Manual Riego y Drenaje

EDITOR Isaac Maldonado I Consultores Tcnicos Paz Campo, abogado (CNR) Rodolfo Bauer, Ing.Civil (CNR) Miguel Andrade, Ing. Agrnomo (CNR) Edicin Hugo Rodrguez A.

Maldonado I., Isaac (Ed) 2001. Riego y Drenaje Gua del l Extensionista. Instituto de Investigaciones Agropecuarias. Chilln, Chile Boletn de Bolsillo N1, 328 p. Diseo y Diagramacin Luisa Villablanca Fuentes. Impresin Imprenta La Discusin. Cantidad de Ejemplares 1.000 Chilln, Chile, 2001. Esta publicacin cont con el apoyo y financiamiento de la Comisin Nacional de Riego (CNR).

Boletn de Bolsillo N1 Este boletn fue editado por el Centro Regional Quilamapu, Instituto de Investigaciones Agropecuarias, Ministerio de Agricultura. Permitida su reproduccin total o parcial citando la fuente y Editor. Cita Bibliogrfica correcta.

INDICE GENERAL

NDICE GENERAL

Pg.

NDICE GENERAL

ndice de fotos

ndice de figuras

ndice de tablas

Captulo 9. Definiciones

Captulo 8. Drenaje de suelos agrcolas

Captulo 7. Mtodos de riego

Captulo 6. Ley 18.450

Captulo 5. Nivelacin de suelos

Captulo 4. Infraestructura de riego

Captulo 3. Programacin de riego

Captulo 2. Requerimientos de riego de los cultivos

Captulo 1. Puesta en riego

5 37 51 61 105 121 145 259 295 311 319 327

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11AUTOR Isaac Maldonado I. Ingeniero Agrnomo MSc. Investigador Riego y Drenaje CRI Quilamapu Instituto de Investigaciones Agropecuarias

PUESTA en RIEGO

PUESTA en RIEGOPUESTA en RIEGO

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1

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NDICE DE MATERIAS MATERIAS

Pg.

1.1.1 1.1.2 1.1.3

Definiciones sobre los derechos de agua que Qu se entiende por un derecho de aprovecha Cmo se expresan los derechos de aprovecha Qu es una servidumbre? miento?

dispone un predio miento? miento?

NDICE

1.1.8 1.1.9 1.1.10 1.1.11 1.1.12 1.1.13 1.2 1.3 1.3.1 1.3.2 1.3.3 1.3.3.1 1.3.3.2 1.3.3.3 1.3.4

De las hipotecas del derecho de aprovechamiento Procedimiento administrativo de la constitucin Qu debe contener una solicitud de derecho de De los cauces artificiales Amparo judicial

16 17 19 19 20 20 21 23 23 25 26 27 29 31 33

de un derecho de aprovechamiento aprovechamiento?

Aforo de tuberas por el mtodo de la trayectoria

Vertedero trapezoidal o Cipolletti

Vertedero rectangular

Vertedero triangular

Vertederos

Mtodo volumtrico

Mtodo del flotador

MTODOS DE AFORO

DISPONIBILIDADES REALES EN EL PREDIO

8

De las aguas subterrneas

1.1.7

Dnde se registran los derechos de agua?

1.1.6

Qu se entiende por aguas de derrames?

1

1.1.5

Cmo se adquiere un derecho de aprovecha 15 16 16

1.1.4

1.1

DERECHOS DE AGUA

1

PUEST PUES T A EN RIEGO

9 9 9 9 9 9 10

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NDICE NDICE NDICE NDICE NDICE

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1.

PUES T A EN RIEGO PUEST

1.1.2

Qu se entiende por un Derecho de Aprovechamiento?

1.1 1.1.1

DERECHOS DE AGUA Definiciones sobre los Derechos de Agua de que dispone un predio.

Es un derecho real que recae sobre las aguas y consiste en el uso y goce de ellas, con los requisitos y en conformidad a las reglas que prescribe el Cdigo de Aguas. El derecho de aguas es de dominio de su titular, quien podr usar, gozar y disponer de l en conformidad a la ley (Art. 6).

La legalidad vigente en Chile desde 1963 referente a derechos de aprovechamiento de agua para fines de riego, se encuentra expresada en el Cdigo de Aguas Aguas, texto que se puede adquirir en libreras. "Atendida su naturaleza, las aguas son muebles, pero destinadas al uso , cultivo o beneficio de un inmueble se reputan inmuebles" (Art. 4). Adems se estipula que: "Las aguas son bienes nacionales de uso pblico y se otorga a los particulares el derecho de aprovechamiento de ellas en conformidad a las disposiciones que establece el Cdigo de Aguas" (Art. 5).

1.1.3

Cmo se expresan los Derechos de Aprovechamiento?

9

El Cdigo de Aguas (Art. 7) establece que los derechos de agua deben ser definidos en trminos de caudal, esto es volumen de agua por unidad de tiempo (L/s; m3/s; L/min; etc.) C mo se clasifican los Derechos de Aguas segn su origen y uso? Los derechos de aprovechamiento pueden ser consuntivos o no consuntivos; de ejercicio permanente o

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eventual; continuo, discontinuo o alternado entre varias personas (Art. 12). El derecho de aprovechamiento consuntivo, es aquel que faculta a su titular para consumir totalmente las aguas en cualquier actividad (Art. 13). El derecho de aprovechamiento no consuntivo, es aquel que permite emplear el agua sin consumirla y obliga a restituirla en la forma que lo determine el acto de adquisicin o de constitucin de derecho (Art. 14). El derecho de aprovechamiento no consuntivo no implica, salvo convencin expresa entre las partes, restriccin a la libre disposicin de los derechos consuntivos (Art.15). Los derechos de ejercicio permanente son los que se otorgan con dicha calidad en fuentes de abastecimiento no agotadas, en conformidad a las disposiciones del presente Cdigo, as como los que tengan esta calidad con anterioridad a su promulgacin. Los dems son de ejercicio eventual (Art. 16). Los derechos de aprovechamiento de ejercicio permanente facultan para usar el agua en la dotacin que corresponda, salvo que la fuente de abastecimiento no contenga la cantidad suficiente para satisfacerlos en su

integridad, en cuyo caso el caudal se distribuir en partes alcuotas (Art.17). Los derechos de ejercicio eventual slo facultan para usar el agua en las pocas en que el caudal matriz tenga un sobrante despus de abastecidos los derechos de ejercicio permanente (Art. 18). Los derechos de ejercicio continuo son los que permiten usar el agua en forma ininterrumpida durante las veinticuatro horas del da; los de ejercicio discontinuo slo permiten usar el agua durante determinados perodos, y los derechos de ejercicio alternado son aquellos en que el uso del agua se distribuye entre dos o ms personas que se turnan sucesivamente.

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1.1.4

Qu es una Servidumbre?

En el artculo 8 del Cdigo de Aguas est indicado que quien disponga de un derecho, lo tiene igualmente, a los medios necesarios para ejercitarlo. As, el que tiene derecho a sacar agua de una fuente situada en la heredad vecina, tiene el derecho a trnsito para ir a ella, aunque no se haya establecido en el ttulo.

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Adems, se estipula que quien posee un derecho de aprovechamiento puede hacer a su costa las obras y trabajos indispensables para ejercitarlo (Art. 9). Si al constituirse una servidumbre hubiese desacuerdo en cuanto al monto de la indemnizacin, resolver el Juez, con informe de peritos, pudiendo autorizar la constitucin slo una vez pagada la indemnizacin que se determine en definitiva (Art. 71). Cu les son las principales caractersticas de una servidumbre? La servidumbre consiste en la facultad que tiene quien hace uso de ella, para transitar por las propiedades en que sta rige con el fin de revisar y mantener el normal flujo del agua al interior del cauce. Para ello se establece que se dispone de un rea de trnsito equivalente.

cin de las servidumbres a que se refiere el Cdigo son: Por nulidad o resolucin del derecho del que las ha constituido. Por la renuncia del dueo del predio dominante. Por el no uso durante 5 aos. Por el cambio de destino de las aguas o del rumbo del acueducto si corresponde a una servidumbre de abrevadero. Qu tipos de servidumbre existen? a) Natural de escurrimiento 1.Todo predio est sujeto a recibir las aguas que descienden naturalmente del predio superior, sin que la mano del hombre contribuya a ello,por tanto si se desea dirigir una acequia sobre un predio vecino deber constituirse una servidum bre especial (Art. 73), 2.El predio que recibe no puede realizar obra

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Cundo se extingue el derecho de servidumbre? Las principales causas que dan origen a la extin-

alguna que estorbe la servidumbre natural ni el predio dominante que la agrave (Art. 74). 3. A su vez se indica que se aceptan aquellas obras que: En el predio que recibe, no impidan el normal descenso de las aguas o sirvan para su regularizacin o aprovechamiento (Art. 74). En el predio superior no hagan ms gravosa la servidumbre que deba soportar el predio inferior (Art. 75). b) De acueducto 1. Autoriza a conducir aguas por un predio ajeno a expensas del interesado y da derecho a construir obras de arte en el cauce y de desages para que las aguas descarguen en cauces naturales (Art. 76). 2. Adems, se establece que toda propiedad est sujeta a la servidumbre de acueductos a favor

de un pueblo, una industria, mina u otra propiedad que necesite conducir agua para cualquier fin (Art. 77). 3. La conduccin de las aguas no debe generar filtraciones, derrames ni desbordes que perjudiquen al predio sirviente. La obligacin de construir las obras que se requieren para hacer uso de una servidumbre, se refiere a la poca de constitucin de sta. En caso de dificultades por desacuerdos entre las partes, ser el Juez quien en lo posible buscar la conciliacin de las partes (Art. 78 y 79). 4. El dueo del predio sirviente tiene derecho a que se le indemnice por la superficie que ser ocupada equivalente al espacio utilizado por el acueducto, adems de una franja a ambos lados que no ser inferior al 50% del ancho del acueducto con un mnimo de un metro de anchura en toda su extensin.

