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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

CURSO PRÁCTICO DE IRRIGACIONES

Dr. JESÚS ORMACHEA CARAZAS

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL. SILABO I.-DATOS GENERALES: 1.1 SEMESTRE ACADÉMICO : 2009-II (VACACIONAL) 1.2 ASIGNATURA :IRRIGACIONES 1.3 CRÉDITOS : 04 obligatorio de especialidad código (IC-455) 1.4 HORAS TEÓRICAS Y PRÁCTICAS : Teoría =6hrs.Prácticas= 6hrs.= 82 Horas lectivas 1.5 REQUISITO : HIDROLOGÍA GENERAL (IC-454) 1.6 HORARIO Y AULA : L,M,MI,J,V,S 11-13 HORAS AULA IC 402 1.7 DOCENTE : Dr. Jesús Ormachea Carazas 1.8 Correo Electrónico : [email protected] II.- SUMILLA DE LA ASIGNATURA: La asignatura trata de los aspectos fundamentales de un proyecto de riego, tales como la hidrología de la zona, estudio de suelos y Agrología, la Geología de la zona, estudio de la Mecánica de suelos de la franja del proyecto, estudios topográficos del área de influencia del proyecto, Cálculo y Diseño de canales, procesos constructivos de canales, relaciones fundamentales entre el suelo y el agua, movimiento del agua en el suelo, requisito de agua en las plantas, conceptos generales sobre riego, descripción de obras de captación, obras de arte, conceptos de diseño y aspectos constructivos. III.- OBJETIVOS GENERALES: Impartir al estudiante los conocimientos básicos paras que pueda estar en aptitud de realizar o mejorar proyectos de irrigaciones en la parte que participa el ingeniero civil. Además de dar una idea general sobre el contenido de un proyecto integral de irrigaciones destinado a la ampliación de la frontera agrícola. IV.- UNIDADES DIDÁCTICAS UNIDAD DIDÁCTICA 1 PRIMERA SEMANA 1.1.1 GENERALIDADES. 1.1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS Impartir un conocimiento complementario sobre el planteamiento de un proyecto de riego. 1.1.3 CONTENIDO Y PROGRAMACIÓN - Objetivos de la asignatura- Aspectos fundamentales, en la identificación de un proyecto de riegoReconocimiento,evaluación de recursos Agua y Tierra-Hombre.- Información socio-económica.- Información Técnica, anteproyecto y estudio preliminar, estudio definitivo y conclusiones. 1.2.1 HIDROLOGÍA. 1.2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS Reconocer cuencas hidrográficas, que el estudiante pueda manejar correntómetros. buscar puntos de aforamiento en la zona. 1.2.3 CONTENIDO Y PROGRAMACIÓN - Generalidades sobre Cuencas Hidrográficas, Escurrimiento.-lo de avenidas máximas.- Caudales mínimos. - Medición de caudales- Métodos que se utilizan- Aforos. Aforos con vertederos- Aforos con Correntómetros. - Descripción y calibrado del correntómetro.- Modus Operandi del instrumento.- Selección de las estaciones de aforos. SEGUNDA SEMANA 1.3.1 SUELOS - AGROLOGÍA. 1.3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

El estudiante debe trazar el plano agrológico mediante el reconocimiento de suelos. 1.3.3 CONTENIDO Y PROGRAMACIÓN - Suelos, definición y perfil del suelo-Tipos de horizonte. - Composición del suelo .- Contribución y requisitos de un suelo productivo . - Clasificación de Suelos- Clasificación de Baldwin. - Clasificación de Kubicma. - Clasificación de Storie. - Clasificación de la 7ma.(séptima) Aproximación. - Evaluación de Suelos. GEOLOGÍA Y MECÁNICA DE SUELOS. 1.4.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS Estudiar la granulometría de suelos acudiendo al laboratorio. 1.4.3 CONTENIDO Y PROGRAMACIÓN - Descripción general de la geología de la zona. - Características Físicas y Mecánicas más importantes de los materiales donde se cimentarán las estructuras, y de los materiales que se utilizarán en su construcción. - Granulometría. Estimación de la capacidad de carga. - Taludes de Corte Recomendables. Ángulo de Reposo- Permeabilidad de la cimentación. TERCERA SEMANA 1.5.1 ESTUDIOS TOPOGRÁFICOS. 1.5.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS Saber la topografía de la zona para elegir el tipo de riego que se debe realizar. 1.5.3 CONTENIDO Y PROGRAMACIÓN - Estudios topográficos.- Estudios de Reconocimientos Preliminares y definitivos.- Como un ordenamiento de los pasos a seguir. 1o Examen Parcial. (2 horas) sábado 15 DE MAYO DEL 2010 Evaluación de pruebas, Revisión de pruebas, Revisión de trabajos prácticos e informes. UNIDAD DIDÁCTICA 2 CUARTA SEMANA 2.1.1 TRAZO DE CANALES . 2.1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS Conocer bien las líneas de gradiente ,para realizar el trazado de canales ,del cuál dependerá el metrado y presupuestos. 2.1.3 CONTENIDO Y PROGRAMACIÓN - Trazo de canales.- Conceptos generales- Trazo de primer orden.- Línea de Gradiente.- registros. - Determinación y replanteo de tangentes y curvas, registros. - Nivelación y levantamiento de secciones transversales- Ideas generales sobre Metrados y presupuestos. 2.2.1 CALCULO Y DISEñO DE CANALES. 2.2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS Determinar el factor de rugosidad de acuerdo al material utilizado, para luego hallar el tirante de los canales. 2.2.3 CONTENIDO Y PROGRAMACIÓN - Cálculo y diseño de canales- conceptos generales.- Tipos de canales.- Revestimientos de canales.- Clases. Determinación del factor de rugosidad del canal. - Velocidades permisibles. - Criterios prácticos para determinar el tirante de canales en tierra. - Criterios prácticos para determinar el tirante de canales revestidos. - Solución del caso ambiguo por la fórmula del Ing.Lizandro Mercado. - Solución del caso ambiguo por la fórmula del Quinto. 2.3.1.CONSTRUCCION DE CANALES. 2.3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS Reconocer los agrietamientos para prevenir los problemas que puedan ocasionar en el futuro. 2.3.3 CONTENIDO Y PROGRAMACIÓN - Construcción de canales- Selección del tipo de revestimiento- Problemas de grietas. - Juntas- Esfuerzos que deben soportar las juntas- Modelo de juntas- Materiales utilizados para las juntas. - Estudio de drenaje del canal

