1 Informe sobre cambios en el flujo hídrico al implementarse un sistema de terrazas en un predio A. Ing Agr. Esteban T. Muñiz Padilla MP Nº 864 [email protected]B. Ing Agr. Fernando Tentor MP Nº 833 [email protected]C. -Ubicación: El lote analizado se encuentra ubicado en el departamento La Paz provincia de Entre Ríos. Está ubicado a 16,4 km al noroeste de la localidad de Alcaráz. Sus coordenadas geográficas son 31°20'53.72"S y 59°39'33.35"O. La superficie del lote es 16,26 has. D. Planteo del problema:
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Sistematizacion Con Terrazas Para Control de Erosion Hidrica
trabajo en donde se detallan las etapas de calculo para explicar el cambio en el sistema hídrico de un predio al aplicarle un sistema de control de erosión hídrica.
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Informe sobre cambios en el flujo hídrico al implementarse un sistema de terrazas en un predio
Cálculo de E para una lluvia de 87,02 mm el predio en análisis con terrazas y con un
cultivo de soja ( CN =84), suelo D, condición de humedad II.
1)- Cálculo de S
S= 2540 / 84 –25,4 = 4,83 cm = 48,3 mm
2) Cálculo de E E = (87.02 – 0.2 x 48,3)
2 / (87.02 + 0.8 x 48,3) = 47.62 mm
Esto significa que en las condiciones dadas en el ejemplo una lluvia de 87.02 mm genera
un excedente de 47.62 mm escurren en el campo.
b) Estimación del caudal pico:
El caudal pico se estimó con el método propuesto por el manual de sistematización de
suelos del INTA, como fue explicado precedentemente.
Area = 13,99 has ; E = 0,04762 m ; D = 1,43 hs ; Tr= 0,85 hs.
Qp = 0,88 m3 por segundo
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L. Comparación de los hidrogramas de ambos sistemas para una recurrencia de 20 años de acuerdo a las características de los sistemas (sin terrazas vs con terrazas)
Para el análisis comparativo de los hidrogramas producidos por los sistemas con y sin
terrazas se utilizo el método del hidrograma triangular desarrollado por el por el servicio de
conservación de suelos de los EEUU. De acuerdo a los siguientes parámetros:
Se presentan los datos para el hidrograma triangular estimado con los datos de las cuencas
de ambos sistemas analizados.
Sin terrazas Con terrazas
Tiempo al pico [hs] 0,44 1,57
Tiempo base [hs] 1,17 4,20
Q pico[m3/seg] 1,61 0,88
Q [m3] 3400,86 6645,41
Q medio [m3/hs] 2898 1584
tasa de incremento del caudal m3/hs 3,66 0,56
tasa de reducción del caudal m3/hs 2,19 0,34
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Para una recurrencia de 20 años se puede ver que:
• cuando se produce la tormenta de diseño, la situación con terrazas tiene un
hidrograma de 4,2 horas de duración en comparación con las 1,17 has en la
situación previa.
• Los caudales picos instantáneos son marcadamente menores en la situación con
terrazas. 0,88 vs 1,61 m3/seg.
• El volumen total de agua escurrido es mayor en la situación con terrazas pero la
intensidad con que sale del campo es menor. 1584 vs 2898 m3/hs.
• Las variaciones en el caudal que se producen en el sistema con terrazas son más
atemperadas que en la situación previa. Véanse las tasas de incremento y
disminución del caudal durante la tormenta.
• Si bien la cantidad de agua total es mayor en el sistema terraceado. La velocidad de
salida es marcadamente inferior.
M. Retardo en el flujo de agua por las terrazas
Para el analizar este punto se tendrá en cuenta un concepto hidrológico denominado tiempo
de concentración (Tc). El mismo es un concepto teórico que representa el tiempo que
demora en llegar al punto de salida de la cuenca, la gota hidrológicamente más alejada.
Para el cálculo del tiempo de concentración se tienen en cuenta parámetros de la cuenca
tales como longitud del máximo recorrido del agua, pendiente media de dicho recorrido y el
valor S (sustracción potencial) descrito más arriba. La idea aquí es presentar una serie de
gráficos que muestren la superficie que aporta agua en la boca de descarga (alcantarilla) en
diferentes momentos de una lluvia.. El análisis se hará primero en la situación sin terrazas y
luego con la sistematización existente. Finalmente se comparan los resultados .
A continuación se observan cinco gráficos mostrando la situación sin terrazas. ( A - E)
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A
B
14
C
D
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E
Los gráficos anteriores representan lo que sucede en una tormenta dada en el lote sin
terrazas. La forma de interpretar estas figuras es como sigue: Los gráficos muestran la
relación entre la duración de la tormenta y la superficie que aporta a la salida de la cuenca
en un momento dado. Por ejemplo a los 5 minutos el agua que se descarga proviene de una
superficie de 0,29 has (gráfico A) , a los a 10 minutos de 2,4 has (gráfico B) y así hasta
que a los 25 minutos toda el área de 9,15 has está aportando agua a la zona de descarga
natural (gráfico E).
Al aplicar el sistema de terrazas se logra modificar los valores de los tiempos de
concentración. Esto se logra porque se aumentan las longitudes del máximo recorrido del
agua, se modifican las pendientes y también los valores de S (sustracción potencial) como
hemos visto más arriba. El efecto es que se aumenta el tiempo de concentración. A
continuación se observan 10 gráficos (F - N) en los que se ve este efecto y como se
produce el retardo mencionado en el flujo de agua.
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F
G
17
H
I
18
J
K
19
L
LL
20
M
N
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En los gráficos se observa que el área de aporte en el sistema con terrazas crece más
lentamente que en el sistema natural. Esto se debe al retardo provocado por las terrazas en
el flujo de agua natural, como se explicó precedentemente. Obsérvese que mientras a los 15
minutos en el sistema sin terrazas (gráfico C) el área de aporte a la descarga es de 6,7 has
en el sistema con terrazas es de solo 1,27 has (gráfico H)..
En el grafico precedente se puede observar como el sistema de terrazas que está
funcionando en el campo produce un RETARDO en el movimiento del agua en el predio.
La curva de crecimiento del área en la situación sin terrazas crece rápidamente y alcanza su
máximo a los 24 minutos. En tanto que la curva para la situación con terrazas aumenta más
lentamente y iguala el valor de la situación sin terrazas aproximadamente a los 63 minutos.
Su valor máximo se alcanza a los 86.02 minutos. Nótese que en todas las lluvias menores a
63 minutos de duración el área de aporte a la zona de la alcantarilla siempre será menor en
la situación con terrazas.
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N. Comparación de los hidrogramas de ambos sistemas para una misma tormenta de diseño
El objetivo de este punto es comparar que ocurriría en el sistema con terrazas si se produce
una tormenta “P” de igual duración a la que genera el caudal pico en el sistema sin
terrazas. Como se explicó anteriormente el tiempo concentración de la cuenca sin terrazas
era de 24,18 minutos. La intensidad calculada para una recurrencia de 20 años fue de
131.3 mm/hs. La estimación de la lámina de diseño se realizó considerando una intensidad
de lluvia constante durante un lapso igual al tiempo de concentración. E decir:
131,3 mm/hs x 0,4 hs = 52,52 mm
De acuerdo al análisis de curva número (CN) se puede ver que:
E = (P – 0.2 S)2 / (P + 0.8 S)
Donde:
E: lámina de agua escurrida (mm); P: Precipitación de diseño (mm)