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• Marco A. Miranda

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Curso: Sistemas de Riego

Ing° Percy Vega Villasante

SISTEMAS Y METODOS DE RIEGO Introducción. El método de riego es la técnica a través de la cual se aplica el agua al suelo. El uso de un método de riego u otro depende de numerosos factores, entre los que es preciso destacar los siguientes:



Topografía del terreno y la forma de la parcela.



Características físicas del suelo, especialmente las relativas a su capacidad para almacenar el agua de riego.



Tipo de cultivo, del cual debe conocerse sus requerimientos de agua para generar producciones máximas, así como su comportamiento en situaciones de falta de agua.



La disponibilidad de agua y el costo de la misma.



La calidad del agua de riego.



La disponibilidad de mano de obra.



El costo de las instalaciones de cada sistema de riego, tanto en lo que se refiere a inversión inicial como en la operación y mantenimiento del sistema.



El efecto en el medio ambiente.

Por otro lado, una vez elegido el método de riego, existen variantes, cuya elección se realizará teniendo en cuenta aspectos particulares. En la actualidad son tres los sistemas de riego utilizados: 

Riego por superficie.



Riego por aspersión.



Riego localizado.

En el Perú el método de riego superficial más utilizado es el de surcos, no obstante, en la actualidad en la costa se vienen implementando los métodos de riego presurizado. En el cuadro siguiente se detalla información de las técnicas de riego en la Costa peruana, para el año 1997; en los últimos cinco años las áreas con riego presurizado se vienen incrementando aún más y ya se habla de 50000 ha de riego presurizado.

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Sistemas y Técnicas de riego en la Costa de Perú (1997) Sistemas y Técnicas Origen del recurso de riego hídrico

Cultivos principales

Superficie estimada (ha)

Por gravedad Surcos

Superficial

Algodón, caña de azúcar, hortalizas, arroz, maíz, papa, etc.

572 473

Melgas

Superficial

Leguminosas-grano, alfalfa

130 000

Pozas (inundación)

Superficial

Arroz, plátano

120 000

Aspersión

Superficial

Frutales, alfalfa

11 200

Cañón

Superficial

Maíz

500

Pivote Central

Superficial

Varios

280

Microaspersión

Superficial y Subterráneo

Flores

500

Goteo

Superficial y Subterráneo

Cítricos, mango, espárrago

A presión

TOTAL

7 200 842 153

Fuente: www.agualtiplano.net/riego/peru/peru3.html

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1.

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SISTEMA DE RIEGO POR SUPERFICIE O GRAVEDAD El riego por gravedad es el más antiguo utilizado por el hombre. Se trata de sistemas de riego muy conocidos, pero que sin embargo, pueden producir pérdidas de nutrientes por lavado y arrastre, al no poder controlarse perfectamente las dosis de agua.

Esquemas del riego por gravedad, surcos y melgas

El agua se aplica directamente sobre la superficie del suelo, por gravedad. El propio suelo actúa como sistema de distribución dentro de la parcela, desde la cabecera de la parcela, hasta llegar a todos los puntos de ella. Finalmente el agua alcanza la cola de la parcela.

El agua puede llegar hasta la parcela por medio de cualquier sistema de distribución, por una red de canales o por tuberías (normalmente a baja presión). El agua en la cabecera no necesita presión ya que se vierte sobre el suelo y discurre libremente.

Los sistemas de riego por gravedad se caracterizan por el manejo del agua en base a las diferencias de carga hidráulica y su conveniente conducción, sobre el nivel del terreno, a través de surcos (para cultivos en hilera), melgas (para cultivos densos) o por pozas (para el cultivo del arroz). Este sistema, que se aplica aproximadamente en el 97% del área cultivada del país, es conocido como el método tradicional de riego, y se viene aplicando desde los inicios de la agricultura.

El riego por superficie es un método particularmente recomendable en terrenos con pendientes muy suaves en las que no sea preciso realizar trabajos de nivelación del suelo, que son costosos y pueden afectar negativamente la profundidad efectiva del suelo. 3

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Es el método de riego menos costoso en instalación y mantenimiento, y una vez que el agua llega a la parcela no existe costo en la aplicación del agua. Por otro lado, es el sistema de riego que utiliza el agua de forma menos eficiente, aun cuando se realice un adecuado diseño y manejo del riego.

Actualmente, los métodos de riego superficial han adquirido una gran importancia debido a los elevados costos de la energía en los métodos de riego presurizados y a la tecnificación o modernización con incorporación de variados niveles de automatización, de los métodos superficiales.

Los métodos de riego superficial requieren, por lo general, niveles de disponibilidad de agua muy superiores al riego presurizado. Por ejemplo, el riego por surcos requiere de, por lo menos, un caudal disponible de 10 l/s, para asegurar un buen manejo del agua en un área básica de riego. Los componentes básicos de este sistema son:  Fuente de agua  Líneas de abastecimiento  Mecanismo de control  Represas o bordes de control  Surcos de riego  Sistema de drenaje  Sistema de reutilización del agua (opcional)

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1.1.

