Planeamiento Hidraulico y Diseño HUENQUE

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DISEÑO DE SISTEMA DE RIEGO

PLANEAMIENTO HIDRÁULICO DISEÑO DE SISTEMA DE RIEGO INSTALACION DEL SERVICIO DEL SISTEMA DE RIEGO HUENQUE-ILAVE

INDICE

1. INTRODUCCIÓN...............................................................................................3 PLANEAMIENTO HIDRÁULICO DE INSTALACION DEL SERVICIO DE AGUA DEL SISTEMA DE RIEGO HUENQUE-ILAVE.........................................................5 2. ASPECTOS GENERALES DE PLANEAMIENTO............................................5 3. CRITERIOS ADOPTADOS PARA EL PLANEAMIENTO HIDRAULICO.........5 

FACTORES DE PLANEAMIENTO..........................................................................6 3.1.1. Consideraciones Generales........................................................................6 3.1.2. Consideraciones para los Canales..............................................................6 3.1.2.1. Canal de Principal.......................................................................................9 3.1.2.2. Canales Principales “M.D.” y “M.I.”..............................................................9 3.1.2.3. Canales Laterales.......................................................................................9 3.1.3. Tipo de canales...........................................................................................9 3.1.3.1. Canales en Tierra......................................................................................10 3.1.3.2. Canales Revestidos..................................................................................10  PLANEAMIENTO FÍSICO Y DESARROLLO DEL ESQUEMA HIDRÁULICO.......10 3.2.1. Planeamiento Físico..................................................................................11 3.2.2. Desarrollo del Esquema hidráulico del Modulo de Riego Huenque...........12 3.2.2.1. Descripción del Planeamiento...................................................................13

DISEÑO SISTEMA DE RIEGO HUENQUE...........................................................14 4. ASPECTOS GENERALES DE DISEÑO.........................................................14 5. CRITERIOS DE DISEÑO DEL SISTEMA DE RIEGO....................................15 

CRITERIO DE DISEÑO DE CANALES.................................................................15 5.1.1. Capacidad de los canales (Q)...................................................................15 5.1.2. Diseño de Secciones Hidraulicas..............................................................15 5.1.3. Definición del Nivel Hidráulico...................................................................16 5.1.4. Velocidades Permisibles...........................................................................16 5.1.5. Talud de la Caja de Canal.........................................................................16 5.1.6. e) Coeficiente de Rugosidad....................................................................17 5.1.7. Pendiente..................................................................................................18 5.1.8. Dimensionamiento de la Sección..............................................................18 5.1.9. Radio de Curvatura de Trazo....................................................................18 5.1.10. Tipo de Revestimiento...............................................................................18  CRITERIOS DE DISEÑO DE OBRAS DE ARTE..................................................19  Criterios Generales...........................................................................................19  Criterios Específicos para el Diseño de Obras de Arte......................................20  Transiciones......................................................................................................20  Toma Lateral.....................................................................................................20  Toma de Unidad de Riego.................................................................................20  Aliviadero Lateral..............................................................................................21  Caída vertical....................................................................................................21  Pase Peatonal o Pasarela.................................................................................22  Alcantarilla........................................................................................................ 23  Puente Vehicular...............................................................................................23

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 

6.

Canoa............................................................................................................... 23 Entrega a canal.................................................................................................23

DISEÑO RIEGO POR ASPERSION...............................................................23         

7.

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

CAPTACION......................................................................................................... 24 Canal Entubado....................................................................................................24 Reservorios:.......................................................................................................... 24 Red de distribución...............................................................................................25 HIDRANTES O ELEVADORES............................................................................27 Altura de los elevadores.......................................................................................27 Aspersores............................................................................................................ 27 Módulo de Aspersión............................................................................................28 CRITERIOS PARA EL DISEÑO DE SISTEMA POR ASPERSION........................29

DESCRIPCIÓN DE LAS OBRAS DE RIEGO IRRIGACIÓN HUENQUE.......31

DESCRIPCIÓN GENERAL...................................................................................31 7.1. Obras de Arte Canal Principal.......................................................................36 Obras de Arte Canal Principal Margen Izquierdo......................................................36 Obras de Arte Canal Principal Margen Derecho.......................................................36 ANEXOS:..................................................................................................................... 38

