• Author / Uploaded
• Frank Castillo Cordova

Citation preview

FIA

INGENIERÍA DE DRENAJE INDICE

INTRODUCCIÓN……………………………....………………….....…....……………...2 OBJETIVOS……………………….................…………………....….....……………….3  Objetivo general .…………………………....................…..…..........……………3  Objetivos específicos………………………...................……….......…....………3 1. GENERALIDADES…………………………………………….…...……...……………4 1.1.

UBICACIÓN............…………………………..……….....….....…………..5

1.2.

CLIMA.................................................................................................5

1.3.

USO DE LA TIERRA............................................................................6

1.4.

INFRAESTRUCTURA EXISTENTE .....................................................6

2. METODOLOGIA Y RESULTADOS...............................................…..........……...7 2.1.

PRECIPITACION........…………………....………………....….....……....8

2.2.

ESTRATIGRAFIA (SOLUM Y SUBSOLUM) ………....…..........……….9

2.3.

CONDUCTIVIDAD HIDRÁULICA…………………………....................15

2.3.1. METODO DE PORCHET………………..……….............................15 2.3.2. METODO DE AUGER DIRECTO………….……………..................17 2.4.

FREATIMETRIA…………….…………….............................................23

2.5.

SALINIDAD DEL SUELO…………………...................……............…..23

3. DISEÑO DE SISTEMA DE DRENAJE...................................….…................…..29 3.1.

DRENAJE INTERNO.............................................….….….................30

3.2.

DRENAJE SUPERCIAL.....................................................................38

4. COSTOS.............................…………………………………….....………….....…..39 5. CONCLUCIONES Y RECOMENDACIONES..................……....…………........…43 6. BIBLIOGRAFÍA y LINCOGRAFIA ......................................................................49 ANEXOS. PLANOS.

1

FIA

INGENIERÍA DE DRENAJE

INTRODUCCIÓN

El drenaje se a convertido en una técnica clave a tener en cuenta, tanto para garantizar

el éxito de los sistemas productivos, así como para

optimizar el manejo del agua. El conocimiento de los principios básicos de drenaje y el reconocimiento de los problemas ocasionados por el deficiente manejo del mismo, es fundamental en la formación del Ingeniero Agrícola.

Para diseñar los elementos de una red de drenaje es necesario conocer el origen y magnitud de los recargas como escorrentías y caudales máximos .en este diagnostico se tratara del drenaje interno y superficial del suelo, se hará una descripción de los factores que generan los caudales

y

se

presentan

procedimientos

de

cálculos

para

la

determinación creciente.se hará análisis sobre las obras de drenaje y sus costos, como también las recomendaciones para la construcción y operación. En el presente informe se a recopilado todos las practicas de campo y cálculos que se hizo durante el ciclo 2011-2, en el curso de INGENIERIA DE DRENAJE.

2

FIA

INGENIERÍA DE DRENAJE OBJETIVOS  Objetivo general -

Diseño de un sistema de drenaje

 Objetivos específicos -

Estimación de la conductividad hidráulica

-

Cálculo de espaciamiento de drenes

-

Freatimetria

-

Análisis de estratigrafía.

-

Calculo de costos de una obra de drenaje.

3

FIA

INGENIERÍA DE DRENAJE 1. GENERALIDADES 1.1.

UBICACIÓN

Las parcelas se encuentra ubicada en el sector Sauzal Santamaría I y II entre las coordenadas: 6°41’6.94’’ S y79°54’46.28’’O. Teniendo un área bajo riego de 20.5 ha, de un total 21,2311 ha Ver plano Nº 1. Ubicación: Departamento

: Lambayeque

Provincia

: Lambayeque

Distrito

: Lambayeque

Sector de riego

: Sausal Santamaría I y II

TOPOGRAFÍA El BMo usada para la determinación de la altitud es de 20 m.s.n.m y nuestra parcela tiene una altitud de 19 a 19.7 metros, la parcela no presenta desniveles significativos. Ver plano N° 4 1.2.

CLIMA

CARACTERÍSTICAS CLIMATOLOGICAS TEMPERATURA Nuestra área de estudio presenta un clima sub-tropical donde se registra una temperatura máxima media de 27,7°C y mínima de 16.1°C, con una temperatura diurna 24,4°C y nocturna de 20,5°C. La temperatura varía a lo largo del año, dando los registros más altos en los meses de enero y Febrero, las menores temperaturas se producen en los meses de Agosto y Septiembre. PRECIPITACIÓN Las precipitaciones en esta zona son escasas, siendo los meses de febrero a abril los más lluviosos. HUMEDAD RELATIVA Los valores promedios de humedad relativa anual en la zona de estudios varían entre 72 y 79 %.

4

FIA

INGENIERÍA DE DRENAJE VIENTOS.

Los vientos en la zona en estudio son moderados, su dirección es hacia el Sur en verano y Sur-Este el resto del año. Los valores

están

comprendidos entre 3.3 a 4.6 m/s. HORAS DE SOL. Se refiere al número de horas de sol que se registran durante el día, depende de la Latitud Geográfica. En promedio las horas de sol son de 8 horas. Ver cuadro Nº 1. Cuadro Nº 1: DATOS CLIMATOLÓGICOS DE LA ZONA ESTACIÓN U.N.P.G Latitud

: 6° 42’ sur

Longitud

: 79° 55’ Este

Altitud : 18 m.s.n.m. MES

TEMPERATU RA °C Máx.

Mín.

