Manual Riego y Drenaje

EDITOR Isaac Maldonado I Consultores Técnicos Paz Campo, abogado (CNR) Rodolfo Bauer, Ing.Civil (CNR) Miguel Andrade, Ing. Agrónomo (CNR)

Maldonado I., Isaac (Ed) 2001. Riego y Drenaje Guía del l Extensionista. Instituto de Investigaciones Agropecuarias. Chillán, Chile Boletín de Bolsillo N°1, 328 p. Diseño y Diagramación

Edición

Luisa Villablanca Fuentes. Hugo Rodríguez A. Impresión

Boletín de Bolsillo N°1 Este boletín fue editado por el Centro Regional Quilamapu, Instituto de Investigaciones Agropecuarias, Ministerio de Agricultura. Permitida su reproducción total o parcial citando la fuente y Editor. Cita Bibliográfica correcta.

Imprenta La Discusión. Cantidad de Ejemplares 1.000 Chillán, Chile, 2001. Esta publicación contó con el apoyo y financiamiento de la Comisión Nacional de Riego (CNR).

Capítulo 1. Puesta en riego

ÍNDICE GENERAL

INDICE GENERAL

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ÍNDICE GENERAL

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Capítulo 2. Requerimientos de riego de los cultivos Capítulo 3. Programación de riego

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Capítulo 4. Infraestructura de riego Capítulo 5. Nivelación de suelos Capítulo 6. Ley 18.450

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Índice de tablas Índice de figuras Índice de fotos

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Capítulo 8. Drenaje de suelos agrícolas Capítulo 9. Definiciones

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Capítulo 7. Métodos de riego

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11 Isaac Maldonado I. Ingeniero Agrónomo MSc. Investigador Riego y Drenaje CRI Quilamapu Instituto de Investigaciones Agropecuarias

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AUTOR

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Í NDICE DE MA TERIAS MATERIAS

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PUES T A EN RIEGO PUEST

1.1

DERECHOS DE AGUA

1.1.1

Definiciones sobre los derechos de agua que dispone un predio

1.1.2

miento?

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ÍNDICE

1.1.13

Amparo judicial

1.2

DISPONIBILIDADES REALES EN EL PREDIO

1.3

MÉTODOS DE AFORO

1.3.1

Método del flotador

1.3.2

Método volumétrico

1.3.3

Vertederos

1.3.3.1

Vertedero triangular

1.3.3.2

Vertedero rectangular

1.3.3.3

Vertedero trapezoidal o Cipolletti

1.3.4

Aforo de tuberías por el método de la trayectoria

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ÍNDICE

De las aguas subterráneas

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De los cauces artificiales

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¿Dónde se registran los derechos de agua?

1.1.11

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1.1.7

¿Qué debe contener una solicitud de derecho de ○

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¿Qué se entiende por aguas de derrames?

1.1.10

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1.1.6

Procedimiento administrativo de la constitución

aprovechamiento?

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¿Cómo se adquiere un derecho de aprovecha

De las hipotecas del derecho de aprovechamiento

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1.1.5

miento?

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¿Qué es una servidumbre?

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1.1.4

1.1.8

de un derecho de aprovechamiento

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¿Cómo se expresan los derechos de aprovecha miento?

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¿Qué se entiende por un derecho de aprovecha

1.1.3

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1.1.2

1.1

DERECHOS DE AGUA

1.1.1

Definiciones sobre los Derechos de Agua de que dispone un predio.

Es un derecho real que recae sobre las aguas y consiste en el uso y goce de ellas, con los requisitos y en conformidad a las reglas que prescribe el Código de Aguas. El derecho de aguas es de dominio de su titular, quien podrá usar, gozar y disponer de él en conformidad a la ley (Art. 6).

La legalidad vigente en Chile desde 1963 referente a derechos de aprovechamiento de agua para fines de riego, se encuentra expresada en el Código de Aguas Aguas, texto que se puede adquirir en librerías. "Atendida su naturaleza, las aguas son muebles, pero destinadas al uso , cultivo o beneficio de un inmueble se reputan inmuebles" (Art. 4). Además se estipula que: "Las aguas son bienes nacionales de uso público y se otorga a los particulares el derecho de aprovechamiento de ellas en conformidad a las disposiciones que establece el Código de Aguas" (Art. 5).

eventual; continuo, discontinuo o alternado entre varias personas (Art. 12). El derecho de aprovechamiento consuntivo, es aquel que faculta a su titular para consumir totalmente las aguas en cualquier actividad (Art. 13). El derecho de aprovechamiento no consuntivo, es aquel que permite emplear el agua sin consumirla y obliga a restituirla en la forma que lo determine el acto de adquisición o de constitución de derecho (Art. 14). El derecho de aprovechamiento no consuntivo no implica, salvo convención expresa entre las partes, restricción a la libre disposición de los derechos consuntivos (Art.15). Los derechos de ejercicio permanente son los que se otorgan con dicha calidad en fuentes de abastecimiento no agotadas, en conformidad a las disposiciones del presente Código, así como los que tengan esta calidad con anterioridad a su promulgación. Los demás son de ejercicio eventual (Art. 16). Los derechos de aprovechamiento de ejercicio permanente facultan para usar el agua en la dotación que corresponda, salvo que la fuente de abastecimiento no contenga la cantidad suficiente para satisfacerlos en su

1.1.3

¿Qué se entiende por un Derecho de Aprovechamiento?

¿Cómo se expresan los Derechos de Aprovechamiento?

El Código de Aguas (Art. 7) establece que los derechos de agua deben ser definidos en términos de caudal, esto es volumen de agua por unidad de tiempo (L/s; m3/s; L/min; etc.) ¿C ó mo se clasifican los Derechos de Aguas según su origen y uso? Los derechos de aprovechamiento pueden ser consuntivos o no consuntivos; de ejercicio permanente o

integridad, en cuyo caso el caudal se distribuirá en partes alícuotas (Art.17). Los derechos de ejercicio eventual sólo facultan para usar el agua en las épocas en que el caudal matriz tenga un sobrante después de abastecidos los derechos de ejercicio permanente (Art. 18). Los derechos de ejercicio continuo son los que permiten usar el agua en forma ininterrumpida durante las veinticuatro horas del día; los de ejercicio discontinuo sólo permiten usar el agua durante determinados períodos, y los derechos de ejercicio alternado son aquellos en que el uso del agua se distribuye entre dos o más personas que se turnan sucesivamente.

1.1.4

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1.

¿Qué es una Servidumbre?

En el artículo 8 del Código de Aguas está indicado que quien disponga de un derecho, lo tiene igualmente, a los medios necesarios para ejercitarlo. Así, el que tiene derecho a sacar agua de una fuente situada en la heredad vecina, tiene el derecho a tránsito para ir a ella, aunque no se haya establecido en el título.

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Además, se estipula que quien posee un derecho de aprovechamiento puede hacer a su costa las obras y trabajos indispensables para ejercitarlo (Art. 9).

ción de las servidumbres a que se refiere el Código son: Por nulidad o resolución del derecho del que las ha constituido.

Si al constituirse una servidumbre hubiese desacuerdo en cuanto al monto de la indemnización, resolverá el Juez, con informe de peritos, pudiendo autorizar la constitución sólo una vez pagada la indemnización que se determine en definitiva (Art. 71).

Por la renuncia del dueño del predio dominante. Por el no uso durante 5 años.

¿Cu á les son las principales características de una servidumbre?

¿Qué tipos de servidumbre existen? La servidumbre consiste en la facultad que tiene quien hace uso de ella, para transitar por las propiedades en que ésta rige con el fin de revisar y mantener el normal flujo del agua al interior del cauce. Para ello se establece que se dispone de un área de tránsito equivalente.

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¿Cuándo se extingue el derecho de servidumbre? Las principales causas que dan origen a la extin-

3. A su vez se indica que se aceptan aquellas obras que:

a) Natural de escurrimiento 1.Todo predio está sujeto a recibir las aguas que descienden naturalmente del predio superior, sin que la mano del hombre contribuya a ello,por tanto si se desea dirigir una acequia sobre un predio vecino deberá constituirse una servidum bre especial (Art. 73), 2.El predio que recibe no puede realizar obra

de un pueblo, una industria, mina u otra propiedad que necesite conducir agua para cualquier fin (Art. 77).

En el predio superior no hagan más gravosa la servidumbre que deba soportar el predio inferior (Art. 75).

3. La conducción de las aguas no debe generar filtraciones, derrames ni desbordes que perjudiquen al predio sirviente. La obligación de construir las obras que se requieren para hacer uso de una servidumbre, se refiere a la época de constitución de ésta. En caso de dificultades por desacuerdos entre las partes, será el Juez quien en lo posible buscará la conciliación de las partes (Art. 78 y 79).

b) De acueducto 1. Autoriza a conducir aguas por un predio ajeno a expensas del interesado y da derecho a construir obras de arte en el cauce y de desagües para que las aguas descarguen en cauces naturales (Art. 76).

4. El dueño del predio sirviente tiene derecho a que se le indemnice por la superficie que será ocupada equivalente al espacio utilizado por el acueducto, además de una franja a ambos lados que no será inferior al 50% del ancho del acueducto con un mínimo de un metro de anchura en toda su extensión.

2. Además, se establece que toda propiedad está sujeta a la servidumbre de acueductos a favor

Se agrega a lo anterior la indemnización por todo

En el predio que recibe, no impidan el normal descenso de las aguas o sirvan para su regularización o aprovechamiento (Art. 74).

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alguna que estorbe la servidumbre natural ni el predio dominante que la agrave (Art. 74).

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Por el cambio de destino de las aguas o del rumbo del acueducto si corresponde a una servidumbre de abrevadero.

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perjuicio ocasionado por la construcción del acueducto, sus filtraciones, derrames y desbordes que puedan imputarse a defectos de construcción o mal manejo del mismo (Art. 82). 5.De acuerdo a lo indicado en el artículo 83, el dueño de un acueducto puede: Impedir toda plantación u obra en el área que define la servidumbre. Reforzar los bordes del canal sin que ello perjudique al predio sirviente. 6.Al dividirse una propiedad, las hijuelas superiores quedan gravadas con servidumbre de acueducto en beneficio de las inferiores sin indemnización alguna, salvo indicación en contrario y sin perjuicio a lo estipulado en el artículo 881 del Código Civil (Art. 88). 7. El dueño del predio sirviente está obligado a permitir la entrada de trabajadores y el transporte de materiales

c)

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De derrame y de drenaje Los artículos 94 y 95 establecen que en el caso de dar salida o dirección a aguas sobrantes o para desecar sectores de vega,filtraciones naturales o pantanos, se aplican las mismas normas definidas para la servidumbre de acueductos. d)

Otras servidumbres necesarias para ejercer el derecho de aprovechamiento. El artículo 96 indica que el dueño de un derecho de aprovechamiento que no sea dueño de las riberas, terrenos o cauces que deba utilizar para ejercer el uso de su derecho, podrá construir en el predio sirviente las obras necesarias, pagando al dueño el valor del terreno que ocupare por las obras, más las indemnizaciones que procedan de acuerdo a lo establecido en los artículos 71 y 82.

8. Si los dueños de un acueducto no hacen las limpias o reparaciones pertinentes serán responsables por el pago de las indemnizaciones que correspondan y sin perjuicio del pago de las multas que fije el tribunal competente (Art. 91). 9. El código establece la prohibición de botar basura, desperdicios u otros objetos similares a los canales que alteren la calidad de las aguas. Serán las Municipalidades respectivas quienes establecerán las sanciones a la infracción de este artículo. Además, dentro del territorio urbano, las Municipalidades han de concurrir a la limpieza de los canales obstruidos por basuras, desperdicios u otros objetos botados en ellos (Art. 92). 10. Al haber abandono de un acueducto, vuelve el terreno al goce y uso exclusivo del dueño de la heredad sirviente que no deberá restitución

e)

De abrevadero El código en su artículo 99 establece que todo pueblo, caserío o predio que no disponga de agua necesaria para la bebida de sus animales, cuenta con el derecho de imponer una servidumbre de abrevadero, que consiste en el derecho de conducir el ganado a beber dentro del predio sirviente en días, horas y puntos previamente determinados, por los caminos y sendas usuales, sin desmedro de que el dueño del predio sirviente pueda enajenar los derechos de aprovechamiento o variar el rumbo del acueducto (Art. 99). El artículo 100 establece que no podrá imponerse esta servidumbre sobre pozos ordinarios o artesianos, ni en aljibes que se encuentren en terrenos cercados. Para investigar El artículo 107 establece que los interesados en desarrollar las mediciones e investigaciones tanto de los recursos hidráulicos como de los terrenos donde se ha de construir, modificar, cambiar y unificar bocatomas, podrán ingresar al terreno de propiedad particular previa constitución de la servidumbre correspondiente.

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alguna. Se presume abandono cuando por un período de 5 años no haya habido uso ni mantención,existiendo agua disponible para su conducción (Art. 93).

para la limpieza y reparación del acueducto con tal de avisar al encargado de dicho predio (Art. 90).

f)

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¿Qué tipos de fuentes de abastecimiento existen? El código indica que existen aguas terrestres y marítimas, sin embargo este documento solo considera las aguas terrestres, aguas que a su vez pueden ser superficiales o subterráneas. Se define como agua superficial aquella que naturalmente se encuentran a la vista de los hombres y pueden ser corrientes o detenidas. Se entenderá por agua subterránea aquella que está oculta en el seno de la tierra y no han sido alumbradas (Art. 2°)

1.1.5

1 16

El derecho de aprovechamiento se constituye originalmente por acto de autoridad. La posesión de los derechos así constituidos se adquieren por la competente inscripción, exceptuándose exceptuándose, de acuerdo a lo indicado en artículo 20, los derechos de aprovechamiento sobre las

¿Qué se entiende por Aguas de Derrames?