- Influencia recíproca de las juntas y del drenaje en el revestimiento de un canal.- Protección de canales. QUINTA SEMANA 2.4.1 RELACIONES FUNDAMENTALES ENTRE EL AGUA Y EL SUELO. 2.4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS Conocer la demanda disponibilidad del agua con relación al suelo para determinar el RFU. 2.4.3 CONTENIDO Y PROGRAMACIÓN - Relación fundamental entre el suelo y el agua. 2.5.1 MOVIMIENTO DEL AGUA EN EL SUELO 2.5.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS Conocer la cantidad de agua que requiere cada planta en función al coeficiente de marchitez, capacidad de campo. 2.5.3 CONTENIDO Y PROGRAMACIÓN - El agua en el suelo- Coeficiente de Marchitez.- Capacidad de campo- Clasificación del agua del suelo. - Almacenamiento del agua en el suelo- Capacidad de retención del suelo.- Profundidad de las raíces.- Humedad del suelo- Ascenso capilar. 2o Examen Parcial. (2 horas) sábado 29 DE MAYO DEL 2010 Evaluación de pruebas, Revisión de trabajos prácticos e informes. UNIDAD DIDÁCTICA 3 SEXTA SEMANA 3.1.1 REQUISITOS DE AGUA EN LAS PLANTAS. 3.1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS Conocer la demanda de agua ,el módulo de riego de acuerdo al tipo de planta. 3.1.3 CONTENIDO Y PROGRAMACIÓN - Requisito de agua en las plantas- Consumo de agua.- Dotación de riego. 3.2.1 CONCEPTOS GENERALES SOBRE RIEGO. 3.2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS Determinando el tipo de suelo clima etc, podemos conocer el tipo de método de riego. 3.2.3 CONTENIDO Y PROGRAMACIÓN - Conceptos generales sobre riego- Métodos de riego superficiales. - Riego por inundación. - Riego por surcos- Métodos Subterráneos. - Riego por aspersión- Tipos de aspersores. - Sistemas de aspersión.- Ideas generales sobre diseño de un sistema de aspersión. SÉPTIMA SEMANA 3.3.1 DESCRIPCIÓN DE OBRAS DE CAPTACIÓN, OBRAS DE ARTE. 3.3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS Conocer las obras de arte que se van a utilizar para escoger el medidor adecuado. 3.3.3 CONTENIDO Y PROGRAMACIÓN - Descripción de Obras de captación.- Obras de arte- Conceptos de diseño. - Medidor Parshall.- Descripción. - Condiciones de descarga del Medidor Parshall. - Construcción e instalación del medidor Parshall. - Bocatomas- Partes.- Clasificación de Bocatomas. - Bocatomas- Tipo Peruano sin Barraje. - Bocatomas- Tipo Peruano con Barraje. - Cálculo de un muro de Encausamiento. - Desarenador. 3.4.1 ASPECTOS CONSTRUCTIVOS. 3.4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS Utilizar el procedimiento constructivo adecuado de acuerdo a la obra de arte empleada. 3.4.3 CONTENIDO Y PROGRAMACIÓN - Aspectos constructivos en Bocatomas- Canales Principales y obras de arte. 3o Examen Parcial. (2 horas) sábado 19 DE JUNIO DEL 2010 Evaluación de pruebas, Revisión de trabajos prácticos e informes. ENTREGA DE ACTAS POR INTERNET LUNES 21 DE JUNIO DEL 2010 HASTA LAS 10 P.M.

V.- METODOLOGÍA Y ORGANIZACIÓN: - Prácticas de campo, Visitas a proyectos de riego ejecutados .Visitas a proyectos de riego en ejecución. - Prácticas de laboratorio de ser necesario . Canal de pendiente variable. . Reconocimiento de los modelos de Bocatomas. VI.- EVALUACIÓN: TIPOS DE EVALUACIÓN -Evaluación diagnóstica que se efectuará al inicio del desarrollo de la asignatura .La evaluación tendrá un carácter integral, continuo y permanente . a) Evaluación escrita(parcial) después de cada unidad didáctica . b) Evaluación práctica(práctica dirigida) que consiste en exposiciones grupales e individuales , el desempeño en campo . c) Evaluación de informes(práctica calificada) por exposiciones de video .visita al campo .problemas propuestos. CRITERIOS DE CALIFICACIÓN se tomará en cuenta la asistencia y las participaciones en clase. OBTENCIÓN DE NOTAS PARCIALES Nota parcial = (4 Teoría + 1 PrácticaDirigida + 1 PrácticaCalificada)/6 Nota =(( 4*EP) +PD + PC) / 6 EXAMEN SUSTITUTORIO No se tomará el examen sustitutorio por ser curso vacacional acelerado. NOTA FINAL. Será de acuerdo a lo propuesto en el centro de cómputo como sigue: Nota final = (1o parcial + 2o parcial + 3o parcial)/3 7.-BIBLIOGRAFIA: - Hidráulica de canales ............................................................................................................................... Máximo Villón Béjar. - Proyectos de obras hidráulicas..................................................................................................................... Jesús Villaseñor C. -Irrigación ...................................................................................................................................... Cesar Arturo Rosell Calderón. - El riego por Aspersión ............................................................................................................................. J.d'AT de Saint-Foulc -Manual de pequeñas obras de regadío ......................................................................................................... ONDC-COOPOP -Diseño Hidráulico ....................................................................................................................................... SviatoslavKrochín. - Manual Técnico para el diseño de Riego por Aspersión .................................................. Grupo de apoyo al sector Rural PUCP. -Manejo de aguas de riego ............................................................................................................................ C. Brouwer (ONU). -Riego por aspersión................................................................................................................... Colección Ingeniería de suelos. -Manual Silvo Agropecuario................................................................................................ Universidad Nacional de Cajamarca. -Método de cálculo hidráulico para estructuras de Irrigación ............................................................................ YutakaIshibashi. - Transporte de sedimentos.................................................................................................................... Noé S. García Sánchez. -Estructuras de captación ..................................................................................................................... Ministerio de Agricultura. - Transporte de sedimentos ............................................................................................... A. Rocha Felices y M. Lescano Rivera. -Cálculo de la demanda de agua de un proyecto de Riego .................................................................................... Plan Merisll. - Manual de Acueductos de Rápidas, de alcantarillas, de puentes y decaídas .................................................. Misión Holandesa. - Irrigando el Futuro......................................................................................................................... Ann Kendall y Donald Green. -Restauración de sistemas agrícolas Pre -Hispánicos en la Sierra Sur Perú ............................................................. Ann Kendall. -Manual de riego por gravedad ............................................................................................................................. Walter Olarte. - Hidráulica de los canales abiertos .................................................................................................................... Ven Ten Chaw. - El riego principios básicos ....................................................................................... Absalón Vásquez. Lorenzo Chang Navarro. - Irrigaciones… ................................................................................................................................................ Julio YanaTicona. -Curso Práctico de Irrigaciones .....................................................................................................Ing° Jesús OrmacheaCarazas.

Cusco, mayo del 2010

IRRIGACIONES CAPITULO I (corregido) GENERALIDADES.- En todo tiempo el hombre ha utilizado el agua para sus alimentos como para saciar su sed, luego la ha utilizado para alimentar y dar de beber a sus animales y posteriormente en el riego de las tierras con el objeto de desarrollar las plantas y lograr sus frutos. Su aprovechamiento organizado se remonta a la aparición de las primeras plantas y animales domesticados por el hombre. Sin agua no puede realizarse ningún proceso vital, razón por la cual una gran parte de las plantas y animales viven en el mar. Para desarrollar sus procesos vitales todos los organismos vivientes necesitan agua por lo que una gran deshidratación puede ocasionarles hasta la muerte. Es interesante anotar que el agua que se precipita desde la atmósfera, el 40 %aproximadamente se escurre, el 10 % se infiltra y el 50 % se evapora por acción del Sol desde el suelo y las plantas para volver nuevamente a la atmósfera. Del total del agua existente en el planeta el hombre solo alcanza a utilizar menos del 6 %. Los usos del agua pueden ser los siguientes: Consuntivos : Cuando una parte de su masa se pierde como consecuencia del uso. No consuntivo: Cuando su pérdida no es apreciable por su uso. Degradante : Cuando el agua pierde su calidad a consecuencia de su uso. No degradante: Cuando no pierde calidad. Los principales usos del agua son: Abastecimiento de agua y alcantarillado, irrigación, hidroelectricidad, navegación, industrial, control de contaminación ambiental. BREVE HISTORIA.- El Perú antiguo fue un pueblo de agricultores con agua escasa y poca tierra su alimentación por mucho tiempo estaba reducida a la papa a la quinua y a la kañigua. Nadie sabe como apareció el maíz, pero el cultivo de éste cereal requería un cambio muy profundo de los métodos agrarios, sólo era cosechado en zonas templadas, exigiendo riego artificial, de abonos y complejas labores agrícolas. El mantenimiento principal de su población era el maíz del cual hacían diversos manjares y bebidas (la chicha que se ofrecía al dios sol). Es así que se construye por los miembros de la cultura chavín el canal colector de aguas pluviales de cumbemayo, que permite el trasvase de las aguas del río jequetepeque al río Cajamarca. Con las barreras de piedras y sistemas de drenaje la tierra agrícola, era retenida, evitándose la acción erosiva, eliminando además la posibilidad de deslizamiento de la montaña (andenes de Pisac y Chincheros en el Cusco).