HR % Velocida d Media del Viento

Hora s de sol

Evaporació n

Precipitació n

mm/día

mm

(n)

m/s Enero

27.99

20.47

73.73

3.9

8.766

3.55

1.00

Febrero

29.14

21.82

72.27

3.3

7.831

3.78

2.54

Marzo

29.43

21.49

72.82

3.4

8.507

3.30

8.69

Abril

27.79

20.27

73.64

4.1

8.113

2.89

4.32

Mayo

25.57

18.66

75.91

4.3

8.212

2.50

0.82

Junio

23.49

17.32

77.55

4.0

7.937

2.06

0.00

Julio

22.23

16.10

77.91

3.4

8.148

1.91

0.00

Agosto

22.00

16.04

79.09

3.9

8.285

1.91

0.00

Septiembr

22.16

16.25

77.64

4.6

8.180

2.20

0.00

Octubre

23.27

16.19

77.18

4.3

8.599

2.44

0.68

Noviembr e

25.07

17.51

76.09

4.3

8.407

2.74

1.06

5

FIA

INGENIERÍA DE DRENAJE Diciembre

25.85

1.3.

18.95

75.82

4.4

8.770

2.96

0.36

USO DE LA TIERRA

USO ACTUAL DE LA TIERRA. La actividad agrícola actualmente está orientada solo al cultivo de arroz, y se realiza 2 campañas anuales, las cuales uno inicia en junio y la otra en diciembre, pero en esta campaña 2011 -2012 no ha comenzado a realizar dicha actividad por la falta del recurso hídrico existente en este año. SITUACION DE LA PARCELA La parcela se encuentra actualmente arado y sin vegetación, los canales para su abastecimiento del recuro hídrico son de tierra y están sin un mantenimiento adecuado, donde se puede presenciar a simple vista el agrietamiento profundo de algunos tramos del canal, por lo tanto la eficiencia de distribución es muy baja. También pudimos apreciar al comienzo que no había ningún cultivo sembrado, pero después de unos meses de tener la parcela en estudio pudimos percatarnos que una área de 1.3 hectáreas ha sido sembrada con chileno.

1.4.

INFRAESTRUCTURA EXISTENTE

INFRAESTRUCTURA DE DRENAJE. Actualmente la parcela en estudio, si cuentan con

un sistema de

drenaje hacia el dren a donde se puedan evacuar los excesos de agua, motivo por lo cual debería tenerse un mejor control del agua. VÍAS DE COMUNICACIÓN Y ACCESO. La zona de estudio se encuentra ubicada, a 2.5 Km. aproximadamente a 10 minutos en moto taxi desde la universidad, comprendida al Noroeste de la cuidad de Lambayeque.

6

FIA

INGENIERÍA DE DRENAJE

Un tramo del camino en parte esta asfaltada, esta comprendida desde la UNPRG hasta el canal San Romualdo y el otro tramo de esta es de trocha carrozable en un estado no tan bueno. En cuanto al acceso a la parcela se cuenta con un camino de herradura, la cual no está nivelada, y posee presencia de vegetación como la grama. Pero permite un acceso limitado de vehículos para la extracción de productos. La parcela posee una buena cobertura de comunicación por medio de celular, ya que se encuentra cerca de la ciudad de Lambayeque. 2. METODOLOGIA Y RESULTADOS 2.1.

PRECIPITACION

HIDROLOGÍA Este punto es muy importante ya que determinara la oferta de agua que hay en nuestra cuenca. Los principales ríos que forman la cuenca hidrográfica del departamento de Lambayeque son el río Chancay – Lambayeque. Nace al SO de Hualgayoc y atraviesa el extremo NE de la provincia de San Miguel ingresando a la provincia de Santa Cruz. En el partidor La Puntilla se divide en los ríos Reque y Lambayeque. Sus principales afluentes son los ríos y quebradas de las Nieves, Cañad, San Lorenzo, Chotano, Huamboyacu, Cirato y Cumbil. Su cuenca colectora se calcula en 5,139 km2, el volumen de descarga anual, varía de acuerdo a las precipitaciones en la parte alta; sus ramales principales son el río Reque, por el que corre el exceso de aguas en las épocas de extraordinarias avenidas; vierte sus aguas al mar.

7

FIA

INGENIERÍA DE DRENAJE 2.2.

ESTRATIGRAFIA (SOLUM Y SUBSOLUM) CONCEPTO DE SOLUM. La zona del suelo más activa biológicamente en donde crecen raíces y plantas. Se encuentra entre los horizontes (fronteras) A y B: Horizonte A. Es la parte superficial del suelo, contiene más materia orgánica, es más blando y oscuro que los otros horizontes. Horizonte B. Se forma debajo del horizonte A, en un suelo evolucionado por cientos de años. B1. Resulta de la alteración moderada del material de partida, esto se observa en la modificación del color, en la remoción del carbonato cálcico o formación de estructura en bloques o prismas. B2. Tiene una acumulación de partículas muy finas de tamaño de arcilla, que ha subido desde los horizontes superiores arrastradas por el agua. Horizonte C. Lo constituye material no consolidado, poco afectado por procesos de formación de suelo, es el material de partida del suelo. El solum (plural, sola) en la ciencia del suelo consiste en la superficie y el subsuelo, las capas que han sufrido el mismo suelo que forma las condiciones. La base del solum es la relativamente protegidas de la intemperie material matriz , denominada sustrato . . A gran profundidad, gleyzación es probable que sea reliquia o relacionados con los procesos que son más geológico que edafológico . Gran parte de la misma clase de problema existe en alguna profunda degradación de los suelos en los que el más profundo de material penetrado por las raíces es muy similar a la intemperie el material a una profundidad mucho mayor. En la legislación escocesa, el solum es el área de terreno que se encuentra dentro de las paredes o cimientos de un edificio.