Constituyen derrames las aguas que quedan abandonadas, después de su uso, a la salida del predio. Se presume el abandono de esta agua desde que el dueño del derecho de aprovechamiento hace dejación de ellas, en los linderos de la propiedad, sin volver a aprovecharla (Art. 43). Los derechos, gravámenes o servidumbre sobre derrames y drenajes sólo pueden constituirse a favor de terceros por medio de un título. Para que produzca efecto respecto de terceros, el título deberá constar en instrumento público e inscribirse en el Registro de Hipotecas y Gravámenes de aguas del Conservador de Bienes Raíces respectivo (Art. 55).

1.1.7

¿Dónde se registran los Derechos de Agua?

Los conservadores de Bienes Raíces llevarán un Registro de Aguas, en el cual deberán inscribir los títulos que dicen relación con: derechos de aprovechamiento,

¿Cómo se adquiere un derecho de aprovechamiento subterráneo? El derecho de aprovechamiento de las aguas subterráneas para cualquier otro uso se regirá por las del derecho de aprovechamiento superficial.

acuerdos que determinen derechos de cada comunero, documentos que acrediten alteración en la distribución de derechos, escrituras públicas que formalmente otorguen un derecho definitivo de aprovechamiento, actos y contratos que constituyan títulos traslaticios de dominio de los derechos, actos o resoluciones atinentes a transmisión de derechos por herencia, y las resoluciones ejecutoriadas que reconozcan la existencia de un derecho de aprovechamiento (Art. 112 y 114).

1.1.8

De las hipotecas del Derecho de Aprovechamiento.

Los derechos de aprovechamiento inscritos pueden ser hipotecados independientemente del inmueble al cual su propietario los tuviese destinados. Los no inscritos sólo podrán hipotecarse conjuntamente con dicho inmueble (Art. 110). La hipoteca de los derechos de aprovechamiento inscritos deberá otorgarse por escritura pública e inscribirse en el Registro de Hipotecas y Gravámenes de Agua del Conservador de Bienes Raíces respectivo (Art. 111).

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1.1.6

¿Cómo se adquiere un Derecho de Aprovechamiento?

aguas que corresponden a vertientes que nacen, corren y mueren dentro de una misma propiedad, como así mismo las aguas de lagos, lagunas y pantanos situados dentro de una sola propiedad y en las que no existen derechos de aprovechamiento constituidos a favor de terceros, a la fecha de vigencia del código de aguas. La propiedad de estos derechos de aprovechamiento pertenece, por el solo ministerio de la ley, al propietario de la ribera. Si el acto de constitución del derecho de aprovechamiento no expresa otra cosa, se entenderá que su ejercicio es continuo. Si se constituye el derecho como de ejercicio discontinuo o alternado el uso sólo podrá efectuarse en la forma y tiempo fijado en dicho acto (Art.24).

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Procedimiento administrativo de la constitución de un Derecho de Aprovechamiento.

Las solicitudes de constitución de derechos de aprovechamiento de agua deben ser presentadas ante la oficina de la Dirección General de Aguas (DGA) del lugar, entendiéndose por tal el de la provincia en que se proyecta ubicar la bocatoma superficial o captación subterránea. Si no existe oficina de la DGA en la provincia, el trámite de presentación de la solicitud se efectuará en la gobernación correspondiente, en original y 3 copias, y si se presenta un extracto de la solicitud, también de éste se presentará un original y tres copias. Finalmente, se entregan tres planos o croquis de ubicación de las aguas solicitadas. Al recibirse la presentación se anotará su fecha de ingreso, autorizando, en las copias respectivas, su publicación. Si se trata de aguas subterráneas se anotará, además, la hora de ingreso. Si el solicitante es persona jurídica, debe adjuntar a la petición los antecedentes legales pertinentes.

El Gobernador o el Director Regional de Aguas cuando proceda, deberá certificar si se han presentado o no oposiciones. Si se produce oposición por haber solicitado las mismas aguas, un tercero como opositor, o por petición simultánea, la DGA, deberá verificar si todos los requerimientos pueden ser satisfechos, en cuyo caso contribuirá los derechos solicitados. En caso que se compruebe que no existen recursos suficientes para satisfacer todos los requerimientos, la DGA citará a un remate entre los solicitantes, dividiendo el caudal disponible en unidades no superiores a lo pedido en la solicitud que menos cantidad requiera. Si se trata de solicitudes de derecho de aprovechamiento de aguas subterráneas no tendrán aplicación las normas legales relativas al remate de derechos de aprovechamiento precedentemente reseñadas, y el derecho se constituirá previa comprobación de los requisitos legales y cumplimiento de las normas establecidas por la DGA calculado sobre la base de gasto de viático y movilización de los funcionarios encargados de la diligencia. Concluidos los trámites precedentes, la DGA, debe establecer si existen recursos disponibles para sa-

Las solicitudes deben publicarse una vez en el Diario Oficial de los días 1 y 15 de cada mes o el siguiente día hábil si fuera domingo o festivo, una vez en un diario de la capital de la provincia, y si no hubiere en ella diario o periódico, en uno de la capital de la Región y, finalmente, una vez en un diario de Santiago. Deben efectuarse dentro del plazo fatal de 30 días contados desde la fecha de ingreso de la solicitud, siendo días corridos y, por lo tanto, sin interrumpirse los días domingos y festivos. Los terceros que estimen perjuicios por la petición publicada, pueden oponerse a la solicitud dentro del plazo fatal de 30 días corridos, contados desde la fecha de la última publicación, en la misma oficina donde se presentó la solicitud. Dentro del quinto día de recibida la oposición se dará traslado al solicitante, para que éste responda en el plazo de 15 días. Igualmente pueden ser considerados como terceros opositores, quienes dentro de los treinta días de plazo para oponerse hayan presentado otras solicitudes sobre las mismas aguas con las formalidades legales, y no haya recursos suficientes para satisfacer todas las demandas.

tisfacer la solicitud y en tal caso proceder a constituir el derecho solicitado; la Resolución de constitución del derecho se anotará en el catastro y se reducirá a escritura pública que suscribirán el interesado y el funcionario designado al efecto. Copia de esta escritura se inscribirá en el Registro de Aguas del Conservador de Bienes Raíces competente. Las resoluciones del Director General o de sus delegados pueden ser objeto de un recurso de reconsideración que se elevará al Director General dentro del plazo de 30 días contados desde su notificación. En el caso del Director General, la Corte de Apelaciones competente, será la de Santiago, y en el caso de un delegado Jefe Regional, la Corte de Apelaciones que tenga competencia en el lugar en que esté la oficina correspondiente. Estos recursos no suspenden el cumplimiento de la resolución, salvo orden expresa. Para el cumplimiento de sus resoluciones, el Director General de Aguas, por sí o por delegado, podrá requerir del Intendente o Gobernador respectivo el auxilio de la fuerza pública con facultades de allanamiento o

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descerrajamiento si fuere necesario, o sea, posee imperio para hacer cumplir sus determinaciones.

d)

Si el derecho es consuntivo o no consuntivo; de ejercicio permanente o eventual; continuo o discontinuo o alternado con otras personas.

1.1.10 ¿Qué debe contener una solicitud de derecho de agua?

e)

El desnivel y punto de restitución de las aguas, si se trata de usos no consuntivos.

a)

El nombre del álveo de las aguas que se desea aprovechar, su naturaleza, esto es, si son superficiales subterráneas, corrientes o detenidas y la provincia en que están ubicadas o que recorren. En caso de aguas subterráneas, se individualizará la comuna en que se ubicará la captación y el área de protección que se solicita.

f)

La designación del funcionario que deberá suscribir la escritura pública a que se reducirá la resolución respectiva.

g)

Deberá constar la identificación del peticionario, con nombre, profesión y domicilio y, en cuanto ello sea posible, su número del Rol Unico Tributario.

La cantidad de agua que se desea extraer, expresada en medidas métricas y de tiempo (L/s, m3/año, etc.).

1.1.11 De los C auces A rtificiales

b)

1

El o los puntos precisos donde se captará el agua y el modo de extraerla.

so al cauce de origen, además de los dispositivos que permitan controlar y aforar el agua que se extrae (Art. 38) y, dependiendo de la calidad de las aguas, proveer un desarenador o derripiador.

cho, podrá recurrir al juez competente a fin de que se le ampare en su derecho (Art. 181).

1.1.12 De las Aguas Subterráneas

1.

Individualización del recurrente.

Cualquier persona puede explorar con el objeto de alumbrar aguas subterráneas, sujetándose a las normas que establezca la Dirección General de Aguas (Art. 58). Comprobada la existencia de aguas subterráneas, el interesado podrá solicitar el otorgamiento del derecho de aprovechamiento respectivo (Art. 60) debiendo, además, verificar si no hay restricciones de explotación en la zona.

2.

Explicar en qué consiste el hecho que lo afecta.

3.

El daño que este hecho le ocasiona o podría ocasionarle.

4.

El o los presuntos responsables del hecho denunciado.

5.

Las medidas que se solicitan para eliminar este conflicto.

1.1.13

6.

La organización de usuarios a que pertenece quien hace la demanda y la individualización de sus representantes legales.

Amparo Judicial

Quien sea titular de un derecho de agua y considere que está siendo vulnerado en el ejercicio de su dere-

Según lo estipulado en el artículo 182, la solicitud de amparo debe contener:

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c)

Las organizaciones de usuarios o el propietario exclusivo de un acueducto que extraiga aguas de una corriente natural, estarán obligados a construir a sus costas, a lo menos una bocatoma con compuerta de cierre y descarga y un canal que permita devolver las aguas o su exce

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1

Debe acompañar a la solicitud los antecedentes que justifiquen el derecho de aprovechamiento o la presunción de éste.

1.2

DISPONIBILIDADES REALES EN EL PREDIO

La solicitud deberá ser resuelta dentro de las 24 horas de recibida, notificándose a el o los presuntos responsables y a los representantes legales de las organizaciones señaladas para que, dentro de un plazo de 5 días, hagan sus descargos o formulen las observaciones que procedan según sea el caso (Art. 183). El juez dispondrá de una observación ocular, de costo del solicitante, pudiendo requerir a la Dirección General de Aguas que le informe al respecto sin exceder el plazo de 5 días. Cumplido el plazo de 5 días, el juez dictará una resolución acogiendo o denegando el amparo. En el caso de acogerlo se indicarán las medidas que deben adoptarse para dar por superado el conflicto (Art. 184).

21

Foto 1. Obra de entrega o derivación del agua desde un cauce (pirca de piedra).

el entorno. En tal sentido, se habla de caudal ecológico Establecer la disponibilidad real de agua de un refiriéndose al volumen de agua que es transportado por predio no es una tarea fácil. En Chile el mayor porcentaje un río, el cual permite un desarrollo normal de la flora y la de la superficie regada proviene de ríos no regulados que, fauna que lo rodea. además de tener un caudal variable en los meses de riego, presentan fuertes variaciones entre un año y otro. Por lo Tabla 1. Caudales por acción para diferentes ríos durante tanto, el hecho de que un agricultor conozca los derechos de el período estival. agua que se mencionan en la documentación legal de su propiedad no constituye informaRío ción suficiente para establecer la Ñuble Chillán Diguillín Maule superficie que potencialmente MES m³/s L/s/acc m³/s L/s/acc m³/s L/s/acc m³/s L/s/acc puede regar (tabla 1). La cuantificación de la Sep. 138 6.5 33 10.6 20 20.1 60 0.422 disponibilidad de aguas superficiaOct. 163 7.6 22 9.8 17 16.4 140 0.984 les o subsuperficiales, se debe rea- Nov. 185 8.7 17 7.9 13 12.4 180 1.265 Dic. 134 6.3 13 5.9 11 10.4 200 1.405 lizar mediante el análisis 71 3.3 7 3.0 8 7.7 200 1.405 hidrológico de la cuenca en la que Ene. Feb. 46 2.2 4 1.9 7 6.5 180 1.265 se encuentra el cauce o acuífero Mar. 30 1.4 4 1.7 6 5.7 120 0.483 que se explota o desea explotar. Abr. 41 1.9 7 3.0 7 6.9 80 0.562 Es decir, se debe calcular el caudal Nota: La información de esta tabla es sólo referencial. con un 85% de ocurrencia, considerando, además, las pérPara fines de diseño resulta más adecuado medir el caudidas de agua que ocurren en el trayecto al predio. dal real que ingresa al predio durante todo el período de Al utilizar las aguas de un cauce se debe tener riego. presente que el uso que se haga de este recurso no dañe

PUESTA en RIEGO

22

7.

1

PUESTA en RIEGO

1.3

Método:

M É TODOS DE AFORO

Se presentan a continuación algunos métodos prácticos y fáciles de usar en terreno, cada vez que sea necesario cuantificar el agua que conduce un cauce en especial. 1.3.1

Método del Flotador

Corresponde al más fácil y de menor costo que se puede usar. Sin embargo, la calidad de la medición es muy baja. Sólo sirve para tener una idea muy general acerca del caudal que se mide. Materiales:

Cronometrar el tiempo que tarda el flotador en recorrer la distancia demarcada entre el punto 1 y el 2.

Q = A * V * Fc ( 1 )

Ejemplo:

V = L / t

Datos de terreno: A = 0.42 m2 L = 10 m T = 24 s

(2)

= Caudal (m3/s) = Área del canal (m2) = Velocidad (m/s) = Factor de corrección (0.8) = Longitud de recorrido del flotador (m) = Tiempo empleado en recorrer los 10 m (s)

Cálculo de la velocidad: V = 10m / 24 s = 0.417 (m/s) Cálculo del caudal: Q = 0.42 (m2) * 0.417 (m/s) * 0.8 Q = 0.140 (m3/s)

PUESTA en RIEGO

24

Calcular el área del canal como se indica en la Figura 2.

Calcular el caudal de acuerdo a las siguientes relaciones:

Donde: Q A V Fc L t

Demarcar al centro del tramo un sector de 10 metros de largo.

Lanzar el flotador 3 metros antes de la primera marca.

Flotador. Huincha. Reloj o cronómetro. Estaquillas y cuerda para demarcado. Block de apuntes y lápiz.

1

Seleccionar un tramo recto y de sección uniforme, en lo posible desprovisto de cualquier elemento que interfiera con el paso del agua de una longitud mínima de 30 metros (Figura 1).

Q = 140 (l/s)

Figura 1: Medición de la velocidad del agua por el método del flotador.

Figura 2. Determinación de la sección de un canal de riego con forma irregular.

1

23

PUESTA en RIEGO

1.3.2

Método

Volumétrico

la marca preestablecida en el recipiente elegido.

Calcular el caudal de acuerdo a la siguiente relación:

Materiales: Q = V / t

(3)

Balde o recipiente de volumen conocido.

25

Donde: Reloj o cronómetro. Herramienta que permita cavar o adecuar el suelo donde se instalará el balde.

1

Q = Caudal (L/s) v = Volumen (L) t = Tiempo (s) Ejemplo:

Método: Adecuar el punto para asegurar una rápida y expedita manipulación del balde de medición.

Datos de terreno. v = 18 (L) t = 6 (s)

Medir el tiempo que tarda en llenarse o alcanzar

Cálculo del caudal. Q = 18 (L) / 6 (s) Q = 3 (L/s)

madera, los bordes deben ser biselados. Figura 3.

1.3.3

La distancia entre la cresta y el fondo del canal, debe ser superior a dos veces la carga de agua (H) que se desea leer. La distancia desde las paredes del canal a la abertura del flujo del vertedero debe ser también superior a dos veces la carga.

Vertederos

Corresponden a estructuras que se instalan en el interior del canal en perpendicular al flujo del agua. Estas estructuras requieren de una caída libre de agua, condición que ocasiona una elevación del nivel de agua, aguas arriba de la estructura. Por este motivo, se debe observar que no se produzca el desborde del canal. Instalación Seleccionar y despejar un tramo recto de canal, de por lo menos 10 veces el ancho de la cresta del vertedero. La cresta y las paredes por las que se derrame el agua deben ser agudas y de un espesor inferior a 1/8 de pulgada (3.2 mm). Si está hecho en

La velocidad del agua que se aproxima al vertedero debe ser lenta, en lo posible inferior a 0.15 m/s.

Instalar una estaca a 1.5 m aguas arriba del vertedero, dejando su extremo superior al nivel de la cresta del vertedero.

PUESTA en RIEGO

26

Repetir la medición para obtener resultados similares y, posteriormente, promediar dichos valores.

Método simple y exacto basado en medir el volumen de agua que sale de un conducto cerrado como, por ejemplo, salidas de sifones, tubos rectos, campanas de sistema californiano y algunas cajas de distribución, en un tiempo determinado.

Medición de caudal con vertedero Medir la altura "H", colocando una regla graduada en la parte superior de la estaca instalada para este efecto. Con el valor de la altura "H", entrar en la tabla que

1

PUESTA en RIEGO

se adjunta y obtener el caudal que cruza por el vertedero.

2H

En caso de no existir el valor de caudal para esa altura, es posible de obtenerlo por medio de la ecuación que acompaña a cada vertedero.

2H

H

2H

Los tres tipos de vertederos comúnmente usados se conocen como: Triangular, Rectangular y Trapezoidal o Cipolletti.

FRENTE

27 1 .3.3. 1 .3.3.1

V er t eder o TTriangular riangular edero

H

Es el más preciso para medir caudales pequeños. La sección del vertedero es en forma triangular, pudiéndose formar ángulos de 90º ó 60º entre sus paredes. El vertedero triangular de 90º (Figura 3) es el más recomendable porque sólo basta realizar un corte en 90° y el vertedero queda construido. Además, con sólo medir la altura de agua en éste y aplicando la tabla adjunta se puede conocer el caudal.

1

Q = 1.40 * H

5/2

*1000

(4)

Para vertederos de 60°: Q = 0.775 * H 2.47 *1000

28

Donde Q H

= =

(5)

Caudal (L/s) Altura (m)

Ejemplo: Usando el vertedero triangular de 90°, se determinó una altura H (m) = 0.05 m Q (L/s) =

1.40 * (0.05)5/2 * 1000

Q (L/s) =

0.78 L/s

Entonces: Q (L/s) = 1.40 * (0.05)5/2 * 1000 Q (L/s) =

0.78 L/s

Figura 3: Vertedero triangular de 90º.

En la Tabla 2 se muestran valores calculados de caudal en un vertedero triangular de 60º y 90º, según la altura de agua H. Tabla 2 2.. Caudales (L/s) para un vertedero triangular de 60º y otro de 90º. Q (L/s) H (m) 0,01 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 0,55 0,60 0,65 0,70 0,75

90º 0,01 0,78 4,43 12,20 25,04 43,75 69,01 101,46 141,67 190,18 247,49 314,08 390,40 476,88 573,95 682,00

60º 0,01 0,47 2,63 7,15 14,55 25,25 39,61 57,96 80,61 107,83 139,88 177,01 219,45 267,42 321,14 380,81

PUESTA en RIEGO

Para el cálculo del caudal se utilizan las siguientes ecuaciones: Para vertederos de 90°:

PERFIL

1

PUESTA en RIEGO

1.3.3.2

Vertedero R ectangular

La Figura 4 describe la forma del vertedero rectangular.

Es fácil de construir razón por la cual es muy utilizado. La ecuación que describe su comportamiento es la siguiente:

2

2

H Q = 1,84 * (L - 0,2 * H) * H

3/2

* 1000

(6)

2H

Donde: Q L H

= = =

Caudal, L/s largo de la cresta, m Altura de la carga de agua, m

29

FRENTE

H

1

PERFIL Figura 4: Vertedero rectangular.

Tabla 3 3.. Caudales para vertedero rectangular, expresados por m de ancho de cresta. (Deberá multiplicarse por (L-0.2H) cuando ésta tenga dos contracciones laterales).

30

H (cm) 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 4.50 5.00 5.50 6.00 6.50 7.00

Q (L/s) 0.78 1.80 3.30 5.20 7.40 9.60 12.00 14.70 17.50 20.60 23.70 27.00 30.50 34.00

H (cm) 7.50 8.00 8.50 9.00 9.50 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00 15.00 16.00 17.00

Q (L/s) 37.70 41.60 45.60 49.70 53.90 58.10 67.20 76.50 86.30 96.40 106.90 117.80 129.00

H (cm) 18.00 19.00 20.00 21.00 22.00 23.00 24.00 25.00 26.00 27.00 28.00 29.00 30.00

Q (L/s) 140.60 152.40 164.50 177.00 189.90 203.00 216.40 230.00 244.00 258.20 272.70 287.40 302.30

PUESTA en RIEGO

En la Tabla 3 se muestran los valores de caudal para un vertedero rectangular.

1

PUESTA en RIEGO

1 . 3 . 3 . 3 V er t eder o TTrapezoidal rapezoidal o Cipolle tti edero Cipolletti

2H

2H La forma se muestra en la Figura 5.

H

El caudal se calcula por la ecuación:

Q = 1.859 * L * H

3/2

(7)

2H

FRENTE

Donde: Q L H

= = =

Caudal, L/s Largo de la cresta, m Altura de carga de agua, m

1 32

Tabla 4 4.. Caudales para vertederos Cipolletti.

H

PERFIL Figura 5 5.. Vertedero Trapezoidal o Cipolletti.

H(cm) 1 2 3 4 5 6 7 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

0.30 0.5 1.5 2.9 4.4 6.2 8.2 10.3 15.0 17.6 20.3 23.2 26.1 29.2 32.4 35.7 39.1 42.6 46.2 49.8 53.6 57.5 61.5 65.6 69.7

Q (L/s) Longitud Cresta (m) 0.45 0.60 0.75 0.8 1.1 1.4 2.3 3.1 3.9 4.3 5.8 7.2 6.7 8.9 11.1 9.3 12.5 15.6 12.3 16.4 20.5 15.5 20.6 25.8 22.6 30.1 37.6 26.4 35.2 44.0 30.5 40.7 50.9 34.8 46.4 58.0 39.2 52.3 65.4 43.8 58.4 73.0 48.6 64.8 81.0 53.5 71.4 89.2 58.6 78.2 97.7 63.9 85.2 106.5 69.2 92.3 115.4 74.8 99.7 124.6 80.5 107.3 134.1 86.3 115.1 143.9 92.2 123.0 153.8 98.4 131.2 163.9 104.5 139.4 174.3

1.00 1.8 5.2 9.6 14.9 20.8 27.3 34.4 50.2 58.7 67.8 77.3 87.2 97.4 108.0 119.0 130.3 142.0 153.9 166.2 178.8 191.8 205.0 218.6 232.4

PUESTA en RIEGO

En la Tabla 4 se muestran valores de caudal para un vertedero Cipolletti.

31

Es importante señalar que cuando el agua proviene de un canal de cierta importancia, es posible obtener información sobre caudales y alícuotas en la asociación de canalistas respectiva.

1

PUESTA en RIEGO

1.3.4

Aforo de tuberías por el Método de la Tr a y e c t o r i a

Éste es especialmente recomendado para conocer el caudal de tuberías o de caudales proporcionados por motobombas de riego. La energía del agua que fluye por el extremo de una tubería se manifiesta en la trayectoria que describe el agua una vez que sale de la boca de la tubería. Esta trayectoria tiene dos componentes, X e Y.

Calcular el caudal de acuerdo a las siguientes ecuaciones: Q = A * V

(8)

A = 3. 1 416 * D 2 / 4 3.1

(9)

Donde: Q = Caudal (m 3/s) V = Velocidad (m/s)

33

Materiales: V = X * (g / (2 * Y)) (1/2) Regla graduada. Una plomada de carpintero. Gráfico de ajuste para tuberías no llenas.

A D X Y g

Método:

1

(10)

= Área de la sección de salida de la tubería (m²) = Diámetro de la tubería (m) = Trayectoria horizontal (m) = Trayectoria vertical (m) = Aceleración de gravedad (9.8 m/s2)

Colocar la regla y la plomada como se muestra en la Figura 6. Medir la longitud de X e Y.

Datos de terreno. X = 0.25 (m) Y = 0.18 (m) D = 0.20 (m)

X Y 1

Cálculo de la velocidad. V = 0.25 * (9.8 / (2 * 0.18))(1/2) V = 6.81 (m/s)

34

5

9

Y

Cálculo del área. A = 3.1416 * 0.202 / 4 A = 0.0314 m2 Cálculo del caudal. Q = 0.0314 m2 * 6.81 (m/s) Q = 0.214 (m3/s)

PUESTA en RIEGO

Ejemplo:

Y

Figura 6 6.. Determinación de X e Y para el cálculo de caudal en una tubería horizontal e inclinada.

1

PUESTA en RIEGO

En tuberías parcialmente llenas, como la que se muestra en la Figura 7, es necesario hacer un ajuste por medio del factor F, el que se obtiene al tomar la distancia entre la superficie del agua y la pared superior de la tubería (h).

Para obtener el valor de F se debe determinar el porcentaje de la sección de la tubería que tiene agua(P). P = (1 -(h / D)) * 100 ( 1 1 )

Donde:

h

P = Porcentaje de la tubería con agua. h = Distancia entre el agua y la pared superior de la tubería (m). D = Diámetro de la tubería (m).

Con el valor de P se entra en el gráfico de la Figura 8 y se obtiene F. El cálculo del caudal se hace como sigue: Q = A * V * F

1

Figura 7 7.. Determinación del valor de h en tuberías parcialmente llenas.

Fa cto r d e Cor recc ió n (F)

0.9 0.8 0.7 0.6

P = (1 - (0.06/0.20)) * 100 P = 70 % Valor de F obtenido del gráfico de la Figura 8 = 0.75

0.5 0.4 0.3

Caudal para la tubería parcialmente llena (Q p): Qp = Q * F Qp = 0.214 * 0.75 Qp = 0.160 (m3/s)

0.2 0.1 0 0

20

40

60

80

% d e S ecc ió n d e T u b ería L len a (P)

Figura 8 8.. Gráfico para obtener el valor de F en tuberías parcialmente llenas.

PUESTA en RIEGO

Ejemplo: Caudal obtenido con la tubería totalmente llena = 0.214 (m3/s) Diámetro de la tubería = 0.20 m Valor de h = 0.06 m Cálculo de P

1.0

36

(12)

10 0

Existen además los aforadores tipo Parshall en material de plástico de fácil transporte (para caudales pequeños y medianos) e instalación en canales de tierra. La principal ventaja de estos aforadores es su precisión y la poca alteración del escurrimiento en el canal.

1

35

DEFINICIONES

99

DEFINICIONES

296

DEFINICIONES

9

INDICE de FOTOS

ÍNDICE DE FO T OS FOT

Í NDICE DE FOTOS

15 Hidrociclones 16 Filtros 17

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Canal

4

Mangas plásticas

5

Uso de sifones

6

Esquema tipo de una unidad de bombeo

7

Nivelación de suelos

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212 118 119 224 302 310

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21

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Croquis descriptivo del riego tendido o tradicional

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Riego por surcos

13 Carrete

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9

12 Pivote central

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8

11 Aspersores

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3

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Bocatoma

10 Esquema riego por bordes

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Régimen de entrega de las fuentes de agua de regadío

2

FOT ÍNDICE DE FO TOS

19 Tubo portaaspersor

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Emisores de riego localizado

18 Aspersores

328

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1

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65 71 85 89 94 1 17 152 154 164 181 185 185

INDICE de FOTOS

14 Riego localizado de alta frecuencia

Pág.

327

INDICE de FIGURAS

ÍNDICE DE FIGURAS

ÍNDICE DE FIGURAS 1

Medición de la velocidad del agua por el método del

2

Determinación de la sección de un canal de riego con

3

Vertedero triangular de 90º

4

Vertedero rectangular

5

Vertedero trapezoidal o Cipolletti

6

Determinación de X e Y para el cálculo de caudal en una

7

Determinación del valor de H en tuberías parcialmente

8

Gráfico para obtener el valor de F en tuberías parcialmente

9

Bandeja de evaporación clase A.

flotador

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forma irregular

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llenas llenas

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71 76 78

12 Características de una zanja para tubería de conducción.

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320

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15 Cámara reguladora de presión

16 Esquema de sistema de aducción californiano móvil 17

Esquemas en relación con las compuertas

18 Uso de manga plástica

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19 Esquema de captación de agua

○

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20 Esquema de cámara reguladora de presión 22 Marco partidor de barrera triangular 23 Marco partidor de boquera lateral 24 Esquema de bomba centrífuga

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21 Marco partidor de barrera rectangular

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79 80 81 82 83 86 87 88 90 91 92 95

ÍNDICE DE FIGURAS

13 Esquema de disposición de válvula y campana de distribución.

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tubería horizontal e inclinada

11 Esquema de sistema de aducción californiano fijo.

14 Cámara de carga

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24 24 27 29 31 34 35 36 43

INDICE de FIGURAS

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○

○

10 Representación de la sección de un canal rectangular, trapezoidal y semicircular.

Pág.

319

INDICE de FIGURAS

25 Curva característica de una bomba tipo de riego

ÍNDICE DE FIGURAS ○

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45 Nivel de ingeniero 46 Aspersores

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97

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50 Alas sobre carro

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○

53 Disposición de aspersores

○

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54 Patrón de mojamiento de aspersores 55 Área de mojadura de un aspersor 56 Velocidad de infiltración básica

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Partes del sistema de riego por aspersión

52 Ángulo del aspersor

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○

Sistema de aspersión semi fijo

49 Sistema de aspersión fijo

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99 114 115 115 1 17 118

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○

157 161 162 162 164

○

○

169 171

40 Diferencia de altura entre fondos de regueras según

○

○

○

○

○

○

39 Esquema de distribución de regueras en contorno

○

○

○

○

38 Detalle de la cámara de entrega

○

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○

37 Esquema de la nivelación en sentido transversal a los bordes

○

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○

○

○

36 Esquema del mojamiento óptimo en riego por surcos

○

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○

○

35 Determinación del largo máximo para surcos

○

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○

○

○

34 Esquema de mojamiento en riego por surcos

○

○

○

○

33 Formas de surcos

○

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○

○

○

32 Comparación de la infiltración para dos texturas de suelo 155

○

○

○

31 Motoniveladora

○

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○

30 Traílla en operación

○

○

○

29 Perfil topográfico después de la nivelación

○

48 Sistema de aspersión móvil

51

○

○

○

○

173 174 175 176 178 178 182 183 184 184 186 186 187 188 188 189 190

ÍNDICE DE FIGURAS

44 Nivel de manguera

47

○

28 Perfil topográfico antes de la nivelación

○

42 Retenciones tipo vertedero y tipo orificio

322

○

INDICE de FIGURAS

Cajas de distribución

43 Caballete

○

27 Plano topográfico típico para estudios de nivelación

pendiente del terreno 41

○

26 Detalle de presiones o alturas requeridas para un sistema

321

INDICE de FIGURAS

57 Pérdidas de agua en riego por aspersión por aspersión

○

○

ÍNDICE DE FIGURAS

autocompensados

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y el viento

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○

conexión del emisor

○

65 Cabezal de riego localizado 66 Esquema hidrociclón 67 Filtros de grava 68 Filtro de malla

○

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○

222 225 226 227 228

○

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○

2 41 245

77 Bulbo húmedo según caudal del emisor y tiempo de riego para dos suelos

○

○

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○

○

○

○

78 Fases existentes en un suelo no saturado y saturado.

○

○

○

○

2 47 263

79 Diferencia de crecimiento radicular y vigor de la planta bajo condiciones de buen o mal drenaje.

○

○

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○

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○

264

80 Diagrama de efectos del mal drenaje en el interior del ○

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192 193 194 198

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○

266

81 Efectos de la acumulación superficial de agua en el suelo 266

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○

199 200

○

69 Inyección de fertilizantes por succión de la bomba

○

○

○

64 Esquema de sistema de riego localizado

○

○

○

63 Tubería con salidas múltiples

○

Esquema de instalación de tuberías

○

62 Efecto de la presión de trabajo sobre la distribución del agua

○

○

○

por tipo de suelo en una aplicación de 13 mm/h

○

○

○

○

neta (mm), tiempo diario (h) y número de posturas.

ÍNDICE DE FIGURAS

Cinta de riego

suelo

○

61 Reducción de tasa de infiltración debido a riego por aspersión

75 Longitud equivalente del lateral por pérdida de carga de 76

○

○

206 214 215 216 2 17 220 221

INDICE de FIGURAS

Goteros en línea y de botón

73 Microaspersor y microjet

324

○

60 Tasas de aplicación máximas (mm/h) en relación a la lámina

72 Curva caudal - presión goteros autocompensados y no

74

○

59 Diseño geométrico aspersión en función de la topografía

70 Inyector de fertilizante tipo Venturi 71

○

58 Diagrama de flujo para el diseño de un equipo de riego

323

INDICE de FIGURAS

82 Parámetros de dimensiones de zanjas 83 Corte transversal de un dren topo

ÍNDICE DE FIGURAS

85 Sección transversal de un dren en V

○

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○

100 Percolación profunda ○

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○

88 Cámara de inspección

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89 Sección longitudinal de salida de tubería

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○

86 Sección transversal de un dren de tubería 87 Cámaras de filtración

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○

2 71 281 282 285 286 288 289 290

90 Disminución del nivel freático debido a la acción de un dren de intercepción 91 Acuífero (a) 92 Acuífero (b)

○

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○

93 Coeficiente de cultivo KC 94 Uniformidad de riego 95 Escorrentía

○

96 Evaporación 97

○

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Evapotranspiración

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30 7 307 308 308 310

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○

291 301 301 303 303 305 305 306

ÍNDICE DE FIGURAS

INDICE de FIGURAS

○

99 Marco de los aspersores

326

○

○

84 Esquema de arado topo de tracción animal

98 Humedad aprovechable

101 Transpiración

○

325

INDICE de TABLAS

○

○

○

1

Caudales por acción y para diferentes ríos durante el

2

Caudales (L/s) para un vertedero triangular de 60º y otro

3

Caudales para vertedero rectangular

4

Caudales para vertederos Cipolletti

5

Propiedades físico-hídricas y humedad aprovechable para

6

Lámina neta (mm), según tipo de suelo y profundidad efectiva

7

Coeficiente de bandeja de evaporación en función de la

8

Evapotranspiración de referencia en función de la

período estival.

ÍNDICE DE TABLAS

Coeficientes de cultivo referencial (KC)

de 90º.

○

○

○

○

○

de raíces (cm)

○

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○

48 50

312

○

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○

○

57

13 Valores de la tensión del agua recomendados antes del riego para distintos tipos de cultivos

○

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○

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○

○

○

58

14 Pérdidas de agua por kilómetro de recorrido de un canal de acuerdo al material sobre el que está construido

○

○

66

15 Eficiencia de conducción para los canales de la ribera norte y sur del río Ñuble

○

○

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○

67

16 Información requerida para dimensionar un acumulador nocturno 17

○

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○

○

○

Costos para la construcción de un acumulador nocturno

18 Taludes recomendables para canales según la naturaleza del

○

69 70

ÍNDICE DE TABLAS

56

neta (mm) y la evapotranspiración real o de cultivo (mm)

○

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32

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28 30

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22

○

○

○

41 42 45

evaporación de bandeja (mm) y coeficiente de bandeja (KP) 4 6

12 Coeficientes de infiltración de los suelos para riego por ○

○

○

humedad relativa y velocidad del viento

11 Frecuencia de riego (días), en función de la lámina

surco

○

○

○

○

○

diferentes texturas de suelos

10 Estimación de la evapotranspiración real (etr) o de cultivo (mm) en función de etr y KC

Pág.

INDICE de TABLAS

9

ÍNDICE DE TTABLAS ABLAS

311

INDICE de TABLAS

material en que se construye

○

○

○

○

○

(P) en canales trapezoidales y rectangulares

○

○

○

○

72

○

○

○

○

○

○

73

○

74

ÍNDICE DE TABLAS

que se construye y el material que transporta el agua 21 Valor de diseño de la base y tirante de canales trapezoidales, para diferentes caudales calculados por el sistema

○

○

○

○

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○

de suelos.

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de tuberías

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101 ○

110

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○

119 128

○

○

○

○

156

○

○

○

○

159

○

○

○

○

160

33 Longitud para surcos según pendiente, textura de suelo y profundidad a mojar

○

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○

163

34 Caudales para platabanda según textura y pendiente del ○

○

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165

35 Largos máximos de platabanda según textura y pendiente de suelo

○

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○

○

diferentes materiales

32 Caudales máximos no erosivos y reducidos para diferentes pendientes

○

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75

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77

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○

84

○

86 ○

○

○

○

pendiente del terreno

31 Tiempo de riego necesario según textura de suelo y profundidad de riego

○

○

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○

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○

○

○

○

○

○

25 Valores del coeficiente “C” de Hazzen y Williams para

30 Recomendación de la distancia entre surcos para diferentes profundidades radicales y texturas de suelo

○

de plástico de diferentes diámetros con relación a la

○

○

○

24 Capacidad aproximada (L/s) de conducción en mangas

○

○

○

○

la pendiente del terreno.

○

○

○

○

167

ÍNDICE DE TABLAS

○

○

23 Efecto de la pendiente y caudal sobre la longitud máxima

28 Tipos y condiciones de uso de maquinarias para nivelación 29 Direcciones.

○

22 Características de conducción de tuberías en función de

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

101

INDICE de TABLAS

27 Clasificación del movimiento de tierra.

suelo

○

20 Velocidades permitidas en canales según el material en

26 Valores de los coeficientes K para diferentes singularidades

314

○

19 Fórmulas para determinar el área (A) y el perímetro mojado

313

INDICE de TABLAS

38 Comparación de métodos de riego superficiales 39 Características de algunos aspersores

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

180 182

ÍNDICE DE TABLAS

utilizados 41

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de producción

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y perfil del suelo

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○

202 204

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○

○

○

56 Tipos de emisores en distintas especies agrícolas

20 7 207

○

○

○

○

○

○

○

209 211 216 225 232

○

○

○

○

233 234

57 Pérdida de carga (m.c.a./100 m) para tubería de diámetro inferior a 125 mm

○

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○

○

según radio mojado y descarga por aspersor

54 Porcentaje de suelo mojado (PSM) por grupo de cultivos 55 Diámetro mojado por un emisor de 4 L/h

○

presión de trabajo

○

○

○

187 195

○

○

○

○

196 1 97

○

○

○

○

1 97

○

○

○

○

○

200

46 Tasa de aplicación de sistemas de aspersión (mm/h)

52 Selección del filtro según el elemento contaminante 53 Tipos de gotero

○

45 Recomendación de tamaño de boquilla en relación a la

○

○

○

44 Tasas de aplicación máximas (mm/h) según textura, pendiente

50 Coeficientes de uniformidad aceptables según sistema Ventajas y desventajas del riego por aspersión

○

tiempo diario de trabajo y número de posturas

○

○

○

43 VIB promedio según tipo de suelo

○

○

○

58 Pérdida de carga (m.c.a./100 m) para tubería de diámetro

○

236

ÍNDICE DE TABLAS

○

○

según disposición de aspersores y velocidad del viento

su tasa de aplicación y área del marco de posicionamiento

○

○

42 Tiempos de riego para equipos móviles y semi-fijos según

49 Coeficiente de Christiansen para salidas múltiples en ○

○

Recomendación de espaciamiento (% del diámetro efectivo)

○

○

○

○

○

201

INDICE de TABLAS

aspersor y tipo de suelo

51

○

○

40 Caracterización de los equipos de riego por aspersión más

48 Superficie regada (ha) por un aspersor considerando

316

179

37 Rangos de eficiencia en métodos de riego superficiales

47 Tiempos de riego (h) dada la tasa de aplicación del

tuberías

172

36 Espaciamiento entre regueras según pendiente del terreno

315

INDICE de TABLAS

superior a 125 mm

ÍNDICE DE TABLAS

62 Sistema de filtraje

○

○

○

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equipo

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239 240 242 243

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○

244 244 248 249 25 1 251

68 Secuencias de labores de mantención y limpieza de equipos de riego localizado 69 Costo de bombas

○

○

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○

○

○

70 Costos del sistema de riego 71

○

○

Consecuencias del mal drenaje.

○

○

○

○

○

○

72 Valores de coeficiente de rugosidad n.

○

○

○

○

○

○

○

2 74 275

○

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○

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○

○

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○

○

67 Descripción de problemas en el equipo de riego

○

○

○

○

66 Ficha de riego

277 279 280

78 Recomendaciones técnicas para construcción de drenes 79 Valores de diámetros de tuberías de drenaje.

○

○

65 Profundidad de arraigamiento efectivo

○

○

○

○

○

80 Estándares de limpieza y excavación de cauce natural.

○

○

○

○

○

○

284 287 293

ÍNDICE DE TABLAS

○

○

○

64 Recomendaciones para construcción de zanjas

○

Estándares de excavación mecanizada de zanjas.

○

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○

237

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○

252 256 257 267 273

INDICE de TABLAS

○

77 Estándares de retiro del material excavado.

318

○

○

63 Presiones necesarias para distintos componentes del

Velocidad (m/s) máxima no erosiva en drenes abiertos.

topo.

○

61 Largo máximo de lateral (m)

75 Estándares de roce, limpieza y despeje de faja. 76

○

60 Coeficiente F de Christiansen para riego localizado

73 Talud 1 : Z (V : H) en drenes abiertos. 74

○

59 Tolerancia de presiones

317

DEFINICIONES

Pág.

ÍNDI C E DE MA TERIAS MATERIAS

9

Acuífero

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Aforador Aforo

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Aspersor

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Alcance

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Drenar

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Eficiencia

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Elementos singulares

298

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Erosión

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Escorrentía

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Evaporación

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Evapotranspiración

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Gotero

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Gotero autocompensado Humedad aprovechable Infiltración

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304 304 304 304 304 304 304 304

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301 301 301 302 302 302 302 302 302 303 303

305 305 306 306 306 306 306 30 7 307 30 7 307

ÍNDICE

Fertirrigación

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Evapotranspiración de referencia (ETR)

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Coeficiente de uniformidad

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Coeficiente de Cultivo

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Elementos de control Emisor

Caudal nominal

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Capacidad de campo

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Cabezal de riego

ÍNDICE ○

Densidad aparente

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DEFINICIONES

Curva de nivel

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Bulbo húmedo

9

301

DEFINICIONES

9

297

DEFINICIONES

Infiltración básica Inyectores

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Manómetro

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Número de mesh

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Pérdidas de carga Precipitados Presión

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ÍNDICE

Tensiómetro

9 ○

Tubo portaaspersor

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Transpiración

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Tuberías secundarias

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Tuberías laterales

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30 7 307 30 7 307 30 7 307 30 7 307 308 308 308 309 309 309 309 309 309 309 310 310 310

DEFINICIONES

Tuberías terciarias

Textura

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Punto de marchitez permanente Sistema de bombeo

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Percolación profunda

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Marco de los aspersores Microaspersor

○

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310 310

300

ÍNDICE

9

299

DEFINICIONES

9

9

DEFINICIONES

Acuífero Capa del subsuelo que tiene capacidad suficiente para almacenar agua en su interior, y permitir su movimiento hacia otras zonas o cederla cuando se efectúa un sondeo

Aforador Dispositivo para la medida de caudal. Aforo Cálculo o medida de caudal

301

Figura 9 1 ( a) : Acuífero 91

Aspersor Cualquiera de los emisores de riego utilizado en un sistema de riego por aspersión.

Bulbo húmedo Zona del suelo que se humedece con el agua que suministra un emisor de riego localizado Cabezal de riego Conjunto de dispositivos instalados al inicio de la instalación de riego localizado, destinado a filtrar, tratar, fertilizar y medir el agua de riego. Capacidad de campo El contenido de humedad del suelo que se consigue dejando drenar libremente un suelo que se ha saturado, es decir, el máximo contenido de agua que el suelo puede retener.

302

Caudal nominal Es el caudal que suministra el emisor de riego localizado a la presión para la que se ha diseñado. Normalmente está comprendido entre 2 y 16 L/h para goteros y puede llegar hasta 200 L/h en el caso de microaspersores o difusores.

Foto 1 8: Aspersores 18

DEFINICIONES

Alcance Es la distancia a la cual el aspersor es capaz de desplazar el agua cuando ésta sale de su boquilla. Es muy variable dependiendo del tipo de aspersor y de condiciones técnicas de trabajo

Figura 9 2 (b) 92 (b): Acuífero

9

DEFINICIONES

9

Coeficiente de Cultivo Coeficiente que describe las variaciones en la cantidad de agua que las plantas extraen del suelo a medida que éstas se van desarrollando, desde la siembra hasta la cosecha. Se utiliza en el cálculo de la evapotranspiración del cultivo.

303

Figura 9 3: Coeficiente de cultivo KC 93

Densidad aparente Es la relación entre el peso de una muestra de suelo y el volumen que ocupa. Normalmente se mide en gramos por centímetro cúbico (g/cm³). Drenar Referido al agua del suelo, dejar que se elimine libremente por gravedad, sin realizar ninguna presión o succión.

Figura 9 4: Uniformidad de riego 94

Elementos singulares Piezas para adaptar la red de tuberías a la forma o configuración de la parcela a regar, como codos, tees, juntas, etc. Emisor Elemento destinado a aplicar el agua al suelo en un sistema de riego localizado Erosión Arranque, transporte y depósito de partículas del suelo, provocada por factores externos como el agua y el viento. En el caso que nos ocupa, es provocada por el agua de riego.

DEFINICIONES

Curva de nivel Línea imaginaria sobre la superficie del terreno que no tiene pendiente

304

Coeficiente de uniformidad Índice que permite estimar el agua que se aplica al suelo. Cuanto más parecida sea la cantidad de agua que se ha infiltrado en todos los puntos de la parcela, mayor será la uniformidad del agua infiltrada.

Eficiencia Referido al riego., es la relación entre la cantidad de agua que queda en la zona ocupada por las raíces y la cantidad de agua que se aplica con el riego. Elementos de control Aquellos que permiten regular el caudal o la presión en la instalación de forma que se pueda establecer un cierto control del sistema.

9

DEFINICIONES

Escorrentía Es el agua aplicada con un determinado sistema de riego, que no se infiltra en el suelo, escurriendo sobre su superficie y por lo tanto, se pierde.

Evaporación Proceso por el cual el agua que existe en las capas más superficiales del suelo, y principalmente la que está en contacto directo con el aire exterior, pasa a la atmósfera en forma de vapor.

305 Escorrentía

9

Figura 9 5: Escorrentía 95

Evapotranspiración de referencia (ETR) Es la evapotranspiración que produce una superficie extensa de hierba que cubre totalmente el suelo, con una altura de unos 10 a 15 cm, sin falta de agua y en pleno crecimiento. Con ella se evalúan las condiciones climáticas de la zona a la hora de calcular la evapotranspiración de un cultivo. Fertirrigación Procedimiento mediante el cual se aportan los fertilizantes a las plantas a través del agua de riego.

306

DEFINICIONES

Evapotranspiración Es el término con el que se cuantifican de forma conjunta los procesos de evaporación directa del agua de la superficie del suelo y la transpiración del vapor de agua desde la superficie de las hojas.

Figura 96 96: Evaporación

Gotero Emisor de riego localizado que suministra un caudal no superior a 16 L/h. En ellos se produce una disipación de la presión del agua, por lo que el agua sale gota a gota.

Figura 97: Evapotranspiración

Gotero autocompensado Gotero que lleva incluido un elemento flexible, normalmente una membrana elástica, que se deforma según la presión del agua a la entrada del gotero. Dentro de un determinado rango de presiones mantiene un caudal aproximadamente constante.

9

DEFINICIONES

Humedad aprovechable Cantidad de agua que teóricamente pueden extraer las plantas, correspondiente a la diferencia de humedades entre el límite superior y el límite inferior, conocidos como capacidad de campo y punto de marchitez permanente

Infiltración Proceso por el cual el agua aplicada sobre la superficie del suelo penetra en él, pasando a través de los poros. Infiltración básica Es la velocidad de infiltración de un suelo cuando ha transcurrido un tiempo prolongado. Inyectores Dispositivos encargados de la dosificación de los diferentes productos químicos en la conducción general de riego. Suelen estar accionados por una bomba eléctrica o hidráulica. Manómetro Medidor de presión. Es esencial colocarlos en distintos puntos de la instalación de riego.

9

Figura 98 98: Humedad aprovechable

de orificios de la malla por pulgada lineal o el número de ranuras de las anillas por pulgada. Percolación profunda Cantidad de agua de riego que después de haberse infiltrado en el suelo no puede ser retenida por éste y pasa a zonas situadas bajo la zona de raíces.

308

DEFINICIONES

do el primer número la distancia entre aspersores y el segundo la distancia entre ramales

Marco de los aspersores Disposición que adoptan los aspersores y los ramales de riego uno con respecto a los otros. Los tipos empleados son cuadrado, rectangular y triangular, expresándose comúnmente en la forma de 12 X 12, 12 X 18, etc., indican

Figura 99 99: Marco de los aspersores Microaspersor Emisor de riego localizado que distribuye el agua en forma de fina lluvia con gotas o pequeños chorros y que dispone de uno o varios elementos giratorios Número de mesh Parámetro utilizado para medir la capacidad de retención de un filtro de malla y de anillas. Se define como el número

D: Zona de déficit de agua E: Zona exceso de agua ( percolación profunda)

Figura 10 0: Percolación profunda 100

9

307

DEFINICIONES

Pérdidas de carga Pérdidas de presión en el agua que circula en una conducción a presión, debido a rozamientos con las paredes de las tuberías, paso por conexiones, piezas singulares, etc. Precipitados Acumulación en forma de pequeños grumos que ciertos elementos o compuestos químicos forman en el líquido en que se encuentran disueltos Presión Fuerza que ejerce el agua sobre las paredes de una tubería y los distintos elementos que componen el sistema de riego.

9

Punto de marchitez permanente Contenido de humedad en el suelo para el cual las raíces no pueden extraer el agua. Depende fundamentalmente del tipo de suelo.

Te n s i ó m e t r o Dispositivo para medir la humedad del suelo. Consta de un tubo poroso, que se introduce a una determinada profundidad en el suelo, conectado a un manómetro que señala mayor o menor succión según la humedad sea menor o mayor, respectivamente. Te x t u r a Propiedad física del suelo con la que se refleja la proporción de partículas minerales de arena, limo y arcilla que existen en su fracción sólida.

Tuberías secundarias Son las que, dentro de una unidad de riego, llevan el agua a las distintas subunidades. Tuberías tter er ciarias erciarias Dentro de una subunidad de riego, son las que alimentan las tuberías laterales.

TRANSPIRACIÓN VAPOR DE AGUA

CO2

310

CO2

CO2

Tubo por taasper sor Elemento de la red de distribución que se utiliza para unir el aspersor con el ramal de aspersión.

DEFINICIONES

Tr a n s p i r a c i ó n Proceso por el cual gran parte del agua que extrae del suelo pasa a la atmósfera a la forma de vapor, a través de los estomas de las plantas.

Sistema de bombeo Conjunto de elementos de la instalación que aportan la energía necesaria al sistema para suministrar el caudal de agua requerido a la presión necesaria, de tal manera que haga funcionar los emisores correctamente.

CO2 ESTOMA

Figura 1 01: Transpiración 10

Tuberías lat erales laterales Son las tuberías que parten de las tuberías terciarias y que llevan conectados los emisores de riego localizado.

Fo t o 1 9: Tubo portaaspersor 19

9

309

DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS

88 Leopoldo Ortega C. Ingeniero Agrónomo Investigador Riego y Drenaje CRI Remehue, IX Región Instituto de Investigaciones Agropecuarias

260

DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS

AUTOR

DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS

8

DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS

ÍNDI C E DE MA TERIAS MATERIAS

8

8.4

RECONOCIMIENTO Y DIAGNÓSTICO DE PROBLEMAS.

8.5

TÉCNICAS DE DRENAJE DEL SUR DE CHILE

8.5.1

Zanjas colectoras

a)

Trazado de la red

b)

Dimensionamiento de la zanja

c)

Etapas de construcción

*

Roce, despeje y limpieza de faja

ÍNDICE

278 280

a)

Implemento usado para su construcción

b)

Parámetros de construcción de drenes topo

8.5.3

Drenes en V

8.5.4

Drenes de tubería

a)

Diámetros y pendientes

b)

Envolventes

c)

Instalación de drenes de tubería

d)

Estructuras auxiliares

8.5.5

Drenes interceptores

8.6

LIMPIEZA Y AMPLIACIÓN DE CAUCES

8.6.1

Limpieza de cauces naturales

8.6.2

Excavación de cauces naturales

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292

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ÍNDICE

Drenes topo

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263

CONSECUENCIAS DEL MAL DRENAJE

○

8.5.2

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8.3

○

Cercado de zanjas

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263

DEFINICIÓN DEL PROBLEMA

○

*

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○

CAUSAS DEL PROBLEMA

○

Retiro del material

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8.2

○

Excavación de la zanja

*

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8.1

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*

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264 265

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270 270 271 277 277

DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS

262

D R E N A J E D E S U E L O S A G R ÍC O L A S

DE DRENAJE

8

Pág.

8

261

DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS

8

8

DRENAJE DE SUELOS AGR AGRÍÍ COLAS

El mal drenaje de los suelos, tanto externo como interno, ha sido un aspecto al cual históricamente no se le ha dado la importancia que merece. Por un lado, la actitud normal de los agricultores ha sido la de evitar utilizar aquellos suelos con problemas de drenaje, o utilizar cultivos de corto período de desarrollo que crezcan durante la temporada en que el problema no es evidente. Los estándares que se presentarán a continuación, corresponden a valores promedio de obras ejecutadas en la X Región. Por lo tanto, deben ser utilizados con la prudencia que el caso requiera y adecuarlos, dependiendo de las características del terreno, del tipo de maquinaria y de las condiciones de trabajo, más aún si se trata de condiciones muy particulares, o de proyectos de otras regiones. 8. 1

DEFINICI Ó N DEL PROBLEMA

En la Figura 78 se presentan esquemáticamente las fases de un suelo saturado y de un suelo no saturado.

263 Figura 78 78.. Fases existentes en un suelo no saturado y saturado.

Se observa que cuando el suelo está saturado, todo el espacio poroso del suelo está ocupado por agua, no existiendo oxígeno, el cual es indispensable para la respiración de las raíces. Entonces, cuando existen problemas de drenaje, el objetivo es evacuar el exceso de agua del suelo y así tener una buena aireación, lo que es necesario para el

Los problemas de drenaje se clasifican en dos tipos: Superficial Subsuperficial.

264

En el drenaje superficial superficial, el problema consiste en la acumulación de agua sobre la superficie del suelo, la cual no es eliminada naturalmente. En el caso del drenaje subsuperficial subsuperficial, el exceso de agua se debe a la presencia de una napa freática ubicada sobre una estrata impermeable, lo que provoca saturación en el interior del suelo, afectando severamente las raíces, tal como se muestra en la Figura 79.

Figura 79 79.. Diferencia de crecimiento radicular y vigor de la planta bajo condiciones de buen o mal drenaje.

8.2

DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS

crecimiento y desarrollo de las raíces y la actividad biológica del suelo.

CAUSAS DEL PROBLEMA

El exceso de agua sobre el suelo, o en el interior del mismo, puede ser ocasionado principalmente por la conjunción de uno o más de los siguientes factores: precipitaciones, inundaciones, riegos, suelo, topografía y filtraciones.

8

DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS

8

La acción de la precipitación se manifiesta fundamentalmente en las zonas húmedas, donde la precipitación excede a la evaporación y, en consecuencia, hay períodos con un exceso de humedad en los suelos. Las inundaciones son una causa frecuente de problemas de drenaje, particularmente en los terrenos adyacentes a los ríos y esteros. El uso de prácticas inapropiadas de riego superficial, como riego tendido, riego nocturno, tiempos excesivos y volúmenes incontrolables, provocan pérdidas excesivas por escurrimiento superficial y por percolación profunda. El primero se acumula en las depresiones del terreno, y el segundo contribuye a una rápida elevación de la napa freática. En el suelo, las características de textura arcillosa, estructura masiva y de estratificación, son determinantes en la formación de los problemas de mal drenaje. La topografía es causante del problema de drenaje en casos de topografías muy planas (< 0,5% de pendiente), presencia de depresiones sin salida natural y cuando existe microrelieve con depresiones pequeñas y medianas.

Otra causa puede ser filtraciones, como es el caso de canales de riego construidos directamente en tierra y sin revestimiento. 8 .3

CONSECUENCIAS DEL MAL DRENAJE

Usualmente, el daño a la productividad agrícola se considera como el principal efecto del mal drenaje. No obstante, existen otras consecuencias, directas o indirectas, que se presentan en las Figuras 80 y 81, en donde se muestran los efectos del mal drenaje por acumulación superficial y en el interior del suelo.

MENOR AIREACIÓN

MENOR TEMPERATURA ACUMULACIÓN DE AGUA SOBRE EL NIVEL DEL SUELO

MENOR DESARROLLO DE RAÍCES

MENOR ACTIVIDAD DE ORGANISMOS DEL SUELO MENOR DESCOMPOSICIÓN DE MATERIA ORGÁNICA

266

PÉRDIDA DE TRABAJABILIDAD Y CAPACIDAD DE SOPORTE

PROBLEMAS DE MECANIZACIÓN

PROBLEMAS SANITARIOS

DAÑOS A INFRAESTRUCTURA

DISMINUCIÓN DE RENDIMIENTOS

MENOR ABASTECIMIENTO DE NUTRIENTES

DISMINUCIÓN DE RENDIMIENTOS

PÉRDIDAS ECONÓMICAS

Figura 80 80.. Efectos del mal drenaje en el interior del suelo.

PÉRDIDAS ECONÓMICAS

Figura 81 81.. Efectos de la acumulación superficial de agua en el suelo.

DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS

EXCESO DE AGUA EN EL INTERIOR DEL SUELO

8

265

DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS

8

Tabla 71: Consecuencias del mal drenaje.

Factor

Suelo bien drenado

Suelo mal drenado

Aireación del suelo

15-20% Oxígeno

Menos de 5% de Oxígeno

Temperatura del Suelo

Normal

1 a 5 °C más baja

Disponibilidad de nutrientes

Normal

Escasa a nula

Trabajabilidad y capacidad de soporte del suelo

Soporta peso sin destrucción ni compactación

Suelo se destruye y compacta más facilmente

Mecanización

Preparación de suelos óptima en calidad y oportunidad

Deficiente preparación de suelo y con retraso

Problemas sanitarios

Normales

Se acentúan problemas en plantas, animales y humanos

Daños a infraestructura

Mejor mantención

Mayor daño y menor vida útil (Ejemplo: Caminos)

RECONOCIMIENTO Y DIAGN Ó STICO DE PROBLEMAS DE DRENAJE

En el Reconocimiento existen dos etapas: Recopilación de Antecedentes

La experiencia indica que cada problema de drenaje posee características propias que lo hacen único. Es decir, ningún proyecto es idéntico a otro, razón por la cual es imprescindible un reconocimiento y un diagnóstico de cada situación.

268

Reconocimiento El reconocimiento de problemas de drenaje tiene como objetivo evaluar las condiciones generales del área y determinar sus problemas existentes o potenciales. Consiste en una inspección del área desde puntos fácilmente accesibles, en la época en que se manifiestan marcadamente los problemas de drenaje y se debe completar esta visita con las opiniones e impresiones de las personas que habitan el lugar.

Reconocimiento de Campo Recopilación de Antecedentes Se debe reunir toda la información existente sobre el sitio en cuestión como, por ejemplo, fotografías aéreas, mapas, estudios, informes, publicaciones y opiniones de personas conocedoras del tema y del área. Reconocimiento de Campo En este recorrido se recomienda obtener la siguiente información: Observación de síntomas de mal drenaje, ya sea en plantas, suelo y animales. Análisis de las descargas de las aguas, pudiendo ser cauces naturales o zonas más bajas (quebradas).

267

DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS

8.4

En la Tabla 71 se presenta una comparación entre suelo bien drenado y mal drenado para diversos factores.

8

DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS

Proposición de posibles soluciones del problema, con sus costos y beneficios estimados.

Delimitación de áreas de aporte de escorrentías, que pueden ser laderas adyacentes o predios ubicados aguas arriba.

Recomendación de estudios más detallados para un proyecto posterior más detallado, ya sea de factibilidad o de diseño (topografía, agrología, hidrología, etc.).

Delimitación de áreas de saturación e inundación. Identificación de limitaciones de suelo. Identificación de limitaciones de topografía.

Diagnóstico Posterior al reconocimiento, se debe realizar un diagnóstico del problema, el cual debe entregar la siguiente información:

8

Identificación de las causas del problema. Identificación de las fuentes de exceso de agua.

8. 5

T É CNICAS DE DRENAJE DEL SUR DE CHILE.

En la zona sur de Chile el problema de drenaje se debe, fundamentalmente, a limitaciones de suelo, topografía y a la existencia de un período invernal de lluvias frecuentes y de gran magnitud. Los problemas de drenaje detectados más importantes corresponden a los suelos ñadis, problemas de acumulación de agua en depresiones localizadas, inundación de terrazas fluviales o "vegas" y problemas de napa freática. Por lo tanto, en el siguiente párrafo nos referiremos a aquellas obras definidas para cada tipo de problema de drenaje:

Sistema zanja colectora con drenes topo. Limpieza y ampliación de cauces.

Para el diseño y construcción de esta red de zanjas es importante considerar lo siguiente:

Sectores

Zanjas, drenes en V, o drenes de tubería enterrada, en combinación con algunas estructuras.

Trazado de la red de zanjas colectoras.

"Hualves":

Dimensionamiento de la zanja. Etapas de construcción de zanjas.

270

Sectores "Vegas":

Napa

Freática:

8. 5 . 1

Zanjas

Dren interceptor. Sistema zanja - dren topo. Diques de contención o canal interceptor de desbordes. Zanjas. Tuberías de drenaje.

colectoras

Las zanjas corresponden a colectores que se trazan en el terreno, conformando una Red de Drenaje.

a)

Trazado de la red de zanjas colect oras colectoras

Consiste en ubicar en el terreno la red de colectores y definir la dirección del flujo, para lo cual es recomendable contar con material cartográfico (mapas, planos, croquis, etc.), siendo lo óptimo un levantamiento topográfico del terreno a drenar. Para realizar este trazado, deben considerarse los siguientes aspectos: Topografía opografía: las zanjas deben ubicarse en sentido

DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS

Suelos Ñadis :

8

269

DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS

8

de la pendiente del terreno, en la medida que el apotreramiento, la forma de los potreros y el trazado seleccionado lo permita.

b)

Dimensionamiento de la zanja

Los parámetros de dimensionamiento de una zanja de sección trapezoidal se indican en la Figura 82.

Apotreramiento y deslindes: las zanjas deben quedar ubicadas contiguas a los cercos principales.

B

Secciones de facilidad constructiva: las dimensiones resultantes deben ser de un tamaño tal, que no sean demasiado pequeñas ni tan grandes, de suerte de optimizar el rendimiento de la construcción, ya sea manual o mecanizada. Resguardar erosión: evitar conducir caudales muy altos o en pendientes muy excesivas, que produzcan velocidades que sobrepasen la velocidad máxima no erosiva. Punto de descarga: deben ser de fácil acceso y, en lo posible, distribuir el caudal en varios puntos de descarga.

1 d

H

271

z

b Figura 82 82.. Parámetros de dimensiones de zanjas. Para calcular estas dimensiones se utilizan las siguientes ecuaciones: Q =

AxV

V =

(1/n) x (A/P)2/3 x So1/2 Fórmula de Manning (74)

(73)

=

b x d + Z x d2

(75)

P

=

b + 2 x d x (1 + Z 2) 1/2

(76)

H

=

d+r

(77)

B

=

b+2xZxH

(78)

Q

=

AxV

Q

=

A x (1/n) x (A/P) 2/3 x So 1/2

(Q x n)/So 1/2

=

A5/3/ P2/3

((Q x n)/ So 1/2 ) 3 =

A5/P2

Donde:

272 Q A V b d Z n

= = = = = = =

P = So =

Caudal de drenaje (m3/s) Área transversal de conducción (m2) Velocidad del flujo (m/s) Base (m) Tirante hidráulico (m) Talud de la pared (adimensional). Coeficiente de rugosidad de Manning (adimensional) Perímetro mojado (m) Pendiente de la rasante (m/m)

Para calcular las dimensiones de la zanja, la fórmula de Manning la expresamos de la siguiente forma:

((Q x n)/So 1/2) 3 = (b x d + Z x d 2) 5/(b + 2 x d x (1 + Z 2)1/2)2

DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS

Combinando las expresiones anteriores: A

(79)

8

DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS

8

Al realizar el cálculo, son conocidos los siguientes valores:

Q:

Calculado de acuerdo a un estudio hidrológico y de precipitaciones

n:

Se obtiene de tablas

So:

Se obtiene en el plano topográfico, o se asume

Z:

Se obtiene de tablas

Para calcular d y b, debe asumirse un valor para alguno de estos parámetros, y calcular el otro iterando en la ecuación. También existen tablas para obtener estos valores, para valores de Q, n, So y Z dados, o es posible calcularlos computacionalmente.

2. Valores de coeficiente de rugosidad n. Tabla 7 72. Condición del Drenaje Muy limpio Limpio Con poca vegetación Con moderada vegetación Con exceso de vegetación Fuente :

Grassi, Carlos J. 1991. "Drenaje de Tierras Agrícolas".

En la tabla 72, se entregan valores para el parámetro n.

Tabla 7 3. Talud 1: Z (V : H) en drenes abiertos. 73.

Material de excavación

Z

Roca firme

0,25

Hard-pan duro, Roca sin fisuras Grava cementada. Arcilla y Hard-pan ordinario

0,50 0,75

Arcilla con grava. Suelos francos Limo arcilloso

1,00 1,00

Suelos francos con grava Suelos franco-arenosos

1,50 2,00

Suelos muy arenosos

3,00

Fuente: Ven Te Chow,.1959. "Open Channel Hydraulics".

DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS

En la tabla 73, se entregan valores para el talud Z.

274

Valor de N 0,022 - 0,030 0,029 - 0,050 0,040 - 0,067 0,050 - 0,100 0,067 - 0,200

8

273

DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS

8

Tabla 7 4. Velocidad (m/s) máxima no erosiva en drenes abiertos. 74.

275

Fuente :

Fortier and Scobey. 1926. Trans. ASCE Vol 89 p. 940.

En relación con el valor de la base, existe un valor mínimo de acuerdo a la modalidad de construcción. En caso de construcción manual, el valor mínimo será aquel que se pueda realizar de acuerdo a la facilidad de operación de la mano de obra, valor que generalmente se asume igual a 0,5 m. En caso de construcción mecanizada, este valor mínimo de zanja corresponde al ancho de la cuchara de la excavadora. En el caso de suelos ñadis, el valor de la altura libre r, corresponde a la profundidad de los drenes topo, que en este caso es 0,5 metros.

Solución: Seleccionar n = 0,04 para dren limpio, según tabla. Asumir pendiente del dren, la misma del terreno. Seleccionar Z = 1, por suelo franco, según tabla. Asumir b = 0,5 m, por construcción manual. Aplicar estos valores en la fórmula: ((Q x n)/So 1/2)3

=

(b x d + Z x d2)5 (b + 2 x d x (1 + Z2) 1/2) 2

se obtiene: Ejemplo

((0,25 x 0,04) /(0,002)1/2)3 =

Calcular las dimensiones de un dren, considerando los siguientes antecedentes:

0,01118

Caudal Q = 250 L/s = 0,25 m3/s Pendiente del Suelo = 0,2% Suelo Franco Construcción manual.

=

(0,5 x d + 1 x d 2)5 (0,5 + 2 x d x (1 + 12) 1/2) 2 (0,5 x d + d2) 5 (0,5 + 2 x 2 1/2 x d)2

Iterando, se obtiene d= 0,53, lo cual se comprueba: (0,5 x 0,53 + (0,53)2)5 (0,5 + 2 x 2 1/2 x (0,53))2

=

0,048480319 = 0,01213 3,996266376

DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS

276

En relación al valor de la pendiente de la zanja, se recomienda un valor mínimo de 0,1%, para evitar sedimentación y secciones demasiado grandes. Por otro lado, deben evitarse pendientes excesivas que generen velocidades muy altas, erosión y socavación del dren. Para ello, existen valores de velocidades máximas no erosivas según el tipo de material del dren, que se presentan en la tabla 74.

8

DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS

8

Al calcular la velocidad V, obtenemos V = 0,47 m/s, que es menor a la velocidad máxima no erosiva.

Cercado. La profundidad total H = d + r = 0,53 + 0,5 = 1,03 m. * Roce, despeje y limpieza de faja . El ancho superior B, entonces es igual a B = 0,5 + 2 x 1 x 1,03 = 2,56 m. El caudal de evacuación se calcula considerando la escorrentía superficial con los valores máximos de lluvia, en un determinado número de días. Posteriormente, esta escorrentía se proyecta en una determinada superficie de influencia, generándose el valor de caudal de drenaje.

c)

Etapas de construcción de zanjas

Las etapas que existen en la construcción de zanjas son: Roce, despeje y limpieza de faja.

Consiste en la eliminación de todos los árboles y matorrales sobre el área a ocupar, en el ancho del dren, más las bermas correspondientes. En la tabla 75 se presentan los estándares y características de esta etapa.

Etapa

Medio

Actividad

Rendimiento

Roce y Despeje

Mano de obra no calificada con rozones y horquetas

*Corte de vegetación. *Acumular material en hileras o montones. *Cargar material en camión.

100/m/jornada para faja de 3 m de ancho

Traslado de material a botadero

100 m/hr con distancia a botadero de 1km

Traslado a Camión tolva botadero

Excavación de la zanja.

