UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL CURSO: IRRIGACIONES TEMA: CALCULO DE CAUDAL CALCULO DE CAUDAL CALCULO DE CAUDAL CALCULO DE CAUDAL DE CAPTACION DE CAPTACION DE CAPTACION DE CAPTACION PRESENTADO POR: PILCOMAMANI ARIAS AMADOR CHAMBILLA ACOSTUPE JUAN ORESTES ARUHUANCA QUISPE CESAR AUGUSTO QUISPE VILCA YONNY WILBER BUSTINCIO TURPO DARIO HUARILLOCLLA AYQUE FREDY PUNO – PERÚ 2010
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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVILESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVILESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVILESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
CURSO:
IRRIGACIONES
TEMA:
CALCULO DE CAUDAL CALCULO DE CAUDAL CALCULO DE CAUDAL CALCULO DE CAUDAL
DE CAPTACIONDE CAPTACIONDE CAPTACIONDE CAPTACION
PRESENTADO POR:
� PILCOMAMANI ARIAS AMADOR � CHAMBILLA ACOSTUPE JUAN ORESTES � ARUHUANCA QUISPE CESAR AUGUSTO � QUISPE VILCA YONNY WILBER � BUSTINCIO TURPO DARIO � HUARILLOCLLA AYQUE FREDY
PUNO – PERÚ
2010
IRRIGACIONES E. P. INGENIERIA CIVIL UNA - PUNO
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DETERMINACION DEL CUDAL DE CAPTACIONPARA UN DETERMINACION DEL CUDAL DE CAPTACIONPARA UN DETERMINACION DEL CUDAL DE CAPTACIONPARA UN DETERMINACION DEL CUDAL DE CAPTACIONPARA UN SISTEMA DE RIEGOSISTEMA DE RIEGOSISTEMA DE RIEGOSISTEMA DE RIEGO
El presente taller de Determinación del caudal de Diseño para un Sistema de Riego, tiene los siguientes desenlaces:
� Determinar el volumen de agua que se va a requerir en una unidad de tiempo para poder satisfacer la cantidad de agua que requerirá la zona de cultivo teniendo en consideración la especie de la planta.
� Analizar las características de los factores que intervienen en un sistema de riego que tiene parcelas de diferentes cultivos con dimensiones diferentes para luego calcular el caudal que necesitara cada área de riego.
� Conocer los diferentes factores que influyen en el diseño de un sistema de riego para una diversidad de cultivos con áreas distintos.
� Interpretar los resultados obtenidos en el diseño.
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IIIIII.II.II.II.---- MARCO TEORICOMARCO TEORICOMARCO TEORICOMARCO TEORICO
3.1 METODOS DE IRRIGACION
Los cuatro métodos principales usados hoy en día para el riego de los campos de
cultivo son la inundación, los surcos, los aspersores, y el riego por goteo.
El riego por inundaciónEl riego por inundaciónEl riego por inundaciónEl riego por inundación se usa en cultivos como el arroz, en los que el terreno es
llano y el agua abundante. Se permite la entrada de una lámina de agua desde unos
diques y se deja en el campo durante un periodo determinado, que dependerá del
cultivo, la porosidad del suelo y su drenaje (desagüe). La inundación se usa
también en los huertos de frutales, en los que se excavan alcorques o socavas en la
base de los árboles y se llenan de agua, así como en las plantaciones forestales de
choperas y en los cultivos de cítricos.
ElElElEl regadíoregadíoregadíoregadío porporporpor surcossurcossurcossurcos se emplea en cultivos plantados en líneas, como el algodón y
las verduras. Los surcos paralelos o acanaladuras, se usan para distribuir el agua
en aquellos campos que son demasiado irregulares para inundarlos.
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ElElElEl regadíoregadíoregadíoregadío conconconcon aspersoresaspersoresaspersoresaspersores emplea menos agua y permite un control mejor. Cada
aspersor, situado a lo largo de una tubería, esparce agua pulverizada en un círculo
continuo hasta que la humedad llega al nivel de las raíces del cultivo. El riego de eje
central emplea largas hileras de aspersores que giran en torno a un campo circular
como si se tratara de la manecilla de un reloj. Este método se emplea sobre todo en
cultivos como la alfalfa que, por medio del riego, permite varias recogidas anuales.