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Se agrega a lo anterior la indemnizacin por todo

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perjuicio ocasionado por la construccin del acueducto, sus filtraciones, derrames y desbordes que puedan imputarse a defectos de construccin o mal manejo del mismo (Art. 82). 5.De acuerdo a lo indicado en el artculo 83, el dueo de un acueducto puede: Impedir toda plantacin u obra en el rea que define la servidumbre. Reforzar los bordes del canal sin que ello perjudique al predio sirviente. 6.Al dividirse una propiedad, las hijuelas superiores quedan gravadas con servidumbre de acueducto en beneficio de las inferiores sin indemnizacin alguna, salvo indicacin en contrario y sin perjuicio a lo estipulado en el artculo 881 del Cdigo Civil (Art. 88). 7. El dueo del predio sirviente est obligado a permitir la entrada de trabajadores y el transporte de materiales

para la limpieza y reparacin del acueducto con tal de avisar al encargado de dicho predio (Art. 90). 8. Si los dueos de un acueducto no hacen las limpias o reparaciones pertinentes sern responsables por el pago de las indemnizaciones que correspondan y sin perjuicio del pago de las multas que fije el tribunal competente (Art. 91). 9. El cdigo establece la prohibicin de botar basura, desperdicios u otros objetos similares a los canales que alteren la calidad de las aguas. Sern las Municipalidades respectivas quienes establecern las sanciones a la infraccin de este artculo. Adems, dentro del territorio urbano, las Municipalidades han de concurrir a la limpieza de los canales obstruidos por basuras, desperdicios u otros objetos botados en ellos (Art. 92). 10. Al haber abandono de un acueducto, vuelve el terreno al goce y uso exclusivo del dueo de la heredad sirviente que no deber restitucin

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1c)

alguna. Se presume abandono cuando por un perodo de 5 aos no haya habido uso ni mantencin,existiendo agua disponible para su conduccin (Art. 93). De derrame y de drenaje Los artculos 94 y 95 establecen que en el caso de dar salida o direccin a aguas sobrantes o para desecar sectores de vega,filtraciones naturales o pantanos, se aplican las mismas normas definidas para la servidumbre de acueductos. Otras servidumbres necesarias para ejercer el derecho de aprovechamiento. El artculo 96 indica que el dueo de un derecho de aprovechamiento que no sea dueo de las riberas, terrenos o cauces que deba utilizar para ejercer el uso de su derecho, podr construir en el predio sirviente las obras necesarias, pagando al dueo el valor del terreno que ocupare por las obras, ms las indemnizaciones que procedan de acuerdo a lo establecido en los artculos 71 y 82. d)

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De abrevadero El cdigo en su artculo 99 establece que todo pueblo, casero o predio que no disponga de agua necesaria para la bebida de sus animales, cuenta con el derecho de imponer una servidumbre de abrevadero, que consiste en el derecho de conducir el ganado a beber dentro del predio sirviente en das, horas y puntos previamente determinados, por los caminos y sendas usuales, sin desmedro de que el dueo del predio sirviente pueda enajenar los derechos de aprovechamiento o variar el rumbo del acueducto (Art. 99). El artculo 100 establece que no podr imponerse esta servidumbre sobre pozos ordinarios o artesianos, ni en aljibes que se encuentren en terrenos cercados. Para investigar El artculo 107 establece que los interesados en desarrollar las mediciones e investigaciones tanto de los recursos hidrulicos como de los terrenos donde se ha de construir, modificar, cambiar y unificar bocatomas, podrn ingresar al terreno de propiedad particular previa constitucin de la servidumbre correspondiente. f)

e)

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Qu tipos de fuentes de abastecimiento existen? El cdigo indica que existen aguas terrestres y martimas, sin embargo este documento solo considera las aguas terrestres, aguas que a su vez pueden ser superficiales o subterrneas. Se define como agua superficial aquella que naturalmente se encuentran a la vista de los hombres y pueden ser corrientes o detenidas. Se entender por agua subterrnea aquella que est oculta en el seno de la tierra y no han sido alumbradas (Art. 2)

aguas que corresponden a vertientes que nacen, corren y mueren dentro de una misma propiedad, como as mismo las aguas de lagos, lagunas y pantanos situados dentro de una sola propiedad y en las que no existen derechos de aprovechamiento constituidos a favor de terceros, a la fecha de vigencia del cdigo de aguas. La propiedad de estos derechos de aprovechamiento pertenece, por el solo ministerio de la ley, al propietario de la ribera. Si el acto de constitucin del derecho de aprovechamiento no expresa otra cosa, se entender que su ejercicio es continuo. Si se constituye el derecho como de ejercicio discontinuo o alternado el uso slo podr efectuarse en la forma y tiempo fijado en dicho acto (Art.24). Cmo se adquiere un derecho de aprovechamiento subterrneo? El derecho de aprovechamiento de las aguas subterrneas para cualquier otro uso se regir por las del derecho de aprovechamiento superficial.

15

1.1.5

Cmo se adquiere un Derecho de Aprovechamiento?

11.1.6

El derecho de aprovechamiento se constituye originalmente por acto de autoridad. La posesin de los derechos as constituidos se adquieren por la competente inscripcin, exceptundose de acuerdo a lo indicado exceptundose, en artculo 20, los derechos de aprovechamiento sobre las

Qu se entiende por Aguas de Derrames?

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Constituyen derrames las aguas que quedan abandonadas, despus de su uso, a la salida del predio. Se presume el abandono de esta agua desde que el dueo del derecho de aprovechamiento hace dejacin de ellas, en los linderos de la propiedad, sin volver a aprovecharla (Art. 43). Los derechos, gravmenes o servidumbre sobre derrames y drenajes slo pueden constituirse a favor de terceros por medio de un ttulo. Para que produzca efecto respecto de terceros, el ttulo deber constar en instrumento pblico e inscribirse en el Registro de Hipotecas y Gravmenes de aguas del Conservador de Bienes Races respectivo (Art. 55).

acuerdos que determinen derechos de cada comunero, documentos que acrediten alteracin en la distribucin de derechos, escrituras pblicas que formalmente otorguen un derecho definitivo de aprovechamiento, actos y contratos que constituyan ttulos traslaticios de dominio de los derechos, actos o resoluciones atinentes a transmisin de derechos por herencia, y las resoluciones ejecutoriadas que reconozcan la existencia de un derecho de aprovechamiento (Art. 112 y 114).

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1.1.8

De las hipotecas del Derecho de Aprovechamiento.

1.1.7

Dnde se registran los Derechos de Agua?

Los conservadores de Bienes Races llevarn un Registro de Aguas, en el cual debern inscribir los ttulos que dicen relacin con: derechos de aprovechamiento,

Los derechos de aprovechamiento inscritos pueden ser hipotecados independientemente del inmueble al cual su propietario los tuviese destinados. Los no inscritos slo podrn hipotecarse conjuntamente con dicho inmueble (Art. 110). La hipoteca de los derechos de aprovechamiento inscritos deber otorgarse por escritura pblica e inscribirse en el Registro de Hipotecas y Gravmenes de Agua del Conservador de Bienes Races respectivo (Art. 111).

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1.1.9

Procedimiento administrativo de la constitucin de un Derecho de Aprovechamiento.

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Las solicitudes de constitucin de derechos de aprovechamiento de agua deben ser presentadas ante la oficina de la Direccin General de Aguas (DGA) del lugar, entendindose por tal el de la provincia en que se proyecta ubicar la bocatoma superficial o captacin subterrnea. Si no existe oficina de la DGA en la provincia, el trmite de presentacin de la solicitud se efectuar en la gobernacin correspondiente, en original y 3 copias, y si se presenta un extracto de la solicitud, tambin de ste se presentar un original y tres copias. Finalmente, se entregan tres planos o croquis de ubicacin de las aguas solicitadas. Al recibirse la presentacin se anotar su fecha de ingreso, autorizando, en las copias respectivas, su publicacin. Si se trata de aguas subterrneas se anotar, adems, la hora de ingreso. Si el solicitante es persona jurdica, debe adjuntar a la peticin los antecedentes legales pertinentes.

Las solicitudes deben publicarse una vez en el Diario Oficial de los das 1 y 15 de cada mes o el siguiente da hbil si fuera domingo o festivo, una vez en un diario de la capital de la provincia, y si no hubiere en ella diario o peridico, en uno de la capital de la Regin y, finalmente, una vez en un diario de Santiago. Deben efectuarse dentro del plazo fatal de 30 das contados desde la fecha de ingreso de la solicitud, siendo das corridos y, por lo tanto, sin interrumpirse los das domingos y festivos. Los terceros que estimen perjuicios por la peticin publicada, pueden oponerse a la solicitud dentro del plazo fatal de 30 das corridos, contados desde la fecha de la ltima publicacin, en la misma oficina donde se present la solicitud. Dentro del quinto da de recibida la oposicin se dar traslado al solicitante, para que ste responda en el plazo de 15 das. Igualmente pueden ser considerados como terceros opositores, quienes dentro de los treinta das de plazo para oponerse hayan presentado otras solicitudes sobre las mismas aguas con las formalidades legales, y no haya recursos suficientes para satisfacer todas las demandas.

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El Gobernador o el Director Regional de Aguas cuando proceda, deber certificar si se han presentado o no oposiciones. Si se produce oposicin por haber solicitado las mismas aguas, un tercero como opositor, o por peticin simultnea, la DGA, deber verificar si todos los requerimientos pueden ser satisfechos, en cuyo caso contribuir los derechos solicitados. En caso que se compruebe que no existen recursos suficientes para satisfacer todos los requerimientos, la DGA citar a un remate entre los solicitantes, dividiendo el caudal disponible en unidades no superiores a lo pedido en la solicitud que menos cantidad requiera. Si se trata de solicitudes de derecho de aprovechamiento de aguas subterrneas no tendrn aplicacin las normas legales relativas al remate de derechos de aprovechamiento precedentemente reseadas, y el derecho se constituir previa comprobacin de los requisitos legales y cumplimiento de las normas establecidas por la DGA calculado sobre la base de gasto de vitico y movilizacin de los funcionarios encargados de la diligencia. Concluidos los trmites precedentes, la DGA, debe establecer si existen recursos disponibles para sa-

tisfacer la solicitud y en tal caso proceder a constituir el derecho solicitado; la Resolucin de constitucin del derecho se anotar en el catastro y se reducir a escritura pblica que suscribirn el interesado y el funcionario designado al efecto. Copia de esta escritura se inscribir en el Registro de Aguas del Conservador de Bienes Races competente. Las resoluciones del Director General o de sus delegados pueden ser objeto de un recurso de reconsideracin que se elevar al Director General dentro del plazo de 30 das contados desde su notificacin. En el caso del Director General, la Corte de Apelaciones competente, ser la de Santiago, y en el caso de un delegado Jefe Regional, la Corte de Apelaciones que tenga competencia en el lugar en que est la oficina correspondiente. Estos recursos no suspenden el cumplimiento de la resolucin, salvo orden expresa. Para el cumplimiento de sus resoluciones, el Director General de Aguas, por s o por delegado, podr requerir del Intendente o Gobernador respectivo el auxilio de la fuerza pblica con facultades de allanamiento o

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descerrajamiento si fuere necesario, o sea, posee imperio para hacer cumplir sus determinaciones.

d)

Si el derecho es consuntivo o no consuntivo; de ejercicio permanente o eventual; continuo o discontinuo o alternado con otras personas. El desnivel y punto de restitucin de las aguas, si se trata de usos no consuntivos. La designacin del funcionario que deber suscribir la escritura pblica a que se reducir la resolucin respectiva. Deber constar la identificacin del peticionario, con nombre, profesin y domicilio y, en cuanto ello sea posible, su nmero del Rol Unico Tributario.

1.1.10 Qu debe contener una solicitud de derecho de agua? a) El nombre del lveo de las aguas que se desea aprovechar, su naturaleza, esto es, si son superficiales subterrneas, corrientes o detenidas y la provincia en que estn ubicadas o que recorren. En caso de aguas subterrneas, se individualizar la comuna en que se ubicar la captacin y el rea de proteccin que se solicita. La cantidad de agua que se desea extraer, expresada en medidas mtricas y de tiempo (L/s, m3/ao, etc.). El o los puntos precisos donde se captar el agua y el modo de extraerla.

e)

f)

g)

19

b)

1.1.11 De los C auces A rtificiales Las organizaciones de usuarios o el propietario exclusivo de un acueducto que extraiga aguas de una corriente natural, estarn obligados a construir a sus costas, a lo menos una bocatoma con compuerta de cierre y descarga y un canal que permita devolver las aguas o su exce

120

c)

so al cauce de origen, adems de los dispositivos que permitan controlar y aforar el agua que se extrae (Art. 38) y, dependiendo de la calidad de las aguas, proveer un desarenador o derripiador.

cho, podr recurrir al juez competente a fin de que se le ampare en su derecho (Art. 181). Segn lo estipulado en el artculo 182, la solicitud de amparo debe contener: 1. 2. 3. Individualizacin del recurrente. Explicar en qu consiste el hecho que lo afecta. El dao que este hecho le ocasiona o podra ocasionarle. El o los presuntos responsables del hecho denunciado. Las medidas que se solicitan para eliminar este conflicto. La organizacin de usuarios a que pertenece quien hace la demanda y la individualizacin de sus representantes legales.