8

FIA

INGENIERÍA DE DRENAJE

CLASIFICACION SOLUM A; arenoso, suelto alta drenabilidad B; medios, franco, regular drenabilidad C; estratificado, arcilloso pesado, baja drenabilidad SUB SOLUM I; sueltos, alta drenabildad II.- medios III; arcillosso RESULTADOS POZO N° 1 PROF. (m) NT -0.25 0.25 - 0.40 0.40-0.70 0.70-1.25 NIVEL FREATICO (1.25) 1.25-1.80 1.80-2.70 2.70-3.00

SUELO CLASIFICACION Fr Ar Ao B SOLUM Ao Lo Ao Lo

Ar Ao Ar

III

9

SUBSOLUM

FIA

INGENIERÍA DE DRENAJE POZO N° 2 PROF. (m) NT -0.15 0.15 - 0.42 0.42-0.80 0.80-1.30 NIVEL FREATICO (1.30) 1.30 - 1.86 1.86-3.00

POZO N° 3 PROF. (m) NT -0.45 0.45 - 0.80 0.80 - 1.54 1.54 - 1.65 NIVEL FREATICO (1.65) 1.65-2.00 2.00- 2.50 2.50 - 3.00

POZO N° 4 PROF. (m) NT -0.56 0.56- 0.98 0.98 - 1.58 NIVEL FREATICO (1.58) 1.58 - 2.40

SUELO CLASIFICACION Ao Ar Ao B SOLUM Ao Fr Ar

Ar III Ar Lo

SUBSOLUM

SUELO CLASIFICACION fr Ao Ar Ao C SOLUM Ar Fr Ar

Ar Ar Ar Ao

III

SUBSOLUM

SUELO CLASIFICACION C

SOLUM

III

SUBSOLUM

2.40 -3.00

10

FIA

INGENIERÍA DE DRENAJE

POZO N° 5 PROF. (m) NT -0.41 0.41 -0.62 0.62-0.70 0.70-1.72 NIVEL FREATICO (1.72) 1.72-2.00

SUELO CLASIFICACION B

SOLUM

II

SUBSOLUM

2.00-3.00 POZO N° 6 PROF. (m) NT -0.25 0.25 - 0.40 0.40-0.70 0.70-1.25 NIVEL FREATICO (1.68) 1.25-1.80 1.80-2.70 2.70-3.00

POZO N° 7 PROF. (m) NT -0.40 0.25 - 0.40 0.40-0.70 0.70 -1.40 NIVEL FREATICO (1.40) 1.40 - 1.80 1.80-2.70 2.70-3.00

SUELO CLASIFICACION A

SOLUM

II

SUBSOLUM

SUELO CLASIFICACION SOLUM C

II

11

SUBSOLUM

FIA

INGENIERÍA DE DRENAJE

POZO N° 8 PROF. (m) NT -0.15 0.15 - 0.42 0.42-0.80 0.80-1.30 NIVEL FREATICO (1.30) 1.30 – 3.00

POZO N° 9 PROF. (m) NT -0.25 0.25 - 0.40 0.40-0.70 0.70-1.25 NIVEL FREATICO (1.25) 1.25-1.80 1.80-2.70 2.70-3.00

POZO N° 9 PROF. (m) NT -0.25 0.25 - 0.40 0.40-0.70 0.70-1.25 NIVEL FREATICO (1.36) 1.25-1.80 1.80-2.70 2.70-3.00

SUELO CLASIFICACION Ao Ar Ao B SOLUM Ao Fr Ar

Ar

III

SUBSOLUM

SUELO CLASIFICACION Fr Ar Ao B SOLUM Ao Lo Ao Lo

Ar Ao Ar

III

SUBSOLUM

SUELO CLASIFICACION SOLUM A

II

12

SUBSOLUM

FIA

INGENIERÍA DE DRENAJE

POZO N° 10 PROF. (m) SUELO CLASIFICACION NT -0.41 0.41 -0.62 B SOLUM 0.62-0.70 0.70-1.72 NIVEL FREATICO (1.72) 1.72-2.00 II SUB-SOLUM 2.00-3.00 POZO N° 11 PROF. (m) NT -0.15 0.15 - 0.40 0.40-0.70 0.70-1.68 NIVEL FREATICO (1.68) 1.68 -1.80 1.80-2.70 2.70-3.00

POZO N° 12 PROF. (m) NT -0.15 0.15 - 0.42 0.42-0.80 0.80-1.60 NIVEL FREATICO (1.60) 1.60 - 1.86 1.86-3.00

SUELO CLASIFICACION A

SOLUM

II

SUBSOLUM

SUELO CLASIFICACION Ao Ar Ao B SOLUM Ao Fr Ar

Ar Ao II Ar Lo

13

SUBSOLUM

FIA

INGENIERÍA DE DRENAJE 2.3.

CONDUCTIVIDAD HIDRÁULICA 2.3.1. METODO DE PORCHET Ensayos de Infiltración Porchet. Para determinar la tasa de infiltración en terreno se utilizó el método de Porchet, el cual consiste en excavar un cilindro de radio R y se llenarlo con agua hasta una altura h. Para conocer el potencial de infiltración del suelo de la zona, se efectuaron 2 ensayos. Estos se ejecutaron superficialmente, cuidando despejar el material suelto y la materia orgánica de la superficie de trabajo. El pozo de observación se realizo con un barreno.

