FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL Y AGRÍCOLA DISEÑO DE SISTEMAS DE RIEGO TALLER Nº 6. DISEÑO DE UN SISTEMA DE RIEGO POR MELGAS EN CURVAS DE NIVEL PARA EL CULTIVO DE ARROZ GRUPO No. 6 Kelly Andrea Contreras Zuluaga Cód. 273854 Nefer Steven Losada Cruz Cód. 274068 Marlon Yesid Perez Alfonso Cód. 274059 Jeison Andrey Sánchez Parra Cód. 274026 Presentado a: Ing. José Antonio Forero Saavedra Jueves, 19 de Noviembre de 2015 Bogotá D. C.
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FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL Y AGRÍCOLA
DISEÑO DE SISTEMAS DE RIEGO
TALLER Nº 6. DISEÑO DE UN SISTEMA DE RIEGO POR MELGAS EN
CURVAS DE NIVEL PARA EL CULTIVO DE ARROZ
GRUPO No. 6 Kelly Andrea Contreras Zuluaga Cód. 273854 Nefer Steven Losada Cruz Cód. 274068 Marlon Yesid Perez Alfonso Cód. 274059 Jeison Andrey Sánchez Parra Cód. 274026
Presentado a: Ing. José Antonio Forero Saavedra
Jueves, 19 de Noviembre de 2015 Bogotá D. C.
ENUNCIADO.
Para el mismo predio del taller N° 5 (Figura 1) diseñe un sistema de melgas en curvas de nivel para un cultivo de arroz. Incluya la disposición del sistema y determine las capacidades de los diferentes componentes de la infraestructura del mismo. La información básica es la siguiente
Infiltración: F = 0,6198t0,661 + 7; F = mm, t = min
Lamina neta para la primera fase: 45mm
Capacidad total de retención de humedad: 182mm
Lamina de saturación en la zona de raíces: 187mm
Evapotranspiración máxima: 7,6 mm/día.
Evapotranspiración promedia: 6,4 mm/día.
Percolación profunda estimada: 10 mm/día.
Embalse predeterminado: 85mm
El regador trabaja 8 días por cada intervalo de riego en la fase 1 del cultivo de arroz,
y durante esta fase, el riego solamente se puede llevar a cabo en las horas diurnas.
Debe incluir los cálculos de escorrentía, asumiendo que la precipitación no es el factor
predominante. Presente una programación adecuada del drenaje de campo. Incluya las
recomendaciones necesarias para la construcción del sistema de riego y drenaje. Incluya
también todas las recomendaciones necesarias para una correcta operación del sistema.
Figura 1. Topografía del Terreno
ESTIMACION DE PARAMETROS BASICOS
Como se considerara criterios de máxima eficiencia para el diseño del sistema de riego
por melgas en curvas de nivel, no resulta recomendable asumir un valor cualquiera en
cuanto se refiere a la eficiencia del riego del mismo, por lo cual se estableció el siguiente
método de estimación:
Eficiencia
Esta se determinó mediante la relación existente entre la lámina que se requiere
en la zona de raíces (LÁMINA NETA) y la sumatoria entre esta y la lámina que se
establece en el tiempo de cubrimiento total de la melga o tn/8 (LAMINA BRUTA).