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1.1.12 De las Aguas Subterrneas Cualquier persona puede explorar con el objeto de alumbrar aguas subterrneas, sujetndose a las normas que establezca la Direccin General de Aguas (Art. 58). Comprobada la existencia de aguas subterrneas, el interesado podr solicitar el otorgamiento del derecho de aprovechamiento respectivo (Art. 60) debiendo, adems, verificar si no hay restricciones de explotacin en la zona.

4.

5.

1.1.13

Amparo Judicial

6.

Quien sea titular de un derecho de agua y considere que est siendo vulnerado en el ejercicio de su dere-

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7.

Debe acompaar a la solicitud los antecedentes que justifiquen el derecho de aprovechamiento o la presuncin de ste.

1.2

DISPONIBILIDADES REALES EN EL PREDIO

122

La solicitud deber ser resuelta dentro de las 24 horas de recibida, notificndose a el o los presuntos responsables y a los representantes legales de las organizaciones sealadas para que, dentro de un plazo de 5 das, hagan sus descargos o formulen las observaciones que procedan segn sea el caso (Art. 183). El juez dispondr de una observacin ocular, de costo del solicitante, pudiendo requerir a la Direccin General de Aguas que le informe al respecto sin exceder el plazo de 5 das. Cumplido el plazo de 5 das, el juez dictar una resolucin acogiendo o denegando el amparo. En el caso de acogerlo se indicarn las medidas que deben adoptarse para dar por superado el conflicto (Art. 184).

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Foto 1. Obra de entrega o derivacin del agua desde un cauce (pirca de piedra).

el entorno. En tal sentido, se habla de caudal ecolgico Establecer la disponibilidad real de agua de un refirindose al volumen de agua que es transportado por predio no es una tarea fcil. En Chile el mayor porcentaje un ro, el cual permite un desarrollo normal de la flora y la de la superficie regada proviene de ros no regulados que, fauna que lo rodea. adems de tener un caudal variable en los meses de riego, presentan fuertes variaciones entre un ao y otro. Por lo Tabla 1. Caudales por accin para diferentes ros durante tanto, el hecho de que un agricultor conozca los derechos de el perodo estival. agua que se mencionan en la documentacin legal de su propiedad no constituye informaRo cin suficiente para establecer la uble Chilln Diguilln Maule superficie que potencialmente MES m/s L/s/acc m/s L/s/acc m/s L/s/acc m/s L/s/acc puede regar (tabla 1). La cuantificacin de la Sep. 138 6.5 33 10.6 20 20.1 60 0.422 disponibilidad de aguas superficiaOct. 163 7.6 22 9.8 17 16.4 140 0.984 les o subsuperficiales, se debe rea- Nov. 185 8.7 17 7.9 13 12.4 180 1.265 Dic. 134 6.3 13 5.9 11 10.4 200 1.405 lizar mediante el anlisis 71 3.3 7 3.0 8 7.7 200 1.405 hidrolgico de la cuenca en la que Ene. Feb. 46 2.2 4 1.9 7 6.5 180 1.265 se encuentra el cauce o acufero Mar. 30 1.4 4 1.7 6 5.7 120 0.483 que se explota o desea explotar. Abr. 41 1.9 7 3.0 7 6.9 80 0.562 Es decir, se debe calcular el caudal con un 85% de ocurrencia, considerando, adems, las prNota: La informacin de esta tabla es slo referencial. Para fines de diseo resulta ms adecuado medir el caudidas de agua que ocurren en el trayecto al predio. dal real que ingresa al predio durante todo el perodo de Al utilizar las aguas de un cauce se debe tener riego. presente que el uso que se haga de este recurso no dae

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1.3

M TODOS DE AFORO

Mtodo: Seleccionar un tramo recto y de seccin uniforme, en lo posible desprovisto de cualquier elemento que interfiera con el paso del agua de una longitud mnima de 30 metros (Figura 1). Demarcar al centro del tramo un sector de 10 metros de largo. Calcular el rea del canal como se indica en la Figura 2. Lanzar el flotador 3 metros antes de la primera marca. Cronometrar el tiempo que tarda el flotador en recorrer la distancia demarcada entre el punto 1 y el 2. Calcular el caudal de acuerdo a las siguientes relaciones:

Se presentan a continuacin algunos mtodos prcticos y fciles de usar en terreno, cada vez que sea necesario cuantificar el agua que conduce un cauce en especial. 1.3.1 Mtodo del Flotador

Corresponde al ms fcil y de menor costo que se puede usar. Sin embargo, la calidad de la medicin es muy baja. Slo sirve para tener una idea muy general acerca del caudal que se mide. Materiales: Flotador. Huincha. Reloj o cronmetro. Estaquillas y cuerda para demarcado. Block de apuntes y lpiz.

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1V = L / t Donde: Q A V Fc L t

Q = A * V * Fc ( 1 ) (2)

Ejemplo: Datos de terreno: A = 0.42 m2 L = 10 m T = 24 s Clculo de la velocidad: V = 10m / 24 s = 0.417 (m/s) Clculo del caudal: Q = 0.42 (m2) * 0.417 (m/s) * 0.8 Q = 0.140 (m3/s) Q = 140 (l/s)

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= Caudal (m3/s) = rea del canal (m2) = Velocidad (m/s) = Factor de correccin (0.8) = Longitud de recorrido del flotador (m) = Tiempo empleado en recorrer los 10 m (s)

Figura 1: Medicin de la velocidad del agua por el mtodo del flotador.

Figura 2. Determinacin de la seccin de un canal de riego con forma irregular.

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1.3.2

Mtodo

Volumtrico

la marca preestablecida en el recipiente elegido. Repetir la medicin para obtener resultados similares y, posteriormente, promediar dichos valores. Calcular el caudal de acuerdo a la siguiente relacin: Q = V / t (3)

Mtodo simple y exacto basado en medir el volumen de agua que sale de un conducto cerrado como, por ejemplo, salidas de sifones, tubos rectos, campanas de sistema californiano y algunas cajas de distribucin, en un tiempo determinado. Materiales: Balde o recipiente de volumen conocido. Donde: Reloj o cronmetro. Herramienta que permita cavar o adecuar el suelo donde se instalar el balde. Mtodo:

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Q = Caudal (L/s) v = Volumen (L) t = Tiempo (s) Ejemplo: Datos de terreno. v = 18 (L) t = 6 (s)

1Clculo del caudal. Q = 18 (L) / 6 (s) Q = 3 (L/s) 1.3.3

Adecuar el punto para asegurar una rpida y expedita manipulacin del balde de medicin. Medir el tiempo que tarda en llenarse o alcanzar

madera, los bordes deben ser biselados. Figura 3. La velocidad del agua que se aproxima al vertedero debe ser lenta, en lo posible inferior a 0.15 m/s. La distancia entre la cresta y el fondo del canal, debe ser superior a dos veces la carga de agua (H) que se desea leer. La distancia desde las paredes del canal a la abertura del flujo del vertedero debe ser tambin superior a dos veces la carga. Instalar una estaca a 1.5 m aguas arriba del vertedero, dejando su extremo superior al nivel de la cresta del vertedero. Medicin de caudal con vertedero Medir la altura "H", colocando una regla graduada en la parte superior de la estaca instalada para este efecto. Con el valor de la altura "H", entrar en la tabla que

PUESTA en RIEGO

Vertederos

26

Corresponden a estructuras que se instalan en el interior del canal en perpendicular al flujo del agua. Estas estructuras requieren de una cada libre de agua, condicin que ocasiona una elevacin del nivel de agua, aguas arriba de la estructura. Por este motivo, se debe observar que no se produzca el desborde del canal. Instalacin Seleccionar y despejar un tramo recto de canal, de por lo menos 10 veces el ancho de la cresta del vertedero. La cresta y las paredes por las que se derrame el agua deben ser agudas y de un espesor inferior a 1/8 de pulgada (3.2 mm). Si est hecho en

1

PUESTA en RIEGO

se adjunta y obtener el caudal que cruza por el vertedero. En caso de no existir el valor de caudal para esa altura, es posible de obtenerlo por medio de la ecuacin que acompaa a cada vertedero. Los tres tipos de vertederos comnmente usados se conocen como: Triangular, Rectangular y Trapezoidal o Cipolletti.

2H

2H

H

2H FRENTE

27.3.3.1 1 .3.3. 1 edero Triangular V er t eder o T riangular

Es el ms preciso para medir caudales pequeos. La seccin del vertedero es en forma triangular, pudindose formar ngulos de 90 60 entre sus paredes.

H

128Donde Q H = =

El vertedero triangular de 90 (Figura 3) es el ms recomendable porque slo basta realizar un corte en 90 y el vertedero queda construido. Adems, con slo medir la altura de agua en ste y aplicando la tabla adjunta se puede conocer el caudal.

PERFILFigura 3: Vertedero triangular de 90.

Para el clculo del caudal se utilizan las siguientes ecuaciones: Para vertederos de 90: Q = 1.40 * H Para vertederos de 60: Q = 0.775 * H 2.47 *1000 Caudal (L/s) Altura (m) (5)5/2

En la Tabla 2 se muestran valores calculados de caudal en un vertedero triangular de 60 y 90, segn la altura de agua H. 2. Tabla 2. Caudales (L/s) para un vertedero triangular de 60 y otro de 90.Q (L/s) H (m) 0,01 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 0,55 0,60 0,65 0,70 0,75 90 0,01 0,78 4,43 12,20 25,04 43,75 69,01 101,46 141,67 190,18 247,49 314,08 390,40 476,88 573,95 682,00 60 0,01 0,47 2,63 7,15 14,55 25,25 39,61 57,96 80,61 107,83 139,88 177,01 219,45 267,42 321,14 380,81

PUESTA en RIEGO

*1000

(4)

Ejemplo: Usando el vertedero triangular de 90, se determin una altura H (m) = 0.05 m Q (L/s) = Q (L/s) = 1.40 * (0.05)5/2 * 1000 0.78 L/s

Entonces: Q (L/s) = 1.40 * (0.05)5/2 * 1000 Q (L/s) = 0.78 L/s

1

PUESTA en RIEGO

1.3.3.2

Vertedero R ectangular

La Figura 4 describe la forma del vertedero rectangular.

Es fcil de construir razn por la cual es muy utilizado. La ecuacin que describe su comportamiento es la siguiente:

2 H

2

Q = 1,84 * (L - 0,2 * H) * H Donde: Q L H = = =

3/2

* 1000

(6)

2HCaudal, L/s largo de la cresta, m Altura de la carga de agua, m

FRENTE

29

H

130H (cm) 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 4.50 5.00 5.50 6.00 6.50 7.00 Q (L/s) 0.78 1.80 3.30 5.20 7.40 9.60 12.00 14.70 17.50 20.60 23.70 27.00 30.50 34.00 H (cm) 7.50 8.00 8.50 9.00 9.50 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00 15.00 16.00 17.00 Q (L/s) 37.70 41.60 45.60 49.70 53.90 58.10 67.20 76.50 86.30 96.40 106.90 117.80 129.00

PERFILFigura 4: Vertedero rectangular.