ElElElEl regadíoregadíoregadíoregadío porporporpor goteogoteogoteogoteo suministra a intervalos frecuentes pequeñas cantidades de
humedad a la raíz de cada planta por medio de delgados tubos de plástico. Este
método, utilizado con gran éxito en muchos países, garantiza una mínima pérdida
de agua por evaporación o filtración, y es válido para cultivos tanto de secano,
como las vides, como de regadío.
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3.2 CONCEPTOS GENERALES
3.2.1 3.2.1 3.2.1 3.2.1 Frecuencia del riego. Frecuencia del riego. Frecuencia del riego. Frecuencia del riego.
La frecuencia del riego se define como el intervalo de tiempo ya sea en días,
mensuales, o anules que deben pasar entre riegos sucesivos.
La condición ideal es que el riego se ejecute cuando el contenido de agua
disponible en el suelo sea lo suficiente equilibrado para el tipo de cultivo, de
manera que las raíces de cada planta pueda absorber la cantidad de agua y
nutrientes suficiente para cumplir las exigencias de la planta sin alterar la
VI. VI. VI. VI. MEMORIA DE MEMORIA DE MEMORIA DE MEMORIA DE CÁLCULOCÁLCULOCÁLCULOCÁLCULO
Las siembras de los cultivos mencionados se dan en la siguiente manera:
CUADRO: CALENDARIO DE CULTIVO
JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC ENE FEB MAR ABR MAY
PAPA
QUINUA
AVENA
C. MENORES
ALFALFA
CEBADA
CALENDARIO DE CUTIVO
1111º CÁLCULO DE LA TEMPERATURA MEDIA MENSUAL.CÁLCULO DE LA TEMPERATURA MEDIA MENSUAL.CÁLCULO DE LA TEMPERATURA MEDIA MENSUAL.CÁLCULO DE LA TEMPERATURA MEDIA MENSUAL.
En caso de que los datos se encuentren en otra unidad de medida de
temperatura se convertirá a grados Fahrenheit con la siguiente
fórmula:
ºK =9
5(º L) + 32
Donde utilizando una hoja de cálculo obtenemos el siguiente Tabla de
2º CÁLCULO DE CÁLCULO DE CÁLCULO DE CÁLCULO DE NÚMERO DE HORAS DE SOL MENSUALNÚMERO DE HORAS DE SOL MENSUALNÚMERO DE HORAS DE SOL MENSUALNÚMERO DE HORAS DE SOL MENSUAL
Para los diferentes meses tenemos el número de horas de sol mensual,
ya especificados en el problema que se nos plantea, como muestra el
cuadro siguiente:
S.M. JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC ENE FEB MAR ABR MAY
3333º CÁLCULO DEL NÚMERO DE HORAS DE SOL MÁXIMA MEDIA DIARIOCÁLCULO DEL NÚMERO DE HORAS DE SOL MÁXIMA MEDIA DIARIOCÁLCULO DEL NÚMERO DE HORAS DE SOL MÁXIMA MEDIA DIARIOCÁLCULO DEL NÚMERO DE HORAS DE SOL MÁXIMA MEDIA DIARIO (DL)(DL)(DL)(DL)
TABLA 1: NUMERO DE HORAS DE SOL MAXIMA MEDIA DIARIA PROBABLE
Latitud
Sur ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC
4444º CÁLCULO DEL NÚMERO DE DÍAS POR MES (DM)CÁLCULO DEL NÚMERO DE DÍAS POR MES (DM)CÁLCULO DEL NÚMERO DE DÍAS POR MES (DM)CÁLCULO DEL NÚMERO DE DÍAS POR MES (DM)
Presentamos el resumen en el siguiente cuadro obtenido del calendario actual
2010
CALCULO DE NUMERO DE DIAS POR MES (DM)
MES ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC
5555º PORCENTAJE DE HORAS DE SOL REFERIDO AL MÁXIMO PROBABLE.PORCENTAJE DE HORAS DE SOL REFERIDO AL MÁXIMO PROBABLE.PORCENTAJE DE HORAS DE SOL REFERIDO AL MÁXIMO PROBABLE.PORCENTAJE DE HORAS DE SOL REFERIDO AL MÁXIMO PROBABLE.
Calcularemos para el mes de Julio, por tanto tenemos:
(#de días) ∗ (#de horas de sol máxima)UVWXY = 31 ∗ 11.26 = 348.91
De igual manera para los meses restantes.
Iniciamos con el cálculo del porcentaje.
100% − − − − − − 348.91
[% − − − − − − 152.8
[% =100 ∗ 152.8
348.91
[% = 43.79
En el siguiente cuadro tenemos el resumen para todos los meses:
PORCENTAJE DE HORAS REFERIDO AL MAXIMO PROBABLE
MES ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC
% días Sol mensual 28.01 27.13 32.38 39.65 42.73 50.20 43.79 39.71 36.92 33.61 33.24 29.28
S = % días sol mensual
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6º DETERMINACION DE LA RADIACION EXTRATERRESTRE MEDIA MENSUAL DETERMINACION DE LA RADIACION EXTRATERRESTRE MEDIA MENSUAL DETERMINACION DE LA RADIACION EXTRATERRESTRE MEDIA MENSUAL DETERMINACION DE LA RADIACION EXTRATERRESTRE MEDIA MENSUAL ((((RMDRMDRMDRMD))))....
RADIACION EXTRATERRESTRE MEDIA DIARIA (RMD) Expresada en Equivalente de Evapotranspiración (mm/día) para diferentes latitudes
Latitud
Sur ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC
Continuando con el desarrollo de cálculos para el mes de Julio, se detalla de la siguiente
forma:
Calculando e interpolando para el mes de Julio
14.00º 11.60
15.75º X X X X
16.00º 11.20
Entonces tenemos:
P =(11.20 − 11.60) ∗ (15.75 − 14.0)
16 − 14+ 11.60
\] _̂`abc = 11.25
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El resumen de los resultados se muestra en el siguiente cuadro.
7º CALCULO DE LA RADIACIÓN MENSUAL INCIDENTE EN SU CALCULO DE LA RADIACIÓN MENSUAL INCIDENTE EN SU CALCULO DE LA RADIACIÓN MENSUAL INCIDENTE EN SU CALCULO DE LA RADIACIÓN MENSUAL INCIDENTE EN SU EQUIVALENTE (RMM).EQUIVALENTE (RMM).EQUIVALENTE (RMM).EQUIVALENTE (RMM).
La fórmula para calcular el RMM es el siguiente:
\]] = \]^ ∗ ^]
Calculemos para el mes de Julio:
\]] = 11.25 ∗ 31 = 348.75
La tabla de resumen para cada mes, calculada en hojas Excel, se presenta a como
sigue:
CALCULANDO RMM PARA CADA MES
MES ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC
8º CALCULO DE CALCULO DE CALCULO DE CALCULO DE FACTOR ALTURA (Fa)FACTOR ALTURA (Fa)FACTOR ALTURA (Fa)FACTOR ALTURA (Fa)
Este valor se calculara con la siguiente fórmula:
Kl = 1 + 0.06(lmnopq)
lmnopq ∶ st uv
Esto es general o sea para todos los meses pues la altura msnm no es variable, por tal
motivo tenemos:
Kl = 1 + 0.06(3.825)
Kl = 1.23
9º CALCULANDO LA EVAPOTRANSPIRACIÓN MENSUAL CORREGIDACALCULANDO LA EVAPOTRANSPIRACIÓN MENSUAL CORREGIDACALCULANDO LA EVAPOTRANSPIRACIÓN MENSUAL CORREGIDACALCULANDO LA EVAPOTRANSPIRACIÓN MENSUAL CORREGIDA (ETP)(ETP)(ETP)(ETP)....
La fórmula para calcular la ETP es la siguiente:
wxy_hijk = 0.0075 ∗ \[] ∗ ºK ∗ Kq
Entonces calculando para el mes de Julio:
wxy_`ijk = 0.0075 ∗ 173.09 ∗ 50.72 ∗ 1.23
wxy_hijk = 80.96 vv
El resumen de resultados se presenta en el siguiente cuadro para cada mes.
CALCULO DEL ETP CORREGIDA (ETP) - mm
MES ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC
10º CÁLCULO DEL ETR.CÁLCULO DEL ETR.CÁLCULO DEL ETR.CÁLCULO DEL ETR.
Se calculara por la siguiente formula.
wx\zhi{j|k = uz ∗ wxy
10.1 Pasos a seguir:
1ro:1ro:1ro:1ro: Se debió calcular la ETP correspondiente para cada mes: los valores
resultantes ya se calcularon
2do:2do:2do:2do: Se necesitará también el área (Ha) y la duración (en meses)de cada uno de
los cultivos: ya tenemos como dato
CULTIVO Mes Has CULTIVO Mes Has CULTIVO Mes Has
PAPA 6 50 AVENA 3 20 ALFALFA 5 20
QUINUA 6 30 C. MENORES 5 20 CEBADA 5 35
3ro:3ro:3ro:3ro: Definir los uz de los cultivos por mes.
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Iniciaremos el cálculo de este parámetro para necesitamos de la tabla.
COEFICIENTE DE CULTIVO
Porcentaje de "Kc" para Diferentes Especies y de acuerdo a los Porcentajes de
Crecimiento, para su empleo en la formula de Hargreaves.
% DE
CRECIMIENTO
GRUPO GRUPO GRUPO GRUPO GRUPO GRUPO GRUPO GRUPO
A B C D E F G H
0% 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
5% 0.20 0.15 0.12 0.08 1.00 0.60 0.55 0.90
10% 0.36 0.27 0.22 0.15 1.00 0.60 0.60 0.92
15% 0.50 0.38 0.30 0.19 1.00 0.60 0.65 0.95
20% 0.64 0.48 0.38 0.27 1.00 0.60 0.70 0.98
25% 0.75 0.56 0.45 0.33 1.00 0.60 0.75 1.00
30% 0.84 0.63 0.50 0.40 1.00 0.60 0.80 1.03
35% 0.92 0.69 0.55 0.46 1.00 0.60 0.85 1.06
40% 0.64 0.73 0.58 0.52 1.00 0.60 0.90 1.08
45% 0.66 0.74 0.60 0.58 1.00 0.60 0.95 1.10
50% 1.00 0.75 0.60 0.65 1.00 0.60 1.00 1.10
55% 1.00 0.75 0.60 0.71 1.00 0.60 1.00 1.10
60% 0.99 0.74 0.60 0.77 1.00 0.60 1.00 1.10
65% 0.96 0.72 0.58 0.82 1.00 0.60 0.95 1.10
70% 0.91 0.68 0.55 0.88 1.00 0.60 0.90 1.05
75% 0.85 0.64 0.51 0.90 1.00 0.60 0.85 1.00
80% 0.75 0.56 0.45 0.90 1.00 0.60 0.80 0.95
85% 0.60 0.45 0.36 0.80 1.00 0.60 0.75 0.90
90% 0.46 0.35 0.28 0.70 1.00 0.60 0.70 0.85
95% 0.28 0.21 0.17 0.60 1.00 0.60 0.55 0.80
100% 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
Grupo A.- Frijol, maíz, algodón, papas, remolacha, tomate.
Grupo B.-
Olivo, durazno, cirolero, nogal, frutales
caducos. Grupo C.- Hortalizas, vid, almendros. Grupo D.- Espárragos, cereales. Grupo E.- Pastos, trébol, cultivos de cobertura, plátano. Grupo F.- Naranjo, limón, toronja, y otros cítricos. Grupo G.- Caña de azúcar, alfalfa. Grupo H.- Arroz.
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A CONTINUACION MOSTRAREMOS EL PREOCEDIMIENTO QUE SE SIGUE PARA EL
CALCULO DE Kc Y ETP PARA CADA TIPO DE CULTIVO:
Suponiendo Para la Papa.
Determinado los coeficientes de cultivo por mes tenemos:
11º CÁLCULO DE LA PRECIPITACIÓN CÁLCULO DE LA PRECIPITACIÓN CÁLCULO DE LA PRECIPITACIÓN CÁLCULO DE LA PRECIPITACIÓN CONFIABLE DEPENDIENTE.CONFIABLE DEPENDIENTE.CONFIABLE DEPENDIENTE.CONFIABLE DEPENDIENTE.
Calcularemos este valor por la siguiente formula.
y� = −0.6745 ∗ [^ + y]
Donde:
[^: Desviación estándar.
y]: Precipitación mensual (mm).
Los cuadros que mostramos a continuación son tablas elaborados virtualmente en HOJAS EXCEL adjunto en el CD.
DATOS DE PM Y DS ESPECIFICADOS EN EL PROBLEMA
DESCR. JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC ENE FEB MAR ABR MAY