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MÉTODO DE RIEGO POR SURCOS

1.1.1. DEFINICIÓN, CARACTERÍSTICAS Y OPERACIÓN DEL SISTEMA En este método se hace correr el agua por pequeños canales (surcos), desde la acequia madre hacia los cultivos, distribuidos en hilera, siguiendo determinada pendiente. El agua se infiltra en el fondo y a los lados de los surcos, llegando hasta la zona de raíces de los cultivos, reponiéndose así el agua del suelo consumida por los cultivos. Aplicación de agua por el método de surcos

Infiltración en el fondo y a los lados de los surcos

El agua aplicada no moja la totalidad de la superficie, disminuyendo la evaporación directa desde el suelo. La calidad del riego depende de la adecuación del terreno, siendo muy importante realizar una buena nivelación de la parcela a regar y un correcto diseño de los surcos. Es una alternativa muy antigua, que aún tiene vigencia y se sigue perfeccionando o tecnificando.

Esquemas del riego por surcos

Se adapta mejor a cultivos en hilera (caña de azúcar, papa, maíz, algodón, sorgo, etc.). También es adecuado para el riego de cultivos que sufren daños cuando el agua cubre su tallo. 5

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Se adecua mejor en suelos de textura media a moderadamente fina. En suelos de textura fina y permeabilidad baja, el caudal y la pendiente deben ser muy pequeños para evitar una escorrentía excesiva. En suelos arenosos el movimiento del agua será principalmente hacia abajo con muy poca penetración lateral. Etapas en la operación del riego por surcos: a) Se vierte el agua en la cabecera del surco y avanza a través de la longitud del surco y se infiltra. b) El agua llega al final del surco:  Continúa el riego para humedecer la profundidad de la zona de raíces.  Una parte del agua escurre.  En la cabecera del surco se llega a humedecer a la profundidad deseada, pero al final del mismo todavía no, por lo tanto, continúa el riego.  Cuando la lámina es suficiente al final del surco. Se detiene el riego.  Una parte del agua de riego se percola fuera de la zona radicular y otra parte, escurre al final del surco.

Riego por surcos en cultivo de caña de azúcar

1.1.2. VENTAJAS Y DESVENTAJAS Ventajas:  No necesita grandes inversiones en equipos.

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 Moderada eficiencia de aplicación de agua. Si el diseño y el manejo del riego son adecuados, puede obtenerse una buena eficiencia de aplicación.  Al permanecer seca el área entre los surcos, el riego no interrumpe las demás labores.  Tiene gran flexibilidad en cuanto al caudal de riego; usando caudales reducidos se disminuye el peligro de erosión del suelo.  Con surcos en contorno se reduce el peligro de erosión del suelo.  Se pueden usar tuberías y sifones para regular los caudales aplicados a los surcos.  El lavado de sales es fácil y barato, de ser necesario  Es adecuado para cultivos que requieren de aporque.  Puede emplearse equipos de control de bajo costo. Desventajas:  Pérdidas excesivas de agua, especialmente en suelos arenosos.  Pérdidas importantes de agua por escurrimiento superficial.  Es difícil aplicar dosis pequeñas de riego.  Las sales pueden concentrarse en la parte superior de los bordos.  Peligro de erosión en terrenos de fuerte pendiente.  Eficiencia de riego es baja, cuando el sistema no está bien diseñado y operado.  Exige mayor cantidad de mano de obra que otros métodos de gravedad.  Se pueden presentar dificultades para lograr un riego uniforme.

Parcelas con riego por surcos, en operación

1.1.3. EFICIENCIA DE APLICACIÓN La eficiencia del riego por surcos, dependen del caudal de entrada en la cabecera del surco y el tiempo de riego. 7

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La eficiencia de aplicación que se logra con este método puede calificarse de buena, al compararla con el resto de métodos superficiales, sobre todo si las condiciones de diseño y manejo del sistema son las adecuadas. En el riego por surcos tradicional bien manejado, la eficiencia de aplicación puede alcanzar valores de 60-70%; en el riego por surcos modernizado, puede llegar a superar el 80%.

Esquema que muestra la determinación de la eficiencia de aplicación en surcos

a) Caudal en la cabecera del surco  Con caudales muy bajos: El frente de agua avanza muy lentamente y el tiempo de infiltración en la cabecera del surco es muy grande. Se producen importantes pérdidas por percolación profunda, generando baja eficiencia y mala uniformidad.

 Con caudales muy grandes: El frente de agua avanza muy rápido, produciendo rápidamente escorrentía, con importantes pérdidas. Buena uniformidad pero baja eficiencia.

 Utilización de un solo caudal bien adoptado: Se produce equilibrio entre las pérdidas por percolación y por escurrimiento. La eficiencia de aplicación oscila entre 60 y 70 %.

 Utilización de 2 caudales diferentes: Con un caudal de entrada alto durante el avance del agua hasta el final del surco y un 8

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caudal menor durante la infiltración. Se produce un rápido avance, con bajas pérdidas por escurrimiento. La eficiencia y uniformidad pueden superar el 80 %. b) Tiempo de riego El tiempo de riego es la suma del tiempo de avance (tiempo necesario para que el agua alcance el final del surco) y el de infiltración (tiempo necesario para aportar la dosis deseada al final del surco). 1.1.4. Variantes 

Corrugaciones: Una variación del riego por surcos, que se utiliza en cultivos densos sin laboreo, son las corrugaciones, que consisten en pequeños surcos muy próximos, alineados según la mayor pendiente de la parcela. Las corrugaciones típicas tienen un fondo de 6 cm de ancho, pendiente lateral de 1 a 1, y profundidad de 10 a 15 cm.



Surcos en zigzag: En el riego de frutales se usa mucho los surcos en zigzag para disminuir la velocidad del agua y aumentar el tiempo de riego a fin de lograr una infiltración mayor en los suelos poco permeables.



Surcos en tazas redondas o cuadradas: También en frutales se usan los surcos en tazas redondas o cuadradas alrededor de un árbol, sin mojar el tronco para evitar plagas y enfermedades.



Surcos en contorno: Este método de riego sirve para reducir la erosión y conseguir mejores rendimientos en terrenos con cierta pendiente. Se adapta muy bien en casi todo tipo de suelos, sin embargo, no es recomendable en suelos arenosos que son inestables, ni tampoco en suelos arcillosos.

Riego por surcos en contorno

Para obtener un riego eficiente en cultivos con surcos poco profundos, deben limitarse a pendientes menores a 3%. Los cultivos permanentes, como frutales, pueden regarse exitosamente mediante surcos en contorno, en terrenos con pendientes de hasta 20%.

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1.1.5. ELEMENTOS BÁSICOS DE DISEÑO En el diseño del sistema de riego por surcos debe tenerse en cuenta los siguientes factores: a) Orientación de los surcos: Que varía según la pendiente del terreno; si ésta es muy grande y el agua corre muy rápido, existe peligro de erosión del suelo, por lo que deben realizarse los trabajos necesarios de nivelación del terreno. b) Forma de los surcos: La forma y ancho de los surcos depende del implemento que se utilice y varía de acuerdo con el tipo de suelo y el cultivo. Existen surcos de sección triangular o tipo “V”, cuyas dimensiones varían de 15 a 20 cm de profundidad y 25 a 30 cm de ancho superior. También, se tienen surcos de sección parabólica, cuyas dimensiones usuales son: profundidad, 30 a 35 cm; fondo, 15 a 30 cm y cresta, 20 a 90 cm. En suelos erosionables no son recomendables los surcos de sección triangular. Por otra parte, los surcos anchos y de reducida profundidad facilitarán la lixiviación de las sales. En suelos de baja velocidad de infiltración se recomienda surcos con mayor perímetro mojado (mayor área de infiltración), para reducir el tiempo de aplicación de agua. En un surco profundo y estrecho, el peligro de salinización es mayor que en un surco redondeado, en el cual el agua llena el surco y además fluye.

Parcela con riego por surcos, mostrando la orientación de los mismos

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Sección triangular (Tipo “V”) y sección parabólica

Forma de los surcos y su relación con las sales; forma de surcos que reduce daños por sales

c)

Distancia entre surcos: Generalmente está determinada por el cultivo y por las prácticas culturales, especialmente si se usa maquinaria. El espaciamiento, en general, debe ser menor en suelos de textura gruesa que en los de textura pesada, en función a las condiciones del movimiento lateral del agua en el surco y la profundidad humedecida. En suelos arcillosos el agua se infiltra más lentamente y su movimiento hacia los lados es mayor que en terrenos arenosos. En suelos arcillosos, la infiltración en el fondo del surco es menor que en suelos arenosos. Una buena separación entre surcos permite que se humedezca gran parte de las raíces del cultivo. En la práctica se emplean distancias entre surcos que varían entre 0,75 y 1,5 m, según el cultivo y el tipo de suelo. En el riego de frutales, los surcos pueden distanciarse de 0,9 a 1,8 m. Para elegir una buena separación entre surcos se recomienda hacer una prueba de aplicación de riego antes del establecimiento de los cultivos. La prueba consiste en trazar dos surcos sobre el terreno y aplicar agua sobre ellos. Si al revisar, se encuentra que la zona seca en el borde, es mayor que el ancho de cada surco, entonces éstos están demasiado separados.

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En cultivos de labores agrícolas mecanizadas (caña de azúcar), debe tenerse en cuenta el ancho de la maquinaria. El ancho de llantas de la maquinaria de cosecha hace que el distanciamiento óptimo entre surcos sea de 1,75 m.