Los resultados se muestran en la siguiente tabla. Ensayo Nº1 de infiltración IN SITU

14

FIA

INGENIERÍA DE DRENAJE METODO DE PORCHET - CONDUCTIVIDAD HIDRAULICA Radio del pozo = Profundidad del pozo = Altura del portawincha =

5.00 100.00 30.00

Tabla de datos de la prueba en campo y t (seg) y' (cm) y 1 0 101 29.00 2 10 105 25.00 3 20 109 21.00 4 30 113 17.00 5 40 115 15.00 6 50 117 13.00 7 60 118 12.00 8 70 119 11.00 9 80 122 8.00 10 90 123 7.00 11 110 125 5.00 Datos EJE X t (min) 0.000 0.167 0.333 0.500 0.667 0.833 1.000 1.167 1.333

cm cm cm

y+r/2 31.5 27.5 23.5 19.5 17.5 15.5 14.5 13.5 10.5 9.5 7.5

EJE Y y (cm) 31.5 27.5 23.5 19.5 17.5 15.5 14.5 13.5 10.5

K = (1.15) * ( R ) * ( tg >) Despues de graficar los puntos en papel semilogaritmico y hallar la Tangente del angulo, REEMPLAZAMOS K = (1.15) * ( 5 ) * ( 1.40 ) K = 8.05 cm/seg K = 0.0805 m/seg

15

FIA

INGENIERÍA DE DRENAJE Ensayo Nº2 de infiltración IN SITU METODO DE PORCHET - CONDUCTIVIDAD HIDRAULICA Radio del pozo = Profundidad del pozo = Altura del portawincha =

5.00 100.00 30.00

Tabla de datos de la prueba en campo y t (seg) y' (cm) y 1 0 100 30.00 2 10 104 26.00 3 20 106 24.00 4 30 109 21.00 5 40 112 18.00 6 50 114 16.00 7 60 115 15.00 8 70 116 14.00 9 80 118 12.00 10 90 120 10.00 11 110 121 9.00 Datos EJE X t (min) 0.000 0.167 0.333 0.500 0.667 0.833 1.000 1.167 1.333

cm cm cm

y+r/2 32.5 28.5 26.5 23.5 20.5 18.5 17.5 16.5 14.5 12.5 11.5

EJE Y y (cm) 32.5 28.5 26.5 23.5 20.5 18.5 17.5 16.5 14.5

K = ( 1.15 )* ( R ) * (tg >) Después de graficar los puntos en papel semilogaritmico y hallar la Tangente del angulo, REEMPLAZAMOS K = (1.15) * ( 5 ) * ( 1.43 ) K = 8.22 cm/seg

16

FIA

INGENIERÍA DE DRENAJE K = 0.082 m/seg

CAPA IMPERMEABLE. En la zona de estudio existe una zona de saturación, que es la situada encima de la capa impermeable, donde el agua rellena completamente los poros del suelo. El límite superior de esta zona, que lo separa de la zona vadosa o de aireación, es el nivel freático y varía según las circunstancias: descendiendo en épocas secas, cuando el nivel de agua no se recarga o lo hace a un ritmo más lento que su descarga; y ascendiendo, en épocas húmedas.

En el suelo es de fundamental importancia la distribución y tamaño de los poros, es decir la Proporción de los diferentes tamaños presentes.

La capa impermeable se localiza a 3.90 m desde la superficie. Un suelo con contenido apreciable de arcillas y materiales coloidales por sus propiedades este suelo se expanden cuando se mojan y las grietas tienden a cerrarse lo mismo que los poros grandes. De esta forma se produce una disminución de la penetración del agua, mucho más rápida que en las arenas.

17

FIA

INGENIERÍA DE DRENAJE

La vegetación interviene con un rol muy importante en los procesos de ingreso de agua alsuelo, protegiendo las superficie del impacto del agua y manteniendo con sus raices laestructura suelta y porosa del suelo. De igual forma la presencia de materia orgánica y una actividad biológica constantemantienen el suelo suelto y esponjoso, dando lugar a una grana capacidad de entrada de agua al suelo; favoreciendo de esta forma la infiltración. Es de fundamental importancia el tipo de manejo de los terrenos agrícolas.

2.3.2. METODO DE AUGER DIRECTO La conductividad hidráulica representa la mayor o menor facilidad con que el medio deja pasar el agua a través de él por unidad de área transversal a la dirección del flujo. Tiene las dimensiones de una velocidad (L T-1) y modernamente se distinguen dos tipos: la conductividad hidráulica darciana o lineal, KD y la conductividad hidráulica turbulenta, KT.

Factores que afectan la Conductividad Hidráulica Son muchos los factores que influyen en la variación de la conductividad hidráulica de los suelos, por los cuales nunca se llega a determinar su valor exacto de la conductividad. Entonces lo que se pretende es encontrar un valor un valor estimado de la conductividad hidráulica que nos refleje muy cercanamente las reales condiciones del movimiento del agua en el suelo. 

El tamaño de las partículas.



La porosidad del sistema.



La forma de las partículas.



La distribución de las partículas.



La homogeneidad del sistema.



El contenido de arcilla y la distribución de las mismas.



El contenido de aire.



El contenido de sal del agua y los cationes intercambiables del complejo de adsorción.

18

FIA

INGENIERÍA DE DRENAJE 

Microorganismos del suelo.



Grietas, hoyos de raíces y lombrices.

EQUIPO UTILIZADO        

Una barrena tipo holandez Una wincha Palana Bayler Porta wincha Libreta de apuntes Cronometro Flotador (filtro de gasolina)

Algunos Equipos utilizados (porta wincha ,wincha, flotador) y Bayler.

19

FIA

INGENIERÍA DE DRENAJE

1

CALCULOS Y RESULTADOS.