En la costa peruana se construyeron importantes canales como los llamados Raca Rumi y el

Cucureque en el valle de chancay y el canal de la achirana en Ica. Sin agua y sin tierra los incas fueron los más grandes agricultores de la América antigua. En la época del Virreinato se redujo la agricultura, dada la predominante preocupación del Español en la minería. En la República muy lentamente se viene recuperando área agrícola y expandiendo la frontera verde mediante costosas obras de irrigación principalmente en la costa. OBJETIVOS DE LA ASIGNATURA.- El presente desarrollo de la asignatura de irrigaciones tiene como objetivo de impartir al estudiante los conocimientos básicos para que pueda estar en aptitud de realizar o mejorar proyectos de irrigaciones en la parte que concierne al ingeniero civil. Además de dar una idea general sobre el contenido de un proyecto integrado de irrigaciones destinado a la ampliación de la frontera agrícola

DEFINICIONES.- Entre tanto la irrigación es la aplicación artificial del agua en el suelo con el propósito de suplir a esta de la humedad esencial para el crecimiento de las plantas, además debemos definir la irrigación como el aporte a los terrenos de cultivo de un volumen controlado y oportuno de agua, descontando de dicho volumen, la masa aprovechable de las lluvias a fin de lograr el desarrollo de los cultivos hasta la maduración de sus frutos. Igualmente se define como irrigación. Toda acción, efecto o técnica para regar. IDENTIFICACIÓN DE UN PROYECTO DE RIEGO Abarca varias etapas y niveles de estudio, la más simple es la elaboración de los llamados "perfiles de riego" que son un esquema muy general de un determinado proyecto. DATOS QUE .ABARCAN EL PERFIL DE UN PROYECTO: Nombre de la Obra Ubicación Número aproximado de beneficiarios en términos de área Área Una estimación del recurso agua. CARACTERÍSTICAS DE UN PROYECTO DE RIEGO: DEBE SER PRODUCTIVO: Es decir la inversión generará beneficios. DEBE SER SOCIAL: Si no es productiva deberá ser social. DEBE PARTIR DE UN DIAGNOSTICO: Además deberá obedecer a una serie de proyectos, los cuales nos permitan evaluar y priorizar proyectos, en cambio en un perfil de riego, ya no se puede evaluar.

OBJETIVOS DE UN PROYECTO DE RIEGO Mejorar la producción

Crear núcleos de desarrollo Generar fuentes de trabajo DIAGNOSTICO EN UN PROYECTO DE RIEGO DIAGNOSTICO SITUACIONAL: El diagnóstico situacional de un determinado proyecto de riego, es la descripción de los resultados o conclusiones en el momento en que se hace una evaluación. Este diagnóstico del riego puede elaborarse en una cuenca provincial o departamento (Cuenca hidrográfica). El diagnóstico debe presentar los siguientes datos: 1) Nombre del proyecto. 2) Ubicación y vías de acceso y comunicación. 3) Descripción de la necesidad de riego o mejoramiento de riego. 4) Datos poblacionales. 5) Distribución y tenencia de tierras. Nota: La tenencia de tierras es uno de los datos más importantes, en el que se describe a través de encuestas la distribución de las tierras, que puede ser: Propiedad privada - Propiedad pública - Propiedad comunal - Propiedad cooperativa (pocas). 6) Nivel tecnológico (Equipo que se utiliza) cultivos y tipo de tecnología, (necesidad y/o posibilidad de usar una determinada tecnología, fertilizantes, abonos, etc). 7) Descripción del sistema de riego (evaluación del sistema de riego existente y la necesidad de ejecutar una nueva, rehabilitarlo o simplemente mejorarla. 8) Balance hídrico (evaluación del recurso hídrico disponible, de la cuenca o proyecto, Obteniendo finalmente la oferta o el déficit del recurso. Para hacer el balance, ya que es un estudio preliminar, está hecho en base a estimaciones referenciales con otros proyectos de similares características en clima y vegetación. DATOS PARA EL BALANCE HÍDRICO Medición o aforo de la fuente. (1 It/seg.) épocas de sequía Área de la cuenca (Ha) Superficie de riego ( Ha) Modulo de riego. Ojo solo para la determinación de balance hídrico: El balance se puede hacer utilizando cuadros de cuencas similares (semejanza entre cuencas). DESCRIPCIÓN PROYECTO 1 PROYECTO 2 PROYECTO 3 Cota captación Área - Cuenca Caudal de aforo Caudal estimado Área de Cultivo

9)

MODULO DE RIEGO: Es la cantidad de agua que se necesita para producir una cosecha por Ha para fines de diagnostico. Se considera " 1 Ltr/seg./Ha.".

CAUDAL AFORADO. 11) Caudal estimado.(En base al área de la cuenca) Nota: En el caso de disponer de caudal estimado y caudal aforado, se debe usar a criterio el más lógico. CONCLUSIONES DE UN DIAGNOSTICO DE RIEGO: Se debe contar con un plano topográfico. Concluir con una propuesta de oferta. Mejoramiento del sistema. Si hay oferta, posibilidad de ampliar la frontera agrícola. Proponer obras alternativas. Concluir si la tenencia es adecuada o no. Proponer otras alternativas para el nivel tecnológico. Breve relación de las obras necesarias para el proyecto. Es opcional agregar un presupuesto. Finalmente esta etapa del diagnostico nos sirve para realizar la planificación, donde el siguiente nivel de estudio será el anteproyecto o estudio preliminar. 10)

CATEGORIZACIÓN DE PROYECTOS DE RIEGO.-Son diferentes las formas de categorizar un proyecto de riego o cualquier otro y se realizan a través de la planificación con las siguientes tres partes: Para grandes Proyectos: I.- Pre factibilidad II- Factibilidad III.- Estudios definitivos Para pequeños provectos: I.- Factibilidad II.- Estudios definitivos Los niveles de estudio de los distintos factores que componen la elaboración de un proyecto de riego, están en función de la importancia del proyecto y ésta categorización, básicamente es propuesta por los ingenieros planificadores. I.- ANTEPROYECTO - RECONOCIMIENTO O PREFACTIBILIDAD Se refiere a una evaluación de todos los recursos disponibles y que posibiliten la factibilidad del proyecto, estos recursos son : RECURSO AGUA RECURSO HUMANO (Mano de obra que posibilite el desarrollo agropecuario). RECURSO SUELO PODEMOS DISTINGUIR DIFERENTES ETAPAS: a) Descripción de la zona del proyecto b) Aspectos socio económicos c) Descripción de la problemática del riego. DESCRIPCIÓN DE LA ZONA DEL PROYECTO.-Esta descripción comprende todos los factores TOPO GEOGRÁFICOS que puedan coincidir en una adecuada concepción del proyecto, en su totalidad como por ejemplo: Topografía Micro relieves, etc. a)