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PLANEAMIENTO HIDRÁULICO DISEÑO DE SISTEMA DE RIEGO “INSTALACION DEL SERVICIO DE AGUA DEL SISTEMA DE RIEGO HUENQUE-ILAVE” 1. INTRODUCCIÓN Uno de los Recursos que debemos tener en cuenta y de los que nos involucra directamente como institución, además que repercute en nuestra economía familiar, es el agua, pues está relacionada con una coyuntura de primer orden, si se tiene en cuenta las características agrarias de nuestra región. Del 70% de la superficie de la tierra está cubierta por agua - del total de la masa de agua representa 1/6000 de la masa de la tierra, este 30% restante representa 1 billón de Km3, los mismos que el 97% es agua salada y el 3% agua dulce, y de este 3% el 90% se encuentra en los polos y solamente el 10% en ríos, lagos y lagunas. Bajo esta coyuntura la OMS llamó “EL AÑO DEL AGUA DULCE”, esto en razón de preservar nuestro pequeño porcentaje de agua dulce, lo que nos llama a una seria reflexión. El tema del AGUA no es solamente de carácter técnico productivo, implica también aspectos sociales y de conservación de los recursos naturales, por eso se requiere de propuestas integrales para su manejo, sobre todo por considerar a la Región Puno, no solamente enfrenta problemas por la escasez de agua sino también por su abundancia en épocas de avenida. Todos sabemos de la importancia que tiene el recurso hídrico como elemento insustituible para fructificar nuestra extensa frontera agrícola, y no nos es ajeno el hecho de que sin un buen manejo y uso de este recurso vital, no se podría lograr un desarrollo adecuado para este sector tan vital en la economía de la región y del país. Sin embargo, aún no se valora, y reconoce muy poco la importancia de un uso y manejo adecuado del recurso. La falta de una cultura de eficiencia y eficacia del agua de riego origina su desperdicio, elevados costos de producción y el deterioro del suelo. Considerar todos los aspectos relacionados con el uso del agua de riego y sus interdependencias constituye la base para desarrollar propuestas de una gestión eficiente que permitan aumentar la producción y productividad en el marco de una agricultura sostenible y reducir la vulnerabilidad de la población frente a la escasez o abundancia del recurso. Aún mas, no es sólo su característica como elemento insustituible lo que hace muy especial al recurso agua, también hay que tener presente que es un recurso muy escaso – especialmente en épocas de estiaje – y a la vez caro por su almacenamiento y canalización implica costosas obras de infraestructura. Todo esto configura a este recurso como elemento determinante del éxito o fracaso de la agricultura, pues su ausencia o abundancia en unos casos y en otros su manejo determina la miseria o prosperidad de los pueblos sobre todo aquellos, que como es el caso de Puno, la agricultura representa la actividad fundamental en la economía de gran parte de nuestra región, y dar niveles de eficiencia y productividad a los cultivo. Este resultado muchas veces se ha movido según el momento y los tiempos, pero sin duda, el manejo del agua ha sido objeto de trabajo en algunos

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momentos planificado, con visión de futuro por los antiguos peruanos, en el que nada se dejaba pasar. Si se actuara de esta manera, los resultados deberían ser los esperados En este contexto, un elemento de estas características no puede ser descuidado y su aprovechamiento tiene que ser óptimo. Quiénes estamos vinculados al desarrollo de la agricultura sabemos – lamentablemente – que en nuestra región el agua no es usada bajo los niveles de responsabilidad y eficiencia que un recurso de esta naturaleza debe tener. Preocupa también que el buen manejo de agua resulte para muchos productores una meta lejana. Aún no se ha tomado la debida conciencia de su importancia, pero estimo que estamos a tiempo de lograr un manejo adecuado y óptimo de este recurso, de ahí que en las actuales circunstancias sea impostergable implementar programas y acciones tendientes a fomentar en nuestros campesinos y productores una CULTURA DE EFICIENCIA Y EFICACIA PARA EL USO ADECUADO DEL AGUA. Las civilizaciones que nos ha precedido, ha enfrentado el tema del agua y creo también, a todas las instituciones del presente en Puno nos toca volverlo a enfrentar y a mirar con mucha profundidad; por eso es importante como estemos organizados y que rol está cumpliendo cada quién en la gestión del recurso más escaso, mas valioso y más costoso que tiene como base nuestro desarrollo agrario, sino también de una serie de actividades de la vida cotidiana en la región. Bajo estas premisas, el presente informe contiene el estudio DE Planeamiento Hidráulico y Diseño de Sistema de Riego y Drenaje de la instalación del servicio de agua del sistema de riego Huenque-Ilave, y tiene por objeto el análisis de los aspectos a la distribución adecuada del recurso hídrico, y el diseño adecuado del sistema de riego y drenaje. Tanto como para el planeamiento como para el diseño hidráulico están relacionados con la cuenca del río Huenque y sus afluentes, la presa PASPA que es la fuente de agua principal para el Planteamiento Hidráulico de la instalación del servicio de agua del sistema de riego Huenque-Ilave. Durante la ejecución del estudio se realizó una minuciosa recopilación de toda la información hidrológica disponible, estudio agrológico, topográfico, entre otras.

