Diseño De Surcos 5l6n5o

DISEÑO DE RIEGO POR SURCOS CULTIVO DE MAIZ (CENTRO AGROINDUSTRIAL LA ANGOSTURA- SENA)

HANNY VANESSA GONZALEZ VICTORIA EUGENIA MENDEZ ANDRES FELIPE LABRADOR

UNIVERSIDAD SURCOLOMBIANA FACULTAD DE INGENIERÍA INGENIERÍA AGRÍCOLA RIEGO II NEIVA – HUILA 2012

1. INTRODUCCIÓN

El riego por surcos está especialmente indicado para cultivos que son muy sensibles al encharcamiento, ya que al sembrarse sobre la parte alta del caballón se evita mojar el cuello de la planta. La separación de los surcos debe ser tal que asegure que todo el suelo ocupado por las raíces se moje. Estos surcos pueden estar en pendiente o a nivel. En el primer caso, el principal problema es la escorrentía que puede provocar la erosión del terreno. Con los surcos a nivel este problema se elimina.

Hidráulicamente los surcos funcionan como canales, la diferencia está en que en estos, se intenta conducir el máximo caudal posible a distancias considerables con la mínima perdida por infiltración, en los surcos, por el contrario, lo que se intenta hacer es que en cortos recorridos se infiltre el agua aplicada. La eficiencia en sistemas bien planeados puede ser tan alta como el 70 a 80%. La forma de los surcos es variable y depende del implemento utilizado para la construcción y del tipo de suelo. Puede aproximarse a la forma parabólica, segmento circular, triangular y trapezoidal. El primer riego en terreno suelto modifica la sección, ya que se produce movimiento de material, erosión y sedimentación hasta que alcanza un perfil de equilibrio. La elección de la longitud del surco debe considerarse los aspectos de perdida por percolación y escorrentía y la funcionalidad del riego en el predio, en relación con las demás labores culturales.

2. OBJETIVOS

2.1. OBEJTIVO GENERAL 

Realizar el diseño de riego por surcos para maíz en el Centro Agropecuario La Angostura – SENA en el municipio de Campoalegre (Huila), ofreciendo una alternativa de riego económicamente viable, socialmente favorable y ambientalmente sostenible.

2.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS 

Aprender a realizar los cálculos para el diseño y dimensionamiento de canales y surcos.



Interpretar las gráficas de la función de avance, de infiltración y perfil de humedecimiento del suelo.



Saber los criterios para el trazado de canales de riego y drenaje, la dirección y capacidad hidráulica de los canales y surcos.



Mostrar resultados del diseño, su análisis e interpretación.



Describir la operación y el mantenimiento del sistema de riego.



Realizar los costos asociados al riego.



Evaluar y optimizar el riego por surcos.

3. INFORMACIÓN BÁSICA PARA EL DISEÑO. PRUEBAS DE AVANCE: Las pruebas se realizaron en una longitud de 60 m para tres (3) caudales evaluados. Tabla 1. Datos de campo de la prueba de avance. Lugar: Centro Agropecuario La Angostura Municipio: CAMPOALEGRE HUILA Contenido de humedad: Estació Caudal máx. no erosivo n 0.3 lps Tiempo Tiempo (m) acumulad reloj (pm) o (min) 0 0 02:49:30 10 6,250 02:55:45 20 15,116 03:04:37 30 28,999 03:18:30 40 37,299 03:26:48 50 56,465 03:45:58 60 72,915 04:02:25 70 96,365 04:25:52 80 126,915 04:56:25 90 153,915 05:23:25 100

Fecha: 22/2010

Nov. Textura del suelo: Arcilloso

Observaciones: Caudal erosivo 0.525 lps Tiempo Tiempo acumulado reloj (pm) (min) 0 02:50:35 5,416 02:56:00 11,657 03:10:40 21,490 03:20:30 28,086 03:34:45 46,169 03:52:50 62,814 04:12:40 75,914 04:25:46 104,870 04:59:02 128,926 05:27:20