Para realizar esta descripción, ya se requiere, equipo de ingeniería como: Altímetro Brújula Eclímetro (pendientes exactas) Podómetro (distancias) Al describir la zona debemos orientar nuestra descripción " HACIA LAS CONDICIONES AGRÍCOLAS". b) ASPECTOS SOCIOECONÓMICOS.-Estos estudios deben ser de carácter serio son hoy en día multidisciplinarios (sociólogos, antropólogos, economistas, etc.) debe comprender los siguientes datos. - NUMERO DE HABITANTES.- Se refiere a la población beneficiaría, este dato nos permite garantizar la necesidad de traer o no la mano de obra, que pudiera faltar en la ejecución de la obra, para ello recurrimos a los datos censales, o hacer encuestas en donde los que nos interesa es "la población actual", ya que existen hoy "procesos migratorios" (Del campo a la ciudad), provocado por las "tendencias centralistas" produciéndose el abandono de la agricultura, este dato también nos permite conocer la cantidad de la población económicamente activa (PEA). ESTRUCTURA DEMOGRÁFICA: Separa a la población entre niños jóvenes y ancianos es decir la distribución de la población por edades que es un dato que nos interesa para conocer una escala de producción de los ingresos por familia de acuerdo a las actividades que desempeñan cada miembro de familia. -TENENCIA DE TIERRAS GANADERAS: -DESCRIPCIÓN DE LOS SERVICIOS EXISTENTES: Es un dato complementario, la descripción se hace de servicios como: -Salud - Educación - Servicios de agua y desagüe - Servicios de Luz - Además de describir la existencia o no de medios de comunicación, carreteras. -LA ACTITUD FRENTE A UN PROYECTO: Tiene que ver mucho con las necesidades del poblador y ésta se ve mediante la organización de los campesinos, permite conocer si ellos tienen la capacidad de hacer un mantenimiento en el futuro de las obras de riego, propiciando polos de desarrollo en la zona. c) DESCRIPCIÓN DE LA PROBLEMÁTICA DE RIEGO.-Estudio (de los recursos hídricos disponibles: Se requiere de un especialista en estudios hidrológicos, que nos permita conocer la magnitud de las precipitaciones, caudales, etc. Estudio de la tierra : Se refiere a la naturaleza de los suelos y su calidad para los riegos, capacidad de uso, producción, extensión del Terreno para la agricultura, extensiones del terreno que topográficamente son aptas para el riego en lo que se refiere a la naturaleza de los suelos, para el riego sería importante una clasificación acompañada de una descripción topográfica y altimétrica de (a tierra, a través de este reconocimiento, podemos ver la posible ubicación de la captación, lo que nos permite ver la posibilidad de poder brindar algún servicio adicional como la luz ya que con ésta fuerza motriz podemos ver también el abastecimiento del agua. NOTA: Dentro de los estudios de los recursos hídricos disponibles debemos hacer un estudio detallado de todas las fuentes de agua y la posibilidad de utilizar fuentes hídricas de otras cuencas.

ESTUDIOS DE FACTIBILIDAD Consiste en un estudio de la factibilidad TÉCNICO ECONÓMICA del proyecto, a este nivel podemos analizar las posibilidades técnicas y económicas de un proyecto; realizar un levantamiento topográfico de la zona que nos permita técnicamente proponer las alternativas de trazo como son : Ubicación posible de la captación. Proponer obras de arte. Proponer el metrado y presupuesto de éstas. LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO.-A nivel definitivo y dentro de las tolerancias planimétricas y/o planimetría Control de planimetría en coordenadas UTM. Escalas recomendadas 1/2000,1/5000. CONTROL PLANIMÉTRICO: Triangulación, poligonación, red de polígonos, triángulos, trilateración, radiación EQUIPO: Teodolito, estación total, distanciómetro. CONTROL ALTIMETRICO: Nivelación geométrica (nivel), nivelación diferencial (geométrica), nivelación geométrica simple, geométrica compuesta, error 0.02√K.

CAPITULO II HIDROLOGÍA (corregido) GENERALIDADES.- Los estudios hidrológicos, en los que el agua es un factor que determina la factibilidad del proyecto, son de suma importancia. En primer lugar se debe estudiar la cuenca hidrográfica de la fuente de aprovechamiento subdividiendo esta cuenca en cuenca seca y cuenca húmeda. Cuenca seca.- Es aquella en la cual no se produce el escurrimiento. Cuenca húmeda.- Es aquella en se produce el escurrimiento. Cuando la precipitación lluviosa regresa por medio de la evaporación de la atmósfera en cualquier cantidad que sea ésta, como no se produce el escurrimiento estamos en el caso de una cuenca seca; cuando parte de la precipitación; descontada la evaporación, comienza a correr por la superficie del suelo, entonces estamos en el caso de la cuenca húmeda. En ambos casos lo primero que se hace es determinar el área de la cuenca por medio de planos topográficos. En nuestro país teniendo en cuenta la altura y la latitud, sean trazado líneas divisorias que separan las cuencas húmedas de las cuencas secas; estas líneas divisoras agrupan íntegramente la región de la costa. ESCURRIMIENTO.- El escurrimiento es una parte de la precipitación. Este escurrimiento por la cantidad de agua que corre, depende fundamentalmente de la fisiografía y topografía del terreno; si se tiene por ejemplo una cuenca de topografía muy plana y de una fisiografía de tierra arenosa el agua que cae demora en correr por la pequeña pendiente y por lo tanto está más tiempo a expensas de la evaporación y lo poco que se infiltra sube por capilaridad. Si la topografía fuera más inclinada aunque sea de arena, el agua corre más rápidamente, y por lo tanto estará más expuesta a la evaporación y habrá un mayor escurrimiento. Si el terreno fuese rocoso, el agua corre con mayor rapidez de acuerdo a la pendiente, casi sin infiltraciones y muy poca evaporación. En la costa peruana cae 250 mm, por año y no se produce el escurrimiento, por lo tanto es una cuenca seca, no así en nuestras serranías y regiones selváticas en que cae más de 1000 mm. Por año de precipitaciones fluviales produciéndose los respectivos escurrimientos, por lo que son cuencas húmedas. El escurrimiento también depende de la cantidad de precipitaciones o sea la cantidad de agua por año.

Los rendimientos de las cuencas varían mucho con los factores anteriormente mencionados. En zonas de nuestra cordillera entre los 3000 m y 4500 m. de altura, los rendimientos llegan al 60 % ó 70 % a mas al 80 %. Así tenemos por ejemplo en la cordillera de Huaraz a 4000 m de altura, tenemos una precipitación de máxima frecuencia de 700 a 800 mm al año y se produce escurrimiento de 500,000 a 600,000 m 3/km2. Para los estudios de irrigación se toman los escurrimientos mínimos al 75 %. Con el objeto de determinar estos rendimientos se instalan estaciones metereorológicas en las cuencas húmeda, además de estaciones de aforo directo; que fundamentalmente estos aforos sirven para proyectos de fuerza motriz y abastecimiento de agua potable.