POZO 1 T(SEG.) 0 62 125 179 ΔT 179

K´ =

POZO 2 Y (CM) 157.3 147.8 140.8 136.9 ΔY 20.4

0.114mm/día

POZO 5

POZO 3

T(SEG.) 0 65 130 195 ΔT 195

Y (CM) 185.4 184.2 169-5 156.2 ΔY 29.2

T(SEG.) 0 40 80 120 ΔT 120

K´ =

0.15 mm/día

K´ =

POZO 6

T(SEG.) 0 80 120 160 ΔT 160

Y (CM) 197.5 180.3 140.8 136.9 ΔY 60.6

K´ =

0.379 mm/día

T(SEG.) 0 80 120 160 ΔT 160

K´ =

POZO 4 Y (CM) 199 190.7 186.3 185.6 ΔY 13.4

0.112 mm/día

POZO 7 Y (CM) 183.4 147.8 140.8 169 ΔY 14.4

T(SEG.) 0 80 120 160 ΔT 160

0.090 mm/día

K´ =

20

T(SEG.) 0 80 120 160 ΔT 160

Y (CM) 157.3 152 148.6 138.6 ΔY 18.7

K´ =

0.117 mm/día

POZO 8 Y (CM) 167.4 147.8 140.8 136.9 ΔY 30.5 0.191 mm/día

T(SEG.) 0 40 80 120 ΔT 120

Y (CM) 156.7 147.8 140.8 136.9 ΔY 19.8

K´ =

0.165 mm/día

FIA

INGENIERÍA DE DRENAJE

POZO 9

POZO 10

T(SEG.) 0 80 120 160 ΔT 160

Y (CM) 197.5 195.6 192.3 190 ΔY 7.5

K´ =

0.047 mm/día

T(SEG.) 0 80 120 160 ΔT 160

K´ =

POZO 11 Y (CM) 186.4 183.2 180.3 179.4 ΔY 7

T(SEG.) 0 80 120 160 ΔT 160

0.044 mm/día

K´ =

21

POZO 12 Y (CM) 179 177.4 173.8 168 ΔY 11 0.069 mm/día

T(SEG.) 0 40 80 120 ΔT 120

K´ =

Y (CM) 199 195.6 187.4 180 ΔY 19

0.158 mm/día

INGENIERÍA DE DRENAJE

FIA

CUADRO RESUMEN CONDUCTIVIDAD HIDRAULICA POZOS K´ C D (cm) K (m/d) 1 0.114 2,23 9 0.114 2 0.150 3.5 9 0.524 3 0.112 4.2 9 0.469 4 0.117 3.7 9 0.432 5 0.379 4.3 9 1.629 6 0.090 5.8 9 0.522 7 0.191 3.2 9 0.610 8 0.165 6.4 9 1.056 9 0.047 5,8 9 0.047 10 0.044 3.4 9 0.149 11 0.069 2,4 9 0.069 12 0.158 3.5 9 0.554

2.4.

FREATIMETRIA Pozos de Observación A través de los pozos de observación el modelo puede comparar las cargas hidráulicas calculadas vs las observadas. Las observadas corresponden a aquellas que son tomadas en terreno. Obviamente necesitamos que estas cargas hidráulicas sean de naturaleza confiable y que sean referidas a un mismo sistema de referencia con respecto a las calculadas. Se recomienda que estos datos siempre en lo posible sean referidos al nivel del terreno y no a la cota de brocal, debido a que pueden existir diferencias entre lo calculado y lo observado debido a este pequeño gran detalle.

Los datos observados pueden ser incorporados a los pozos de observación, seleccionando Wells/Head en la barra del menú superior, o bien en la barra localizada al costado izquierdo de la pantalla.

Materiales: Los materiales utilizados en la práctica de campo, para la construcción de un pozo de observación son: 

Arena fina.



Arcilla. 22

INGENIERÍA DE DRENAJE 

Cemento.



Yeso



Arena gruesa.



Barreno de 3 m

FIA

Equipos: Los equipos utilizados en la construcción de un pozo de observación son: 

Un tubo de PVC: clase 10, diámetro interior de ¾¨ y longitud 2.70 m.



Dos tapones hembras pc ¾”, acoplados en la parte superior en inferior del tubo.



Una media de nailon, envuelto en un metro del tubo agujerado.



Una caja de protección.



Un taladro y broca de ¼”

Esquema de un pozo de observación

Procedi miento de la Practica de Campo

23

INGENIERÍA DE DRENAJE A)

FIA

PREPARACION DEL TUBO PARA POZA DE OBSERVACION  Se procedió a perforar con un taladro 1 m. del tubo de 2.70 m. de longitud y de diámetro interior ¾¨. Cada ajugero tiene ¼”  Luego se envolvió con una media de nailon el metro del tubo perforado, y se procedió a coserlo.  Para finalizar se puso una tapa pvc hembra en la parte superior e inferior del tubo.

B)

INSTALACION DE POZA DE OBSEVACION:  El tubo se corto en campo alcanzando una longitud de 2.66 cm.  se coloco el tubo y se empezó a llenar con arena, luego mas al exterior con tierra se hizo un cajoncito de 30x30. y se instalo una tapa para que protegiese a la cámara de medición.

2.5.

SALINIDAD DEL SUELO 2.5.1. Origen de las sales La fuente de origen de las sales solubles del suelo son los minerales primarios de las rocas de la corteza terrestre expuestas a procesos de intemperismo, que implican hidrólisis, hidratación, solución, oxidación y carbonatación; el CO2 es un agente químico intemperizante que libera cantidades apreciables de iones en forma de bicarbonatos.

2.5.2. Clasificación de los suelos afectados por las sales 2.5.2.1. SUELOS SALINOS A esto suelos también se le conoce como suelos de “Alcalíblanco” o Solonchacks”. Sus principales características son: 

CEe mayor que 4 mmhos/cm a 25 C

 

PSI menor que 15 % pH generalmente menor que 8.5

2.5.2.2.

SUELOS SALINOS-SÓDICOS

Las principales características de estos suelos son: 

CEe mayor que 4 mmhos/cm a 25 C 24

INGENIERÍA DE DRENAJE 

PSI mayor que 15 %



pH raramente más alto que 8.5

FIA

La apariencia y propiedades de estos suelos son similares a la de los suelos salinos, sin embargo éstas se pueden deteriorar si el exceso de sales solubles es lavado sin considerar la necesidad de aplicación de enmiendas. La recuperación de estos suelos requiere la aplicación de enmiendas químicas y láminas de lavado. En suelos que contienen y eso solo se hace necesaria la aplicación de láminas de lavado 2.5.2.3.

SUELOS SODICOS NO SALINOS

El proceso de sodificación de los suelos consiste en la sustitución de otros cationes en el complejo de cambio por el sodio, esto ocurre cuando el Na+ llega a ser el dominante en la solución del suelo. Estos suelos, frecuentemente se encuentran en las zonas áridas y semiáridas y se les denomina también suelos de “Alcalínegro” y “Solonetz Sus características son: 

CE menor que 4mmhos/cm a 25C



PSI mayor que 15%



Ph comprendido, generalmente, entre 8,5 y 10; sin embargo, el pH de suelos sin cal pueden descender hasta 6,0

Los aniones importantes son, en general, Cl-, SO4 = y HCO3-aunque a menudo también están presentes los carbonatos. El principal catión presente en la solución del suelo es el Na+ el Ca++ y Mg++ han precipitado en gran parte.

3. DISEÑO DE SISTEMA DE DRENAJE 3.1.

PARÁMETROS DE DISEÑO. 25

INGENIERÍA DE DRENAJE 4.

FIA

COSTOS Y PRESUPUESTOS DE OBRAS DE DRENAJE.

El primer paso para comenzar a estudiar un presupuesto, es dividir la obra en partidas o ítems de pago que debe considerar todos los gastos que incurrirá la construcción de la obra.

Las

partidas

son

las

faenas

o

elementos

constructivos

evaluados

individualmente. Estos deben ser medibles, presupuestables y verificables, de modo de controlar avances, cobrar estados de pago y comparar el avance real con el programado. En cada partida debe determinarse la unidad que tendrá ésta, siendo por ejemplo, en m3, m2, ml, gl, otros El segundo paso consiste en cubicar las distintas partidas, es decir, calcular las cantidades de unidades de cada partida, sean éstas en volúmenes, áreas o longitudes. Teniendo todo lo anterior puede elaborarse un presupuesto. Este debe estimar el costo de cada partida, estudiando y haciendo un detalle de cada precio unitario (P.U.) para cada partida, incluyendo todos los costos involucrados en la ejecución de un trabajo, lo que debe ser compatible con las bases de medición y pagos de cada partida. En este capítulo se incluyen algunos casos puntuales sólo como una referencia al tema. En estricto rigor, los costos pueden variar considerablemente de un lugar a otro dependiendo de las condiciones locales, los objetivos del sistema a instalar y las condiciones de construcción en la obra. Por lo tanto, se aconseja considerar los valores de este documento como cifras orientadoras de referencia, que deben ser corroboradas para el proyecto específico. 4.1.

Análisis de precios unitarios.

El precio unitario (P.U.) de cada partida, se considera como la sumatoria de los precios unitarios de mano de obra, materiales, maquinarias y equipos y otros. Es decir: P.U. Partida = P.U. mano de obra + P.U. materiales + P.U. Equipos + otros costos

26

INGENIERÍA DE DRENAJE

FIA

Cada vez que se haga un estudio de precios unitarios, no debe contemplar gastos generales, ni utilidades, ya que se incluyen como partidas separadas en el presupuesto oficial. 4.2.

Precio unitario de mano de obra

Se define como mano de obra al costo de obra involucrada en la partida. Para tener una buena evaluación debe estimarse el rendimiento del trabajador. Los costos de mano de obra considerados son los costos fijos, que constituyen la remuneración del trabajador, y los costos variables, los que se dividen en:

4.3.

Precio unitario equipos y maquinarias

Es el costo de equipos, maquinarias y herramientas utilizables en cada partida, dependiendo fundamentalmente de la planificación de la obra y de la estrategia adoptada. Se consideran herramientas (martillos, palas, carretillas, otros), superficies provisorias (escaleras, andamios, carreras, otros) y maquinarias (grúas, vibradores, betoneras, otros). En muchos casos todo lo que es herramienta y superficies provisorias

Costos de Construcción de Obras de Drenaje. 4.4.

Costos de construcción de proyecto drenaje intrapredial sistema zanja - dren topo en suelos ñadis.

superficial

En el Cuadro 12, se presentan los costos de construcción de un sistema zanjadren topo en un suelo ñadi, serie Frutillar, en condiciones de suelo limpio, sin restos de troncos ni matorrales. El trabajo se realizó en una superficie de 20.55 has. El espaciamiento entre drenes fue de 5 m, construcción manual de las zanjas y los drenes topo se construyeron con un implemento accionado por tractor. Cuadro 01

Costos totales de construcción de un sistema de drenaje superficial tipo zanja - dren

Item Topografía

Unidad Ha

Costo Unitario (UF) Cantidad 0,87 30,55

Costo Total (UF) 26,58

27

INGENIERÍA DE DRENAJE

FIA

Excavación zanja Tierra Ripio Picotas

m3 m3 Km Km

0,03 0,14 0,70 3,05

862,20 934,05 2,40 2,40

25,87 130,77 1,68 7,32

M M

0,03 0,02

645,00 680,00

19,35 17,20

Km

0,42

61,10

25,66

Palas Limpieza zanja Deterioro severo Deterioro regular Confección drenes topo

4.4.1.1.1. Tierra Ripio Cercado de zanjas

Polines Alambre Mano de obra

m3 m3

0,04 0,09

862,20 934,05

34,49 84,06

Km

4,43

4,79

21,22

Km Km

1,24 1,09

4,79 4,79 TOTAL

5,94 5,22 405,36

UF/ha

13,27

Fuente: Ortega, 1996. Presupuesto proyecto drenaje superficial En el Cuadro 02, se presentan los estándares de rendimiento y construcción de las obras proyectadas.