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PLANEAMIENTO HIDRÁULICO DE INSTALACION DEL SERVICIO DE AGUA DEL SISTEMA DE RIEGO HUENQUE-ILAVE 2. ASPECTOS GENERALES DE PLANEAMIENTO El Sistema Integral Huenque, iniciando con la Presa con una capacidad de 8,000 MMC, que regulan las aguas del río Huenque, y de este río abastece a la Bocatoma, los 07 módulos de riego, que son Yarihuani - Cangalli – Siraya – San Juan de Huinihuinini – Tiutiri – Villa Lopez - Jachocco. En los módulos de instalación del servicio de agua del sistema de riego HuenqueIlave, solo una parte de los cultivos se conducen bajo una agricultura de riego, pero con serias deficiencias de distribución y manejo. Las necesidades de riego se presentan debido a que la ocurrencia de precipitación no está bien distribuida en el tiempo y tampoco se presenta en la cantidad que demandan los cultivos, en el período mayo-noviembre. Los cultivos para su crecimiento y desarrollo requieren de una buena distribución de las lluvias, considerando sus ciclos vegetativos, pero en las condiciones del altiplano, la frecuencia e intensidad de las precipitaciones son muy variables, presentándose períodos de escasez de lluvias por lo tanto del agua para riego. Estos períodos prolongados de ausencia o mínimas precipitaciones, originan sequías que afectan la calidad y la producción de los cultivos. Las características severas del clima, con respecto a la temperatura, con frecuencia causan riesgos de producción debido a las bajas temperaturas, produciendo las heladas, las cuales afectan a los cultivos. El riego permanente permitirá conservar el calor específico del suelo, protegiendo a las plantas de las bajas temperaturas. El módulo de instalación del servicio de agua del sistema de riego Huenque –Ilave, será abastecidos por las aguas provenientes del río Huenque, el cual es captado a través de una Presa, posteriormente con una bocatoma, donde sale el canal principal, y posterior al partidor donde se deriva los Canals principales A y B donde es parte del (estudio de perfil de poyecto ). El módulo de instalación del servicio de agua del sistema de riego Huenque –Ilave, tiene proyectado un canal principal con su capacidad máxima es de 2.46 m 3/seg, desde la bocatoma hasta un partidor, donde se tiene proyectado un SIFON para formar el canal principal A (margen izquierdo) con un capacidad máximo de 1.64 m3/seg, y la continuación del canal principal “B” (margen derecho) con una capacidad máxima de 1.00 m3/seg. La información del planeamiento hidráulico del sistema de riego se inició con el análisis y evaluación de los canales existentes en tierra, que vienen siendo aprovechados por los productores. La información disponible presentada por el PRORRIDRE ha sido, el levantamiento topográfico de la zona de estudio a escala 1/20,000. Levantamiento ejecutado por el PRORRIDRE y el GOBIERNO REGIONAL PUNO. 3. CRITERIOS ADOPTADOS PARA EL PLANEAMIENTO HIDRAULICO La finalidad de contar con un sistema de riego es proporcionar agua, en cantidad y tiempo oportuno, a todas las unidades de riego que se establezcan dentro del área servida. El sistema por lo tanto será de manejo cómodo adaptándose al patrón de comportamiento sin producir distorsiones innecesarias

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 FACTORES DE PLANEAMIENTO Los principales factores que influyen en el planeamiento del sistema de riego son: 

La potencialidad de los suelos con los que cuenta el área de riego, esto ya sea a través de su capacidad de uso de los suelos o a través de la de aptitud para riego.



La topografía de la zona, pues nos permite definir el trazo, para que el mismo sirva como fuente de abastecimiento de agua de riego comandando la mayor superficie de riego posible.



La presencia de ríos, riachuelos o drenes naturales existentes.



La fuente de abastecimiento de agua, en su cantidad y en su calidad. Conociendo que estos módulos se abastecerán de las aguas reguladas del río Huenque, considerando la disponibilidad del recurso hídrico a nivel de esta cuenca, por cuanto este es un factor limitante para incrementar el área agrícola.



La tenencia de la tierra. El tamaño y dimensiones de empresas o Comunidades existentes.



Las costumbres de riego, pues estos módulos están conformados por productores, que conocen los beneficios del riego y su explotación. 3.1.1.

Consideraciones Generales

Las principales consideraciones que han predominado para definir el planeamiento hidráulico de la Instalación del servicio de agua del sistema de riego Huenque-Ilave los módulos son: o

Topografía del área de estudio de la Instalación del servicio de agua del sistema de riego Huenque-Ilave disponible.

o

Caudales determinados por el PRORRIDRE, dentro de los estudios del Sistema Integral Huenque, a nivel de módulos de riego, siendo para el Módulo de la Instalación del servicio de agua del sistema de riego Huenque-Ilave es de 2.64 m3/seg.

o

Estudio agrológico detallado en la Instalación del servicio de agua del sistema de riego Huenque-Ilave.

o

Áreas de riego determinadas por el PRORRIDRE, dentro de los estudios de la Instalación del servicio de agua del sistema de riego Huenque-Ilave Sistema integral Huenque, para los módulos de riego se tiene 5,216.33 hás.

o

Localización de unidades de vivienda familiares

3.1.2.

Consideraciones para los Canales

Topográficamente el trazo de canales se ubicará en las partes más altas del terreno en una área o sector determinado, lo cual debe permitir una

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dominancia de la superficie agrícola, para llegar a todas las zonas aptas para riego por gravedad y riego tecnificado. El trazo de canales de distribución debe respetar los límites o linderos de parcelas o propiedades, las cuales mayormente no se presentan en el campo y en ubicar el trazo adyacente a caminos aprovechables como caminos de mantenimiento, lo cual evitará la división de parcelas y pérdidas de terreno. En general el trazo de los canales de distribución se ha proyectado alternado, siempre en función de la topografía y de las características del área de estudio contenidas en la información básica. La rasante en lo posible debe de estar con valores por debajo de la máxima pendiente no erosionable. Cuando se trate de canales de tierra o de canales revestidos, las características se ajustarán a las normas de velocidad máximas no permisibles para evitar erosión y a las velocidades mínimas para evitar sedimentación en los canales. Los canales se han proyectado para regar por gravedad todas las áreas agrícolas aptas. En algunos casos el canal culminará en un punto donde pueda dominar el área, pero no necesariamente su trazo seguirá hasta llegar a un río, considerando que el diseño debe contemplar la longitud y capacidad exclusiva para la demanda de las necesidades de agua de los cultivos. Seguir con una longitud innecesaria hasta llegar al rio más sercano de la zona sería hasta cierta medida convalidar un mal uso del recurso hídrico, pensando en eliminar excesos de agua de riego que no deben presentarse en la práctica. La pendiente de los canales tiene como variación la máxima que admita el terreno para un flujo que no exceda la máxima velocidad permisible y la mínima que permite la gradiente hidráulica requerida, para no sedimentar. Por lo tanto el trazo se definirá por la combinación de una gradiente que resulte de las velocidades mencionadas y a su vez por las condiciones del terreno. El radio de curvatura para los canales con suelos estables deberá realizarse en función de las descargas de agua que conduce el canal:

DESCARGA DE AGUA DEL CANAL (m3/s)

RADIOS MINIMOS RECOMENDABLES

5

20

1

10

0,5

5

(m)

En consecuencia los radios mínimos recomendables para el sistema de riego del área de estudio básicamente serán de 10 m para canales principales, los cuales conducirán aproximadamente 0.738 m3/s y los canales laterales tendrán 5 m, de radio mínimo. En algunos casos el trazo