Si en la E.M. se encuentra una precipitación media de mm. por año, y en las E.A. se averigua el escurrimiento producido; se puede averiguar el rendimiento de la cuenca en un año. Así multiplicando el área A de la cuenca por la cantidad en m3 , y mediante el aforo se conoce la cantidad en m3 de la escorrentía y relacionando estos datos, se puede conocer el rendimiento en porcentaje, Ejemplo: Precipitación media por año, A=M3 dato obtenido en E.M. 𝑀13 𝑀3

= Coeficiente de escurrimiento 𝑀13 = Escurrimiento/𝑘𝑚2 𝐴

Por lo tanto para hacer los estudios hidrológicos es necesario instalar las estaciones metereorológicas y las estaciones de aforo. En las E.M. hay que cuidar los pluviómetros de precipitación que son vasijas cuya área está bien determinada y dispuesta para medir la precipitación por año, por mes, etc. y las E.A. sirven para medir el agua que escurre, deduciéndose así la parte que se evapora e infiltra, estos se ejecuta en todas las cuencas húmedas y secas.

COORDENADAS UTM proyección cilíndrica, usadas en cartas, corrección por antigüedad de cartas (1950-1960) cada 25 m alternativas de trazo en función a la topografía, la ubicación de los puntos de captación, la cota más alta (mayor fuerza motriz del agua la geología de la captación, las velocidades de sedimentación y erosión, evitar los radios mínimos con obras de arte, metrados y costos.(en base a secciones). ESTIMACIÓN DEL POTENCIAL AGROECONOMICO Se basa en la valorización por el uso del terreno, producción, condiciones económicas y niveles de tecnología que se pueden usar, conclusión costo beneficio se calcula análisis unitario de producción para ver un rendimiento de producción. Se hace con proyecto o sin él : si B/C >1 Se ejecuta =1 indiferente. < 1 no se ejecuta Otros factores: Tasa de interés de retomo (T1R)= Debe cubrir 10% a 15% del interés de apoyo Periodo de recupe-ración (PR) Valor actual neto (VAN) III ESTUDIOS DEFINITIVOS Cálculo y diseño de las obras propuestas. HIDROLOGÍA: Es importante para el proyecto de riego que se garantiza, determinar los caudales, probabilísimas de máximas avenidas y mínimos aportes de la fuente y el ciclo hidrológico (distribución del agua, superficial, y subterránea). CUENCA: Zona o Área delimitada por característica geográfica, sociales culturales etc. CUENCA HIDROGRÁFICA: Zona o área delimitada por las divisorias de agua que llevan a un solo colector y que tienen iguales características hidrográficas. Cuenca húmeda: Balance hídrico positivo (Existe escorrentía) características propias morfológicas y ecológicas: (vegetación, microclimas, y afloramiento de agua. Cuenca seca : Balance hídrico negativo (no existe escorrentía) presenta presencia de vegetación características en la pendiente del terreno etc. ESCORRENTIA ( ESCURRIMIENTO) FACTORES QUE DETERMINAN EL BALANCE HÍDRICO (PARÁMETROS HIDROLÓGICOS:). Precipitación, Infiltración, Evapotranspiración, Escorrentía: PRECIPITACIONES: función de los vientos, corrientes marinas, cercanía al mar, aquí la presencia de la cordillera de los andes y la ubicación con respecto al mar. Se mide a través de la intensidad, mm/mim, mm/seg FRECUENCIA: Número de veces con que se presenta una precipitación en un lapso de tiempo determinado. TIPOS DE PRECIPITACIONES: Precipitaciones medias, anuales, probabilísticas,(para un grado de persistencia, ocurrencia en el tiempo) MÉTODOS PROBABILISTICOS: mm/persona, Gambell. persistencia 50% INFILTRACIÓN: Paso del agua de la superficie al interior de la tierra. PERCOLACIÓN: Mov. Del agua dentro del suelo. Factores de INFÍLTRACIÓN: Tipo de suelo, contenido de material orgánico, contenido de humedad, cobertura vegetal. La época del año. La porosidad es la más importante porque determina la resistencia al flujo. Mayor porosidad, mayor infiltración se mide con el infiltrómetro y de manera indirecta por medio del permeámetro cuando hay variedad de suelos y vegetación repetir la prueba para tener datos fidedignos.

INFILTROMETRO: Tubo que aísla una sección del suelo Se lo inunda y se toma el tiempo. EVAPOTRANSPIRACION: Suma de la transpiración y Evaporación Transpiración = perdida de agua de los vegetales Evaporación - perdida de aguas superficiales. EVAPORACIÓN POTENCIAL: Perdida total del agua que ocurriría si no hubiera deficiencia de agua en el suelo para el uso de la vegetación. MÉTODOS. PARA DETERMINAR LA EVAPOTRANSPIRACION POTENCIAL es: MÉTODO DE Thernthwarte MÉTODO DE Blaneycridddle MÉTODO DE HordGrieras( el mejor) ESCORRENTIA: Agua de precipitación que fluye en causes (superficial), o subsuelo. Se determina la capacidad de infiltración por ecuaciones matemáticas coeficiente de escorrentía (escurrimiento) o por experimentos, volumen de precipitación con el volumen que discurre. Importante para el adecuado dimensionamiento y diseño de las obras de toma, captación, desfogue y drenaje. FACTORES DE ESCORRENTÍA: Topografía, Vegetación, Fisiografía del suelo.. Infiltración, Evapotranspiración (indirectos los dos últimos) Coef. De escorrentía =c (veloc. De escorrentía)/(velocidad precipitación) Caudal de escorrentía Q = CIA/360, I = intensidad, A= área (Ha) FACTORES QUE AFECTAN EL COEFICIENTE DE ESCORRENTÍA (C) A = Área de la cuenca Calidad del suelo V = volumen Topografía Vegetación mas exacto método de RAMSEB. ALGUNOS VALORES DE "C": En función del área (Km2 ) de la cuenca y en función de la precipitación (mm/min) Hasta 10 = 20% Hasta 800 = 5% 10 -100 = 15% 800 ~ 1200 = 5% -15% 100-500 = 10% 1200- 1500 = 15% - 35% >500 = 5% NOTA: En Cusco = 750 mm/min -800 mm/min En función de la vegetación: Área sin cultivo = 25% ~ 50% Área barrosa (sin cultivo silvestre) = 5% ~ 20% Área cultivadas 5% ~ 30% También se acostumbra a medir la dirección y velocidad de los vientos, las horas del sol, de lluvia, temperatura, etc. Las E. A. se instalan generalmente en los afluentes. DETERMINACIÓN DE LAS MÁXIMAS AVENIDAS La determinación de la máxima avenida de acuerdo a un período de retorno establecido es de suma importancia para la seguridad de las obras hidráulicas, ya que se puede ocasionar la falla de dichas obras o daños mayores.

Según el Cuerpo de Ingenieros de U.S.A. se usa como avenida de diseño la avenida estándar que se define como: La descarga qué puede esperarse para la más severa combinación de

condiciones

metereológicas e hidrológicas, y equivale al 50% de la avenida máxima probable. Es por dicha razón que en algunos países existen reglamentaciones que relacionan el tipo de obra con la máxima avenida con un tiempo de retomo. Para decidir en relación al período de retomo más conveniente es necesario tener en cuenta la vida útil del proyecto. Escogiendo un porcentaje adecuado de riesgo se podrá determinar el período de retomo de la crecida de diseño y en base a la estadística hidrológica se procederá a calcular con uno o varios de los métodos siguientes. -

Fórmula de Gallón.