Cuadro 02

Estándares de rendimiento y construcción obras

ACTIVIDAD

FORMA DE RDTO.

CONSTRUCCION IDENTIFICACION

UNIDAD IDENTIFICACION

UNIDAD

AMPLIACION CAUCE Limpieza Condición m2 FavorableCondición Normal Limpieza m2 Limpieza Condición Severa m2 Excavación m3 CONSTRUCCION COLECTORES

Excavadora Excavadora Excavadora Excavadora

hr hr hr hr

585 m2/hr 450 m2/hr 315 m2/hr 36 m3/hr

28

INGENIERÍA DE DRENAJE Construcción faja

km

Excavación suelo Excavación ripio Repase y Terminación Sección Retiro del suelo excavado Retiro del ripio excavado Esparcimiento suelo y ripio Cercado

m3 m3 m3 m3 m3 m3 km

FIA Camión tolva Mano de obra Excavadora Excavadora Mano de Obra Camión tolva Camión tolva Buldozer Mano de Obra

hr J hr hr J hr hr hr J

0,1 km/hr 0,1 km/J 70 m3/hr 40 m3/hr 5 m3/J 38 m3/hr 32 m3/hr 75 m3/hr 0,01 km/J

Conociendo los estándares técnicos y los precios de mercado, se determina el precio unitario de las diferentes partidas del presupuesto. Cuadro 03 Precio unitario excavación colectores. PARTIDA : Excavación colectores. UNIDAD : m^3 CANTIDAD : 1 DESIGNACION ITEM / Sub – ítem EXCAVACION EN ESTRATA DE SUELO EXCAVACION EN ESTRATA DE RIPIO MANO DE OBRA Jornalero Desgaste de herramientas Leyes sociales

UNIDAD

CANT.

PRECIO PRECIO TOTAL UNIT ($) ($) Sub-Item ITEM

hr excavad.

0,01429

22.000

314

hr excavad.

0,02500

22.000

550 1.782

Jornada % %

0,2 5 57

5.500

55.000 2.750 31.350

Cuadro 04. Precio unitario retiro del material excavado. PARTIDA : Retiro del material excavado. UNIDAD : m^3 CANTIDAD : 1 DESIGNACION ITEM / Sub – ítem RETIRO DEL SUELO EXCAVADO RETIRO DEL RIPIO EXCAVADO ESPARCIMIENTO SUELO Y RIPIO

UNIDAD

CANT.

hr. camión tolva 0,02632 hr. Camión tolva 0,03125 hr. Buldozer 0,01333

PRECIO UNIT ($)

PRECIO TOTAL ($) Sub-Item ITEM

8.000

211

8.000

250

18.000

240

Cuadro 05. Precio unitario cercado de zanjas.

29

INGENIERÍA DE DRENAJE

FIA

PARTIDA : Cercado de zanjas. UNIDAD : Km. CANTIDAD : 1 DESIGNACION ITEM / Sub – ítem MATERIALES Estacones Alambre púa Grampas 1 ½ “ Pérdida de materiales Transporte de materiales MANO DE OBRA Maestro semicalificado Desgaste de Herramientas Leyes Sociales TOTAL COSTO DIRECTO

UNIDAD

CANT.

u rollo 500 m kg % gl

800 16 27 3

Jornada % %

100 5 57

PRECIO PRECIO TOTAL UNIT ($) ($) Sub-Item ITEM 1.301.296 1.200 960.000 15.000 240.000 550 14.850 36.446 50.000 1.134.000 7.000 700.000 35.000 399.000 2.435.296

Finalmente, conociendo los precios unitarios y la cubicación del proyecto, se realiza el cálculo del presupuesto total de construcción, que se presenta en el Cuadro 06. Cuadro 06.

Presupuesto Total Construcción Proyecto de Drenaje para 1.595 ha . PRECIO PRECIO TOTAL UNIT ($) ($) Sub-Item ITEM

DESIGNACION ITEM / Sub – ítem

UNIDAD CANT.

INSTALACION DE FAENAS

gl

AMPLIACION CAUCES NATURALES Replanteo (1 topógrafo) Limpieza categoría favorable Limpieza categoría normal Limpieza categoría severa Excavación

gl m2 m2 m2 m3

1.500.00 2.670 0 137.044 38 105.026 49 118.787 70 611

CONSTRUCCIÓN COLECTORES Replanteo (1 topógrafo) Roce, despeje y limpieza de faja Excavación estrata de suelo Excavación estrata de ripio Jornalero para repase y terminación de la Sección Retiro del suelo excavado Retiro del ripio excavado

gl km m3 m3 m3 m3 m3 m3

1.500.00 0 169.100 314 550 1.782 211 250

500.000

10,984 15.064 19.389 861 22.596 25.206 47.802

88.247.29 1.500.000 3 101.460 6.715.156 7.351.820 72.578.857

69.577.20 1.500.000 2 1.857.394 4.730.096 10.663.950 1.534.881 4.767.756 6.301.425 11.472.408 30

INGENIERÍA DE DRENAJE Esparcimiento del material excavado Cercado

FIA km

10,984

240 26.749.291 2.435.29 6

SUB – TOTAL

158.324.4 9

GASTOS GENERALES E IMPREVISTOS UTILIDADES HONORARIOS ELABORACIÓN PROYECTO HONORARIOS SUPERVISIÓN OBRAS

gl gl gl gl

2.000.000 15.000.00 0 8.000.000 2.000.000

TOTAL $ TOTAL UF UF / ha

185.324.4 9 13.051,23 8,18

Costos de construcción de drenes entubados. En el Cuadro 07, se muestran los costos unitarios de las distintas faenas que deben realizarse en la construcción de un sistema de drenes paralelos entubados, en el cual no se ha considerado gastos generales, imprevistos, utilidades ni impuestos y considerando valores medios de proveedoresLa citada tabla no incluye los costos de construcción de estructuras. Cuadro 07.

Costos de construcción de drenes entubados

Actividad y material Topografía Perfil longitudinal Replanteo Total Excavación (terreno blando) Retroexcavadora CASE 580H Pensión operador Petróleo Flete combustible Combustible Jornalero Leyes sociales Total Colocación tubos PVC Tubo PVC 110 mm Drenapecc

Cantidad

Unidad

Unitario $

Total $

1 1 1 0.08 0.09 0.64 30 0.028 0.08 55 1 1

km km m3 hr lt % lt día % m m

60.000 50.000 -

60.000 50.000 110.000

8.000 5.000 145 250 2.500 -

640 450 93 19 7 200 110 1.519

1.372

1.372 31

INGENIERÍA DE DRENAJE Geotextil (Fisira G-20) Jornalero Leyes sociales Total Cama de grava Grava Jornalero Leyes sociales Total Envolvente de grava Grava Jornalero Leyes Sociales Total Relleno zanja s/compactar Retroexcavadora Pensión operador Petróleo Flete combustible Combustible Jornalero Leyes sociales Total

FIA

0.5 0.048 55 1 1 0.25 55 1 1 0.25 55

m2 día % m3 m3 día %0 m3 m3 día %

1 0.045 0.09 0.8 20.0 0.028 0.08 55

m3 hr l % l día %

470 2.500 -

235 120 66 1.793

5.000 2.500 -

5.000 625 344 5.969

5.000 2.500 -

5.000 265 344 5.969

8.000 5.000 145 250 2.500 -

360 450 116 23 7 200 110 1.266

Costos de construcción de obras de arte. Las obras de arte más comunes en un sistema de drenaje son las cámaras de inspección, conexión, filtración y las estructuras de salida. En el Cuadro 07 se indica el costo de construcción de una cámara de inspección.

Cuadro 07.

Costo de cámara de inspección en albañilería ( * ).

Valor Cantidad Unidad Total Excavación (+20% esponjamiento) 2.2 m3 4.338 3 3 Radier 225 kg c/m 0.07 m 3.150 2 Albañilería pandereta 10.3 m 68.114 Tapas madera raulí 1 Gl 14.400 Entrada y salida PVC 110 1 m 2.477 Total 72.479 ( * ) : Valores no incluyen: flete, mano de obra ni leyes sociales. Válidos julio Materiales

Valor Unitario 1.972 45.000 6.613 14.400 2.477

2012

32

INGENIERÍA DE DRENAJE

5.

FIA

CONCLUCIONES Y RECOMENDACIONES 

A mayor conductividad mayor espaciamiento de drenes.



La conductividad hidráulica es una propiedad muy importante que indica la movilidad del agua dentro del suelo y depende del grado de saturación y de su naturaleza.



La capa impermeable es un estrato con contenido apreciable de arcillas y materiales coloidales



La capa impermeable por sus propiedades se expanden cuando se mojan y las grietas tienden a cerrarse lo mismo que los poros grandes. De esta forma se produce una disminución de la penetración del agua, mucho más rápida que en las arenas



La capa impermeable se localiza a 3.90 m desde la superficie.



La líneas de flujo ayudan a tomar un criterio sobre donde se ubicaran los drenes.



El drenaje está íntimamente ligado al contenido de sales en el suelo y en el agua, los cuales son los indicadores principales para un suelo que necesita un diseño de infraestructura de drenaje.



Se debe dar mantenimiento a los drenes cada cierto periodo.



En nuestra localidad como es Lambayeque no existe un sistema de drenaje parcelario la razón la cual existen muchos casos de salinización de parcelas.

33

INGENIERÍA DE DRENAJE

6.

FIA

BIBLIOGRAFIA 6.1.

BIBLIOGRAFIA.

 Manejo de cuencas- Tomo I, Absalon Vasquez  Manual de Riegos y Avenamiento, Blair Enrique, Capítulo Métodos de Riego, Edit. Instituto Interamericano de Ciencias Agrícolas, Lima – Perú.  Manejo de Cuencas Altoandinas Tomo 2, Vásquez Villanueva Absalón, Capítulo I, Edit. Escuela Superior de Administración “Charles Sutton”, 1º Edición, Año 2000, Lima – Perú.  Estudio de los Aspectos Agrológicos con fines de riego y parcelación de Cieneguillo, Sullana, Piura, Paulet – Echevarría, Edit. Universidad Agraria La Molina, 1º Edición, Año 1975, Lima – Perú.

34

INGENIERÍA DE DRENAJE

FIA

ANEXOS. PLANOS.

35