UNIVERSIDAD DE PANAM FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS ESCUELA DE CIENCIAS AGRCOLAS INGENIERIA EN CULTIVOS TROPICALES
RIEGO Y DRENAJE LSA 425 PRACTICA # 1 PRUEBA DE INFILTRACIN Y CLCULO PARA LA DETERMINACION DE CONSTANTES HIDRICAS DEL SUELO
PROFESOR NO AGUILAR ELABORADO POR: Jorge Carrin Salathiel Villarreal IV AO I SEMESTRE 18-04-2011
INTRODUCCION Los cultivos requieren para su desarrollo cierto porcentaje de humedad la cual se abastece de forma natural a partir de reservas de agua del suelo almacenadas, producto de las precipitaciones o de forma artificial mediante el riego.
El riego es la labor de suplir la deficiencia de agua ocasionada por diversas causas como lo son la irregularidad en la frecuencia de las precipitaciones en la poca de lluvia o la falta de la misma en la poca seca la perdida excesiva por el proceso de la transpiracin. Conociendo entonces los principios del riego y el drenaje se realizo la prctica de campo basado en la infiltracin de agua en el suelo, humedad, lmina de agua con los caculos y procedimientos pertinentes.
Objetivos Determinar la capacidad de campo y el punto de marchitez permanente en un suelo.
Medir la velocidad de infiltracin de agua en el suelo.
Medir la densidad aparente y el contenido de humedad de un suelo.
Desarrollar problemas prcticos sobre el contenido de humedad y lmina de agua en los suelos.
Procedimiento 1. Medir la tasa de infiltracin de agua en un suelo mediante el mtodo de los cilindros e infiltrmetros en una parcela en la F.C.A. 2. Preparar un sitio para determinar la capacidad de campo del suelo mediante el mtodo de inundacin. 3. Luego de 24 horas volver al sitio y tomar muestras de suelo para obtener el contenido humedad gravimtrico en el sitio preparado anteriormente. Tome muestras por triplicado a profundidades de 0 a 10 cm, 10 cm a 20 cm y 20 cm a 30 cm empleando el equipo de anillos metlicos de volumen conocido. Sellar las muestras para evitar perdida de agua por evaporacin y trasladarlas al laboratorio. 4. En el laboratorio obtener peso hmedo de cada muestra y colocarlas al horno a 105 grados centgrados hasta obtener peso constante (24 a 48 horas). 5. Retirar las muestras del horno, enfriar a temperatura ambiente y obtener el peso seco. 6. Medir el peso vaco, el dimetro y la altura del cilindro que contiene cada muestra del suelo.
Equipo Utilizado 2 cilindros de metal Madera 4x2 Mazo Pala Piqueta Escalimetro Cubos de 5 galones Balanza Anillos metalicos Horno Esptula
N de Lectura 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Hora de Lectura 10:35 10:36 10:37 10:38 10:40 10:45 10:55 11:00 11:15
Lmina (cm) 13.6 14.5 14.9 15.5 16.0 16.1 17.9/12 12.6 15.0
Tiempo (min) 1 1 1 2 5 10 5 15
Tiempo Acumul. 1 2 3 5 10 20 25 40
Lmina (cm) 0.9 0.4 0.6 0.5 0.1 1.8 0.6 2.4
Lmina Acumul. 0.9 1.3 1.9 2.4 2.5 4.3 4.9 7.3
Veloc. Inf. Prom. 54 39 38 28.8 15 12.9 11.76 10.95
ResultadosHoja de Clculos -PRUEBA DE INFILTRACIN
Infiltracin del agua en el suelo: Despus del riego o lluvia, el agua penetra en el suelo en forma vertical y horizontal por efecto de la gravedad, este fenmeno es denominado infiltracin. La velocidad de infiltracin se refiere a la relacin entre una lmina de agua que se infiltra y el tiempo que tarda en hacerlo y se expresa en cm/hora o mm/hora. El agua se acumula en los poros del suelo y as pasa a ser utilizada por las plantas, es afectada por la evaporacin o es desplazada a otros lugares por efecto del drenaje o percolacin. Este movimiento est condicionado a la textura, humedad y estructura de los suelo. VI = Ktn VI = capacidad de infiltracin o velocidad de infiltracin en cm/hora K = constante de infiltracin, velocidad de infiltracin durante el intervalo inicial t = 1 que depende de la naturaleza del suelo. t = tiempo de oportunidad de infiltracin en minutos. n = coeficiente a dimensional que corresponde a la pendiente de la curva e indica como disminuye la velocidad de infiltracin con el tiempo. (0>n>-1) Para la ecuacin de la lmina de agua acumulada se integra la ecuacin inicial de Kostiatov siguiente:
Lamina acumulada Cuadro 1Estrato 0-10cm M1 M2 M3 10-20cm M1 M2 M3 20-30cm M1 M2 M3 Psh+ envase 250.0 260.5 257.0 272.9 242.8 260.8 250.9 274.7 274.9
n+1
este resultado se requiere en cm.
Pss + envase 212.2 221.3 216.7 231.5 207.3 221.2 217.7 237.9 237.0
Peso de envase 106.3 105.0 105.7 105.8 96.7 98.1 96.8 98.3 96.6
Psh
Pss
143.7 155.5 151.3 167.1 146.1 162.7 154.1 176.4 178.3
105.9 116.3 111 125.7 110.6 123.1 120.9 139.6 140.4
Volumen total del envase VT=*d2*h/4 d:5cm y h:5.1cm VT: 100.14 cm3
Cuadro 2 Estrato 0-10 cm 10-20 cm 20-30 cm
g 35.2 32.6 26.9
D.A. 1.1 1.2 1.3
v 38.7 39.1 35.0
n 56 52 48
Lam agua 1.73 2.58 3.90
p.m.p. 21 21.3 19
Lam agua sat 5.6 10.4 14.4
Agua util 17.7 17.8 16
Humedad Grav. 0-10 cm g= 150.2-111.1/111.1 x 100 = 35.2% 10-20 cm g 158.6-119.6/119.6 x 100 = 32.6% 20-30 cm g= 169.6-133.6/133.6 x 100 = 26.9% D.A 0-10 cm = 111.1/100.1 = 1.1 10-20 cm= 119.8/100.1= 1.2 20-30 cm= 133.6/100.1=1.3 % v=g x D.A 0-10 cm %v= 35.2% x 1.1 = 38.7 10-20 cm %v=32.6% x 1.2 = 39.1 20-30 cm %= 26.9% x 1.3 = 35.0
E. Calcular la porosidad total de cada estrato considerando una densidad real de 2.50g/cm3 Porosidad N=1-DA/DR X 100 0-10 cm = ((1)-1.1g/cm3 /2.50g/cm3) x 100 = 56 % 10-20 cm= ((1)-1.2g/cm3 /2.50/cm3 ) x 100 = 52% 20-30 cm= ((1)-1.3g/cm3 /2.50g/cm3) x 100 = 48% F. Calcular la lamina de agua a saturacin y la lmina de agua til hasta 30 cm de prof. Lam. Agua= (n-%v) x prof/100 0-10 cm = L.a = (56-38.7) x 10 cm/100 = 1.73cm 10-20 cm= L.a= (52-39.1) x 10 cm/100= 1.29cm 20-30 cm=L.a= (48-35.0) x 10 cm/100= 1.30cm PMP=%vcc/1.84 0-10 cm=38.7/1.84= 21% 10-20 cm=39.1/1.84=21.3% 20-30 cm= 35.0/1.84=19% Lm. Agua a Saturacin = %n/100 x Prof. 0-10 cm = 56/100 x 10cm = 5.6 10-20 cm= 52/100 x 10cm = 5.2 20-30 cm= 48/100 x 10cm = 4.8 Agua til = vcc - PMP 0-10cm= 38.7-21=17.7% 10-20 cm= 39.1-21.3=17.8% 20-30 cm= 35.0-19=16%
Tiempo acumulado 1 2 3 5 10 20 25 40
Velocidad de infiltracin 54 39 38 28.8 15 12.9 11.76 10.95
Log x
Log y
x2
y2
x.y
0 0.301 0.477 0.699 1 1.301 1.398 1.602 x:6.778 6.778/8: 0.847
1.732 1.591 1.580 1.459 1.176 1.111 1.070 0.205 y:9.924 9.924/8: 1.241
0 0.091 0.228 0.489 1 1.693 1.954 2.566 x2:8.021
3.0 2.531 2.496 2.129 1.383 1.234 1.145 0.042 y2:13.96
0 0.230 0.569 1.041 1.383 2.089 2.237 0.108 xy:7.657
Para obtener el log x se utiliza el tiempo acumulado ejemplo: Log 1: 0. Para calcular el log y se utiliza la velocidad de infiltracin, ejemplo: log 54: 1.732. Luego en x.y se procede a multiplicar el log x por log y. Al final se calcula la sumatoria y se promedia.