-

Fórmula de Gumbel.

-

Método de Pearson III.

-

Método Log Pearson III.

El control de inundaciones se relaciona directamente con las máximas avenidas, pues la propensión de desbordar de los ríos ha producido grandes daños y es importante el control y la cuantificación anual de los daños, para determinar la magnitud y posibilidad de ejecutar obras de defensas o de amortiguación de avenidas o huaicos.

FORMULAS EMPÍRICAS PARA EL CÁLCULO DE LAS MÁXIMAS AVENIDAS Cuando no existe información estadística de caudales de una cuenca y la misma tiene áreas menores de 1000 km2 es posible determinar las avenidas máximas mediante las fórmulas siguientes. a)

Fórmula de SANTI

Se expresa: Qmáx. (m3/seg.) = C. (A)1/2 Cuando A< 1000 Km2 Qmáx (m3/seg.) = C. (A)2/3 cuando A > 1000 km2 Los valores de C son: C = 33 para T = 100 años C = 50 para

T = 500 años

C = 66 para

T = 1000 años

b) Fórmula de FORTI Para precipitaciones máximas de 400 mm/día 𝑄𝑚á𝑥. (

𝑚3 500 . ) = 3.25 𝑥 + 1 𝑠𝑒𝑔 𝐴 + 125

Para precipitaciones máximas de 200 mm/día 𝑄𝑚á𝑥. (

𝑚3 500 . ) = 2.25 𝑥 + 0.5 𝑠𝑒𝑔 𝐴 + 125

Donde: A: área en km2 c)

Fórmulas de POSENTI

𝑄𝑚á𝑥 (𝑚3 /𝑠𝑒𝑔. ) =

𝑆𝑝 𝐾 𝑥 𝐻𝑚 (𝑆𝑚 + ) 𝐿 3

Donde: Hm = Láminas de máxima precipitación de 24 horas en mm. L =Longitud máxima del cauce principal en km. Sm = Área de la parte montañosa de la cuenca en km2. Sp=Área de la parte plana de la cuenca en km2. K = Coeficiente que varía entre 700 < k < 800 d) Formula de KUICHLING Para crecidas ocasionales: 𝑄𝑚á𝑥. =

44000 + 20 𝐴 + 170

𝑄𝑚á𝑥. =

127000 + 7. 4 𝐴 + 370

Para crecidas excepcionales

Donde: A: área de la cuenca en millas cuadradas Q: gasto en pies3/seg. Milla cuadrada. e)

Formula de MEYER Qmáx. = 1.75 x C x A1/2 Donde: A = área en km2 C =varía entre 30 < = C < =100

Así mismo existen otras fórmulas para determinar las máximas avenidas dentro de ellos está el método racional que a su vez podría servir para determinar gastos en cualquier temporada del año. MÉTODO RACIONAL Para estimar el escurrimiento máximo instantáneo para los diseños en muchos casos es necesario el hidrograma, en estos casos se puede aplicar el método racional, que se basa en la consideración

siguiente: Si las lluvias se aplicaran a un ritmo constante en una superficie impermeable el escurrimiento tendría el mismo ritmo. Es decir que si la lluvia persiste en un ritmo uniforme en un tiempo mínimo el máximo escurrimiento sería igual al ritmo de la lluvia su formulas es la siguiente:

𝑄=

𝐶. 𝐼. 𝐴 360

Donde: C = Coeficiente de escurrimiento I = intensidad en mm/hora A = área en Has. Q = Gasto en m3/seg. Valores de c, para áreas menores de 1500 Has. Vertientes onduladas

5 % a 10 %

de 10 % a 30 %

Cultivos generales

0.60

0.72

Cultivos de pastos

0.36

0.42

Cultivos de bosques

0.18

0.21

Áreas desnudas

0.80

0.90

MEDICIÓN DE CAUDALES Y AFOROS: Tan importante como el registro de precipitaciones llevar registro para evaluar el aporte medio minino evita los embalses etc. MÉTODOS DE AFORAMIENTO: Estáticos o indirectos (Permanentes y periódicas) y Dinámicos o directos .Las unidades son 1ts/seg, m3. MÉTODOS ESTÁTICOS O INDIRECTOS: Utiliza volúmenes conocidos baldes, cubas, tanques en pequeñas obras, MÉTODOS DINÁMICOS O DIRECTOS: Directamente en sus unidades nos permiten m3/seg , .It/seg.

Hay diferentes procedimientos: Vertedores (Francis) Correntómetros (velocidad) Flotadores ( empíricos) limnímetro ( relaciona el Q con la altura) Medidores de agua medidores fijos o móviles (parshall) Venturímetros.

ESTACIÓN DE AFORO: Lugar estratégico para medir el caudal, se escogen de acuerdo a el tamaño de la fuente, instrumentos, periodicidad. REQUISITOS: Tamaño de la fuente, instrumentos a utilizar, precisión, periodicidad, más exigente en las estaciones permanentes. RECOMENDACIONES: Colocarlas en tramos rectos, sin mucha variación en por lo menos 100 metros, ancho del tramo 1/2 a 5 veces el ancho de la fuente del río., lecho del tramo debe ser estable, y de pendiente uniforme, evitando la presencia de pozos o remolinamientos. Líneas de corriente perpendiculares a la sección transversal del rió en el punto de aforo, velocidad constante, no obstáculos en el tramo, garantizar el paso de todas las aguas máximas, de fácil acceso, taludes permanentes y estables en el tramo, en estructuras permanentes colocar limnímetros etc. MÉTODO DEL FLOTADOR: Se halla la velocidad indirectamente. Q real = cQ teórico c = 0.6 canales naturales c = 0.1 canales revestidos. MÉTODO DEL CORRENTÓMETRO: Velocidad angular de líneas de corriente son de tres tipos: Mecánicos(molinete) Electrónicos (Ultrasonido) computacionales (Totales) Se halla directamente el caudal. Vang = ∞/t, Vlineal - Vang* R ESTUDIOS TOPOGRÁFICOS: Punto de captación definitivo, corrección de trazo, trazo y nivelación en canales abiertos con gran precisión, ORDENES DE CONTROL: - Primer orden = canal principal, canal de derivación, captación y desarenados - Segundo orden = canales laterales - Tercer Orden - canal de distribución. PASOS PARA LA ELABORACIÓN DEL TRAZO DE UN CANAL DE PRIMER ORDEN Elaboración de la línea de gradiente Ploteo de la línea de gradiente Determinación de tangente sobre los planos Replanteo y estacado de las tangentes y curvas Nivelación longitudinal de las estacas del eje del canal Ploteo de algunos Pi definitivos Levantamiento de las secciones transversales en cada estaca Dibujo de secciones longitudinales y transversales Metrados y presupuestos Memoria descriptiva