Distanciamiento entre surcos y el humedecimiento del suelo

d) Longitud de los surcos: Depende del tamaño y la forma de la parcela, del tipo de suelo y del cultivo. A medida que los surcos son más largos, en la cabecera aumenta la cantidad de agua que se pierde por percolación profunda. En los suelos arenosos, la velocidad de infiltración es mayor que en los arcillosos. Para disminuir las pérdidas de agua, se debe acortar los surcos. Para determinar la longitud máxima del surco es necesario hacer ensayos de campo con distintos caudales, para conocer sus velocidades de avance. La longitud máxima del surco será la distancia recorrida por el caudal máximo admisible, en aproximadamente 1/4 del tiempo de riego. Las longitudes más frecuentes están comprendidas entre 90 y 150 m. Al emplear surcos demasiado largos se producen pérdidas excesivas por percolación profunda y erosión. 12

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Debe tenerse en cuenta que la reducción de la longitud de los surcos conduce a: o

Mayor parcelamiento de la propiedad.

o

Aumento de la longitud de las acequias y de las estructuras de riego.

o

Mayores dificultades para las labores mecanizadas.

o

Mayores costos de operación y mantenimiento del sistema de riego.

Por tales razones, al determinar la longitud de los surcos deberá hacerse un cuidadoso análisis de todos los aspectos relacionados con la funcionalidad del riego en el campo, con las demás labores culturales. Existen longitudes de surcos recomendables para diferentes pendientes y condiciones de textura del suelo, tal como puede observarse en el cuadro siguiente. Longitud máxima de los surcos, para regar una profundidad de 50 cm Pendiente (%) Arenoso 105 70 50

0,5 1,0 2,0

e)

Suelos de textura Franco 170 115 80

Arcilloso 225 150 105

Pendiente: Elemento muy importante en el riego por surcos, por los problemas de erosión que se puede causar. La forma más eficiente de regar por surcos es cuando éstos tienen pendiente uniforme. La pendiente de los surcos se define según el tipo de suelo. En suelos pesados la pendiente recomendable debe ser menor de 1.5-2.0% para no causar problemas de erosión. En el cuadro siguiente se presenta las pendientes máximas, según el tipo de suelo. Pendiente máxima según tipo de suelo Suelo Arena Franco arenoso Franco limoso Arcilloso Franco

f)

Pendiente máxima (%) 0,25 0,4 0,5 2,0 – 2,5 5,0 – 6,25

Velocidad del agua en los surcos: Es un factor muy importante que debe manejarse adecuadamente. La cantidad de agua que llega a la zona de raíces depende de la velocidad con que el agua recorre el surco. 13

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Las variables más importantes que definen la velocidad de avance en el surco son: capacidad de infiltración del suelo, textura, pendiente, geometría del surco, etc. Si la velocidad es muy grande, el agua corre libremente causando erosión, sin permitir que se infiltre desde los lados de los surcos. Si la velocidad es baja, el agua tiende a estancarse y las pérdidas por percolación profunda son muy elevadas. g) Caudal de agua en los surcos: El caudal a aplicar en el surco no debe ser excesivo, que no desborde y que alcance el final del surco en el tiempo señalado (1/4 del tiempo necesario para que se infiltre en el suelo la lámina neta de riego). El caudal que puede conducir un surco depende de su sección y de sus condiciones hidráulicas como rugosidad, vegetación, etc. Sin embargo, el caudal a aplicar estará limitado además por la pendiente y la erodabilidad del suelo. Una expresión ampliamente aceptada y que entrega un buen índice para estimar el "caudal máximo no erosivo" (Qmáx) en función de la pendiente (s) es la siguiente: Qmáx. = 0,63/s Donde: Qmáx = caudal máximo (l/s) s = Pendiente del terreno (%) Por ejemplo, para una pendiente de 1,5%, el caudal máximo erosivo a utilizar será de O.42 l/s. También se puede hacer uso de tablas que relacionan el gasto máximo no erosivo con las pendientes críticas en los surcos. Caudal máximo no erosivo y pendientes críticas en surcos Pendiente Caudal del Surco máximo S (%) Qm (l/s)

Observaciones

0,1

6,0

Caudal indicado es, aproximadamente, el doble de la capacidad normal de los surcos para pendientes de 0,1%. La erosión no es significativa cuando los surcos trabajan en estas condiciones.

0,3

2,0

Esta pendiente está cerca del límite máximo donde los surcos trabajan a su capacidad total sin causar serios problemas de erosión.

0,5

1,2

A esta pendiente habrá erosión a menos que el caudal sea menor que la capacidad del surco.

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2,0

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0,3

Este caudal reducido es para prevenir la erosión a esta pendiente alta, considerada como máxima para el método de riego por surcos.

Basada en la ecuación Qmáx = 0,63/S

h) Tiempo de aplicación de agua: Se debe considerar los siguientes aspectos importantes: El tiempo de avance (Tavanc) es aquél en que el agua llega al final del surco.



