7.7 21.6 1.994 59.82 Diciembre 18.1 29.8 23.95 72.0 3.9 7.7 21.5 2.093 64.88 FUENTE: Elaborado por los responsables MES

1.3.1.2 Cálculo de la Eficiencia de Riego: La estimación de la eficiencia total del sistema de riego para un canal revestido de concreto se obtendrá considerando las siguientes pérdidas. a) Pérdida por infiltración en el Canal Principal (Pc): Esta pérdida se ha estimado en base a las recomendaciones que hace el U.S.B.R, que están de acuerdo al caudal que transporta un canal. Siendo el caudal utilizado menor a 10m3/s, le corresponde la pérdida de 0.5%. b) Pérdida por infiltración en Regaderas (Pr): Se estimó en base a la Tabla N°4. Según el plano textural del suelo realizado en la zona de influencia del canal de derivación, se ha encontrado la predominancia de suelos medios, moderadamente gruesos y menos grado los arenosos, correspondiéndole una pérdida del 12%. c) Pérdida por Operación (Po): La pérdida se estima en 10% debido a reboses y fugas en las compuertas de derivación y a la deficiencia del manejo. d) Pérdida a Nivel de Parcela Se tomó en base a la tabla N°5, tomando como guía el cultivo de la caña por ser el cultivo de mayor área sembrada en la zona, este será sembrado en suelos medios profundos con nivelación insuficiente y el sistema de

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HIDRÁULICA APLICADA riego será por el método de surcos, correspondiéndole una pérdida del 55%. 1.3.1.3 Cálculo de las Eficiencias del sistema: a) Eficiencia por Conducción(Ec): Ec=100- (Pérdidas en el canal principal más pérdidas por operación) Ec=100-(0.5+10) Ec=89.50% b) Eficiencia de Regaderas(Er): Er=100-(Pérdidas en regaderas) Er=100-12 Er=88.00% c) Eficiencia de Parcela(Ep): Ep=100-(Pérdidas en parcela) Ep=100-55 Ep=45.00% d) Eficiencia de Distribución(Ed): Ed=Ec x Er Ed=0.895 x 0.88 Ed=78.76% e) Eficiencia Total(Et): Et=Ed x Ep Et=0.7876 x 0.45 Et=35.44% Nota: La Eficiencia de Operación y de Distribución se estima en un 85% como promedio, y tiene que ver con la forma que se acostumbra en el

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HIDRÁULICA APLICADA medio a efectuar la repartición del agua a los predios, por medio de caudales laterales. 1.3.1.4 Cálculo del Módulo de Riego: a) Cálculo del Coeficiente de Cultivo Kcp: Para el presente caso por tratarse de más de un tipo de cultivo, determinaremos el valor ponderado de Kcp. Se tiene: Kcp =

∑Kci x Ai At

Tabla N°7 Cálculo de Kcp CULTIVOS

Kci

ÁREA

Kci x

(ha)

ÁREA

Alfalfa

0.80

249.39

199.51

Caña

0.93

537.54

499.91

Frutales

0.70

0.29

0.20

Pastos

0.83

1.00

0.83

Kcp

0.89

FUENTE: Elaborado por los responsables b) Cálculo de la Evapotranspiración Real ETR: Se tiene:

ETR= Kcp x ETP

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HIDRÁULICA APLICADA Tabla N°8 Cálculo de ETR MES

ETP mm/mes

ETR mm/mes

ENE

66.57

59.16

FEB

57.21

50.84

MAR

60.00

53.32

ABR

52.45

46.61

MAY

46.77

41.56

JUN

37.42

33.26

JUL

4.00

37.33

AGO

47.87

42.54

SEP

52.71

46.84

OCT

59.32

52.72

NOV

59.82

53.16

DIC

64.88

57.65

FUENTE: Elaborado por los responsables c) Cálculo de la Precipitación Eficaz PE: Es aquella parte de la precipitación que queda almacenada en una capa de 40cm. de espesor promedio, disponible para la planta; su cálculo es mediante el método empírico de Watter and Power Resources Service, basados en la tabla N°9 que expresa el porcentaje de precipitación eficaz para cada incremento de lluvia.