n: x.y-x.y/n x-(x) /n n: 7.657-(6.778*9.924)/8 8.021- (6.778)/8 n: -0.330 Calculo de la constante de infiltracin K K= antilog (-n ) =antilog (1.241-(-0.330*0.847) = antilog 1.521 K= 33.2 VI= 33.2 t-0.330 Lamina Acumulada K (n+1)(60) Lam. Acum. = 33.2 t-0.330+1 (-0.330+1)60 Lam. Acum. = 33.2 40.2 t0.67 t n+1
Lam. Acum. = 0.83 t0.67
AnexosMTODO DE GIRASOL
Mtodo de girasol: esto consiste en llevar el suelo a un invernadero, se siembra una planta hasta cuando salgan los primeros dos pares de hoja, se le suspende el riego hasta que la planta presente marchitez en los dos primeros pares de hojas, la planta se lleva a una cmara de humedad. Si la planta no recupera la turgencia la misma se encuentra en punto de marchitez permanente. El mtodo de las plantas indicadoras de girasol (Helianthus annus); el cual consiste en tomar una muestra de suelo contenida en la maseta, cuando la planta no recupero su turgencia; dentro de una cmara hmeda, el valor del porcentaje de humedad que en ese momento la muestra, fue determinado en base a peso de suelo seco. Este mtodo emprico, que consiste en dividir la capacidad de campo entre 1.84, Narro, (1994). Para determinar el punto de marchitez permanente del suelo se toma muestras de suelo con diferentes coberturas y suelos sin coberturas en cada una de las profundidades de estudio. Mtodo emprico. PMP
CONCLUSION
Al realizar esta prctica de campo para determinar la velocidad de infiltracin de agua en el suelo hemos visto que la misma es fundamental para calcular el tiempo de riego, diseo de los sistemas de riego y los caudales a manejar en las parcelas.
Podemos decir tambin que conforme la humedad penetra en el suelo y satura las capas superiores, su velocidad disminuye debido a la mayor resistencia del suelo y a la reduccin en el dimetro de los poros hasta llegar a un valor constante denominado infiltracin bsica, que se usa
para calcular el tiempo de aplicacin al suelo en el caso del riego por gravedad y cuando se trata de riego a presin, se utiliza para compararla con el grado de aplicacin (precipitacin horaria), el cual debe ser menor que la infiltracin bsica.
BIBLIOGRAFIA Juan Carlos Valverde. 2000, Riegos y drenajes. San Jos Costa Rica. Editorial Euned. Ruth. Del Cid. Alvarado, Noel Trejos Castillo. 2002. Determinacion del cambio en las propiedades fsicas, qumicas y composicin florstica en un suelo degradado, con plantacin de pinnus caribaea hondurensis, David, Chiriqui, Rep. De Panama. 132 pag. Osmin Caceres Aguirre, Ernesto De Obaldia Garcia. 2004. Determinacin de parmetros de riego por surcos y regaderas en contornos en las parcelas No. 2, 3, 4. Del CEIACHI. De la facultad de ciencias agropecuarias.