Franco

Caudal no erosivo 1 lps Tiempo Tiempo reloj acumulado (pm) (min) 0 02:50:20 3,250 02:53:35 8,735 03:00:27 13,585 03:05:18 19,001 03:10:43 22,717 03:14:26 29,067 03:20:47 36,217 03:27:56 43,950 03:35:40 51,716 03:43:26 63,249 03:54:58

Tabla 2. Datos de campo de la prueba de infiltración. tiempo min

Lectura cm

0 1 2 3 4 5 10 15 20 30 45 60 90

163 162 161,7 161,5 161,3 161,1 160,4 159,9 159,1 161,5 159,9 162,8 163

lectura ajustada

162,7 164,3 165,8

Diferenci a cm 0 1 0,3 0,2 0,2 0,2 0,7 0,6 0,7 1,2 1,6 1,5 2,8

Dif. Acum cm

infiltración cm/hr

1 1,3 1,5 1,7 1,9 2,6 3,2 3,9 5,1 6,7 8,2 11

27,19 19,59 16,17 14,11 12,70 9,15 7,55 6,59 5,44 4,49 3,92 3,24

4. CRITERIOS DE DISEÑO

Según Criddle, el caudal máximo no erosivo permisible para el diseño en surcos es igual a: Qmáx = 0.63 / S%. Pero se debe tener en cuenta que el caudal debe cumplir con la condición de estar dentro del intervalo de 0.5 a 3 lps.

La pendiente máxima del surco no erosiva es igual a: S o = 67 / P30 1.3; P30 es la precipitación máxima en 30 min con tiempo de retorno (Tr) = 2 años. Las pendientes en surcos rectos varían entre 0 y 2%, siendo óptimas las pendientes entre 0.2 a 0.5% para efectos de diseño. Además se debe tener en cuenta que la rugosidad debe estar dentro del rango de 0.04 a 0.25. Las longitudes de los surcos recomendables, varían entre 80 y 300 m, para efectos de diseño con el fin de facilitar la división de los lotes, labores culturales y de mecanización, eficiencia en el manejo del agua y la operación de los surcos. Los canales primarios y secundarios para riego y drenaje deben tener diseño de sus secciones hidráulicas y las especificaciones de su dimensionamiento, lo mismo que sus trazados con su rasante y perfiles longitudinales con rasante. Las acequias regadoras y de drenaje no se diseñan, pero se realiza su trazado y se especifica tanto en la alimentación de los tendidos como es el drenaje de los mismos. Se deben trazar y dimensionar las líneas carreteables con el fin de facilitar los movimientos de la maquinaria dentro de los predios: preparación, fumigación, transporte, etc. y realizar detalles de su perfil transversal. Los canales de riego se trazan por las cotas superiores del lote y los de drenaje por las inferiores. Para efectos de planear el total de regadores a necesitar en el predio, se considera que el caudal a manejar por regador no debe ser superior a 60 lps. El área a cubrir con riego durante un día y en la frecuencia de riego, depende del caudal y el número de regadores disponibles. En el trazado sobre el plano deberá indicarse el sentido del flujo del agua mediante una flecha. El plano debe incluir detalles y especificaciones de trazados y diseños. Se debe especificar cómo se opera el sistema de riego en los predios y determinar el área a beneficiar con el caudal disponible. Si no es posible cubrir el área por déficit de caudal, se deben hacer las recomendaciones del caso. Ejemplo: almacenamiento, pozos, etc.