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HIDRÁULICA APLICADA Tabla N°9 Porcentaje de precipitación eficaz por cada incremento de lluvia Incremento de

Precipitación

Precipitación

Eficaz

(mm)

(%)

5

0

30

95

55

90

80

82

105

65

130

45

155

25

>155

5

Fuente: “Principios Básicos de Riego”-Absalón Vázquez V, y Lorenzo Chang N. Como el incremento de precipitación en el mes de marzo fue de 10.99mm, se interpola para hallar el porcentaje de precipitación eficaz, hallándose que por cada incremento de lluvia sería de 22.42%. Se tiene:

PE=22.42%

d) Cálculo de la Precipitación Eficaz Reducida PER: Se calcula considerando que en algunos meses la evaporación real para algunos cultivos será menor que la precipitación efectiva, y para evaluar que cultivos tienen ETR menor que PE, dividimos. Se tiene: PER =

PE 22.42 = ETP 66.57

𝐏𝐄𝐑 = 𝟎. 𝟑𝟒 𝐦𝐦/𝐦𝐞𝐬 Entonces todos los cultivos con coeficientes de cultivo Kc mayores que 0.34 y cuya ETR es mayor a la PE, dispone de 0.34mm de PE.

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HIDRÁULICA APLICADA Tabla N°10 Cuadro Resumen CULTIVO

ÁREA

ETP

Kc

ETR

Alfalfa

249.39

66.57

0.95

63.24

Caña

537.54

66.57

1.00

66.57

Frutales

0.29

66.57

0.70

46.60

Pastos

1.00

66.57

0.90

59.91

Fuente: Elaborado por los responsables Al utilizar el método de CHRISTIANSEN, obtenemos la demanda de agua para los cultivos permanentes existentes. Hemos creído conveniente presentar un cuadro resumen en el que podamos apreciar que la ETR para cada cultivo en el mes más crítico (enero), se observa que el cultivo de caña es el que demanda más cantidad de agua. e) Demanda de Cosecha DC: La demanda de cosecha se calcula de la siguiente manera. Se tiene: DC=ETR-PER DC=59.16-0.34 DC=58.82 mm/mes f) Demanda del agricultor: Es la demanda de la cosecha multiplicada por el área del proyecto, afectada por la eficiencia de la aplicación y manejo. Se tiene: DA =

DC 𝑥 A. sembrada Ea

58.82𝑥1268.01x10−5 DA = 0.45 𝐃𝐀 = 𝟏. 𝟔𝟔 𝐌𝐌𝐂/𝐦𝐞𝐬

DEMANDA PARA UN PROYECTO DE IRRIGACIÓN

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UNPRG - FICSA

HIDRÁULICA APLICADA g) Demanda del Proyecto Dpry: La demanda del proyecto depende de la eficiencia total del sistema de irrigación correspondiente a la distribución y operación, que para el presente caso consideramos que es de un 35.44%. Se tiene: Dpry =

DA x 10−9 m/s (Eficiencia Total)(N° días del mes)(S⁄día) 1.66 x 10−9 m/s Dpry = (0.3544)(31)(86400) 𝐃𝐩𝐫𝐲 = 𝟏𝟕𝟒𝟖. 𝟖𝟎 𝐥⁄𝐬 ≈ 𝟏𝟕𝟒𝟗 𝐥⁄𝐬

h) Módulo de Riego MR: Es el caudal que se requiere por unidad de área para irrigar el área del proyecto; se calcula de la siguiente manera Se tiene: MR =

Dpry A. sembrada

MR =

1749 1268.01

𝐌𝐑 = 𝟏. 𝟑𝟖 𝐥⁄𝐬⁄𝐡𝐚

1.3.1.5 Caudales de Diseño Se recomienda incrementar el 5% para el uso pecuario, no se incrementó un porcentaje para el uso doméstico; porque ellos consumen el agua de forma potable; para lo cual se tendrá un caudal de: Q = 1749 + (1749 x 0.05) 𝐐 = 𝟏𝟖𝟑𝟔. 𝟒𝟓 𝐥⁄𝐬 Para un mejor trabajo en el diseño del canal se trabajará con un caudal de 2000 l/s.

DEMANDA PARA UN PROYECTO DE IRRIGACIÓN

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