DESCRIPCIÓN DE LOS PASOS 1.-ELABORACION DE LA LINEA DE GRADIENTE: Va bajando con una pendiente constante dada, sirve para determinar las líneas tangentes del Trazo preliminar no hay curvas, los pe con aprox. De milímetros Equipo nivel de ingeniero, mira milimétrica, wincha 20 m, libreta de nivelación estacas, 6 hombres mínimo, 2.- PLOTEO DE LA LÍNEA DE GRADIENTE: Llevar al plano los datos. 3.-TANGENTES SOBRE LOS PLANOS: Menor número posible, evitar relleno, mas corte. 4.- REPLANTEO Y ESTACADO DE TANGENTES Y CURVAS: Llevar al terreno alineamos con el PI. 5.- NIVELACIÓN LONGITUDINAL DE LAS ESTACAS DELTRAZO: por lo menos; 3 como mínimo, la nivelación comprobar cada kilómetro. 6.- PLOTEO DE ALGUNOS PI DEFINITIVOS: Si hay error en algún PI se corrige en el plano ploteando. 7.- SECCIONES TRANSVERSALES: En cada estaca se realiza con nivel o con el eclímetro con wincha. de 20 metros. 8.- DIBUJO DE SECCIONES TRANSVERSALES Y LONGITUDINALES:Escoger la escala adecuada 10 veces la H de la V.(l/1000 1/2000). 9.- METRADOS Y PRESUPUESTOS: En base a el dibujo de las secciones transversales cota terreno, cota de canal, presupuesto en base al análisis minucioso de los costos maquinaria, rendimiento de obreros etc. 10.- MEMORIA DESCRIPTIVA: Debe contener: Generalidades y antecedentes Aspectos legales Hidrológica general del proyecto Suelos Técnicas de integración del agua y del suelo Aspecto económico Aspecto social Balance económico. AFOROS DE AGUA.-El empleo eficaz de! agua para riego depende en gran parte de su aforo. El aumento del consumo y del valor del agua disponible y la tendencia creciente de las empresas de riegos a basar sus cobros en las cantidades de agua a emplear cada año; exigen la unificación de principios y métodos necesarios para el aforo de las aguas. No se pueden utilizar para establecer un plan de riego, los datos que ligan el agua con el suelo y con las plantas, sin antes aforar el agua que existe. Las unidades de medida del agua pueden ser agrupadas en 2 clases: Las que expresan un volumen específico de agua en reposo y aquellas que expresan un caudal. Las unidades más usadas para usar el volumen de agua en reposo son el litro, el metro cúbico, el centímetro hectárea y el metro hectárea. Un centímetro - hectárea es un, volumen de agua suficiente para cubrir una hectárea con un espesor de un centímetro, que equivale a 100 m3.

Un metro hectárea de agua cubrirá una hectárea con un espesor de 1 metro y equivale a10,000 m3. Las medidas más comunes para caudales son el litro por minuto, el m por segundo, el centímetro hectáreas por hora y el metro - hectárea por día. AFORO DE AGUA POR MEDIO DE UN CORRENTOMETRO En 1790 el ingeniero hidráulico Alemán, Woltman invento el aparato que lleva su nombre, y cuyo objeto es medir la velocidad de una corriente de agua Este aparato se denominó el Molinete de Woltman; cuyo movimiento se produce por acción del agua sobre un sistema de aletas aseguradas en un eje horizontal. Este aparato era de uso muy delicado y por esta razón ha sido reemplazado por el correntómetro, tipo Price Americano, en el cual el movimiento se efectúa por acción de la corriente sobre una serie de tazas cónicas aseguradas a un eje vertical, actuando el agua sobre el lado cóncavo de las tazas. Se clasifican en dos tipos: Acústico y Eléctrico, diferenciándose solo en el mecanismo registrador. En el tipo acústico se registra el número de vueltas que da el aparato en un tiempo dado, por medio de golpes de un percutor en un tambor metálico. En el segundo tipo se registra el número de vueltas por el cierre de un circuito eléctrico que hace resonar un receptor telefónico. El de primer tipo se usa en acequias pequeñas o ríos que se pueden vadear, o sea cuando el aparato puede acercarse a la superficie del agua hasta 2 o 3 metros. El de segundo tipo se usa en ríos de gran caudal, sostenido por un cable. El receptor telefónico está en conexión con una pila seca o con una pequeña pila de bisulfato de mercurio encerrada en una caja de acero; puede resonar después de cada revolución del aparato o dar un golpe cada 5 revoluciones (modelo penta), según la disposición del dentado de las ruedas del aparato.

CALIBRADO DEL INSTRUMENTO.- La relación entre las revoluciones de la rueda de un aparato y la velocidad del agua es prácticamente constante dentro de ciertos límites, y debe determinarse de manera experimental para cada aparato. El procedimiento que se sigue en el reglado, es el conocido de hacer correr los aparatos asegurados a un carro , en un tanque de agua tranquila anotándose el

número

de revoluciones, el tiempo

empleado y la distancia recorrida, con éstos datos se confecciona una tabla de doble entrada para cada correntómetro.

El calibrado consiste entonces, en determinar el número de revoluciones por segundo que corresponde a cada velocidad de la corriente. Los coeficientes obtenidos son las constantes del aparato y como se ha expresado, ésta determinación se efectúa experimental mente. DESCRIPCIÓN.- Es un aparato cuyo eje horizontal AB, termina en tasitas n - n, de forma cónica que giran alrededor del eje vertical R, situado en la extremidad de AB incidiendo normalmente la corriente sobre las partes cónicas. El aparato se orienta mediante el timón T, en forma automática; el conjunto está sólidamente asegurado a la varilla vertical MN, que termina en punta en la parte inferior, para poderla clavar en el fondo del río si fuera necesario. Cuando las aguas son profundas, se mantiene el aparato colgado de un cable graduado C. La parte inferior esta lastrada con plomo en forma, de pescado que remata en un timón Z Siendo eléctrico, está provisto de una pequeña batería E la corriente penetra por el conductor a, y después de atravesar por la cámara de contacto H, sale por el conducto b; que termina en el fondo D de un teléfono portátil . El operador lleva siempre la batería y el fono.

CUADRO PARA CALCULAR DESCARGAS CON CORRENTOMETRO

Titulo …………………………………. Rio o sequia……………………………………………………… Fecha y hora ………………………… Localidad…………………………………………………………. Operador……………………………… Altura de mira de control………………………………………. Al comienzo ……………….Promedio…………………………. Al final………………………………………………………………

OBSERVACIONES

CALCULOS

Distancia al punto inicio 0 2 4 6

Profundidad

Profundidad observada

Tiempo en seg.

Numero de revoluciones

0 0.5 1.00 1.20

0 0.30 0.60 0.72

0 64 60 57

0 40 40 40

13.20

0

0

0

0

Velocidades Vertical En sección 0 2.21 4.42 4.56 4.72 4.83 4.94 tablas

Profundidad media

Anchura

Área

Descarga

0.25 0.75 1.10

2 2 2

0.50 1.50 2.20

1.100

1.20 Descargas total………………

En caso de que fuera acústico se suprimen los conductores a y b , y se coloca un tubo que va hasta el fono del operador (En el gráfico está representado este aditamento por líneas punteadas)

MODUS – OPERANDI.- En una estación de aforo debe haber ciertas condiciones indispensables. Hay una estación de aforo que se denomina Huaro, en la que el rio tiene su cauce más uniforme. Se hace un cuadro que tiene 11 columnas, de las cuales las cinco primeras corresponden a observaciones de campo y el resto a los cálculos de oficina. Estas columnas son: 1.

Distancia al punto inicial

2.

Profundidad

3.

Profundidad observada

4.

Tiempo en seg.

5.