Esta labor puede realizarse manualmente o con maquinaria. En el caso de construcción manual, los estándares son los siguientes: Rendimiento excavación estrata de suelo= 9 m3/J Rendimiento excavación estrata de ripio = 2 m 3/J Vida útil pala en excavación = 0,1km/pala Vida útil picota en excavación = 0,5 km/picota En el caso de construcción mecanizada, se utilizan excavadoras y mano de obra. La excavadora cumplirá la labor de excavación propiamente tal, en tanto que la mano de obra se utilizará para el repase o terminación del sello y de los taludes de las zanjas. En la tabla 76 se presentan los estándares y características de esta etapa, para excavación mecanizada.

DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS

* Excavación de la zanja

278

Retiro del material

8

277

DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS

8

Etapa

Medio

Rendimiento

Excavación

Excavadora Oruga Modelo 200, 133 HP potencia nominal, Balde 1200 mm ancho y 0,93 m 3 capacidad.

Terreno blando= 50-70 m 3 /hr. Terreno semi-blando= 40-60 m 3/hr. Terreno duro= 30-40 m 3 /hr.

Mano de obra no calificada con palas derechas

Se requiere aproximadamente un movimiento de tierra igual al 2,5% del material excavado. Rendimiento aproximado de 5 m 3 /jornada

Terminación de la sección

279

Nota: estos valores dependen del tipo de excavadora, de las condiciones de trabajo y de la destreza del operador. * Retiro del material

77 Es recomendable que la excavación Tabla 7 7. Estándares retiro del material excavado. de las zanjas, ya sea si es realizada en forma Modalidad Rendimiento mecanizada o manual, considere la separación del suelo y del material que exista bajo Manual, con pala y Rendimiento traslado tierra éste, ya sea ripio o arcilla. carretilla con retiro excavada= 6,75 m 3/jornada a 100 m de distancia El suelo excavado puede ser aproRendimiento traslado ripio vechado para rellenar sectores de pequeñas excavado= 3 m 3 /jornada depresiones al interior de los potreros o, simplemente, ser desparramado en éstos. En Mecanizada, con camión Rendimiento traslado tierra caso de que bajo el suelo exista ripio, éste tolva y descarga a 1 km excavada= 38 m 3 /hora constituye un excelente material para consde distancia trucción de caminos, que pueden ser construiRendimiento traslado ripio dos inmediatamente al lado de la zanja, o ser excavado= 32 m 3 /hora utilizados para el relleno de caminos y callejones existentes en el predio. Para las cubicaciones finales, se debe consideEn lo concerniente a las estratas de arcilla, este rar el esponjamiento del material al ser excavado, que comaterial no constituye ningún beneficio y, por lo tanto, se rresponde a 30% para el ripio y un 50% para el suelo. debe eliminar trasladándose a un lugar de botadero. Lo ideal y recomendable es realizar la faena de excavación y traslado del material en forma simultánea. * Cercado de zanjas En la tabla 77 se indican algunos estándares para esta etapa. En toda la extensión de la red de drenes colectores se instalan cercos a ambos lados de la zanja, a una

DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS

280

Tabla 7 6. Estándares de excavación mecanizada de zanjas. 76.

8

DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS

8

8. 5 . 2

Drenes topo

Como se indica en la Figura 83, los drenes topo son galerías subterráneas construidas en el interior del suelo, de aproximadamente 7,5 cm de diámetro, las cuales están rodeadas de fisuras periféricas, para lograr la recolección de los excedentes hídricos que se acumulan en la zona radicular.

NIVEL DEL SUELO

281

FISURAS

DREN TOPO

Figura 83 83.. Corte transversal de un dren topo.

Las fisuras periféricas que rodean la galería recolectan los excedentes hídricos que se acumulan en la zona radicular y, por lo tanto, estas fisuras son la clave del éxito del funcionamiento de los drenes. Estos drenes descargan en la zanja colectora debido a la gravedad, razón por la que deben tener pendiente positiva en dirección a la zanja. Además, se requiere para la construcción de estos drenes, un contenido mínimo de arcilla de 20% en la zona de la galería.

En la Figura 84, se muestra un esquema de Arado Topo con barra de tiro, de tracción animal.

MANSERA

BARRA DE TIRO

BALIN EXPANDIDOR HOJA SUBSOLADORA

a)

Implemento usado para su construcción

El implemento utilizado para construir los "drenes topo" se conoce con el nombre de "arado topo".

CILINDRO DE PENETRACIÓN O “TORPEDO”

Figura 84 84.. Esquema de arado topo de tracción animal.

DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS

282

distancia de 3,5 m desde el borde del dren, para facilitar las labores de mantención posteriores. El cerco se construye utilizando estacones de pellín de 2,2 a 2,5 m de longitud, y de 4 a 5 pulgadas de diámetro. Los estacones se instalan espaciados cada 3,5 m, con 4 corridas de alambre de púa clavado con grampas de 1 ½". Los estacones se pintan totalmente con 1 mano de aceite de motor quemado, y en su extremo superior se pintan 25 cm con 2 manos de óleo blanco. Para todo el proceso de construcción de los cercos, desde el pintado de los estacones, su hincado en el terreno, colocación y tensión de los alambres, etc., se utiliza mano de obra semicalificada, estimándose un requerimiento de 100 jornadas para la construcción de 1 km de cerco doble de estas características (5 jornadas/100 m cerco simple).

8

DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS

Consta básicamente de una barra de tiro, una hoja subsoladora, un cilindro de penetración o "torpedo", y un balín expandidor. Puede ser accionado mediante tracción mecánica o animal. En el caso de tracción mecánica, el acoplamiento al tractor es mediante el sistema de 3 puntos; mientras que para la tracción animal, el implemento es de tiro mediante una cadena, y se agrega en el modelo, una mansera doble para su operación. La principal ventaja de este modelo es que mediante la barra de tiro se anula, en un grado importante, la replicación del microrelieve en el eje longitudinal del dren topo.

b)

Parámetros de construcción de drenes topo

Los parámetros de diseño y construcción más importantes para los drenes topo son:

Época de construcción. Velocidad de la labor.

283

Espaciamiento entre pasadas. Profundidad de la galería.

En la tabla 78 se presenta un resumen de las recomendaciones técnicas para la construcción de drenes topo.

8 Explicación

Recomendación

Época de construcción

En la zona de galería debe existir suelo fríable para garantizar estabilidad de la galería. En la zona de grietas, debe haber humedad cercana a suelo seco, para que las grietas no se cierren. Posterior a la labor, debe haber período de «fraguado» de grietas.

Salidas de Primavera a comienzos de verano, aproximadamente en el mes de Diciembre.

Velocidad de la labor

La rapidez de la rotura en el suelo debe anular la elasticidad que tiende a cerrar las grietas. El roce del implemento debe producir calor para fraguar las paredes internas de la galería.

3 km/h

Espaciamiento entre pasadas

Lograr traslape horizontal de grietas entre dos pasadas consecutivas.

2metros

Profundidad de la galería

Galería debe quedar en una zona con mínimo 20% de arcilla. Las grietas deben alcanzar la zona radicular. Evitar daño por pisoteo animal.

40 a 60 cm

Tabla 7 8. Recomendaciones técnicas para construcción de drenes topo. 78

DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS

284

Parámetro

8

DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS

8

Drenes en V

La mayor ventaja de la construcción de drenes en "V" es que, debido a la amplitud de sus taludes, prácticamente quedan integrados a la topografía natural del terreno, permitiendo el libre tránsito de ganado y maquinaria sobre ellos y, por lo tanto, no rompen la continuidad de los potreros. Una vez que los taludes de los drenes en "V" han sido cubierto por vegetación de praderas, se debe mantener esta vegetación en forma permanente, por lo cual, no deben ser posteriormente cultivados.

Los drenes en "V" son zanjas que se caracterizan por poseer taludes amplios que fluctúan entre 8:1 y 10:1, lo cual permite el libre tránsito de maquinaria y ganado. Es una solución adecuada en sectores que presentan topografía ondulada, ya que permiten mantener la continuidad de los potreros y adecuarse a la topografía natural. Además, es importante que la altura de corte sea la menor posible, para disminuir al mínimo el movimiento de tierra.

285 6 - 14 m

3-7m

En la Figura 85 se presenta una sección transversal.

1 10

0.5 - 1.5 m

Para el cálculo de las dimensiones de estos drenes, se aplica la misma metodología que para cualquier zanja, utilizando la Fórmula Manning.

Figura 85 85.. Sección transversal de dren en V.

Drenes de tubería

Como se indica en la Figura 86, estos drenes consisten en una tubería de drenaje enterrada en una zanja y revestida por un material filtrante.

286

Las principales ventajas de los drenes de tubería son que no rompen la continuidad de los potreros y su fácil mantención, razones por las cuales son los más recomendables. Sin embargo, su principal desventaja es su alto costo de construcción. Las tuberías de drenaje se encuentran disponibles en materiales como plástico, (corrugado o liso), arcilla y hormigón. A veces, en vez de la combinación tuberíaenvolvente, se utiliza solamente un tipo de material filtrante como piedra (bolones o grava), ladrillos (liso o perforado) o materiales de origen vegetal (troncos, coligües, etc). Esta alternativa no tiene un comportamiento tan eficiente como los tubos, pero permite reducir considerablemente los costos.

a)

Figura 86. Sección transversal de dren de tubería.

Diámetros y pendientes

Es necesario tener presente que, desde el punto de vista hidráulico, existe una íntima e indisoluble relación entre caudal, diámetro y pendiente, como se muestra en los valores de la Tabla 79. Las pendientes más usadas fluctúan entre el 1 y

DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS

6.5.4

8. 5 . 3

8

DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS

8

el 5 por mil. La FAO (1985) sugiere una pendiente mínima del 0.5 por mil. El Bureau of Reclamation de Estados Unidos recomienda un mínimo de 1 por mil para evitar sedimentación. Otra recomendación es la que se incluye en la tabla siguiente:

Con el objeto de mejorar el comportamiento del dren, es necesario colocar un material que cubra completamente el tubo. Los objetivos de este material son:

Tabla 7 9. Valores de diámetros de tuberías de drenaje. 79. Fuente: Salgado, 1996. Diámetro de tubería (mm)

Pendiente (%)

Velocidad de agua (m/s)

Reducir la resistencia de entrada al mismo. Filtrar el agua antes de su ingreso al tubo.

Los materiales más comunes son:

75

0.20

0.29

100

0.10

0.25

Arena o gravilla fina. Materiales orgánicos (fibra, paja, turba).

125

0.17

0.24

150

0.02

0.23

Instalación de drenes de tubería

Este es uno de los aspectos más críticos. Si no existe una depurada técnica de instalación de los drenes en terreno, todo el esfuerzo que se pudiera haber puesto en la determinación de los parámetros y criterios de diseño puede verse malogrado en la fase final. La falta de maquinaria especializada para instalar drenes y el uso masivo de retroexcavadoras para construir las zanjas, puede acarrear problemas de alineamiento, gradientes negativas y eventual ruptura de las tuberías por inadecuada manipulación. Dada la complejidad de este problema, es necesario que esta etapa sea realizada por empresas especializadas y con personal entrenado.

d)

Materiales sintéticos (fibra de vidrio, género).

Estructuras

auxiliares

En drenes de tubería es recomendable la construcción de algunas pequeñas estructuras para asegurar su óptimo funcionamiento, y evitar problemas de obturación. Principalmente, estas estructuras son las cámaras de filtración, las cámaras de inspección, y las salidas de tubería, las cuales se presentan en las Figuras 87,88, 89, respectivamente.

Figura 8 7. Cámaras de filtración. 87

DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS

288

Envolventes

Aumentar el diámetro efectivo del dren.

El material filtrante más recomendable es el de tipo pétreo (bolones y gravas), ya que los materiales orgánicos como rastrojos, pajas, maderas y virutas, tienen una corta duración por su descomposición, y provocan serios problemas de taponamiento.

c)

b)

8

287

DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS

8

TAPA DE MADERA LADRILLO

289

TUBO DE DRENAJE

Figura 88 88.. Cámara de inspección.

290

T U B O D E D R E N A JE

P E D R A P LEN

Figura 89 89.. Sección longitudinal de tubería de salida.

DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS

R E J IL L A D E F IE R R O

8

DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS

8

8. 5 . 5

Drenes

Los drenes interceptores tienen como misión detener el flujo superficial y subsuperficial de agua que se mueve en una determinada dirección y desviarlo de la misma. En la Figura 90 se presenta un esquema que muestra el efecto del dren interceptor en la disminución del nivel freático.

En todo proyecto de drenaje se debe analizar el cauce evacuador de las aguas, de manera de decidir su intervención en caso que el tamaño de su sección o condiciones de limpieza, no aseguren la conducción de los caudales adicionales que surgen de una red de drenaje. En algunos casos, la importancia de la intervención de los cauces naturales es de primer orden ya que,

Figura 90 90.. Disminución del nivel freático debido a la acción de un dren de intercepción.

Limpieza de cauces naturales

La labor de limpia consiste en la extracción de sedimentos y en el despeje y retiro de toda la vegetación existente sobre el ancho de corte de los cauces, ya sean malezas, matorrales o árboles de diverso tamaño. Esta labor se realiza sobre el lecho de los cauces, utilizando una excavadora oruga. La labor de limpieza de árboles no se realiza mediante la tala, sino que se efectúa mediante el volteo de los árboles utilizando el brazo de la excavadora, lo cual se consigue fácilmente, debido a que el arraigamiento de

estos árboles en el lecho de los cauces es de tipo superficial. Posterior al volteo de los árboles, se arrastran y levantan los matorrales y árboles derribados, utilizando el brazo y el balde de la excavadora, conjuntamente.

8. 6 . 2

Excavación de cauces naturales

Para el cálculo de la excavación de cauces naturales, se debe considerar que existe una sección actual, la cual será ampliada. Por lo tanto, la sección de excavación corresponde a la diferencia entre la sección futura y la sección actual del cauce. El cálculo de las secciones y dimensiones de los cauces naturales ampliados, se rige por la misma metodología que se utiliza en el caso de zanjas de drenaje, es decir, con la Fórmula de Manning. El valor del talud corresponde a 0:1, ya que los cauces tienen su sello en el sustrato fluvio-glacial cementado, lo cual permite este talud vertical. Al igual que la labor de limpieza, esta labor se realiza sobre el lecho de los cauces, utilizando una excavadora.

DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS

8. 6 . 1

LIMPIEZA Y AMPLIACI Ó N DE CAUCES AMPLIACIÓ

291

debido a la baja densidad geográfica, su reducida pendiente y sección transversal, y su estado de embancamiento y obstrucción por vegetación, éstos no cumplen con la función de evacuar los excesos de lluvia del área. Al contrario, constituyen un importante impedimento a esta necesidad. Por lo tanto, dependiendo de la gravedad del problema, a veces es necesaria la limpieza y el aumento de la sección de conducción de los cauces naturales existentes en la zona del proyecto.

292

8. 6

Interceptores

8

DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS

8

Tabla 8 0. Estándares de limpieza y excavación de cauces naturales. 80.

Etapa

Medio

Rendimiento

Limpieza de Cauce Natural

Excavadora Oruga Modelo 200, 133 HP potencia nominal, Balde 1200 mm de ancho y 0,93 m 3 capacidad.

Condición de obstrucción: - Severa = 315 m2/hora - Normal = 450 m2 /hora - Favorable = 585 m2 /hora

Excavación de Cauce Natural

Excavadora Oruga Modelo 200, 133 HP potencia nominal, Balde 1200 mm de ancho y 0,93 m 3 capacidad.

30 - 40 m 3/hora

DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS

294

En la tabla 80 se presentan las características y los estándares para intervención de cauces naturales.

8

293

MÉTODOS de RIEGO

77

MÉTODOS de RIEGO

Raúl Ferreyra E. Ingeniero Agrónomo MSc. Investigador Riego y Drenaje CRI La Platina, Región Metropolitana Instituto de Investigaciones Agropecuarias

Gabriel Sellez V S. Ingeniero Agrónomo Dr. Investigador Riego y Drenaje CRI La Platina, Región Metropolitana Instituto de Investigaciones Agropecuarias

Hamil Uribe C. Ingeniero Civil Agrícola Investigador Riego y Drenaje 146 CRI Quilamapu, VIII Región Instituto de Investigaciones Agropecuarias

Alejandro Antúnez B. Ingeniero Agrónomo Investigador Riego y Drenaje CRI La Platina, VI Región Instituto de Investigaciones Agropecuarias

Isaac Maldonado I. Ingeniero Agrónomo MSc. Investigador Riego y Drenaje CRI Quilamapu Instituto de Investigaciones Agropecuarias

MÉTODOS de RIEGO

AUTORES

7

MÉTODOS de RIEGO

Í NDICE DE MA TERIAS MATERIAS

7

MÉTODOS DE RIEGO

7.1

RIEGO SUPERFICIAL

7.1.1

Tendido

7.1.1.1

Principales limitaciones

7.1.1.2

Criterios de mejoramiento

○

○

○

○

○

○

○

○

ÍNDICE Ancho de la platabanda

7.1.3.3

Longitud de la platabanda

7.1.3.4

Diseño de los bordes

7.1.3.5

Operación y Mantención

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

Largo de surcos

7.1.3

Bordes o platabanda

7.1.3.1

Caudales a aplicar

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19

○

20

RIEGO PRESURIZADO

7.2.1

Aspersión

7.2.1.1

Tipos de riego por aspersión

7.2.1.2

Parámetros de diseño y manejo

7.2.1.3

Diseño de sistemas estacionarios

7.2.1.4

Evaluación de equipos de riego por aspersión

7.2.1.5

Elementos básicos a considerar al optar por un

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equipo de aspersión

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Ventajas y desventajas del riego por aspersión

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26 27 29

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31 33

ÍNDICE

7.2

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17

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Comparación de los métodos de riego superficiales

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16

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7.1.5

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Caudales a aplicar

Diseño del Método

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7.1.2.5

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7.1.2.4

7.1.4.2

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Tiempo de riego

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Forma de surcos

Regueras en contorno

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7.1.2.3

Esquema de distribución del agua

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7.1.2.2

7.1.4.1

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Surcos

7.1.4

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Espaciamiento entre surcos

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7.1.2.1

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7.1.2

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9 9 9 9 9 10 15 16 16

MÉTODOS de RIEGO

7.1.3.2

7.2.1.6

○

9

7 148

Pág.

7

147

Descripción del sistema

7.2.2.2

Criterios de diseño

7.2.2.3

Instalación del sistema

7.2.2.4

Manejo y control del riego

7.2.2.5

Mantención del equipo de riego

7.2.2.6

Control de algas

7.2.2.7

Lavado de precipitados

7.2.2.8

Costos del sistema de riego

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9 9 9 9 9 9 10

MÉTODOS de RIEGO

150

Riego localizado de alta frecuencia

7.2.2.1

ÍNDICE

MÉTODOS de RIEGO

7

7.2.2

7

149

MÉTODOS de RIEGO

7

E l objetivo principal del riego es suministrar agua al cultivo, en forma adicional a la precipitación, para asegurar un crecimiento óptimo. La aplicación del agua de riego se realiza utilizando diferentes métodos, los que pueden ser superficiales o presurizados.

7. 1

RIEGO SUPERFICIAL

Se entiende por método de riego superficial, gravitacional,a aquel en que el agua se aplica en la superficie del suelo y se distribuye en el campo por gravedad a través de la diferencia de cotas o altura existentes en el terreno a regar. En estas condiciones, el caudal de agua de riego se distribuye a lo largo del campo. Así se produce algún grado de escurrimiento al final del paño de riego, la magnitud de este escurrimiento dependerá, entre otros factores, del caudal que se aplique y de las características de infiltración del suelo. El objetivo de un adecuado diseño de riego superficial está enfocado a dos aspectos. En primer lugar, uno que busca disminuir las pérdidas de agua que se producen

152

Foto 8. Croquis descriptivo del riego tendido o tradicional.

151 7. 1 . 1

Te n d i d o

El "riego a paño tendido" es el método de riego más sencillo y antiguo, pero a la vez el más ineficiente. Es una de las formas de riego más ampliamente utilizadas por los agricultores chilenos. El método consiste en derramar agua desde una reguera construida a lo largo del extremo superior de un campo en pendiente. Se deja que el agua escurra sobre la superficie del terreno por libre acción de la fuerza gravitacional, y se colocan regueras interceptoras en

7. 1 . 1 . 1 Principales

limitaciones

Por ser un método de riego no tecnificado, se presentan varias desventajas: La eficiencia de aplicación del agua es muy baja, en promedio, en Chile, inferior al 30% debido a las exageradas pérdidas por escurrimiento superficial y percolación profunda. La distribución del agua sobre la superficie regada es desuniforme, quedando algunos sectores con exceso de humedad y otros con déficit. No es recomendable para terrenos con pendiente muy pronunciada, debido al alto riesgo de erosión. Se produce una excesiva subdivisión del terreno, debido al gran número de regueras y desagües que deben trazarse, lo que dificulta el uso de maquinaria agrícola, además de deteriorarla. Se requiere mucha mano de obra y gran habilidad del obrero agrícola para manejar el riego en la parcela.

MÉTODOS de RIEGO

sentido perpendicular a la pendiente para recoger el agua que tenderá a acumularse en las depresiones y redistribuirla más uniformemente. Se puede utilizar en terrenos con pendientes menores a 2 % y hasta 6 % si se trata de praderas.

por escurrimiento al final del paño de riego, como aquellas que se producen por percolación del agua más allá de la profundidad en que se ubican las raíces de las plantas. Por otra parte, un diseño adecuado del riego superficial permite una mejor distribución del agua en el suelo, favoreciendo un desarrollo parejo del cultivo, lo que redunda en mayores y mejores rendimientos. Es necesario tener presente, que el paso previo a realizar un adecuado diseño del riego superficial, es la nivelación de los suelos a regar.

7

MÉTODOS de RIEGO

7. 1 . 1 .2

A diferencia de los métodos gravitacionales tecnificados, en el riego por tendido no hay criterios de diseño definidos. Por lo tanto, se sugiere tener presente algunos aspectos que permitan mejorar la eficiencia al usar este método:

7

Conceptos básicos básicos: aplicar conceptos de riego como tiempo, frecuencia de riego, lámina de agua a reponer y caudal máximo no erosivo. Trazado de canales: se debe trazar los canales de acuerdo al caudal a conducir y la pendiente del suelo. En suelos con pendientes fuertes o con problemas de microrrelieve, conviene trazar los regueros en curvas de nivel. Uso de cajas de distribución: se utilizan para derivar el agua entre canales. Uso de manta: para detener el agua en los canales, en vez de "taquear" con tierra. Así, se produce menor erosión del suelo, menor contaminación del agua y se ahorra tiempo.

Surcos

Foto 9. Riego por Surcos

154

Uso de sifones: una vez que se ha detenido el flujo del agua y elevado su nivel en el canal, usar sifones para aplicar el agua al terreno, en lugar de estar abriendo "bocas" o salidas en las paredes de los canales. Es aconsejable el emparejamiento de suelos para eliminar el microrelieve en para disminuir los costos por hectárea.

El riego por surcos rectos consiste en la entrega de agua desde una acequia madre a pequeños canales o surcos ubicados en las hileras de siembra o plantación. Se adapta a cultivos sembrados en hileras como hortalizas, chacras y frutales en general. En el riego por surcos, a diferencia del riego por tendido por ejemplo, se moja sólo una fracción de la superficie del suelo (normalmente entre un quinto y un medio). Sin embargo, se debe mojar todo el suelo explorado por las raíces de las plantas. Esto se logra colocando los surcos a una distancia adecuada unos de otros, regulando su largo y aplicando tiempos de riego apropiados. En cuanto a las prácticas de laboreo, éstas pueden incidir en la forma del surco. El diseño de un riego por surcos debe contemplar los siguientes aspectos: Espaciamiento entre surcos Forma de surcos Largo de surcos Caudal a aplicar Tiempo de riego

153

MÉTODOS de RIEGO

7. 1 . 2

Crit erios de mejoramient o mejoramiento

7

MÉTODOS de RIEGO

7

Espaciamient o entre s ur cos Espaciamiento urcos

Como ya se ha indicado, en el riego por surcos sólo se moja una parte superficial del suelo. Por ello, la distancia a la cual se coloque un surco de otro es determinante para lograr un completo mojamiento del suelo en profundidad. La distancia entre los surcos depende, entre otros factores, del tipo de suelo, aunque también hay que considerar el cultivo y la maquinaria agrícola a utilizar. El efecto del tipo de suelo sobre el distanciamiento entre surcos se ejemplifica en la Figura 32, donde se presentan dos tipos de suelo con diferentes texturas. En suelos arenosos predomina el mojamiento en profundidad por sobre el mojamiento lateral. En cambio, en suelos arcillosos el

movimiento lateral es mayor. Lo anterior quiere decir que en suelos con características arcillosas los surcos podrán estar más distanciados unos de otros que en suelos de características arenosas.

Figura 32. Comparación de la infiltración para dos texturas de suelo.

155 P R O F U N D I D A D

0,0

0,5

15 min

4 hr

40 min

1,0

24 hr 1 hr

1,5

(m)

48 hr

24 hr 2,0

ARENOSO

ARCILLOSO

Tabla 30. Recomendación de la distancia entre surcos para diferentes profundidades de raices y texturas de suelo.

Donde:

Además del tipo de suelo, para determinar la distancia entre surcos se debe considerar el suelo, las recomendaciones de distancia de siembra del cultivo, y la posibilidad de ajustar la máquina sembradora a la distancia que se necesita. Así, por ejemplo, en cultivos de chacarería posiblemente sea la distancia de siembra lo que predomine en la definición de la distancia entre surcos; en cambio, en frutales predominan las características texturales del suelo.

Una forma práctica de verificar si el espaciamiento estimado es el adecuado, consiste en trazar surcos a la distancia calculada y regar por un tiempo prolongado, 4 a 8 horas, en función de la textura del suelo. A las 24 horas se observa si se logró humedecer el suelo completamente entre los surcos, excavando con una pala o muestreando con un barreno. Si no se humedece el suelo completamente entre ambos surcos, será necesario acercarlos más entre sí.

El espaciamiento se puede estimar mediante la siguiente expresión:

7. 1 . 2 . 2 Forma de s urcos

E = Pr * Cs

(32)

E = espaciamento de los surcos, m Pr = profundidad radicular del cultivo, m Cs = factor que depende del tipo de suelo: Cs = 2.5 para suelos arcillosos Cs = 1.5 para suelos francos Cs = 0.52 para suelos arenosos

Otro aspecto a considerar es la forma o sección

MÉTODOS de RIEGO

156

7. 1 .2. 1 .2.1

7

MÉTODOS de RIEGO

7

del surco. Su forma en sí está determinada por el tipo de implemento con que se construyan (triangular, trapezoidal o emicircular).

A objeto de mojar el suelo hasta la profundidad de raíces a lo largo de todo el surco, no se puede cortar el agua hasta que ésta llegue al final del surTRIANGULAR TRAPEZOIDAL SEMICIRCULAR co. Es necesario completar el "tiempo de riego", es decir el tiempo suficiente para que el agua infiltre a través del perfil. El PERÍMETRO MOJADO 5-20 cm 25-40 cm 20-30 cm tiempo de riego depende de las condiciones del suelo, en particular de las condiciones de infiltración y de la profundidad de raíces. Figura 3 3. Formas de surcos Al regar se debe procurar que el tiempo de apli33. cación del agua corresponda al tiempo de riego más el tiempo que se demora el agua en llegar al final del surco. Después de los primeros riegos los surcos tienEsto, escrito en forma matemática, es: den a adquirir una forma semicircular por efecto del paso del agua. La forma del surco es importante, debiendo ser Ta = TR + Tf (33) más anchos en suelos que presentan una baja velocidad de infiltración, de modo de incrementar el perímetro mojaTa = tiempo de aplicación do y aumentar la superficie de contacto agua-suelo, faciliTR = tiempo de riego tando la penetración de agua al suelo. Tf = tiempo en llegar al final del surco

P = porcentaje de percolación permisible, 0