En la Tabla 3 se muestran los valores de caudal para un vertedero rectangular. 3. Tabla 3. Caudales para vertedero rectangular, expresados por m de ancho de cresta. (Deber multiplicarse por (L-0.2H) cuando sta tenga dos contracciones laterales).

PUESTA en RIEGO

H (cm) 18.00 19.00 20.00 21.00 22.00 23.00 24.00 25.00 26.00 27.00 28.00 29.00 30.00

Q (L/s) 140.60 152.40 164.50 177.00 189.90 203.00 216.40 230.00 244.00 258.20 272.70 287.40 302.30

1

PUESTA en RIEGO

edero Trapezoidal Cipolletti 1 . 3 . 3 . 3 V er t eder o T rapezoidal o Cipolle tti

2HLa forma se muestra en la Figura 5. El caudal se calcula por la ecuacin:

2H

H 2H

Q = 1.859 * L * H

3/2

(7)

Donde: Q L H = = = Caudal, L/s Largo de la cresta, m Altura de carga de agua, m

FRENTE

31

H

1En la Tabla 4 se muestran valores de caudal para un vertedero Cipolletti.

PERFIL5. Figura 5 . Vertedero Trapezoidal o Cipolletti.

PUESTA en RIEGO

32

4. Tabla 4 . Caudales para vertederos Cipolletti.

H(cm) 1 2 3 4 5 6 7 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

0.30 0.5 1.5 2.9 4.4 6.2 8.2 10.3 15.0 17.6 20.3 23.2 26.1 29.2 32.4 35.7 39.1 42.6 46.2 49.8 53.6 57.5 61.5 65.6 69.7

Q (L/s) Longitud Cresta (m) 0.45 0.60 0.75 0.8 1.1 1.4 2.3 3.1 3.9 4.3 5.8 7.2 6.7 8.9 11.1 9.3 12.5 15.6 12.3 16.4 20.5 15.5 20.6 25.8 22.6 30.1 37.6 26.4 35.2 44.0 30.5 40.7 50.9 34.8 46.4 58.0 39.2 52.3 65.4 43.8 58.4 73.0 48.6 64.8 81.0 53.5 71.4 89.2 58.6 78.2 97.7 63.9 85.2 106.5 69.2 92.3 115.4 74.8 99.7 124.6 80.5 107.3 134.1 86.3 115.1 143.9 92.2 123.0 153.8 98.4 131.2 163.9 104.5 139.4 174.3

1.00 1.8 5.2 9.6 14.9 20.8 27.3 34.4 50.2 58.7 67.8 77.3 87.2 97.4 108.0 119.0 130.3 142.0 153.9 166.2 178.8 191.8 205.0 218.6 232.4

Es importante sealar que cuando el agua proviene de un canal de cierta importancia, es posible obtener informacin sobre caudales y alcuotas en la asociacin de canalistas respectiva.

1

PUESTA en RIEGO

1.3.4

Aforo de tuberas por el Mtodo de la Tr a y e c t o r i a

Calcular el caudal de acuerdo a las siguientes ecuaciones: Q = A * V 3.1 A = 3. 1 416 * D 2 / 4 Donde: Q = Caudal (m 3/s) V = Velocidad (m/s) V = X * (g / (2 * Y)) (1/2) (10) (8) (9)

ste es especialmente recomendado para conocer el caudal de tuberas o de caudales proporcionados por motobombas de riego. La energa del agua que fluye por el extremo de una tubera se manifiesta en la trayectoria que describe el agua una vez que sale de la boca de la tubera. Esta trayectoria tiene dos componentes, X e Y. Materiales: Regla graduada. Una plomada de carpintero. Grfico de ajuste para tuberas no llenas. Mtodo:

33

1Ejemplo: Datos de terreno. X = 0.25 (m) Y = 0.18 (m) D = 0.20 (m)

A D X Y g

= rea de la seccin de salida de la tubera (m) = Dimetro de la tubera (m) = Trayectoria horizontal (m) = Trayectoria vertical (m) = Aceleracin de gravedad (9.8 m/s2)

Colocar la regla y la plomada como se muestra en la Figura 6. Medir la longitud de X e Y.

PUESTA en RIEGO

X Y1 5 9

Clculo de la velocidad. V = 0.25 * (9.8 / (2 * 0.18))(1/2) V = 6.81 (m/s)

Y

34

Clculo del rea. A = 3.1416 * 0.202 / 4 A = 0.0314 m2 Clculo del caudal. Q = 0.0314 m2 * 6.81 (m/s) Q = 0.214 (m3/s)Y

6. Figura 6 . Determinacin de X e Y para el clculo de caudal en una tubera horizontal e inclinada.

1

PUESTA en RIEGO

En tuberas parcialmente llenas, como la que se muestra en la Figura 7, es necesario hacer un ajuste por medio del factor F, el que se obtiene al tomar la distancia entre la superficie del agua y la pared superior de la tubera (h).

Para obtener el valor de F se debe determinar el porcentaje de la seccin de la tubera que tiene agua(P). P = (1 -(h / D)) * 100 ( 1 1 )

Donde:

h

P = Porcentaje de la tubera con agua. h = Distancia entre el agua y la pared superior de la tubera (m). D = Dimetro de la tubera (m).

35

Con el valor de P se entra en el grfico de la Figura 8 y se obtiene F. El clculo del caudal se hace como sigue: Q = A * V * F (12)

11.0 0.9

7. Figura 7. Determinacin del valor de h en tuberas parcialmente llenas.

Fa cto r d e Cor recc i n (F)

0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0 20 40 60 80 10 0 % d e S ecc i n d e T u b era L len a (P)

Ejemplo: Caudal obtenido con la tubera totalmente llena = 0.214 (m3/s) Dimetro de la tubera = 0.20 m Valor de h = 0.06 m Clculo de P P = (1 - (0.06/0.20)) * 100 P = 70 % Valor de F obtenido del grfico de la Figura 8 = 0.75 Caudal para la tubera parcialmente llena (Q p): Qp = Q * F Qp = 0.214 * 0.75 Qp = 0.160 (m3/s) Existen adems los aforadores tipo Parshall en material de plstico de fcil transporte (para caudales pequeos y medianos) e instalacin en canales de tierra. La principal ventaja de estos aforadores es su precisin y la poca alteracin del escurrimiento en el canal.

PUESTA en RIEGO

36

8. Figura 8 . Grfico para obtener el valor de F en tuberas parcialmente llenas.

1

99296

DEFINICIONES

DEFINICIONESDEFINICIONES

9

INDICE de FOTOS

NDICE DE FOTOS

Pg.

1

Rgimen de entrega de las fuentes de agua de regado Canal

21 65 71 85 89 94 1 17 152 154 164 181 185 185

FOT NDICE DE FOT OS

2 3 4 5 6 7 8 9

Bocatoma

328

19 Tubo portaaspersor

18 Aspersores

1 7

Emisores de riego localizado

16 Filtros

15 Hidrociclones

14 Riego localizado de alta frecuencia

212 118 119 224 302 310

13 Carrete

12 Pivote central

11 Aspersores

10 Esquema riego por bordes

Riego por surcos

Croquis descriptivo del riego tendido o tradicional

Nivelacin de suelos

Esquema tipo de una unidad de bombeo

Uso de sifones

Mangas plsticas

327

INDICE de FOTOS

NDICE DE FO TOS NDICE DE FO TOS NDICE DE FOTOS NDICE DE FO TOS NDICE DE FOT OS

INDICE de FIGURAS

NDICE DE FIGURAS 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Medicin de la velocidad del agua por el mtodo del Determinacin de la seccin de un canal de riego con Vertedero triangular de 90

Pg.

NDICE DE FIGURAS

flotador

24 24 27 29 31 34 35 36 43

forma irregular

319

Determinacin de X e Y para el clculo de caudal en una Determinacin del valor de H en tuberas parcialmente Grfico para obtener el valor de F en tuberas parcialmente Bandeja de evaporacin clase A.

tubera horizontal e inclinada llenas llenas

10 Representacin de la seccin de un canal rectangular, 11 Esquema de sistema de aduccin californiano fijo. 13 Esquema de disposicin de vlvula y campana de 14 Cmara de carga

trapezoidal y semicircular.

71 76 78

12 Caractersticas de una zanja para tubera de conduccin. distribucin.

79 80 81 82 83 86 87 88 90 91 92 95

24 Esquema de bomba centrfuga

23 Marco partidor de boquera lateral

22 Marco partidor de barrera triangular

21 Marco partidor de barrera rectangular

20 Esquema de cmara reguladora de presin

19 Esquema de captacin de agua

18 Uso de manga plstica

1 7

Esquemas en relacin con las compuertas

16 Esquema de sistema de aduccin californiano mvil

320

15 Cmara reguladora de presin

Vertedero trapezoidal o Cipolletti

Vertedero rectangular

INDICE de FIGURAS

NDICE DE FIGURAS

INDICE de FIGURAS

26 Detalle de presiones o alturas requeridas para un sistema 27 Plano topogrfico tpico para estudios de nivelacin

de riego

NDICE DE FIGURAS

32 Comparacin de la infiltracin para dos texturas de suelo 155 34 Esquema de mojamiento en riego por surcos 35 Determinacin del largo mximo para surcos

33 Formas de surcos

37 Esquema de la nivelacin en sentido transversal a los bordes 39 Esquema de distribucin de regueras en contorno

38 Detalle de la cmara de entrega

40 Diferencia de altura entre fondos de regueras segn

56 Velocidad de infiltracin bsica

55 rea de mojadura de un aspersor

54 Patrn de mojamiento de aspersores

53 Disposicin de aspersores

52 ngulo del aspersor

5 1

Partes del sistema de riego por aspersin

50 Alas sobre carro

49 Sistema de aspersin fijo

48 Sistema de aspersin mvil

322

4 7

Sistema de aspersin semi fijo

46 Aspersores

45 Nivel de ingeniero

44 Nivel de manguera

43 Caballete

42 Retenciones tipo vertedero y tipo orificio

4 1

Cajas de distribucin

pendiente del terreno

173 174 175 176

178 178 182 183 184 184 186 186 187 188 188 189 190

36 Esquema del mojamiento ptimo en riego por surcos

31 Motoniveladora

30 Tralla en operacin

29 Perfil topogrfico despus de la nivelacin

28 Perfil topogrfico antes de la nivelacin

25 Curva caracterstica de una bomba tipo

97 99 114 115 115 1 17 118 157 161 162 162 164 169 171

321

INDICE de FIGURAS

NDICE DE FIGURAS

INDICE de FIGURAS

58 Diagrama de flujo para el diseo de un equipo de riego 59 Diseo geomtrico aspersin en funcin de la topografa

por aspersin

NDICE DE FIGURAS

60 Tasas de aplicacin mximas (mm/h) en relacin a la lmina 61 Reduccin de tasa de infiltracin debido a riego por aspersin 62 Efecto de la presin de trabajo sobre la distribucin del agua 64 Esquema de sistema de riego localizado 66 Esquema hidrocicln 68 Filtro de malla

neta (mm), tiempo diario (h) y nmero de posturas. por tipo de suelo en una aplicacin de 13 mm/h 63 Tubera con salidas mltiples 65 Cabezal de riego localizado 67 Filtros de grava