Perfil de humedecimiento para el tiempo de avance, en que el agua alcanza el final del surco

Se continúa aplicando el agua hasta completar el tiempo de riego en la



cabecera. También se asume una rápida infiltración del agua en el surco. El tiempo de aplicación del caudal (Ta) considera completar el tiempo de riego



en todo el surco; se considera además, la infiltración inmediata del agua. El tiempo requerido de aplicación del caudal al surco es: Ta =To +Tavanc −Tret

Donde: Ta = tiempo de aplicación del caudal (min) To = tiempo requerido para que se infiltre en el suelo la lámina neta de riego (min) Tavanc = tiempo para que el agua alcance el final del surco (min) Tret = tiempo de retirada del agua del surco.

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Frente de humedecimiento del suelo cuando el agua se corta completando sólo la profundidad de humedecimiento en la cabecera del surco

Frente de humedecimiento del suelo cuando el agua se corta completando profundidad de humedecimiento al final del surco, correspondiente al tiempo de aplicación (Ta)

1.1.6. EJEMPLO PRÁCTICO Se desea realizar la evaluación del riego por surcos existentes en un campo cuyas características son las siguientes:  Tipo de suelo: Franco.  Cultivo: algodón.  Separación entre surcos: 95 cm.  Longitud surcos: 250 m.  Ancho de la parcela (en la dirección de la longitud de los surcos): 255 m.  Pendiente de los surcos: 0,4%.  Lámina neta de riego que se desea aplicar: 100 mm.  Caudal introducido en cada surco: 1,1 l/s.  Tiempo que se está aplicando el caudal al surco: 480 min.  Tiempo que emplea el agua en llegar al final del surco: 250 min. Las ecuaciones de infiltración obtenidas a partir de las pruebas correspondientes son:  Velocidad de infiltración (mm/h):

I = 235 T-0,57

 Infiltración acumulada (mm):

F = 9,11 T0,43

Las curvas de avance para los diversos caudales se dibujaron a partir de los datos obtenidos en el ensayo de riego.

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Las conclusiones del ensayo de riego efectuado son las siguientes:  Tiempo de riego (tiempo para incorporar al suelo 100 mm): 263 min.  El agua alcanza el final del surco en 250 min. Este valor es superior a los 66 min (263 x 1/4) en los que aproximadamente debería haberlo alcanzado.  El tiempo que se está aplicando el caudal al surco es de 480 min. Valor superior a los 329 min (263 min + 66 min), que debería ser el tiempo de aplicación.  El tiempo de oportunidad al final del surco es de 230 min (480 min – 250 min), inferior a los 263 min necesarios para que se infiltre la lámina de riego. Por consiguiente, habrá pérdidas importantes por percolación al principio del surco y al final habrá déficit de riego. Mejora del riego anterior:  La mejora del riego anterior puede hacerse incrementando el caudal de cada surco, acortando la longitud de los surcos o haciendo ambas cosas a la vez.  A partir de las curvas de avance se observa que en 66 min (263 x 1/4) el caudal de 1,38 l/s (máximo no erosivo) alcanza 140 m y el caudal de 1,1 l/s alcanza 120 m. De la tabla de caudal máximo, se obtiene que para pendientes del 0,4%, ésta debe ser de 1,5 l/s.

Curvas de avance

 La longitud seleccionada para el surco será de 125 m, que permitirá dividir el largo de la parcela en dos surcos y dejará terreno para las acequias y drenes. El caudal aplicado en cada surco continuará siendo de 1,1 l/s. 17

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 El tiempo de avance para los 125 m será de 70 min.  El tiempo de aplicación del caudal al surco será : Ta = 263 min + 70 min = 333 min La eficiencia de riego que se obtendrá será:  Altura de agua que se desea aplicar: 100 mm  Altura de agua aplicada: (1,1 l/s x 333 min) / (125 m x 0,95 m): 182 mm  Eficiencia del riego (100 / 182 x 100): 55 % 1.1.5. PROBLEMAS Y PREGUNTAS DE COMPROBACION a.

Qué relación podría establecer entre mejoramiento de la eficiencia de riego en el método por surcos y los costos del sistema.

b.

Cuáles son los mayores problemas que presenta el sistema de riego por surcos, en la zona donde desarrolla sus actividades?

c.

Enumere los cuatro factores que considere más importantes en el diseño de un sistema de riego por surcos.

d.

Qué le sugiere una eficiencia de aplicación del orden del 70% y otra del 25%, en el riego por surcos?

e.

Qué consideraciones relevantes tomaría en la evaluación de un sistema de riego por surcos.

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RESUMEN El método de riego es la técnica a través de la cual se aplica el agua al suelo. La selección del método de riego depende de varios factores como topografía, tipo de suelo, disponibilidad y calidad del agua, disponibilidad de mano de obra y costos de instalación, operación y mantenimiento. El método de riego por surcos consiste en aplicar el agua superficialmente, a través de pequeños canales (surcos), haciéndola correr desde leal extremo inicial (cabecera) del surco hasta su extremo final, siguiendo una determinada pendiente. El agua se infiltra en el suelo desde el fondo y de los lados de los surcos, llegando hasta la zona de raíces de los cultivos. Se adapta mejor a los cultivos en hilera, a suelos de textura media a moderadamente fina y a terrenos con pendientes bajas. La operación del sistema considera el aporte de agua a los surcos, desde la acequia de cabecera y el avance del agua a lo largo del surco, hasta alcanzar el extremo final. El tiempo de riego se completa cuando se logra infiltrar el agua necesaria para humedecer la profundidad de raíces, tanto en la cabecera como al final del surco. El riego por surcos presenta como ventajas: bajos costos de instalación y operación, flexibilidad en el manejo de los caudales de riego, moderada eficiencia de aplicación, lavado de sales, etc. Entre las desventajas, se tiene: pérdida excesiva de agua en suelos ligeros, peligro de erosión en terrenos de fuertes pendientes, baja eficiencia en condiciones inadecuadas de manejo, etc. El riego por surcos tradicional, bien manejado, puede alcanzar eficiencias de aplicación de 60-70%; con la tecnificación puede alcanzarse eficiencias hasta el 80%. Como variantes del riego por surcos, se menciona a las corrugaciones, los surcos en contorno, en zigzag y con tazas redondas o cuadradas. En cuanto al diseño, se debe considerar los siguientes factores: orientación y forma de los surcos, distanciamiento entre surcos, longitud y pendiente de los surcos, velocidad y caudal y tiempo de aplicación.

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1.2.

METODO

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DE

RIEGO

POR

MELGAS,

TENDIDO,

BORDES,

PLATABANDAS O MELGAS

1.2.1. Definición, características y operación del sistema El método de riego por melgas consiste en dividir la parcela en franjas, delimitadas por diques a ambos lados, con pendiente longitudinal y un canal de cabecera que provee el agua de riego. El agua se aplica en el extremo superior de la faja, desde las acequias de cabecera y fluye en la faja como una lámina, pendiente abajo. El caudal aplicado debe ser tal que se distribuya en la faja en un tiempo igual al que necesita el suelo para que se infiltre la lámina requerida. Una vez entregado el volumen de agua requerido a la faja se corta la entrada de caudal. El agua que queda almacenada temporalmente en la superficie del terreno se infiltra, completándose el riego. 1.2.2. Ventajas y desventajas Ventajas  Se puede obtener una buena eficiencia de aplicación, si el diseño y el manejo del riego son adecuados.  Los requerimientos de mano de obra son bajos. Uso eficiente de la mano de obra durante el riego.  Se pueden diseñar las fajas con dimensiones adecuadas para la operación eficiente de la maquinaria.  Se pueden utilizar caudales grandes, lo que permite un menor tiempo de riego.  Una vez adecuada la parcela, la preparación para el riego (construcción de bordes) es barata y fácil.  Asegura un buen lavado de las sales.  Bajos costos de mantenimiento.

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Predio agrícola con riego por melgas y esquema de una melga

Desventajas  Se requiere una nivelación de suelos muy precisa, tanto en el sentido del riego como en sentido transversal, siendo importante que la pendiente tienda a cero para lograr una distribución uniforme en todo el ancho de la melga.  La pendiente en el sentido del flujo debe ser mayor a 0,2% y no debe superar el 2% para evitar los problemas de erosión.  Se requieren caudales relativamente grandes, del orden de 2 a 6 l/s/m.  Dificultad en las labores de cultivo y cosecha.  Cultivos sensibles al déficit de aireación pueden ser afectados.

Campo de cultivo con melgas en operación

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Esquema que muestra el proceso de avance superficial del agua y la infiltración

1.2.3. EFICIENCIA DE APLICACIÓN La eficiencia de aplicación en el riego por melgas depende fundamentalmente del manejo de los caudales de avance y de la infiltración. También dependerá de otros factores, tales como la pendiente, el tipo de suelo, etc. En el riego por melgas, bien manejado, pueden alcanzarse eficiencias de aplicación del orden de 50-60%, pudiendo ser mayores según la tecnificación del sistema.

Melgas en almácigo de arroz

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Según la operación del sistema es posible obtener altas eficiencias de aplicación y buena uniformidad del riego por melgas

1.2.4. VARIANTES Melgas en contorno 

Delimitadas por diques en contorno o a curvas de nivel.



Cultivos:

adaptados

a

huertos,

cultivos de granos, arroz y forrajes.  Topografía:

Método

implementado

en

terrenos irregulares, con pendientes menores del 2%. 

Abastecimiento

de

agua:

Se

necesitan caudales mayores de 30 l/s. 

Suelos: de textura entre media y fina, que no se agrieten al secarse.



Observaciones: Se necesita poca nivelación del terreno. Predio con melgas en contorno

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Cultivo de arroz con riego por melgas en contorno

1.2.5.

RIEGO POR POZAS

El riego por pozas consiste en la distribución de agua por gravedad sobre toda la superficie de un terreno encerrado por pequeños diques. La cantidad de agua, es relativamente grande la cual penetra verticalmente en suelos con baja permeabilidad. Las pozas están rodeadas completamente por un dique. Se usa principalmente en frutales. Las características principales de este método de riego son que la parcela está nivelada a pendiente cero y que no hay desagüe. La forma de la poza es generalmente rectangular o cuadrada, y su tamaño es variable. Puesto que la parcela está completamente nivelada, el avance del agua en el campo se debe a la pendiente de la lámina de agua, exclusivamente. Campo con riego por pozas, en operación

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1.2.6.

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ELEMENTOS BÁSICOS DE DISEÑO

a) Ancho de melgas Por lo general se construyen melgas de 6 a 30 m de ancho, según el tipo de suelo y la pendiente, en el caso de pasturas puede variar entre 5 y 20 m. Sin embargo, para definirlo es necesario considerar: 

El caudal disponible.



La pendiente transversal del terreno;



El ancho de la maquinaria que se utilice;

 Pendiente longitudinal. El ancho de la melga debe ser múltiplo del ancho de trabajo de la maquinaria. En cuanto a los bordes, su altura debe ser de 15 a 30 cm. Valores de ancho recomendados en función de la textura del suelo y de la pendiente de la melga

Esquemas que muestran el ancho de las melgas

b) Longitud de melgas La longitud de las melgas depende del tipo de suelo. En suelos arcillosos el agua penetra más lentamente que en suelos arenosos, por ello, la longitud de la melga debe 25

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ser mayor en el caso de los suelos arcillosos. Si la longitud fuera demasiado grande, la distribución del agua sería desigual y penetraría más en la parte de la cabecera de la melga. Además de la velocidad de infiltración, la longitud de las melgas también depende del caudal disponible. El diseño de la longitud de las melgas es similar al caso del riego por surcos. La longitud de las melgas debe ser la máxima posible, mientras se logre una buena eficiencia de riego y una aplicación uniforme del agua. Valores de longitud de melga para diferentes valores de pendiente y tipo de suelo Pendiente

c)

Longitud de melga (m)

(%)

Arenoso

Franco arenoso

Franco arcilloso

0,2 - 0,4

60 - 90

90 - 250

180 - 300

0,4 - 0,6

60 - 90

90 - 180

90 - 180

0,6 - 1,0

75

90

90

Pendiente transversal Su valor ideal es cero, para asegurar una distribución uniforme del

 agua. 

Valor máximo permisible, pero no aconsejable, es 0,2%; muy excepcionalmente, podría ser 0,3%.



Entre dos bordes sucesivos la diferencia de nivel no debe ser mayor a 4 cm, a fin de evitar que el agua se concentre en el borde más bajo.

26

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Cultivo de arroz empleando melgas

d) Pendiente longitudinal Para riego de especies forrajeras (alfalfa, etc.) la pendiente ideal



está comprendida entre 0,3% y 0,8%, pero puede variar entre 0,15 % y 1,5 % ó 2 %. Para pastizales permanentes las pendientes tolerables varían de



0,15% a 0,5%, como mínimo y 4%, como máximo. Para suelos pesados, debe ser menor de 0,5%, y para suelos ligeros,

 menor a 0,3%. e)

Caudal

El caudal a aplicar dependerá de la textura del suelo, del ancho de la faja, de la pendiente del terreno y de la cubierta vegetal. El caudal unitario indica la cantidad de agua que entra en la cabecera de la faja por segundo y por metro de ancho de faja. Teniendo en cuenta el riesgo de erosión, puede estimarse, para suelos sin vegetación, mediante la fórmula: Q u =5 ,58 I

− 0 ,75

Donde: Qu = caudal unitario (l/s/m) I = pendiente (%) Si existe cobertura vegetal, el caudal unitario puede ser por lo menos el doble del dado por la fórmula. El caudal unitario depende, además del riesgo de erosión y de la altura de los camellones, de la permeabilidad del suelo, de la pendiente, del ancho y longitud y de la lámina de riego requerida. En el cuadro siguiente se presentan valores de caudal unitario, para diferentes pendientes y tipos de suelo. Valores de caudal unitario para diferentes valores de pendiente y tipo de suelo Pendiente (%) 0,2 - 0,4 0,4 - 0,6 0,6 - 1,0

Caudal (l/s/m) Arenoso Franco Franco arenoso arcilloso 10 - 15 5-7 3-4 8 - 10 4-6 2-3 6-8 2-4 1-2 27

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f)

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Tiempo de aplicación del caudal

El tiempo requerido de aplicación del caudal para proporcionar la lámina bruta de riego se puede estimar mediante la expresión:

Ta =

( 5 x Rn x Anch x L ) (3 xQ x E )

Donde: Ta

= tiempo de aplicación del caudal (min)

Rn

= lámina neta de riego (mm)

Anch = ancho de la faja (m) L

= longitud de la faja (m)

Q

= caudal aplicado en la faja (l/s)

E

= eficiencia (%)

1.2.7.

EJEMPLO PRACTICO

Se desea realizar la evaluación del riego por fajas existentes en un campo cuyas características son las siguientes:  Tipo de suelo: Franco  Cultivo: alfalfa  Ancho de la faja: 6 m.  Longitud de la faja: 300 m.  Ancho de la parcela (en la dirección de la longitud de las fajas):

600 m.