Número de revoluciones

6.

Velocidad en vertical

7.

Velocidad en sección

8.

Profundidad media

9.

Anchura

10.

Área

11.

Descarga

Cable al observador

CORRENTOMETRO Aleta adicionales

Cámara de contactos

Copas

Lastro

Para este ejemplo hemos supuesto que el aparato de penta, es decir de cinco revoluciones, y digamos que da 8 golpes , entonces tenemos 5 x 8 = 40 revoluciones. Los golpes se cuentan sin tener en cuenta el primero que es el golpe inicial.

Con estos datos se va a la tabla de doble entrada i se determina la velocidad vertical que sería para la sección 2; para cuatro se repiten las mismas operaciones que en 2 y así se procede sucesivamente. Viendo la figura se ve que en 6 más ó menos se tendrá la máxima velocidad de donde comenzará a bajar nuevamente. La velocidad, viene a ser la velocidad promedio entre dos velocidades verticales la profundidad media de dos valores de la columna de profundidades. El ancho de este ejemplo, es constante de dos metros menos en la última que es de 1.20m (fraccionaria). El área se determina como el producto de la profundidad media por el ancho. La descarga se calcula como el producto del área por la velocidad en la sección.

ELECTRICO ACUATICO

DETALLE DE UBICACIÓN DEL CORRENTÓMETRO

ESQUEMAS DE UN CORRENTOMETRO

Caseta

Carro de operador

Comunicación

DETERMINACIÓN DE LA VELOCIDAD.- El perfil de la velocidad del agua en los ríos o canales semeja una parábola que tiene un eje paralelo a la corriente. A fin de obtener un valor exacto de la velocidad promedio del cauce, será necesario tomar la velocidad del agua en muchos puntos a lo largo del tirante hidráulico de cada sección, lo cual necesitaría y resultaría muy laborioso. Por esta razón se han determinado experimentalmente los puntos, en donde la velocidad del agua representa el promedio de la velocidad en toda la profundidad considerada Los métodos estándar qué han sido, adoptados para determinar la velocidad de los cauces, se indican a continuación: 1.

En los ríos y cauces con profundidades menores de 15 cm. La velocidad promedio se representa a 0.5 de la profundidad.

2.

En cauces con profundidades que llegan hasta 45 cm. La velocidad promedio está localizada a 0.6 cm. De profundidad.

3.

Los mejores resultados en la práctica se obtienen cuando se toma el promedio de las velocidades medidas a 0.2 y 0.8 de la profundidad del cauce. Este es el método estandarizado por el servicio de reconocimiento geológico de los Estados Unidos.

4.

Cuando la velocidad en el cauce parece encontrarse anormalmente distribuida o cuando se desea calibrar otros métodos. Resultará conveniente tomar la velocidad a 0.2, 0.6 y 0.8 de profundidad del agua para obtener con ellos, el promedio de la velocidad en cada sección.

SELECCIÓN DE LAS ESTACIONES DE AFORO. La fuente principal de aprovechamiento para los proyectos hidráulicos en general, como irrigación, fuerza motriz hidráulica, agua potable etc. son los ríos; y el método general que se usa para medir su caudal, es aquel en el cual se determina una sección transversal mojada de su cauce haciendo uso de nivel o sondajes; y se mide directamente las velocidades en diferentes partes de la sección por medio de correntómetros o flotadores si se quiere solo aproximaciones. También se hacen estas medidas, por métodos indirectos en la sección completa, por medio de vertedores, medidores diseñados especialmente, entre ellos el más importante y usado en toda América es el medidor parshall.

También se hacen estas medidas por medio de fórmulas, en función de la pendiente, como las fórmulas de Kutter y de Manning. Antes de hacer estas mediciones, que tienen por objeto hacer la historia de los ríos, es necesario escoger un sitio aparente en el curso del río para efectuar estas mediciones, y a este sitio se le llama estación de aforo. Estas estaciones, deben satisfacer una serie de condiciones que no siempre se encuentran en el mismo lugar y en todos los ríos, precisa en cada caso hacer un reconocimiento cuidadoso a lo largo del valle, a fin de encontrar la ubicación que satisfaga, al mayor número de las condiciones exigidas. Deben situarse aguas arriba de la toma de las acequias superiores del valle, y las condiciones favorables para obtener una buena ubicación de la estación de aforo. son las siguientes: 1- El cauce debe ser lo más recto posible en una distancia de 50 a 250 metros ,aguas arriba y aguas abajo de la sección escogida, variando esta longitud con el ancho del rio, la longitud de la tangente anteriormente mencionada debe ser más o menos 2.5 veces el ancho del río. 2- La dirección de la velocidad debe ser perpendicular a la sección y muy pocas o malas las obstrucciones en el cauce. 3- El lecho debe ser lo más permanentemente posible, regular en su forma y con muy pocas proyecciones de más de 30 crn. Sobre su perfil transversal. 4- No debe existir cambios bruscos de velocidad, ni ser ésta menor de 15 cm/seg. 5- La estación debe estar libre del efecto del remanso producido por obra de captación. 6- Los bordes libres deben ser altos y libres de rebalses. 7- La estación debe ser fácilmente accesible para poder ser -atendida en forma eficiente por el operador. 8- Debe evitarse en lo posible una sección con fondo de arena y taludes inestables, porque una curva de aforo para dicha estación sólo sería aplicable durante poco tiempo por las variaciones de perfil transversal. 9- Deben estudiarse de preferencia los sitios que cuentan con una estructura, como puentes, apoyos, etc. que permitan efectuar mediciones en época de abundancia; sino convienen esas secciones, debe construirse la estructura más aparente a las condiciones del lugar escogido, de la presencia de esas obras estructurales y el modo como se llevan a cabo los aforos.

proviene el nombre de la estación que puede llamarse, estación de puente, de cable, de bote y de vadeo. La estación debe estar provista de una guía de aforo cuyo sistema de colocación depende de cada caso particular. La historia de los ríos está representada por los diagramas de descarga dibujados a escala conveniente, tomando como unidad la descarga media diaria del río. Se dibuja un sistema de coordenadas, en el cual las ordenadas representan volúmenes descargados a las abscisas el tiempo. Generalmente la escala que se toma es un milímetro igual a un día en abscisas y en ordenadas un milímetro igual a un metro cúbico; en ésta forma obtenemos la historia de los ríos, A base no sólo de estudios hidrológicos, sino fundamentalmente económicos, se ha llegado a conclusiones, especialmente en la costa peruana; y para proyectos de irrigación, se a adoptado el diagrama que corresponde al 75% de persistencia, tomando como unidad el mes, que indica que en 100 años; durante 25 años viene menor descarga que la expresada por el diagrama anterior. Supongamos que haya 25 años de observaciones se trata de dibujar el diagrama del 75% de persistencia de estos 25 gráficos, tomando como unidad el mes.

Tomamos los 25 años correspondientes a Enero, la lista de lo descargado lo ponemos en orden descendente y lo dividimos en 4 partes o cuartadas. El 75% de persistencia de enero queda en la tercera cuartada. Tomamos los gráficos de 1955 y 1931, y dibujamos el promedio de estos 2 , así se realiza para cada mes, obteniéndose el diagrama del 75% de persistencia, sobre el cual se hace los estudios de irrigaciones. Hacemos

notar

que para cada zona

el

estudio

correspondiente, por ser este un factor preponderante.

debe

estar

de

acuerdo

al

clima