72 Curva caudal - presin goteros autocompensados y no 73 Microaspersor y microjet

autocompensados 74 Cinta de riego

75 Longitud equivalente del lateral por prdida de carga de 76 Esquema de instalacin de tuberas para dos suelos

324

conexin del emisor

77 Bulbo hmedo segn caudal del emisor y tiempo de riego 2 47 263 264 266 78 Fases existentes en un suelo no saturado y saturado. bajo condiciones de buen o mal drenaje. suelo

79 Diferencia de crecimiento radicular y vigor de la planta 80 Diagrama de efectos del mal drenaje en el interior del 81 Efectos de la acumulacin superficial de agua en el suelo 266

71

Goteros en lnea y de botn

70 Inyector de fertilizante tipo Venturi

222 225 226

227 228 2 41 245

69 Inyeccin de fertilizantes por succin de la bomba

y el viento

57 Prdidas de agua en riego por aspersin

192 193 194 198 199 200 206 214 215 216 2 17 220 221

323

INDICE de FIGURAS

NDICE DE FIGURAS

INDICE de FIGURAS

NDICE DE FIGURAS

90 Disminucin del nivel fretico debido a la accin de un dren 91 Acufero (a) 92 Acufero (b)

de intercepcin

326

101 Transpiracin

100 Percolacin profunda

99 Marco de los aspersores

98 Humedad aprovechable

307 307 308 308 310

9 7

Evapotranspiracin

96 Evaporacin

95 Escorrenta

94 Uniformidad de riego

93 Coeficiente de cultivo KC

89 Seccin longitudinal de salida de tubera

88 Cmara de inspeccin

87 Cmaras de filtracin

86 Seccin transversal de un dren de tubera

85 Seccin transversal de un dren en V

84 Esquema de arado topo de traccin animal

83 Corte transversal de un dren topo

82 Parmetros de dimensiones de zanjas

2 71 281 282 285 286 288 289 290 291 301 301 303 303 305 305 306

325

INDICE de FIGURAS

NDICE DE FIGURAS

INDICE de TABLAS

TABLAS NDICE DE TABLAS 1 Caudales por accin y para diferentes ros durante el Caudales (L/s) para un vertedero triangular de 60 y otro Caudales para vertedero rectangular

Pg.

NDICE DE TABLAS

perodo estival. 2 3 4 5 6 7 8 de 90.

22 28 30 32 41 42 45

311

Propiedades fsico-hdricas y humedad aprovechable para Lmina neta (mm), segn tipo de suelo y profundidad efectiva Coeficiente de bandeja de evaporacin en funcin de la Evapotranspiracin de referencia en funcin de la evaporacin de bandeja (mm) y coeficiente de bandeja (KP) 4 6

diferentes texturas de suelos de races (cm)

humedad relativa y velocidad del viento

10 Estimacin de la evapotranspiracin real (etr) o de 11 Frecuencia de riego (das), en funcin de la lmina neta (mm) y la evapotranspiracin real o de cultivo (mm) 12 Coeficientes de infiltracin de los suelos para riego por 13 Valores de la tensin del agua recomendados antes del 14 Prdidas de agua por kilmetro de recorrido de un canal 15 Eficiencia de conduccin para los canales de la ribera 16 Informacin requerida para dimensionar un acumulador 1 7 Costos para la construccin de un acumulador nocturno

cultivo (mm) en funcin de etr y KC

surco

312

riego para distintos tipos de cultivos

de acuerdo al material sobre el que est construido norte y sur del ro uble nocturno

18 Taludes recomendables para canales segn la naturaleza del

9

Coeficientes de cultivo referencial (KC)

48 50 56 57 58 66 67 69 70

Caudales para vertederos Cipolletti

INDICE de TABLAS

NDICE DE TABLAS

INDICE de TABLAS

19 Frmulas para determinar el rea (A) y el permetro mojado 20 Velocidades permitidas en canales segn el material en que se construye y el material que transporta el agua 74

(P) en canales trapezoidales y rectangulares

NDICE DE TABLAS

21 Valor de diseo de la base y tirante de canales trapezoidales, para diferentes caudales calculados por 22 Caractersticas de conduccin de tuberas en funcin de 23 Efecto de la pendiente y caudal sobre la longitud mxima 24 Capacidad aproximada (L/s) de conduccin en mangas de plstico de diferentes dimetros con relacin a la pendiente del terreno 25 Valores del coeficiente C de Hazzen y Williams para

el sistema

la pendiente del terreno. de tuberas

diferentes materiales

26 Valores de los coeficientes K para diferentes singularidades 28 Tipos y condiciones de uso de maquinarias para nivelacin 29 Direcciones.

101 110 119 128 156 159 160 163 165 167

27 Clasificacin del movimiento de tierra. de suelos.

30 Recomendacin de la distancia entre surcos para diferentes 31 Tiempo de riego necesario segn textura de suelo y 32 Caudales mximos no erosivos y reducidos para diferentes 33 Longitud para surcos segn pendiente, textura de suelo y 34 Caudales para platabanda segn textura y pendiente del 35 Largos mximos de platabanda segn textura y pendiente

profundidades radicales y texturas de suelo

314

profundidad de riego pendientes

profundidad a mojar suelo

de suelo

material en que se construye

72 73

75 77 84

313

86

101

INDICE de TABLAS

NDICE DE TABLAS

INDICE de TABLAS

36 Espaciamiento entre regueras segn pendiente del terreno 37 Rangos de eficiencia en mtodos de riego superficiales 39 Caractersticas de algunos aspersores

172 179 180 182 187 195 196 1 97 1 97 200 201

38 Comparacin de mtodos de riego superficiales

40 Caracterizacin de los equipos de riego por aspersin ms

NDICE DE TABLAS

4 1

Recomendacin de espaciamiento (% del dimetro efectivo)

segn disposicin de aspersores y velocidad del viento tiempo diario de trabajo y nmero de posturas

42 Tiempos de riego para equipos mviles y semi-fijos segn 43 VIB promedio segn tipo de suelo y perfil del suelo

44 Tasas de aplicacin mximas (mm/h) segn textura, pendiente 45 Recomendacin de tamao de boquilla en relacin a la 46 Tasa de aplicacin de sistemas de aspersin (mm/h)

presin de trabajo

segn radio mojado y descarga por aspersor

47 Tiempos de riego (h) dada la tasa de aplicacin del 48 Superficie regada (ha) por un aspersor considerando su tasa de aplicacin y rea del marco de posicionamiento 49 Coeficiente de Christiansen para salidas mltiples en 50 Coeficientes de uniformidad aceptables segn sistema 5 1 Ventajas y desventajas del riego por aspersin

aspersor y tipo de suelo

202 204

tuberas

207 207 209 211 216 225 232 233 234 236

316

de produccin

54 Porcentaje de suelo mojado (PSM) por grupo de cultivos 56 Tipos de emisores en distintas especies agrcolas inferior a 125 mm

55 Dimetro mojado por un emisor de 4 L/h

57 Prdida de carga (m.c.a./100 m) para tubera de dimetro 58 Prdida de carga (m.c.a./100 m) para tubera de dimetro

53 Tipos de gotero

52 Seleccin del filtro segn el elemento contaminante

utilizados

315

INDICE de TABLAS

NDICE DE TABLAS

INDICE de TABLAS

NDICE DE TABLAS

63 Presiones necesarias para distintos componentes del 64 Recomendaciones para construccin de zanjas 66 Ficha de riego

equipo

68 Secuencias de labores de mantencin y limpieza de equipos 69 Costo de bombas 71

de riego localizado

7 4 7 6

Velocidad (m/s) mxima no erosiva en drenes abiertos. Estndares de excavacin mecanizada de zanjas.

75 Estndares de roce, limpieza y despeje de faja. 77 Estndares de retiro del material excavado. topo.

78 Recomendaciones tcnicas para construccin de drenes 284 287 293 79 Valores de dimetros de tuberas de drenaje.

80 Estndares de limpieza y excavacin de cauce natural.

318

73 Talud 1 : Z (V : H) en drenes abiertos.

2 74 275 277 279 280

72 Valores de coeficiente de rugosidad n.

Consecuencias del mal drenaje.

70 Costos del sistema de riego

67 Descripcin de problemas en el equipo de riego

65 Profundidad de arraigamiento efectivo

62 Sistema de filtraje

61 Largo mximo de lateral (m)

60 Coeficiente F de Christiansen para riego localizado

59 Tolerancia de presiones

superior a 125 mm

237 239 240 242 243 244 244 248 249 251 251 252 256 257 267 273

317

INDICE de TABLAS

NDICE DE TABLAS

DEFINICIONES

MATERIAS NDI C E DE MATERIAS

Pg.

9

DEFINICIONES Acufero Aforador Alcance

301 301 301 301 302 302 302 302 302 302 303 303

NDICE

Infiltracin

Humedad aprovechable

Gotero autocompensado

Gotero

Fertirrigacin

Evapotranspiracin de referencia (ETR)

Evapotranspiracin

Evaporacin

Escorrenta

298

Erosin

Emisor

Elementos singulares

Elementos de control

Eficiencia

Drenar

Densidad aparente

Curva de nivel

304 304 304 304 304 304 304 304 305 305 306 306 306 306 306 307 307 307 307

Coeficiente de uniformidad

Coeficiente de Cultivo

Caudal nominal

9

Capacidad de campo

Cabezal de riego

Bulbo hmedo

Aspersor

Aforo

297

DEFINICIONES

NDICE NDICE

9

DEFINICIONES

NDICE

300

Tubo portaaspersor

Tuberas terciarias

310 310

Tuberas secundarias

Tuberas laterales

Transpiracin

9

Textura

Tensimetro

Sistema de bombeo

Punto de marchitez permanente

Presin

Precipitados

Prdidas de carga

Percolacin profunda

Nmero de mesh

Microaspersor

Marco de los aspersores

Manmetro

Inyectores

Infiltracin bsica

307 307 307 307 307 307 307 307 308 308 308 309 309 309 309 309 309 309 310 310 310

299

DEFINICIONES


9

DEFINICIONES

9

DEFINICIONES

Acufero Capa del subsuelo que tiene capacidad suficiente para almacenar agua en su interior, y permitir su movimiento hacia otras zonas o cederla cuando se efecta un sondeo

Aforador Dispositivo para la medida de caudal. Aforo Clculo o medida de caudal

301

9302

91 Figura 9 1 ( a) : Acufero

92 (b): Figura 9 2 (b) Acufero

Alcance Es la distancia a la cual el aspersor es capaz de desplazar el agua cuando sta sale de su boquilla. Es muy variable dependiendo del tipo de aspersor y de condiciones tcnicas de trabajo Aspersor Cualquiera de los emisores de riego utilizado en un sistema de riego por aspersin.

Bulbo hmedo Zona del suelo que se humedece con el agua que suministra un emisor de riego localizado Cabezal de riego Conjunto de dispositivos instalados al inicio de la instalacin de riego localizado, destinado a filtrar, tratar, fertilizar y medir el agua de riego. Capacidad de campo El contenido de humedad del suelo que se consigue dejando drenar libremente un suelo que se ha saturado, es decir, el mximo contenido de agua que el suelo puede retener. Caudal nominal Es el caudal que suministra el emisor de riego localizado a la presin para la que se ha diseado. Normalmente est comprendido entre 2 y 16 L/h para goteros y puede llegar hasta 200 L/h en el caso de microaspersores o difusores.