 Pendiente de las fajas: 0,5%  Lámina neta de riego que se desea aplicar: 100 mm.  Caudal aplicado en cada faja: 30 l/s  Caudal total disponible: 90 l/s  Tiempo que se está aplicando el caudal en cada faja: 230 min. De las pruebas de campo respectivas, se obtuvieron los datos de infiltración y los tiempos de avance y recesión de la lámina de agua en diferentes puntos de la faja. Las ecuaciones de infiltración obtenidas a partir de los datos del ensayo son las siguientes: 28

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 Velocidad de infiltración (mm/h) : I = 414 T-0,425  Infiltración básica (mm/h): 25  Infiltración acumulada (mm) : F = 12 T0,575 Las conclusiones del ensayo de riego efectuado son las siguientes:  Tiempo de riego (tiempo para incorporar al suelo 100 mm): 40 min.  Eficiencia de riego:  Lámina de agua requerida: 100 mm.  Lámina de agua aplicado: (30 l/s x 60 s/min x 230 min) / (6 m x 300 m): 230 mm.  Eficiencia del riego (100/230 x 100): 43,5 %. La eficiencia obtenida es muy baja. La mayor parte de las pérdidas se producen por percolación. Mejora del riego anterior:  La mejora del riego anterior puede hacerse incrementando el caudal aplicado en cada faja o acortando la longitud de la faja; en ambos casos se disminuirá el tiempo de aplicación del caudal. Se decide mejorar la eficiencia del riego acortando la longitud de la faja.  A partir de los gráficos de Criddle se estima el caudal unitario que se va a aportar al suelo, considerando la infiltración básica de 25 mm/h, 100 mm de lámina de agua. Qu = 2,25 l/s/m y 100 m de longitud. Para una faja de 6 m de ancho: Qu = 13,5 l/s por 100 m de longitud. El caudal que se introduce en una faja (30 l/s) podrá regar una longitud aproximada de 222 m (100 m x 30 l/s / 13,5 l/s).  La longitud seleccionada para la faja será de 198 m, que permitirá dividir el ancho de la parcela (600 m) en tres fajas y dejará terreno para las acequias y drenes.  Si se realiza un ensayo de riego en una faja con la nueva longitud seleccionada (198 m), aplicándose el caudal durante 90 min., la eficiencia de riego que se obtiene acortando la faja y disminuyendo el tiempo da aplicación es: 

Lámina de agua requerida: 100 mm



Lámina de agua aplicada: (30 l/s x 60 s/min x 90 min) / (6 m x 198 m): 136,4 mm



Eficiencia del riego (100 / 136,4 x 100): 73,3 %

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La eficiencia obtenida es alta. Se disminuyeron considerablemente las pérdidas por percolación. La faja recibe en todos sus puntos una lámina de agua de 100 mm o más, ya que el agua está sobre la superficie del terreno un tiempo de 40 minutos o más. 1.2.8. a.

PROBLEMAS Y PREGUNTAS DE COMPROBACION

Asuma los datos necesarios, según el clima y tipos de suelos predominantes en su ámbito de acción, para plantear el diseño y programación del riego por melgas.

b.

De qué manera práctica, se podría lograr el incremento de la eficiencia de aplicación en el método de riego por melgas?

c.

Cuáles son las principales diferencias entre el método de riego por surcos y el de melgas?

d.

Qué factores consideraría como más importantes en el diseño de un sistema de riego por melgas?

e.

Describa, en la forma más sencilla posible, la operación de un sistema de riego por melgas.

f.

En que consistiría la evaluación de un sistema de riego por melgas; considere un programa mínimo de actividades.

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RESUMEN El método de riego por melgas consiste en dividir la parcela en franjas, delimitadas por diques, a ambos lados, con pendiente longitudinal y un canal de cabecera que provee el agua de riego. Tiene como característica principal su exigencia en nivelación del terreno. Se usa en cultivos densos (pastos, alfalfa) y en algunos frutales (plátano, cítricos, etc). La operación del sistema considera el aporte de agua a los melgas, desde la acequia de cabecera, la distribución y avance del agua a lo largo de la melga, durante el tiempo requerido para se infiltre la lámina requerida para humedecer la zona de raíces. El riego por melgas presenta como principales ventajas: bajos requerimientos de mano de obra, bajos costos de mantenimiento,

buen lavado de sales, etc. Entre las

desventajas, se tiene: requerimiento de terrenos nivelados, requerimiento de caudales grandes, baja eficiencia en condiciones inadecuadas de manejo, etc. El riego por melgas tradicional, bien manejado, puede alcanzar eficiencias de aplicación de 50-60%; con la tecnificación puede alcanzarse eficiencias mayores. Como variantes se menciona sólo a las melgas en contorno. En cuanto al diseño, debe considerarse los siguientes factores: ancho y longitud de la melga, distanciamiento entre melgas, pendientes de las melgas, caudal y tiempo de aplicación.

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