Después de diseñar el sistema de riego, este se debe optimizar de tal forma que las pérdidas por percolación no superen el 20%, al igual que las pérdidas por escorrentía. Ejemplo: Reducción de Q para el tiempo t 2, reuso del agua, etc. Las características generales de la zona de interés son las siguientes: 1. Área: 10.14 Has. 2. Se disponen 3 canales de riego:  Canal 1 de 125 lps.  Canal 2 de 145 lps.  Canal 3 de 35 lps. 3. Cultivo a establecer es de Maíz con las siguientes especificaciones: Profundidad radicular: 0.6 metros. 4. La prueba de infiltración se tomo como referencia la prueba de anillos concéntricos. 5. La evapotranspiración máxima, se tomo de la estación la Manguita de Neiva con u valor de 7,0 mm/día. 6. Un So = 0.012 y un n= 0.04.

5. PASOS PARA EL DISEÑO DE RIEGO POR SURCOS La fase de avance o mojado se considera desde que sale el agua de la cabecera hasta que llega al fina o cola del surco. 5.1. FUNCIÓN DE AVANCE El proceso mediante el cual el agua avanza a lo largo del surco, puede ser descrito mediante una función. Una de las expresiones más conocidas para describir el avance es: × =p t r Donde, X = distancia recorrida por el agua desde la cabecera del surco en el tiempo (tx). tx = tiempo de avance al punto x. r = exponente que es función de las características de infiltración, varía entre 0 a 1. p = Coeficiente que es función del caudal, la pendiente, la rugosidad y las características hidráulicas del flujo del surco. La representación de los datos obtenidos en la prueba de campo se representa en la Figura 1 Donde se muestra la curva característica del avance del agua en riego por surcos con caudal máximo no erosivo, caudal erosivo y por debajo del caudal máximo no erosivo.

AVANCE EN RIEGO POR SURCOS 70.000 60.000 50.000

0.3 Litro/ Seg

40.000 TIEMPO EN Min

0.525 Litro/ Seg

30.000

1 Litro/ Seg

20.000 10.000 0.000 0

20

40

60

80 100 120

DISTANCIA EN m

Figura 1. Curvas de avance en pruebas de campo de riego por surcos. La ecuación de avance de la prueba de campo, para cada uno de los caudales se representa en la Figura 2. f(x) = NaN x^NaN GRAFICA R² = NaN

DE AVANCE RIEGO POR SURCOS

150 0.3 Litro/ Seg DISTANCIA EN M

100 50

Power (0.3 Litro/ Seg)

0.525 Litro/ Seg

f(x) = 3.77 x^0.81 R² = 1

Power (0.525 Litro/0Seg) 1 Litro/ Seg Power ( 1 Litro/ Seg) 0.000 10.000 20.000 30.000 40.000 50.000 60.000 70.000 TIEMPO EN Min

Figura 2. Ecuaciones de avance para tres caudales no erosivo, máx. Erosivo y erosivo. De la ecuación de los tres caudales encontramos el coeficiente (p); Tabla 3. Coeficiente p de la ecuación de avance. Q p r 0,3 3,0455 0,685

0,525 1

3,619 3,767

0,678 0,806

GRAFICA DE ECU. DE AVANCE PARA LOS 3 CAUDALES 4 f(x) = 3.85 x^0.17 R² = 0.86

3 FUNCIÓN P

2

Power ()

1 0 0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

1.1

CAUDALES DE AVANCE EN L/sg.

Figura 4. Ecuación general de avance para tres caudales.

 

P   qz



P  3.85 q 0.17

  



  

X  P t r  3.85 * q 0 ,174 * T 0.723



5.2. Función de infiltración Se calcula el caudal infiltrado (Qi) a lo largo del surco como una diferencia entre el caudal de entrada (Qe) y el caudal de salida (Qs), para intervalos periódicos de tiempo. La velocidad de infiltración (i) es el cociente del caudal infiltrado (Qi) y el área de infiltración (Ai) y ésta es el producto del espaciamiento entre surcos (w) y la longitud del surco (L). i=

Qe−Qs Qi = Ai W×L

CURVA DE IFILTACIÓN ACUMULADA 12 10 f(x) = 0.85 x^0.54 R² = 0.98

8 Diferencia Acum. en cm.

6

Power ()

4 2 0 0

20

40

60

80 100

Tiempo en min.

Figura 4. Grafica de curva de infiltración acumulada. Observación: La grafica anterior se obtiene mediante los datos de la tabla N° 2. Que contiene los datos tomados en campo de anillos cónicos céntricos tomados en el centro Agropecuario La Angostura – SENA en el municipio de Campoalegre (Huila). Adamas proporciona los valores de A= 0,848 y de B= 0,536

Entonces: - Fase 1

-

Fase 2

5.3 MUESTRA DE CALCULOS PARA EL DISEÑO DEL RIEGO POR SURCOS

Icum  At B

Icum= 0,848 t 0,536 i  at b

i=0,848∗0,536∗60 t

0,536−1

i=27,27 t −0,464 Donde a= 27,27 Y b= -0,464 tb=−600∗b=−600∗−0,464=278,4

ib=27,27 278,4−0,464 =0,203821

   Lámina Neta La lámina neta es la lamina de agua rápidamente aprovechable para el cultivo que se va a sembrar en este caso para maíz se trabaja con un nivel de agotamiento del 50%.

ln =

(CC−PMP) ∗Da∗Prof 100

( (20,84−10,31) )∗( 1.57 gr /cm )∗( 600 mm) 100

ln =

ln =49,5963 mm

3

- Perímetro húmedo P = 0,265 (Q η / So 0,5) 0,425 + 0,227 P = 0,265 (0,5 l/s x 0,004 / 0,012 0,5) 0,425 + 0,227 → P = 0,3416 m Tiempos de riego -Tiempo de almacenamiento (t2) t2 = (dn. w / A. P) 1/B t2 = (4, 5963 cm x 0, 86 m / 0,848 x 0, 3416m)1/0,536 → t2 = 140,13 min -Tiempo de avance (T1) T1 = (L / p) 1/r T1 = (110 m / 3,416) 1/0.723 → T1 = 121,78 min -Tiempo de aplicación de agua en el surco (Tap) Tap = t2+ T1 Tap =140,13 min + 121,78min → Tap =261,91 min Tiempo de avance promedio tav = ( 1/p ) 1/ r ( X 1/ r) / (1/r + 1 ) tav = ( 1/3,416 ) 1/ 0,723 ( 110 1/ 0.723) / (1/0.723 + 1 ) → tav =19,59 min Tiempo de o Tc = T1 + t2 - ta Tc = (140,13 min + 121,78min – 19,59 min ) → Tc = 242,320 min Lámina infiltrada (dI) dI = Atc B P/ w dI = 0,848 * (242,320min) 0.536 0,356m / 0,86 m→ dI =66,51 mm -Lámina bruta (db) db = (T1 + t2) Q/ w L db = (140,13+ 121,78)min * (0,5 l/s) /(0,86 *110) m *60→ db =83,058 mm -Lámina percolada (dp) dp = dI - dn dp = 66,51 mm – 49,59 mm → dp =16,92 mm

-Lámina escurrida (ds) ds = db - dI ds =83,058 mm – 66,51 mm → ds =16,54 mm -Eficiencia de aplicación (%) Efa = dn / db * 100 Efa = (49,59 mm / 83,058 mm) * 100 → Efa =59,71 %

-porcentaje de perdidas por percolación %pper= = dp/db . 100 %pper= (16,54/83,058)*100→ %pper =19,9 % -porcentaje de perdidas por escorrentia %pper= = ds/db . 100 %pper= (16,92/83,058)*100→ %pper =20,372 % Realizar procedimiento con diferentes Q y seleccionar la mayor Efa: este procedimiento se realizo teiendo en cuenta los rangos permitidos de caudal para riego por superficie el cual va desde 0,3 -0,5 lps

Reducción de Q a Q/2 en segunda fase: se trabajo con un caudal de 0,25 lps a los cuales se le realizaron los cálculos correspondientes (memoria de cálculos)



Rango de pendientes y pendiente de diseño. So = 1.2 %; pendiente longitudinal del terreno.

. Número de surcos a regar simultáneamente. El grupo de surcos que se riegan simultáneamente es también llamado tendido de riego, y varios tendidos son un sector de riego. Nfs 



Tendido 1 y 2:

Qt = Caudal total disponible Qo = Caudal por surco

125 Lit/seg. 0.5 Lit/seg. Nfs 



125.lps  250sur cos 0.5.lps

Tendido 3 y 4:

Qt = Caudal total disponible Qo = Caudal por surco Nfs 



Qt Qo

145 Lit/seg. 0.5 Lit/seg. 145.lps  290sur cos/ tendido 0.5.lps

Tendido 5 y 6:

Qt = Caudal total disponible Qo = Caudal por surco

35 Lit/seg. 0.5 Lit/seg.

Nfs 

35.lps  70sur cos/ tendido 0.5.lps

El número de surcos a regar simultáneamente es de 610 surcos.  Número de surcos a regar por día. Nf 

Wf W

Donde: Wf = ancho total del lote en metros. W = ancho del surco en metros. 

Tendido 1. Nf tendido1canal1 

294m  342 sur cos 0,86m

Nf tendido1canal1 

221m  257 sur cos 0,86m

Nf tendido2canal1 

221m  257 sur cos 0,86m

Nf tendido3canal2 

167 m  194sur cos 0,86m

Wf1 = 294 ms. W = 0.86 ms. 

Tendido 2.

Wf 2 = 221 ms. W = 0.86 ms. 

Tendido 3.

Wf 4 = 221 ms. W = 0.86 ms.  Tendido 4.

Wf 2 = 167 ms.

W = 0.86 ms. 

Tendido 5. Nf tendido4canal2 

170m  198sur cos 0,86m

Wf 6 = 170 ms. W = 0.86 ms. Nftotal  1248sur cos 

Número de surcos a regar en la frecuencia de riego.

N°

surcos surcos =N ° × N ° de tendido día tendido

N°

surcos surco =1248 día dia



Frecuencia de riego L Fr= neta U max

Fr=



49.6 mm =7 días 7 mm/día . Área a regar por día.

Área a regar por día = A total / Fr Área a regar por día = 104000 m2/7 días = 14857.15 m2 

. Área total de riego.

At = 10400 m2 At = 10,4 Has. 

Jornada diaria de riego.

242.32 min x 5 tendidos = 20.2 horas 

Operación del riego.

Se pone el agua hasta el punto más alto del lote para ser conducido por gravedad a través de canales hasta llegar a cada sector de riego.  MODULO DE RIEGO Q MR= t A MR=

305 Lps 10,14 Has

MR=30,08lps /Has 

Volumen requerido para el riego total del terreno.

V =Q × A ×Taplicación

V=



(30,08 lpm ×10,4 Has ×1212 min) =379.0m 3 1000 Caudal a manejar por regador.

Los caudales disponibles de los canales 1, 2 y 3 que en total equivalen a: (145+125+35)=305 Lps, es suficiente para el riego total del terreno. Caudal a manejar por regador es 61 Lps 

Número de tendidos por día.

 NUMERO DE TENDIDOS (Ns) NS 

Nf f Nfs

N tendido1 y 2 

599 sur cos  3tendidos 250 sur cos/ tendido

N tendido3 y 4 

451sur cos  2tendidos 290sur cos/ tendido

N tendido4 y 5 

392sur cos  6tendidos 70 sur cos/ tendido



Número de tendidos en la frecuencia de riego. 11 tendidos/frecuencia de riego



el perfil de humedecimiento del suelo.

Figura 1. Perfil de humedecimiento del suelo. DISEÑO Y TRAZADO DE CANALES DE RIEGO Y DRENAJE. 1. DISEÑO DE CANAL TRAPEZOIDAL Q1 = 125 Lps S=0.004 Se trata de un canal en tierra si revestir con las siguientes características:

      

Sección trapezoidal de máxima eficiencia. El tipo de suelo es franco – arenoso El talud apropiado es de 1.5:1 (arena pesada) canal poco profundo. Coeficiente de rugosidad de Manning, n = 0,0025 en tierra, alineado y uniformes. La longitud del canal es aproximadamente de L = 125 mts. La velocidad máxima = 0,64 mts/seg. Para sedimentos pesados. S = 0,004

Para esa velocidad la sección del canal será:

m3 0.125 Q seg w= = =0,195m2 V 0.64 m/seg Cálculo del radio hidráulico, los cálculos para el flujo uniforme se realizan con la ecuación de Manning. 1 2 /3 1/ 2 v= R S n 

R2 /3=

vn ( 0.64 m/seg )( 0,025 ) = =0,25 1/ 2 1 /2 S 0,004 3/ 2

R=( 0,25 ) =0,13 metros 

Calculo del área de la sección transversal húmeda.

Q=V × A 3

Q 0,125 m /seg A= = =0,20 m2 V 0,64 m/ seg 

Cálculo del perímetro mojado.

P=

A 0,20 m2 = =1,54 m R 0,13 m



Cálculo de Yc.

A=by+ z y 2

2

z y +by− A=0 2

1,5 y + by−0,20=0 y=

Ecuación:

y=

b ± √ b 2−4 ac 2a

b ± √b 2−4 ( 1,5 ) (−0,2) b ± b2−1,2 → y= √ 3 2(1,5) b

y

0, 6 5 0, 2 1

0, 6 0, 2 2

0, 5 5 0, 2 3

0, 5 0, 2 2

0, 4 5 0, 2 4

0, 4 0, 2 5

0, 3 5 0, 2 7

0, 3 0, 2 8

0, 2 5 0, 2 9

Por lo tanto se asume un valor de b=0,30 y un valor de y=0,28 para flujo crítico donde NF=1.

A V2 = T g 2

V =

Q A Q2 ⟹ = 2 A T A g 2

Ac=byc+2 y C Tc=b+2 zyc

A byc + zyc = T b+ 2 zyc

2

Reemplazando:

Q 2 byc + zyc 2 = A 2 g b+2 zyc 2

3

(0,125) m /seg 0,3 yc+1,5 y 2 c = 0,3+ 2(1,5) yc (0,2)2 ×9,8

2

0,0156 0,3 yc +1,5 y c = 0,392 0,3+2(1,5) yc 0,3 yc +1,5 y 2 c 0,0156 ( 0,3+3 yc )=0,392 ¿ 2

0,00468+0,00468 yc=0,,1176 yc+ 0,588 y c 0,588 y 2 c +0,0708 yc−0,00468=0 0,0708− √( 0,0708 ) −4 ( 0,588 )(−0,00468 ) yc= =0,047 m 2 ( 0,588 ) 2

Como Y > Yc se cumple el cálculo. 2. DISEÑO DE CANAL TRAPEZOIDAL Q1 = 145 Lps S=0.01 Se trata de un canal en tierra si revestir con las siguientes características:

      

Sección trapezoidal de máxima eficiencia. El tipo de suelo es franco – arenoso El talud apropiado es de 1.5:1 (arena pesada) canal poco profundo. Coeficiente de rugosidad de Manning, n = 0,0025 en tierra, alineado y uniformes. La longitud del canal es aproximadamente de L = 60 mts. La velocidad máxima = 0,64 mts/seg. Para sedimentos pesados. S = 0,01

Para esa velocidad la sección del canal será:

m3 Q seg 2 w= = =0,23 m V 0.64 m/seg 0.145



Cálculo del radio hidráulico, los cálculos para el flujo uniforme se realizan con la ecuación de Manning.

1 v = R2 /3 S 1/ 2 n R2 /3=

vn ( 0.64 m/seg )( 0,025 ) = =0,16 S 1/ 2 0,011/ 2 3/ 2

R=( 0,16 ) =0,064 metros 

Calculo del área de la sección transversal húmeda.

Q=V × A

A=

Q 0,145 m3 /seg = =0,23 m2 V 0,64 m/ seg



Cálculo del perímetro mojado.

P=

A 0,23 m2 = =3,59 m R 0,064 m



Cálculo de Yc.

A=by+ z y 2 z y 2 +by− A=0 1,5 y 2+ by−0,23=0 Ecuación:

y=

b ± √ b 2−4 ac 2a

b ± √b 2−4 ( 1,5 ) (−0,23) b ± b2−1,38 y= → y= √ 3 2(1,5) b

1

y

0, 18

0, 5 0, 26

0, 2 0, 33

0, 4 0, 28

0, 3 0, 30

0, 35 0, 29

0, 32 0, 30

Por lo tanto se asume un valor de b=0,32 y un valor de y=0,30 para flujo crítico donde NF=1.

2

A V = T g 2

V =

Q A Q2 ⟹ = 2 A T A g

Ac=byc+2 y 2 C Tc=b+2 zyc A byc + zyc 2 = T b+ 2 zyc Q 2 byc + zyc 2 = A 2 g b+2 zyc

Reemplazando:

(0,145)2 m 3 /seg 0,32 yc +1,5 y 2 c = 0,32+2(1,5) yc ( 0,23)2 ×9,8 0,0210 0,32 yc +1,5 y 2 c = 0,5184 0,32+2(1,5) yc 0,32 yc+ 1,5 y 2 c 0,021 ( 0,32+ 3 yc ) =0,5184 ¿ 0,00672+0,063 yc=0,,165 yc +0,777 y 2 c 0,777 y 2 c+ 0,102 yc−0,00672=0 0,102−√ ( 0,102 ) −4 ( 0,777 ) (−0,00672 ) =0,048 m 2 ( 0,777 ) 2

yc=

Como Y > Yc se cumple el cálculo.

3. DISEÑO DE CANAL TRAPEZOIDAL Q1 = 35 Lps S=0.01 Se trata de un canal en tierra si revestir con las siguientes características:

      

Sección trapezoidal de máxima eficiencia. El tipo de suelo es franco – arenoso El talud apropiado es de 1.5:1 (arena pesada) canal poco profundo. Coeficiente de rugosidad de Manning, n = 0,0025 en tierra, alineado y uniformes. La longitud del canal es aproximadamente de L = 175 mts. La velocidad máxima = 0,64 mts/seg. Para sedimentos pesados. S = 0,01

Para esa velocidad la sección del canal será:

m3 0.035 Q seg w= = =0,055m2 V 0.64 m/seg 

Cálculo del radio hidráulico, los cálculos para el flujo uniforme se realizan con la ecuación de Manning.

1 v = R2 /3 S 1/ 2 n R2 /3=

vn ( 0.64 m/seg )( 0,025 ) = =0,16 S 1/ 2 0,011/ 2

R=( 0,16 )3/ 2=0,064 metros 

Calculo del área de la sección transversal húmeda.

Q=V × A

3

A=

Q 0,035 m /seg = =0,05 m2 V 0,64 m/ seg



Cálculo del perímetro mojado.

P=

A 0,05 m = =0,78 m R 0,064 m

2

 Cálculo de Yc. A=by+ z y 2 z y 2 +by− A=0 1,5 y 2+ by−0,05=0 Ecuación:

y=

b ± √ b 2−4 ac 2a

2 b ± √b 2−4 ( 1,5 ) (−0,05) b ± b −0,3 y= → y= √ 3 2(1,5)

b

1

0,5

y

0,0 46

0,0 81

0,0 2 0,1 76

0, 08 0, 15

0, 10 0, 15

0, 15 0, 13

Por lo tanto se asume un valor de b=0,15 y un valor de y=0,13 para flujo crítico donde NF=1. 2

A V = T g

Q A Q2 V = ⟹ = 2 A T A g 2

Ac=byc+2 y 2 C Tc=b+2 zyc

A byc + zyc = T b+ 2 zyc

2

Reemplazando: 2

Q byc + zyc = 2 A g b+2 zyc

2

(0,035)2 m 3 /seg 0,15 yc+1,5 y 2 c = 0,15+ 2(1,5) yc ( 0,05)2 ×9,8 0,0123 0,15 yc +1,5 y 2 c = 0,0245 0,15+2(1,5) yc 0,00018+0,00369 yc=0,,00368 yc +0,0367 y 2 c 0,0367 y 2 c+0,00001 yc−0,00018=0 0,00001−√ ( 0,00001 ) −4 ( 0,0367 ) (−0,00018 ) =0,070 m 2 ( 0,0367 ) 2

yc=

Como Y > Yc se cumple el cálculo. 

Diámetro de los sifones y carga hidráulica.

De acuerdo al caudal Q = 0,5 lps, escogemos el diámetro para el sifón de 1” y aplicamos la siguiente ecuación. Q=cd × A × √ 2 × g × h Despejando: 1 Q h= × 2 g cd × A

[

donde:

]

Q = 0,50 lps. A = 0,0254 metros g = 9,81 m/seg. H = altura de carga hidráulica h=0,051×

[

3

]

0,0005 m =0,0016 m 0.60× 0,0254

6. CONCLUSIONES



Al realizar el diseño de riego y trazar lo canales en el plano topográfico, las acequias regadoras y drenajes, se encuentra que la longitud de los surcos no tienden a ser las mismas, debido a las irregularidades del terreno, debido a esto la eficiencia de aplicación será afectada por esta factor en el momento de llevarlo a campo.



El sistema de riego por surcos es el más apropiado para el cultivo de maíz, ya que es adecuado para riego de cultivos en hileras, es un sistema de riego fácil de implementar por su bajo costo de construcción y operación, lo cual es favorable para el recurso económico que se necesita para la adecuación de tierras y posterior operación.



Las perdidas por percolación y escorrentía para el diseño fueron menores a 30%, y la eficiencia fue del 60%.



Se recomienda para la operación del riego, y para optimizar el diseño variar los caudales con un caudal mayor para el mojado del surco y un caudal menor para el tiempo de aplicación, para disminuir las perdidas por escorrentía y por percolación, se recomienda también utilizar el sistema de riego por compuertas para la operación o reuso del agua de ser posible para disminuir el volumen de agua a utilizar y la eficiencia.



Además, se debe hacer mantenimiento a los surcos y canales, para evitar su deterioro, que después aumentará las perdidas por puntos de acumulación en los surcos donde se va a estancar el agua y va a ocasionar el daño de los mismos.

DISEÑO DE UN SISTEMA DE RIEGO POR SURCOS ITE M

DESCRIPCION

CANTIDAD

UNIDAD

VR. UNITARIO

VR. TOTAL

m3 und

86559 610

$ 7.000 $ 2.000

$ 605.913.000 $ 1.220.000

1 Mov. de tierra 6 Sifones de 1 "

TOTAL

$ 607.133.000

INDIRECTOS ISTRACION

%

12,00

$ 72.855.960

IMPREVISTOS

%

7,00

$ 42.499.310

UTILIDAD

%

5,00

$ 30.356.650

TOTAL

$ 752.844.920

7. BIBLIOGRAFIA



Torrente Trujillo Armando, RIEGO POR SURCOS, Especialización en ingeniería de irrigación, Universidad Surcolombiana, Neiva, Febrero 1999.



Información de la asignatura; Torrente Trujillo Armando, TERMINOS DE RIEGO POR SURCOS, Asignatura electiva; riego por superficie. Facultad de ingeniería, Universidad Surcolombiana. Neiva.



Jaramillo, Javier. DISEÑO DE SISTEMAS DE RIEGO, NOTAS DE CLASE, Universidad Nacional de Palmira, 2010.