DEFINICIONES

18 Foto 1 8: Aspersores

9

DEFINICIONES

Coeficiente de Cultivo Coeficiente que describe las variaciones en la cantidad de agua que las plantas extraen del suelo a medida que stas se van desarrollando, desde la siembra hasta la cosecha. Se utiliza en el clculo de la evapotranspiracin del cultivo.

Coeficiente de uniformidad ndice que permite estimar el agua que se aplica al suelo. Cuanto ms parecida sea la cantidad de agua que se ha infiltrado en todos los puntos de la parcela, mayor ser la uniformidad del agua infiltrada.

303

9304

93 Figura 93: Coeficiente de cultivo KC

94 Figura 9 4: Uniformidad de riego

Curva de nivel Lnea imaginaria sobre la superficie del terreno que no tiene pendiente Densidad aparente Es la relacin entre el peso de una muestra de suelo y el volumen que ocupa. Normalmente se mide en gramos por centmetro cbico (g/cm). Drenar Referido al agua del suelo, dejar que se elimine libremente por gravedad, sin realizar ninguna presin o succin. Eficiencia Referido al riego., es la relacin entre la cantidad de agua que queda en la zona ocupada por las races y la cantidad de agua que se aplica con el riego. Elementos de control Aquellos que permiten regular el caudal o la presin en la instalacin de forma que se pueda establecer un cierto control del sistema.

Elementos singulares Piezas para adaptar la red de tuberas a la forma o configuracin de la parcela a regar, como codos, tees, juntas, etc. Emisor Elemento destinado a aplicar el agua al suelo en un sistema de riego localizado Erosin Arranque, transporte y depsito de partculas del suelo, provocada por factores externos como el agua y el viento. En el caso que nos ocupa, es provocada por el agua de riego.

DEFINICIONES

9

DEFINICIONES

Escorrenta Es el agua aplicada con un determinado sistema de riego, que no se infiltra en el suelo, escurriendo sobre su superficie y por lo tanto, se pierde.

Evaporacin Proceso por el cual el agua que existe en las capas ms superficiales del suelo, y principalmente la que est en contacto directo con el aire exterior, pasa a la atmsfera en forma de vapor.

305Escorrenta

9306

95 Figura 9 5: Escorrenta

96: Figura 96 Evaporacin

Evapotranspiracin Es el trmino con el que se cuantifican de forma conjunta los procesos de evaporacin directa del agua de la superficie del suelo y la transpiracin del vapor de agua desde la superficie de las hojas.

Evapotranspiracin de referencia (ETR) Es la evapotranspiracin que produce una superficie extensa de hierba que cubre totalmente el suelo, con una altura de unos 10 a 15 cm, sin falta de agua y en pleno crecimiento. Con ella se evalan las condiciones climticas de la zona a la hora de calcular la evapotranspiracin de un cultivo. Fertirrigacin Procedimiento mediante el cual se aportan los fertilizantes a las plantas a travs del agua de riego. Gotero Emisor de riego localizado que suministra un caudal no superior a 16 L/h. En ellos se produce una disipacin de la presin del agua, por lo que el agua sale gota a gota. Gotero autocompensado Gotero que lleva incluido un elemento flexible, normalmente una membrana elstica, que se deforma segn la presin del agua a la entrada del gotero. Dentro de un determinado rango de presiones mantiene un caudal aproximadamente constante.

DEFINICIONES

Figura 97: Evapotranspiracin

9

DEFINICIONES

Humedad aprovechable Cantidad de agua que tericamente pueden extraer las plantas, correspondiente a la diferencia de humedades entre el lmite superior y el lmite inferior, conocidos como capacidad de campo y punto de marchitez permanente

Infiltracin Proceso por el cual el agua aplicada sobre la superficie del suelo penetra en l, pasando a travs de los poros. Infiltracin bsica Es la velocidad de infiltracin de un suelo cuando ha transcurrido un tiempo prolongado. Inyectores Dispositivos encargados de la dosificacin de los diferentes productos qumicos en la conduccin general de riego. Suelen estar accionados por una bomba elctrica o hidrulica. Manmetro Medidor de presin. Es esencial colocarlos en distintos puntos de la instalacin de riego.

307

9308

98: Figura 98 Humedad aprovechable

Marco de los aspersores Disposicin que adoptan los aspersores y los ramales de riego uno con respecto a los otros. Los tipos empleados son cuadrado, rectangular y triangular, expresndose comnmente en la forma de 12 X 12, 12 X 18, etc., indican

do el primer nmero la distancia entre aspersores y el segundo la distancia entre ramales

de orificios de la malla por pulgada lineal o el nmero de ranuras de las anillas por pulgada. Percolacin profunda Cantidad de agua de riego que despus de haberse infiltrado en el suelo no puede ser retenida por ste y pasa a zonas situadas bajo la zona de races.

DEFINICIONES

99: Figura 99 Marco de los aspersores Microaspersor Emisor de riego localizado que distribuye el agua en forma de fina lluvia con gotas o pequeos chorros y que dispone de uno o varios elementos giratorios Nmero de mesh Parmetro utilizado para medir la capacidad de retencin de un filtro de malla y de anillas. Se define como el nmero

D: Zona de dficit de agua E: Zona exceso de agua ( percolacin profunda)

100 Figura 10 0: Percolacin profunda

9

DEFINICIONES

Prdidas de carga Prdidas de presin en el agua que circula en una conduccin a presin, debido a rozamientos con las paredes de las tuberas, paso por conexiones, piezas singulares, etc. Precipitados Acumulacin en forma de pequeos grumos que ciertos elementos o compuestos qumicos forman en el lquido en que se encuentran disueltos Presin Fuerza que ejerce el agua sobre las paredes de una tubera y los distintos elementos que componen el sistema de riego. Punto de marchitez permanente Contenido de humedad en el suelo para el cual las races no pueden extraer el agua. Depende fundamentalmente del tipo de suelo.

Sistema de bombeo Conjunto de elementos de la instalacin que aportan la energa necesaria al sistema para suministrar el caudal de agua requerido a la presin necesaria, de tal manera que haga funcionar los emisores correctamente. Te n s i m e t r o Dispositivo para medir la humedad del suelo. Consta de un tubo poroso, que se introduce a una determinada profundidad en el suelo, conectado a un manmetro que seala mayor o menor succin segn la humedad sea menor o mayor, respectivamente. Te x t u r a Propiedad fsica del suelo con la que se refleja la proporcin de partculas minerales de arena, limo y arcilla que existen en su fraccin slida.

309

9310

Tr a n s p i r a c i n Proceso por el cual gran parte del agua que extrae del suelo pasa a la atmsfera a la forma de vapor, a travs de los estomas de las plantas.

Tuberas secundarias Son las que, dentro de una unidad de riego, llevan el agua a las distintas subunidades. ter erciarias Tuberas t er ciarias Dentro de una subunidad de riego, son las que alimentan las tuberas laterales.

DEFINICIONES

TRANSPIRACIN VAPOR DE AGUA

CO2 CO2

Tubo por taasper sor Elemento de la red de distribucin que se utiliza para unir el aspersor con el ramal de aspersin.

CO2ESTOMA

CO2

10 Figura 101: Transpiracin

laterales Tuberas lat erales Son las tuberas que parten de las tuberas terciarias y que llevan conectados los emisores de riego localizado.

19 Foto 19: Tubo portaaspersor

9

DRENAJE de SUELOS AGRCOLAS

88AUTOR Leopoldo Ortega C. Ingeniero Agrnomo Investigador Riego y Drenaje CRI Remehue, IX Regin Instituto de Investigaciones Agropecuarias



260

8


MATERIAS NDI C E DE MATERIAS

Pg. 263 263 264 265 268 269 270 270 271 277 277

8.4 8.5

RECONOCIMIENTO Y DIAGNSTICO DE PROBLEMAS. TCNICAS DE DRENAJE DEL SUR DE CHILE Trazado de la red

DE DRENAJE

NDICE

8.6.2

Excavacin de cauces naturales

8.6.1

Limpieza de cauces naturales

8.6

LIMPIEZA Y AMPLIACIN DE CAUCES

8.5.5

Drenes interceptores

d)

Estructuras auxiliares

c)

Instalacin de drenes de tubera

b)

Envolventes

a)

Dimetros y pendientes

262

8.5.4

Drenes de tubera

8.5.3

Drenes en V

b)

Parmetros de construccin de drenes topo

a)

Implemento usado para su construccin

8.5.2

Drenes topo

*

Cercado de zanjas

*

Retiro del material

*

Excavacin de la zanja

278 280 280 281 282 283 285 286 286 287 288 288 291 291 292 292

*

Roce, despeje y limpieza de faja

c)

Etapas de construccin

b)

Dimensionamiento de la zanja

8

a)

8.5.1

Zanjas colectoras

8.3

CONSECUENCIAS DEL MAL DRENAJE

8.2

CAUSAS DEL PROBLEMA

8.1

DEFINICIN DEL PROBLEMA

8

D R E N A J E D E S U E L O S A G R C O L A S

261



8


8

DRENAJE DE SUELOS AGR COLAS AGR

El mal drenaje de los suelos, tanto externo como interno, ha sido un aspecto al cual histricamente no se le ha dado la importancia que merece. Por un lado, la actitud normal de los agricultores ha sido la de evitar utilizar aquellos suelos con problemas de drenaje, o utilizar cultivos de corto perodo de desarrollo que crezcan durante la temporada en que el problema no es evidente. Los estndares que se presentarn a continuacin, corresponden a valores promedio de obras ejecutadas en la X Regin. Por lo tanto, deben ser utilizados con la prudencia que el caso requiera y adecuarlos, dependiendo de las caractersticas del terreno, del tipo de maquinaria y de las condiciones de trabajo, ms an si se trata de condiciones muy particulares, o de proyectos de otras regiones. 8. 1 DEFINICI N DEL PROBLEMA

263Figura 78. Fases existentes en un suelo no saturado y 78. saturado.

8264

En la Figura 78 se presentan esquemticamente las fases de un suelo saturado y de un suelo no saturado.

Se observa que cuando el suelo est saturado, todo el espacio poroso del suelo est ocupado por agua, no existiendo oxgeno, el cual es indispensable para la respiracin de las races. Entonces, cuando existen problemas de drenaje, el objetivo es evacuar el exceso de agua del suelo y as tener una buena aireacin, lo que es necesario para el

crecimiento y desarrollo de las races y la actividad biolgica del suelo.


Los problemas de drenaje se clasifican en dos tipos: Superficial Subsuperficial.

En el drenaje superficial el problema consiste en la superficial, acumulacin de agua sobre la superficie del suelo, la cual no es eliminada naturalmente. En el caso del drenaje subsuperficial el exceso de subsuperficial, agua se debe a la presencia de una napa fretica ubicada sobre una estrata impermeable, lo que provoca saturacin en el interior del suelo, afectando severamente las races, tal como se muestra en la Figura 79.

79. Figura 79 . Diferencia de crecimiento radicular y vigor de la planta bajo condiciones de buen o mal drenaje.

8.2

CAUSAS DEL PROBLEMA

El exceso de agua sobre el suelo, o en el interior del mismo, puede ser ocasionado principalmente por la conjuncin de uno o ms de los siguientes factores: precipitaciones, inundaciones, riegos, suelo, topografa y filtraciones.