Ya que al asumirse un sistema de máxima eficiencia se supone un Riego
Normal donde la lámina infiltrada al llegar al caballón (su parte más alta) será la
misma que la lámina neta o la requerida en la zona de raíces sin permitir pérdidas
por percolación profunda en ese punto, por lo tanto:
Entonces, como se mencionó anteriormente, se tiene el cálculo de la eficiencia como
se muestra a continuación:
𝑬𝒂 =𝐿𝑍𝑅 𝑜 𝐿𝑁 (𝐿𝑎𝑚𝑖𝑛𝑎 𝑛𝑒𝑡𝑎)
𝐿𝐵 (𝐿𝑎𝑚𝑖𝑛𝑎 𝐵𝑟𝑢𝑡𝑎)=
𝐿𝑍𝑅
𝐿𝑍𝑅 + 𝐿á𝑚𝑖𝑛𝑎 𝑎𝑑𝑖𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎𝑙 𝑓(𝑡𝑛4
)=
45𝑚𝑚
45 𝑚𝑚 + 16.61 𝑚𝑚
= 𝟎. 𝟕𝟑𝟎𝟒 (𝟕𝟑. 𝟎𝟒%)
Lamina bruta
𝑳𝒃 = 45 𝑚𝑚 + 16.61 𝑚𝑚 = 𝟔𝟏. 𝟔𝟏 𝒎𝒎 (2)
Frecuencia de riego
Al ya conocerse la lámina requerida en la zona de raíces, se estima la frecuencia de
riego usando como parámetro de diseño la Evapotranspiración Máxima al ser un
requerimiento crítico, como se muestra a continuación:
𝐹𝑟 =𝐿𝑍𝑅
𝐸𝑇𝑀𝐴𝑋
𝐹𝑟 =45 𝑚𝑚
7.6 𝑚𝑚/𝑑í𝑎
𝑭𝒓 = 𝟓. 𝟗𝟐 𝒅í𝒂𝒔 ≈ 𝟔 𝒅í𝒂𝒔
CONSIDERACIONES GENERALES PARA EL DISEÑO
Diseño de los caballones
Como primer paso en el diseño del sistema se determina la altura de los caballones, para
esto se tiene en cuenta la siguiente ecuación:
𝐻𝑐 = ∆ℎ + 𝐿𝑏 + 𝑏𝑙 + 𝐴𝑠
Donde:
Hc=Altura del caballón en cm
∆ℎ = Intervalo vertical entre caballones en cm
Lb = Lamina bruta en cm
bl = Borde libre en cm
As =Tolerancia por asentamiento
Para encontrar el intervalo vertical entre caballones debemos conocer la pendiente del
terreno pues influye en este valor, ya que varía entre 6 cm a 12 cm según se tenga una
baja o una alta pendiente respectivamente.
a. Intervalo vertical entre caballones
Se calcula la pendiente del terreno pues se tiene las cotas máximas y mínimas del terreno
así como su longitud.
marlonyesid
Resaltado
marlonyesid
Nota adhesiva
ES CON LA PROMEDIO DEBIDO A QUE EL CULTIVO DE ARROZ NO SE ENCUENTRA EN TOTAL DESARROLLO Y ESTA FRECUENCIA SOLO APLICA DURANTE LOS HUMEDECIMIENTOS----- 7 DIAS---21 FRANJAS
𝑺 =100.25 − 98.65
400 − 0= 0.004 ≈ 𝟎. 𝟒% < 0.5%
Donde este cumple con la restricción de aplicabilidad de terrenos con pendientes menores
a 0.5%. Ahora, para calcular el intervalo vertical entre caballones se realiza una
interpolación lineal entre el intervalo anteriormente mencionado
S (%) Δh (cm)
0 6
0.4 X
0.5 12
𝟎% → 𝟔 𝒄𝒎
𝟎, 𝟒% → ∆𝒉
𝟎, 𝟓% → 𝟏𝟐 𝒄𝒎
∆𝒉 → 𝟏𝟎, 𝟖 𝒄𝒎
Se divide el lote en un numero de franjas que sea acorde más que todo a la
frecuencia de riego que con el horario de trabajo del regador, para que el cultivo no
vaya a sufrir estrés por humedad, para esto inicialmente se calcula la caída total del
sistema dada por la diferencia entre mayor y menor curva de nivel en el lote:
C𝒂𝒊𝒅𝒂 𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍 = 𝟏𝟎𝟎. 𝟐𝟓 𝒎 − 𝟗𝟖. 𝟔𝟓 𝒎 = 𝟏. 𝟔 𝒎
Ahora, para encontrar el número de franjas en las que el lote se dividirá, se toma la caída
total y la dividimos entre el ∆ℎ, de la siguiente manera:
# 𝑭𝒓𝒂𝒏𝒋𝒂𝒔 = 𝟏, 𝟔 𝒎
𝟎, 𝟏𝟎𝟖 𝒎 = 𝟏𝟒, 𝟖𝟏
Con la finalidad de que el número de franjas sea múltiplo de la frecuencia de riego,
se toma un valor menor de intervalo vertical entre caballones, se seleccionó un valor de
∆ℎ = 0.09 𝑚 𝑜 9 𝑐𝑚, con eso el número de franjas será:
# 𝑭𝒓𝒂𝒏𝒋𝒂𝒔 = 𝟏, 𝟔𝒎
𝟎, 𝟎𝟗𝒎 = 𝟏𝟖
De esta manera cumpliendo el requisito anteriormente mencionado.
b. Altura del caballón
La SCS (Servicio de Conservación de Suelos) recomienda que el borde libre del no sea
inferior a 8 cm y la tolerancia por asentamiento sea como mínimo de 9 cm, por diseño se
usaran estos valores, teniendo en cuenta el intervalo entre caballones nuevamente
calculado, o sea 10 cm. Como resultado se tiene como altura mínima de los caballones: