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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU CARRERA PROFESIONAL DE
INGENIERA CIVIL
SEMESTRE ACADEMICO 2008-II SEGUNDO EXAMEN PARCIAL DE
IRRIGACIONES
(Duracin 02 Hrs) 1. Describa los mtodos de riego por gravedad
(01 puntos).
2. Enumere las variables a tomar en cuenta en la aplicacin del
riego por gravedad (01 puntos). 3. Enumere las ventajas y
desventajas del riego por gravedad (01 puntos). 4. Indique los
casos donde es recomendable aplicar el riego por surcos (01
puntos). 5. Escriba la ecuacin de la tensin de corte hidrulico del
agua y defina cada uno de los trminos (01 punto).
6. Enumere las ventajas y desventajas del riego por aspersin (01
puntos). 7. Indique los casos donde es recomendable emplear el
riego por aspersin (01 punto). 8. Ocpese sobre los sistemas de
riego a presin (01 puntos).
9. Indique la informacin necesaria a conocer para determinar las
caractersticas tcnicas del riego por aspersin (01 punto) 10. Defina
el marco de aspersor e indique los tipos mas empleados (01 puntos).
11. En una parcela de la CAP Pativilca de 150 m de ancho y 200 m de
largo, las curvas de nivel varan desde 398 hasta 400 ms.n.m.
(sentido de la menor longitud). Se tiene proyectado aplicar el
riego por surcos para el cultivo de papas. Segn las estadsticas
de
ATDR Paramonga el terreno tiene las siguientes caractersticas:
limoso, ancho de surcos = 0.60 m; CC = 30%; PM = 14%; densidad del
suelo 1.35 grs/cm3; ETP = 3.8 mm/dia reposicin = 60%; profundidad
radicular = 0.60 m; K = 2.90 y n = 0.55. La fuente de agua es la
del canal principal ubicado en la parte superior que transporta un
caudal de 2.80 m3/seg. Se pide determinar: (03 puntos).
a. Nmero y longitud mxima de surcos. b. La lamina de reposicin
de agua. c. El tiempo total de aplicacin del riego. d. El caudal de
infiltracin mximo por surco.
e. La cantidad y costo de agua aplicar por todo el periodo
vegetativo (1m3 = $ 0.30). 12. En la misma zona del problema
anterior. Se tiene proyectado aplicar el riego por gravedad para el
cultivo de alcachofa. Segn las
estadsticas de ATDR Paramonga el terreno tiene las siguientes
caractersticas:
Cultivo = Alcachofa
Area de terreno 5.32 = 3 Has
ETP = 3.8 mm/dia
Kc = 0.6 m
Eficiencia = 75 %
Caudal disponible = 10 ltrs/seg
Profundidad de races = 600 mm
Tipo de suelo = Limoso
Espaciamiento de aspersores = 8 m
Espaciamiento de alas de riego = 8 m
Longitud del ala regadora = 0 m
Tipo de aspersor = NAAN 501
Caudal de aspersor = 0.117 m3/hr
Presion de trabajo = 3 atmosferas
Capacidad de campo = 30 %
Punto Marchitez = 14 %
Agua Aprovechable = 16 %
Pendiente del terreno = 1.33 % Se pide realizar: (04
puntos).
a. Esquema hidrulico de la SUR. b. Diseo agronmico de la SUR. c.
Diseo hidrulico de una ala regadora. d. Diseo hidrulico de la
tubera principal
13. Dimensionar un sedimentador para sedimentar las partculas
que conduce un canal de riego, diseado con la siguiente
informacin: Caudal de diseo : 0.80 m3/seg.
Dimetro de partculas : 0.10 mm. Tipo de revestimiento :
Concreto. Tirante en el canal : 0.45 m.
Peso especif ico de agua : 1.00 gs/cm3. Tempertura del agua : 10
C Peso especif ico de partculas: 2.43 gs/cm3 Pendiente longitudinal
: 5%
Pendiente transversal : 8% El desarenador debe ser de velocidad
lenta aplicando la teora de simple sedimentacin y el efecto
retardador de turbulencia. (03 puntos).
Uncp, 27 de Noviembre del 2008. Ing. Abel Muiz P.
Profesor del Curso.
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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU
CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERA CIVIL SEMESTRE ACADEMICO
2008-II
SEGUNDO EXAMEN PARCIAL DE IRRIGACIONES
(Duracin 02 Hrs)
1. Describa los mtodos de riego por gravedad (01 puntos). A.-
RIEGO POR SURCOS: Las races se humedecen mediante la infiltracin
del agua a travs del permetro mojado de pequeos
cauces que reciben el nombre de surcos. Dado que los surcos estn
espaciados el agua cubre parcialmente el terreno entre surco y
surco y se humedecen por efecto del avance de humedad en
profundidad y lateralmente.
La profundidad de penetracin del agua, la forma y dimensin de la
seccin humedecida, depende de la textura del suelo y del tiempo de
aplicacin del agua.
B.- RIEGO POR INUNDACIN O A MANTO. La capa radical de suelo se
humedece al mismo tiempo que el agua cubre con una delgada lmina la
superficie. Dicha inundacin puede ser natural cuando se aprovecha
la elevacin del nivel de los ros; o
puede ser artificial, en cuyo caso el hombre sistematiza los
terrenos, conduce el agua y los inunda. 1.- RIEGO POR MELGAS:
El agua escurre sobre la superficie en delgadas lminas,
humedeciendo al mismo tiempo el terreno. El perfil de la lmina de
agua, y del frente de humedad del suelo es variable en funcin del
tiempo y un esquema es el siguiente, se divide la superficie en
melgas, o sea, en fajas de terreno separadas por
bordes. 2.- MTODO POR CORRIMIENTO.
En este mtodo, tambin llamado por desbordamiento, el agua se
infiltra en el suelo, mientras corre con una lmina delgada sobre la
superficie. El agua desborda de una acequia que sigue
aproximadamente las curvas de nivel y circula pendiente
abajo, recorriendo distancias que varan entre los 15 a 50 metros
segn la naturaleza fsica del suelo y topografa del terreno.
3.- MTODO DE MELGAS EN CONTORNO. Cuando es necesario regar por
inundacin terrenos irregulares con pendientes ms o menos
importantes (hasta el 2%) y en suelos de condiciones extremas
(livianos o pesados de gran velocidad
de infiltracin y baja erodabilidad), se sigue con los bordos las
curvas de nivel, originando las melgas en contorno.
4.- MTODO DE TAZAS Y PALANGANAS. Es un procedimiento similar al
anterior, slo que en este caso se emplean pequeas secciones de
inundacin, el terreno queda prcticamente organizado en una serie
sucesiva de terrazas. Se usa en
los terrenos de leve pendiente o a cero, en suelo de extremas
condiciones en cuanto a su naturaleza fsica (livianos o pesados), y
de extrema velocidad de infiltracin y alta erodabilidad.
2. Enumere las variables a tomar en cuenta en la aplicacin del
riego por gravedad (01 puntos). 1- Caudal aplicado. 2- Velocidad de
avance del agua sobre el terreno.
3- Longitud de la parcela. 4- Tirante de agua. 5- Velocidad de
infiltracin.
6- Pendiente del terreno. 7- Rugosidad del terreno. 8- Peligro
de erosin.
9- Forma del surco o de la melga. 10- Lmina de agua a
aplicar.
3. Enumere las ventajas y desventajas del riego por gravedad (01
puntos).
VENTAJAS:
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Las necesidades energticas son prcticamente nulas, lo que puede
ser decisivo como ciertos condicionantes econmicos.
El agua se conduce por gravedad.
Costo inicial bajo; solo se requiere herramientas y mano de
obra.
No requiere mayor capacitacin de mano de obra.
DESVENTAJAS:
Empleo de mayor cantidad de mano de obra, comparado con los
otros mtodos, en condiciones de
mayor esfuerzo fsico.
Importantes prdidas de agua, tanto por evaporacin e infiltracin,
durante el transporte.
Requiere grandes cantidades de agua para regar el mismo rea
cultivada.
No es aplicable en terrenos ondulados.
Eficiencias de riego bajas. 4. Indique los casos donde es
recomendable aplicar el riego por surcos (01 puntos).
Se adapta especialmente en los cultivos en lnea.
Se presta a todos los tipos de suelo con buena velocidad de
infiltracin y baja erodabilidad.
Se presta para suelos que tienden a formar costras al secarse ,
debido al parcial humedecimiento de la superficie del terreno, que
caracteriza al riego por surcos. Las costras
superficiales daan las plantan que recin germinan.
La eficiencia del mtodo de riego por surcos se la puede
clasificar como media, con un rango desde el 20% para suelos
arenosos y quebrados hasta un 65 % para suelos medios y pesados
bien nivelados.
Los costos de instalacin y de operacin no son elevados, ya que
requiere escasos trabajos de nivelacin para la implantacin de
cultivos anuales.
5. Escriba la ecuacin de la tensin de corte hidrulico del agua y
defina cada uno de los trminos (01 punto). t = x h x io
Donde: t : Tensin de corte hidrulico del agua en kg./m2. : Peso
especfico del agua en kg./m3.
h : Altura o tirante de agua en el surco en metros. i :
Pendiente en tanto por uno.
6. Enumere las ventajas y desventajas del riego por aspersin (01
puntos). VENTAJAS:
Permite el riego de terrenos muy ondulados sin necesidad de
sistematizacin de los mismos, como
es el caso de riego por gravedad. A veces la nivelacin del
terreno presenta graves inconvenientes, sobre todo si la capa frtil
del suelo es poco profunda o el subsuelo presenta condiciones
impropias para el cultivo.
Permite el riego de terrenos que no se pueden nivelar o cuya
pequea o alta conductividad hidrulica no aconsejan el riego por
gravedad, debido a las cuantiosas prdidas que se producen por
escorrenta y arrastre de terrenos en el primer caso y por
percolacin profunda en el segundo.
La eficiencia de este sistema suele ser mayor que la del riego
por gravedad, lo que permite un ahorro de agua, que es muy
importante para zonas en donde este recurso en escaso.
Permite una disminucin de la mano de obra necesaria en el riego,
en comparacin con los sistemas tradicionales. Este ahorro es muy
variable depende del tipo de instalacin diseada, o sea
que, se puede considerar como mano de obra el traslado de alas
mviles de aspersores a sucesivas posiciones de riego, existiendo
diferentes sistemas con necesidades variables. En general, la
disminucin de la mano de obra va acompaada de una mayor inversin
inicial. Adems
el regante no necesita ninguna especializacin, ya que el sistema
no requiere manejo de agua, y por lo tanto, la eficiencia de manejo
no influye en la eficiencia de riego.
Evita la construccin de canales y acequias, tanto provisionales
como definitivos, sobre el terreno,
y no presenta obstculos para una fcil mecanizacin del riego, ni
tampoco para las maquinarias de uso agrcola.
Desaparecen los trabajos de conservacin de dichas redes de
distribucin, que tan necesarios son
para una buena eficiencia en el uso del agua.
Conserva las propiedades fsicas ptimas del suelo, al no
necesitar movimientos de tierras que destruyen su estructura. Al
distribuir el agua en forma de lluvia no se producen, estando bien
diseado el riego, compactaciones ni costras. Todo esto favorece el
desarrollo de los cultivos,
pudiendo incrementar su produccin.
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Posibilita la distribucin en el agua de riego de sustancias
fertilizantes y de tratamientos qumicos, con una mejor dosificacin
de dichos elementos. Asimismo, produciendo un ahorro de productos
usados, mano de obra y maquinaria necesarios para la distribucin de
los mismos.
Produce una gran oxigenacin del agua, por lo que se pueden
emplear aguas cidas y cierto tipo
de aguas residuales, que no es posible usar en riego por
gravedad.
En casos de tierras nuevas, la transformacin se puede realizar
modulada, de modo que se puede obtener una inmediata puesta en
marcha por sectores, obteniendo resultados en forma rpida, y
por consiguiente una rentabilidad econmica mayor.
Tiene buena aplicabilidad para cultivos sembrados al voleo y
cultivos de hortalizas en espacios reducidos.
DESVENTAJAS:
El elevado costo de instalacin debido a la necesidad de
disponer, salvo raras excepciones en que exista una gran presin de
agua disponible, de un equipo de bombeo, as como de tuberas y
aspersores. Para pequeas explotaciones el lmite econmico es muy
difcil de determinar, pues intervienen factores de muy diversa
ndole. En general se puede aceptar la superficie de 10 has.,
superficies menores podran agruparse para utilizar este mtodo con
instalaciones totalmente
mviles tomando agua de diferentes puntos.
Mayores costos de funcionamiento, ya que necesita una presin de
trabajo a la salida del aspersor, como mnimo del orden de los 20
m.c.a.. Lo que implica que en cabeza de instalacin la presin
necesaria es mayor, debido a las prdidas de carga que se
producen en las tuberas.
Necesidad de una adecuada calidad de agua usada, ya que en casos
de que contenga elementos disueltos o sustancias en suspensin, los
equipos pueden resultar daados por las posibles reacciones qumicas
o desgastes que se pueden producir. En estos casos los gastos
de
conservacin aumentan, necesitndose dispositivos de proteccin y
producindose un deterioro de los accesorios del equipo de riego. Se
acorta la vida til de la instalacin y disminuye la calidad del
riego, debido a una mala uniformidad de la distribucin del
agua.
Necesidad de un suministro de agua en forma continua o al menos
lo ms prolongada posible. La distribucin discontinua del agua, caso
tpico de los turnos de riego, obliga a aumentar el equipo con el
fin de poder utilizar toda la dotacin durante el horario en que sta
se recibe, o bien a la
construccin de un depsito de almacenamiento. En ambos casos se
produce un aumento de los gastos de instalacin.
No tiene buena aplicabilidad para cultivos permanentes, tales
como la vid, los frutales.
7. Indique los casos donde es recomendable emplear el riego por
aspersin (01 punto).
De todo lo dicho anteriormente se puede considerar que, con
carcter general, la aspersin se puede
recomendar en los siguientes casos: 2. Terreno con topografa muy
ondulada. La sistematizacin del mismo para riegos por gravedad
puede
resultar muy costosa.
3. Suelos poco profundos. La nivelacin de los mismos puede ser
perjudicial o para evitar perjuicios su correcta ejecucin puede ser
muy costosa.
4. Terrenos poco o muy permeables. La aspersin permite obtener
buenas eficiencias de riego y
apreciables ahorros de agua. 5. Agua como factor limitante o muy
cara. Es conveniente la utilizacin de un sistema de mayor
eficiencia en el uso del agua.
6. Agua obtenida en pozos profundos. Son necesarias grandes
elevaciones de agua con potencias de bombeo importantes. El aumento
de energa que requiere la aspersin no tiene grandes repercusiones
econmicas.
7. Ausencia de mano de obra especializada en el manejo del agua
de riego. Esta circunstancia puede producirse en zonas de nuevos
regados donde, para riego por gravedad es necesario capacitar al
regante.
8. Ocpese sobre los sistemas de riego a presin (01 puntos).
SISTEMAS MVILES.
Como su nombre lo indica ninguna de sus partes es fija, la
superficie regada suele ser pequea. Se emplean generalmente para
dar riegos de complemento. No suelen emplear un punto fijo de toma
de agua, sino uno diferente en cada posicin de riego, generalmente
a lo largo de un cauce, embalse. Es
el ms simple de los sistemas. Este sistema tiene la desventaja
de ocupar mucha mano de obra, sobre todo si no se usan
mangueras.
SISTEMAS SEMIMVILES.
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Se presenta cuando la superficie regada aumenta, tanto el grupo
motobomba como las tuberas abastecedoras son mayores y en
consecuencia ms pesadas y de ms difcil manejo. Al mismo tiempo su
precio sube si se necesita que sean mviles. Por ello es ms
aconsejable una instalacin fija de la
motobomba y la tubera enterrada, con la finalidad de aumentar la
vida til y no presentar obstculos a las maquinarias agrcolas. La
mano de obra disminuye, aunque aumenta la inversin inicial.
SISTEMAS FIJOS. En los sistemas fijos las instalaciones estn
fijas, casi siempre enterradas, donde solamente se
desplazan los aspersores. Este sistema se ha visto favorecido
con la industria de los plsticos, con tuberas de dimetro menor que
las de fibrocemento, y por lo tanto, ms econmicas, suelen ser de
pequeo dimetro, ya que por ellas nicamente circula el caudal de
pocos aspersores, que son los que
van ocupando posiciones sucesivas a lo largo del ala. SISTEMAS
AUTOPROPULSADOS Y ESPECIALES.
Su finalidad es disponer de un sistema de riego por aspersin,
que sustituya al riego fijo, con una mayor versatilidad y a un
mejor precio, conservando necesidades mnimas de mano de obra.
Presentan la gran ventaja de permitir regar en el momento ms
conveniente y en consecuencia, no es
necesario depender de los horarios de riego. 9. Indique la
informacin necesaria a conocer para determinar las caractersticas
tcnicas del riego por
aspersin (01 punto) 1. Superficie de cada cultivo. 2.
Necesidades de agua y dosis de riego.
3. Eleccin del aspersor. 4. Tipo y sistema de aspersin. 5.
Duracin y horario de riego. 6. Material necesario, incluyendo
clculos hidrulicos de tuberas y bombas.
7. Equipamiento de la red. 8. Estudio econmico.
10. Defina el marco de aspersor e indique los tipos mas
empleados (01 puntos). Se define como marco del aspersor a la
distancia a que deben situarse los aspersores sobre el terreno, se
expresa mediante dos coordenadas (a,b), la primera indica la
separacin entre dos
aspersores a lo largo del ala de riego y la segunda la distancia
entre dos posiciones consecutivas de dicha ala a lo largo de la
tubera abastecedora. Comnmente el valor de a es mltiplo de 6 o de
9, que son las longitudes de los tramos de tuberas
rgidas ms empleados en las alas de riego tradicionales. Los
marcos ms empleados son los cuadrados (a = b) y los rectangulares
(a b), usndose en algunas ocasiones tambin la posicin
triangular.
Como norma general se puede indicar las siguientes
distribuciones: Marco de riego cuadrado : a = 1.4R; b = 1.4R. Marco
de riego rectangular : a = R; b = 1.2R.
Marco de riego triangular : a = 1.7R; b = 1.5R.
11. En una parcela de la CAP Pativilca de 150 m de ancho y 200 m
de largo, las curvas de nivel varan
desde 398 hasta 400 ms.n.m. (sentido de la menor longitud). Se
tiene proyectado aplicar el riego por surcos para el cultivo de
papas. Segn las estadsticas de ATDR Paramonga el terreno tiene las
siguientes caractersticas: limoso, ancho de surcos = 0.60 m; CC =
30%; PM = 14%; densidad del suelo
1.35 grs/cm3; ETC = 3.5 mm/dia reposicin = 60%; profundidad
radicular = 0.60 mts; K = 2.90 y n = 0.55. La fuente de agua es la
del canal principal ubicado en la parte superior que transporta un
caudal de 2.80 m3/seg.
Se pide determinar: (03 puntos). a. Nmero y longitud mxima de
surcos. b. La lamina de reposicin de agua.
c. El tiempo total de aplicacin del riego. d. El caudal de
infiltracin mximo por surco. e. La cantidad y costo de agua aplicar
por todo el periodo vegetativo.
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Datos:
Cultivo : papas
Periodo vegetativo : 4.00 meses
Ancho de terreno : 150.00 m
Largo de terreno : 200.00 m
Ancho de surcos : 0.60 m
Desnivel : 2.00 m
Pendiente del terreno : 1.33 %
Capacidad de campo : 30.00 %
Punto de marchitez : 14.00 %
Densidad del suelo : 1.35 grs/cm3
ETP : 3.80 mm/dia
Reposicion : 60.00 %
Profundidad radicular : 0.60 m 1.026
K : 2.90
n : 0.55
a. Calculo del numero y longitud de surcos:
Numero de surcos = Ancho/Espaciamiento de surcos
N = 332.33 332 Surcos
b. Calculo de la lamina de reposicion:
dx= R(CC-PM)xdxD/100
dx= 77.76 mm
c. Calculo del tiempo de riego:
Calculo del tiempo de infiltracion:
Ti =(d/K)^(1/n)
Ti = 395.38 min 6.59 hrs
Calculo del tiempo de escorrentia:
Tesc = Ti/4
Tesc = 1.65 hrs
Tt = Ti + Tesc 8.24 hrs
d. Calculo de la longitud del surco
L = 5.95(Ti/4)^0.7
L = 148.25 m 150.00 m
e. Calculo del caudal de infiltracion por surco:
Qe = 0.63/i% Caudal maximo no erosivo
Qe = 0.4725 l/seg
Calculo de la infiltracion promedio
Ip = K(Ti)^(n-1)
Ip = 0.197 mm/min 11.80 mm/hr
Pasando el caudal por unidad de superficie:
Ip = 0.0033 ltrs/seg/m2
Caudal por surco:
Qs = 0.295 l/seg Ok
f. Calculo de costos
Fr = dx/ETC 20.46 dias
Tv = Nm x Ndm 120 dias
Nr = Tv/Fr 6 veces
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12. En la misma parcela del problema anterior. Se tiene
proyectado aplicar el riego por gravedad para el
cultivo de caa de alcachofa. Segn las estadsticas de ATDR
Paramonga el terreno tiene las siguientes caractersticas:
Cultivo = Alcachofa
Area de terreno = 3 Has
ETP = 3.8 mm/dia
Kc = 0.6
Cu = 0.95
Cv = 0.9
Eficiencia = 75 %
Caudal disponible = 10 ltrs/seg
Profundidad de races = 600 mm
Tipo de suelo = Limoso
Espaciamiento de aspersores = 8 m
Espaciamiento de alas de riego = 8 m
Longitud del ala regadora = 0 m
Tipo de aspersor = NAAN 501
Caudal de aspersor = 0.117 m3/hr
Presion de trabajo = 3 atmosferas
Capacidad de campo = 30 %
Punto Marchitez = 14 %
Agua Aprovechable = 16 %
Pendiente del terreno = 1.33 %
a. Esquema hidraulico de la SUR
No Laterales 18
150
200
Se pide realizar: (04 puntos).
a. Esquema hidrulico de la SUR. b. Diseo agronmico de la SUR. c.
Diseo hidrulico de una ala regadora.
d. Diseo hidrulico de la tubera principal 13. Dimensionar un
sedimentador para sedimentar las partculas que conduce un canal de
riego, diseado
con la siguiente informacin: Caudal de diseo : 0.80 m3/seg.
Dimetro de partculas : 0.10 mm.
Tipo de revestimiento : Concreto. Tirante en el canal : 0.45 m.
Peso especifico de agua : 1.00 gs/cm3.
Tempertura del agua : 10 C Peso especifico de partculas : 2.43
gs/cm3 Pendiente longitudinal : 5%
Pendiente transversal : 8% El desarenador debe ser de velocidad
lenta aplicando la teora de simple sedimentacin y el efecto
retardador de turbulencia. (03 puntos).
Uncp, 27 de Noviembre del 2008. Ing. Abel Muiz P. Profesor del
Curso.