8

8266

La accin de la precipitacin se manifiesta fundamentalmente en las zonas hmedas, donde la precipitacin excede a la evaporacin y, en consecuencia, hay perodos con un exceso de humedad en los suelos. Las inundaciones son una causa frecuente de problemas de drenaje, particularmente en los terrenos adyacentes a los ros y esteros. El uso de prcticas inapropiadas de riego superficial, como riego tendido, riego nocturno, tiempos excesivos y volmenes incontrolables, provocan prdidas excesivas por escurrimiento superficial y por percolacin profunda. El primero se acumula en las depresiones del terreno, y el segundo contribuye a una rpida elevacin de la napa fretica. En el suelo, las caractersticas de textura arcillosa, estructura masiva y de estratificacin, son determinantes en la formacin de los problemas de mal drenaje. La topografa es causante del problema de drenaje en casos de topografas muy planas (< 0,5% de pendiente), presencia de depresiones sin salida natural y cuando existe microrelieve con depresiones pequeas y medianas.


Otra causa puede ser filtraciones, como es el caso de canales de riego construidos directamente en tierra y sin revestimiento. 8 .3 CONSECUENCIAS DEL MAL DRENAJE

Usualmente, el dao a la productividad agrcola se considera como el principal efecto del mal drenaje. No obstante, existen otras consecuencias, directas o indirectas, que se presentan en las Figuras 80 y 81, en donde se muestran los efectos del mal drenaje por acumulacin superficial y en el interior del suelo.

265


EXCESO DE AGUA EN EL INTERIOR DEL SUELO

MENOR AIREACIN

MENOR TEMPERATURAACUMULACIN DE AGUA SOBRE EL NIVEL DEL SUELO

MENOR DESARROLLO DE RACES

MENOR ACTIVIDAD DE ORGANISMOS DEL SUELO MENOR DESCOMPOSICIN DE MATERIA ORGNICA

PRDIDA DE TRABAJABILIDAD Y CAPACIDAD DE SOPORTE

PROBLEMAS DE MECANIZACIN

PROBLEMAS SANITARIOS

DAOS A INFRAESTRUCTURA

DISMINUCIN DE RENDIMIENTOS

MENOR ABASTECIMIENTO DE NUTRIENTES

PRDIDAS ECONMICAS

DISMINUCIN DE RENDIMIENTOS

81. Figura 81 . Efectos de la acumulacin superficial de agua en el suelo.

PRDIDAS ECONMICAS

80. Figura 80. Efectos del mal drenaje en el interior del suelo.

8


En la Tabla 71 se presenta una comparacin entre suelo bien drenado y mal drenado para diversos factores. Tabla 71: Consecuencias del mal drenaje.

Factor Aireacin del suelo Temperatura del Suelo Disponibilidad de nutrientes Trabajabilidad y capacidad de soporte del suelo Mecanizacin Problemas sanitarios Daos a infraestructura

Suelo bien drenado 15-20% Oxgeno Normal Normal Soporta peso sin destruccin ni compactacin Preparacin de suelos ptima en calidad y oportunidad Normales Mejor mantencin

Suelo mal drenado Menos de 5% de Oxgeno 1 a 5 C ms baja Escasa a nula Suelo se destruye y compacta ms facilmente Deficiente preparacin de suelo y con retraso Se acentan problemas en plantas, animales y humanos Mayor dao y menor vida til (Ejemplo: Caminos)

267

88.4

RECONOCIMIENTO Y DIAGN STICO DE PROBLEMAS DE DRENAJE

En el Reconocimiento existen dos etapas: Recopilacin de Antecedentes


La experiencia indica que cada problema de drenaje posee caractersticas propias que lo hacen nico. Es decir, ningn proyecto es idntico a otro, razn por la cual es imprescindible un reconocimiento y un diagnstico de cada situacin.

Reconocimiento de Campo Recopilacin de Antecedentes Se debe reunir toda la informacin existente sobre el sitio en cuestin como, por ejemplo, fotografas areas, mapas, estudios, informes, publicaciones y opiniones de personas conocedoras del tema y del rea. Reconocimiento de Campo En este recorrido se recomienda obtener la siguiente informacin: Observacin de sntomas de mal drenaje, ya sea en plantas, suelo y animales. Anlisis de las descargas de las aguas, pudiendo ser cauces naturales o zonas ms bajas (quebradas).

268

Reconocimiento El reconocimiento de problemas de drenaje tiene como objetivo evaluar las condiciones generales del rea y determinar sus problemas existentes o potenciales. Consiste en una inspeccin del rea desde puntos fcilmente accesibles, en la poca en que se manifiestan marcadamente los problemas de drenaje y se debe completar esta visita con las opiniones e impresiones de las personas que habitan el lugar.

8


Delimitacin de reas de aporte de escorrentas, que pueden ser laderas adyacentes o predios ubicados aguas arriba. Delimitacin de reas de saturacin e inundacin. Identificacin de limitaciones de suelo. Identificacin de limitaciones de topografa. 8. 5

Proposicin de posibles soluciones del problema, con sus costos y beneficios estimados. Recomendacin de estudios ms detallados para un proyecto posterior ms detallado, ya sea de factibilidad o de diseo (topografa, agrologa, hidrologa, etc.).

T CNICAS DE DRENAJE DEL SUR DE CHILE.

Diagnstico Posterior al reconocimiento, se debe realizar un diagnstico del problema, el cual debe entregar la siguiente informacin:

8Suelos adis : Sectores

Identificacin de las causas del problema. Identificacin de las fuentes de exceso de agua.

En la zona sur de Chile el problema de drenaje se debe, fundamentalmente, a limitaciones de suelo, topografa y a la existencia de un perodo invernal de lluvias frecuentes y de gran magnitud. Los problemas de drenaje detectados ms importantes corresponden a los suelos adis, problemas de acumulacin de agua en depresiones localizadas, inundacin de terrazas fluviales o "vegas" y problemas de napa fretica. Por lo tanto, en el siguiente prrafo nos referiremos a aquellas obras definidas para cada tipo de problema de drenaje:

269

Sistema zanja colectora con drenes topo. Limpieza y ampliacin de cauces. Zanjas, drenes en V, o drenes de tubera enterrada, en combinacin con algunas estructuras. Dren interceptor. Sistema zanja - dren topo. Diques de contencin o canal interceptor de desbordes. Zanjas. Tuberas de drenaje.

Para el diseo y construccin de esta red de zanjas es importante considerar lo siguiente:


"Hualves":

Trazado de la red de zanjas colectoras. Dimensionamiento de la zanja. Etapas de construccin de zanjas.

270

Sectores "Vegas":

a)

colectoras Trazado de la red de zanjas colect oras

Napa

Fretica:

8. 5 . 1

Zanjas

colectoras

Consiste en ubicar en el terreno la red de colectores y definir la direccin del flujo, para lo cual es recomendable contar con material cartogrfico (mapas, planos, croquis, etc.), siendo lo ptimo un levantamiento topogrfico del terreno a drenar. Para realizar este trazado, deben considerarse los siguientes aspectos: opografa: Topografa las zanjas deben ubicarse en sentido

Las zanjas corresponden a colectores que se trazan en el terreno, conformando una Red de Drenaje.

8


de la pendiente del terreno, en la medida que el apotreramiento, la forma de los potreros y el trazado seleccionado lo permita. Apotreramiento y deslindes: las zanjas deben quedar ubicadas contiguas a los cercos principales. Secciones de facilidad constructiva: las dimensiones resultantes deben ser de un tamao tal, que no sean demasiado pequeas ni tan grandes, de suerte de optimizar el rendimiento de la construccin, ya sea manual o mecanizada. Resguardar erosin: evitar conducir caudales muy altos o en pendientes muy excesivas, que produzcan velocidades que sobrepasen la velocidad mxima no erosiva. Punto de descarga: deben ser de fcil acceso y, en lo posible, distribuir el caudal en varios puntos de descarga.

b)

Dimensionamiento de la zanja

Los parmetros de dimensionamiento de una zanja de seccin trapezoidal se indican en la Figura 82.

B

1 d b z

H

271

82. Figura 82 . Parmetros de dimensiones de zanjas. Para calcular estas dimensiones se utilizan las siguientes ecuaciones: Q = V = AxV (73)

8A P H B = = = = d+r

(1/n) x (A/P)2/3 x So1/2 Frmula de Manning (74)

Combinando las expresiones anteriores: b x d + Z x d2 b + 2 x d x (1 + Z 2) 1/2 (75) Q (76) Q (77) (Q x n)/So 1/2 b+2xZxH (78) ((Q x n)/ So 1/2 ) 3 = A5/P2 = A5/3/ P2/3 = A x (1/n) x (A/P) 2/3 x So 1/2 = AxV


272Q A V b d Z n = = = = = = =

Donde: Caudal de drenaje (m3/s) rea transversal de conduccin (m2) Velocidad del flujo (m/s) Base (m) Tirante hidrulico (m) Talud de la pared (adimensional). Coeficiente de rugosidad de Manning (adimensional) Permetro mojado (m) Pendiente de la rasante (m/m) Para calcular las dimensiones de la zanja, la frmula de Manning la expresamos de la siguiente forma:

((Q x n)/So 1/2) 3 = (b x d + Z x d 2) 5/(b + 2 x d x (1 + Z 2)1/2)2

(79)

P = So =

8


Al realizar el clculo, son conocidos los siguientes valores:

Q:

Calculado de acuerdo a un estudio hidrolgico y de precipitaciones Se obtiene de tablas Se obtiene en el plano topogrfico, o se asume Se obtiene de tablas

72. Tabla 7 2. Valores de coeficiente de rugosidad n. Condicin del Drenaje Muy limpio Limpio Con poca vegetacin Con moderada vegetacin Con exceso de vegetacinFuente :

n: So:

Valor de N 0,022 - 0,030 0,029 - 0,050 0,040 - 0,067 0,050 - 0,100 0,067 - 0,200

Z:

273

8274

Para calcular d y b, debe asumirse un valor para alguno de estos parmetros, y calcular el otro iterando en la ecuacin. Tambin existen tablas para obtener estos valores, para valores de Q, n, So y Z dados, o es posible calcularlos computacionalmente. En la tabla 72, se entregan valores para el parmetro n.

Grassi, Carlos J. 1991. "Drenaje de Tierras Agrcolas".

En la tabla 73, se entregan valores para el talud Z. 73. Tabla 7 3. Talud 1: Z (V : H) en drenes abiertos.


Material de excavacin Roca firme Hard-pan duro, Roca sin fisuras Grava cementada. Arcilla y Hard-pan ordinario Arcilla con grava. Suelos francos Limo arcilloso Suelos francos con grava Suelos franco-arenosos Suelos muy arenososFuente: Ven Te Chow,.1959. "Open Channel Hydraulics".

Z 0,25 0,50 0,75 1,00 1,00 1,50 2,00 3,00

8

8276

En relacin al valor de la pendiente de la zanja, se recomienda un valor mnimo de 0,1%, para evitar sedimentacin y secciones demasiado grandes. Por otro lado, deben evitarse pendientes excesivas que generen velocidades muy altas, erosin y socavacin del dren. Para ello, existen valores de velocidades mximas no erosivas segn el tipo de material del dren, que se presentan en la tabla 74.


74. Tabla 74. Velocidad (m/s) mxima no erosiva en drenes abiertos.

275

Fuente :

Fortier and Scobey. 1926. Trans. ASCE Vol 89 p. 940.

En relacin con el valor de la base, existe un valor mnimo de acuerdo a la modalidad de construccin. En caso de construccin manual, el valor mnimo ser aquel que se pueda realizar de acuerdo a la facilidad de operacin de la mano de obra, valor que generalmente se asume igual a 0,5 m. En caso de construccin mecanizada, este valor mnimo de zanja corresponde al ancho de la cuchara de la excavadora. En el caso de suelos adis, el valor de la altura libre r, corresponde a la profundidad de los drenes topo, que en este caso es 0,5 metros.

Solucin: Seleccionar n = 0,04 para dren limpio, segn tabla. Asumir pendiente del dren, la misma del terreno. Seleccionar Z = 1, por suelo franco, segn tabla. Asumir b = 0,5 m, por construccin manual. Aplicar estos valores en la frmula: ((Q x n)/So 1/2)3 se obtiene: = (b x d + Z x d2)5 (b + 2 x d x (1 + Z2) 1/2) 2


Ejemplo Calcular las dimensiones de un dren, considerando los siguientes antecedentes:

((0,25 x 0,04) /(0,002)1/2)3 =

(0,5 x d + 1 x d 2)5 (0,5 + 2 x d x (1 + 12) 1/2) 2 (0,5 x d + d2) 5 (0,5 + 2 x 2 1/2 x d)2

0,01118

=

Caudal Q = 250 L/s = 0,25 m3/s Pendiente del Suelo = 0,2% Suelo Franco Construccin manual.

Iterando, se obtiene d= 0,53, lo cual se comprueba: (0,5 x 0,53 + (0,53)2)5 (0,5 + 2 x 2 1/2 x (0,53))2 = 0,048480319 = 0,01213 3,996266376

8


Al calcular la velocidad V, obtenemos V = 0,47 m/s, que es menor a la velocidad mxima no erosiva. La profundidad total H = d + r = 0,53 + 0,5 = 1,03 m.

Retiro del material Cercado. * Roce, despeje y limpieza de faja .

El ancho superior B, entonces es igual a B = 0,5 + 2 x 1 x 1,03 = 2,56 m. El caudal de evacuacin se calcula considerando la escorrenta superficial con los valores mximos de lluvia, en un determinado nmero de das. Posteriormente, esta escorrenta se proyecta en una determinada superficie de influencia, generndose el valor de caudal de drenaje.

Consiste en la eliminacin de todos los rboles y matorrales sobre el rea a ocupar, en el ancho del dren, ms las bermas correspondientes. En la tabla 75 se presentan los estndares y caractersticas de esta etapa.

277

Etapa

Medio Mano de obra no calificada con rozones y horquetas

Actividad *Corte de vegetacin. *Acumular material en hileras o montones. *Cargar material en camin. Traslado de material a botadero

Rendimiento 100/m/jornada para faja de 3 m de ancho

c)

Etapas de construccin de zanjas

Roce y Despeje

8278

Las etapas que existen en la construccin de zanjas son: Roce, despeje y limpieza de faja. Excavacin de la zanja.

Traslado a Camin tolva botadero

100 m/hr con distancia a botadero de 1km

* Excavacin de la zanja Esta labor puede realizarse manualmente o con maquinaria. En el caso de construccin manual, los estndares son los siguientes: Rendimiento excavacin estrata de suelo= 9 m3/J Rendimiento excavacin estrata de ripio = 2 m 3/J Vida til pala en excavacin = 0,1km/pala Vida til picota en excavacin = 0,5 km/picota En el caso de construccin mecanizada, se utilizan excavadoras y mano de obra. La excavadora cumplir la labor de excavacin propiamente tal, en tanto que la mano de obra se utilizar para el repase o terminacin del sello y de los taludes de las zanjas. En la tabla 76 se presentan los estndares y caractersticas de esta etapa, para excavacin mecanizada.


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76. Tabla 76. Estndares de excavacin mecanizada de zanjas.

Etapa Excavacin

Medio Excavadora Oruga Modelo 200, 133 HP potencia nominal, Balde 1200 mm ancho y 0,93 m 3 capacidad. Mano de obra no calificada con palas derechas

Rendimiento Terreno blando= 50-70 m 3 /hr. Terreno semi-blando= 40-60 m 3/hr. Terreno duro= 30-40 m 3 /hr.

279Se requiere aproximadamente un movimiento de tierra igual al 2,5% del material excavado. Rendimiento aproximado de 5 m 3 /jornada

Terminacin de la seccin

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Nota: estos valores dependen del tipo de excavadora, de las condiciones de trabajo y de la destreza del operador. * Retiro del material

77 Es recomendable que la excavacin Tabla 77. Estndares retiro del material excavado. de las zanjas, ya sea si es realizada en forma Modalidad Rendimiento mecanizada o manual, considere la separacin del suelo y del material que exista bajo Manual, con pala y Rendimiento traslado tierra ste, ya sea ripio o arcilla. carretilla con retiro excavada= 6,75 m 3/jornada a 100 m de distancia El suelo excavado puede ser aproRendimiento traslado ripio vechado para rellenar sectores de pequeas excavado= 3 m 3 /jornada depresiones al interior de los potreros o, simplemente, ser desparramado en stos. En Mecanizada, con camin Rendimiento traslado tierra caso de que bajo el suelo exista ripio, ste tolva y descarga a 1 km excavada= 38 m 3 /hora constituye un excelente material para consde distancia truccin de caminos, que pueden ser construiRendimiento traslado ripio dos inmediatamente al lado de la zanja, o ser excavado= 32 m 3 /hora utilizados para el relleno de caminos y callejones existentes en el predio. Para las cubicaciones finales, se debe consideEn lo concerniente a las estratas de arcilla, este rar el esponjamiento del material al ser excavado, que comaterial no constituye ningn beneficio y, por lo tanto, se rresponde a 30% para el ripio y un 50% para el suelo. debe eliminar trasladndose a un lugar de botadero. Lo ideal y recomendable es realizar la faena de excavacin y traslado del material en forma simultnea. * Cercado de zanjas En la tabla 77 se indican algunos estndares para esta etapa. En toda la extensin de la red de drenes colectores se instalan cercos a ambos lados de la zanja, a una


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distancia de 3,5 m desde el borde del dren, para facilitar las labores de mantencin posteriores. El cerco se construye utilizando estacones de pelln de 2,2 a 2,5 m de longitud, y de 4 a 5 pulgadas de dimetro. Los estacones se instalan espaciados cada 3,5 m, con 4 corridas de alambre de pa clavado con grampas de 1 ". Los estacones se pintan totalmente con 1 mano de aceite de motor quemado, y en su extremo superior se pintan 25 cm con 2 manos de leo blanco. Para todo el proceso de construccin de los cercos, desde el pintado de los estacones, su hincado en el terreno, colocacin y tensin de los alambres, etc., se utiliza mano de obra semicalificada, estimndose un requerimiento de 100 jornadas para la construccin de 1 km de cerco doble de estas caractersticas (5 jornadas/100 m cerco simple).


8. 5 . 2

Drenes topo

Como se indica en la Figura 83, los drenes topo son galeras subterrneas construidas en el interior del suelo, de aproximadamente 7,5 cm de dimetro, las cuales estn rodeadas de fisuras perifricas, para lograr la recoleccin de los excedentes hdricos que se acumulan en la zona radicular.

NIVEL DEL SUELO

281

FISURAS

DREN TOPO

83. Figura 83. Corte transversal de un dren topo.

Las fisuras perifricas que rodean la galera recolectan los excedentes hdricos que se acumulan en la zona radicular y, por lo tanto, estas fisuras son la clave del xito del funcionamiento de los drenes. Estos drenes descargan en la zanja colectora debido a la gravedad, razn por la que deben tener pendiente positiva en direccin a la zanja. Adems, se requiere para la construccin de estos drenes, un contenido mnimo de arcilla de 20% en la zona de la galera.

En la Figura 84, se muestra un esquema de Arado Topo con barra de tiro, de traccin animal.


MANSERA

BARRA DE TIRO

BALIN EXPANDIDOR HOJA SUBSOLADORA

a)

Implemento usado para su construccin

CILINDRO DE PENETRACIN O TORPEDO

El implemento utilizado para construir los "drenes topo" se conoce con el nombre de "arado topo".

84. Figura 84 . Esquema de arado topo de traccin animal.

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Consta bsicamente de una barra de tiro, una hoja subsoladora, un cilindro de penetracin o "torpedo", y un baln expandidor. Puede ser accionado mediante traccin mecnica o animal. En el caso de traccin mecnica, el acoplamiento al tractor es mediante el sistema de 3 puntos; mientras que para la traccin animal, el implemento es de tiro mediante una cadena, y se agrega en el modelo, una mansera doble para su operacin. La principal ventaja de este modelo es que mediante la barra de tiro se anula, en un grado importante, la replicacin del microrelieve en el eje longitudinal del dren topo.

b)

Parmetros de construccin de drenes topo

Los parmetros de diseo y construccin ms importantes para los drenes topo son:

poca de construccin. Velocidad de la labor. Espaciamiento entre pasadas. Profundidad de la galera.

283

En la tabla 78 se presenta un resumen de las recomendaciones tcnicas para la construccin de drenes topo.

8DRENAJE de SUELOS AGRCOLASParmetropoca de construccin

ExplicacinEn la zona de galera debe existir suelo frable para garantizar estabilidad de la galera. En la zona de grietas, debe haber humedad cercana a suelo seco, para que las grietas no se cierren. Posterior a la labor, debe haber perodo de fraguado de grietas. La rapidez de la rotura en el suelo debe anular la elasticidad que tiende a cerrar las grietas. El roce del implemento debe producir calor para fraguar las paredes internas de la galera. Lograr traslape horizontal de grietas entre dos pasadas consecutivas. Galera debe quedar en una zona con mnimo 20% de arcilla. Las grietas deben alcanzar la zona radicular. Evitar dao por pisoteo animal.

RecomendacinSalidas de Primavera a comienzos de verano, aproximadamente en el mes de Diciembre.

284

Velocidad de la labor

3 km/h

Espaciamiento entre pasadas Profundidad de la galera

2metros 40 a 60 cm

78 Tabla 7 8. Recomendaciones tcnicas para construccin de drenes topo.

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8. 5 . 3

Drenes en V

Los drenes en "V" son zanjas que se caracterizan por poseer taludes amplios que fluctan entre 8:1 y 10:1, lo cual permite el libre trnsito de maquinaria y ganado. Es una solucin adecuada en sectores que presentan topografa ondulada, ya que permiten mantener la continuidad de los potreros y adecuarse a la topografa natural. Adems, es importante que la altura de corte sea la menor posible, para disminuir al mnimo el movimiento de tierra.

La mayor ventaja de la construccin de drenes en "V" es que, debido a la amplitud de sus taludes, prcticamente quedan integrados a la topografa natural del terreno, permitiendo el libre trnsito de ganado y maquinaria sobre ellos y, por lo tanto, no rompen la continuidad de los potreros. Una vez que los taludes de los drenes en "V" han sido cubierto por vegetacin de praderas, se debe mantener esta vegetacin en forma permanente, por l

Manual Riego y Drenaje

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