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del canal podría coincidir con linderos de propiedades que poseen ángulos donde no se obtienen las longitudes de radio hidráulicamente deseables, sino que el radio de curvatura se adapta a la situación existente, a fin de evitar que el trazo propuesto invada terrenos agrícolas o infraestructura existente. En general para el diseño de canales, los cruces de canales con caminos, drenes, pasos peatonales y otros serán por lo general en forma perpendicular. En lo posible las bifurcaciones o divisiones de canales deberían guardar un rango de 20° a 60 °, según lo recomienda Poiree y Ollier. El diseño de cada sistema de riego propuesto presentará con sus respectivos perfiles longitudinales. La rasante de los mismos tiene dos características principales, la profundidad y la pendiente. La primera se define más adelante en los criterios del diseño geométrico y la segunda que tiene una variación mínima y máxima y determina las velocidades permisibles, se define en los criterios de diseño hidráulico. La elevación del nivel de agua del canal sobre el nivel de los terrenos adyacentes, es uno de los principales parámetros para el diseño de sistemas de canales. El nivel hidráulico a la salida de la distribución, complementado por la pendiente del terreno, al alejarse del punto de suministro, proporciona la energía para la conducción subsiguiente del agua a la tierra. Un nivel pequeño significa que habrá dificultades al diseñar las salidas y canales pequeños. Un nivel hidráulico excesivo, implica que será necesario disipar energía para evitar la erosión de canales y terrenos. Un aumento en el nivel hidráulico elevará la altura de los bordes de los canales y el volumen de relleno; también elevará los niveles de agua en relación a la napa freática y repercutirá en las filtraciones y medidas para evitar dichas filtraciones, así como en los daños que pueden causar al producirse una rotura. Un nivel mínimo de tirante hidráulico es de 15 cm, debiendo ser recomendable trabajar en lo posible con niveles de 25 a 30 cm. 3.1.2.1.

Presa

La presa proyectada es de característica estacional puesto que almacenara el recurso hídrico en el periodo de lluvia (DiciembreMarzo) para ser usado en época de estiaje. La capacidad de almacenamiento de la Presa Paspa 8.32 MM3 (Millones de Metros Cúbicos) de los cuales el Volumen Útil es de 8.00 MM3 por lo que tiene un volumen muerto de 0.32 MM3, el espejo de Agua en su nivel máximo extraordinario (NAME) es de 88.93 Has. El rango útil de Niveles es 12.00m con una profundidad promedio de excavación de limpieza de 5.00m y una profundidad de rajo de 10.00m La presa está alimentada a través de la Cuenca propia del Río Huenque con un área total de 3374.80 Km2. El tipo de presa es Heterogénea y/o Zonada. La pantalla impermeabilizante está conformada por un núcleo de material limo arcilloso, protegida por un enrocado (aguas arriba y aguas abajo) de confinamiento. Para el tratamiento de la cimentación de la

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misma se plantea Inyecciones de Consolidación e Impermeabilización a lo largo de su Eje, con mayor incidencia en los estribos. La longitud de la corona es de 392.00m. La altura efectiva (nivel de fundación del núcleo – corona) de la presa es de 29m, y una altura desde nivel del emplazamiento mayor a la corona de 24m, con un bordo libre y bordo libre mínimo de 3.00m y 2.00m respectivamente. La cota de coronación de la presa es de 3944.00 msnm, y los niveles de NAMO, NAMINO y NAME son de 3941, 3929, y 3942 msnm respectivamente.

3.1.2.2.

Bocatoma

Las principales obras que constituyen la Bocatoma, ha sido desarrollado guardando equilibrio en las condiciones hidráulico fluviales del río y a la vez que garantice derivar el caudal de diseño 5.00 m3/s. 3.1.2.3.

Canal de Principal.

Con respecto al canal de derivación el trazo se inicia a partir de la bocatoma. Topográficamente los trazos están ubicados en partes elevadas, de tal forma que permitan conducir eficientemente el recurso hídrico. 3.1.2.4.

Canales Principales “M.D.” y “M.I.”

Con respecto a los canales principales del módulo de Huenque, el trazo de estos canales se verifica la dominancia de la mayor magnitud de superficie apta para riego, abasteciendo de agua a través de canales laterales. Topográficamente los trazos están ubicados en partes elevadas, de tal forma que permitan una distribución adecuada con buena carga hidráulica y altura necesaria para alcanzar a las áreas de riego. 3.1.2.5.

Canales Laterales.

Se ubican a lo largo de los canales principales, su trazo se realiza considerando los usos actuales de agua de riego y abastecer de agua hacia las superficies aptas para riego, exceptuando aquellas que poseen limitaciones por sus altas y bajas pendientes, elevados niveles freáticos y con valores de salinidad de suelos por encima de 15 mmhos/cm. Asimismo el trazo seleccionado toma en cuenta las zonas de mayor nivel altimétrico para la conducción del agua de riego, después de partir de los canales principales, a partir de las cuales se inician los canales parcelarios en su generalidad. 3.1.3.

Tipo de canales

El proyecto comprende el desarrollo de los diseños a nivel de factibilidad de los canales de derivación, principales y la red secundarias (laterales),

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con capacidades variables hasta un máximo de 5.00 m 3/seg. La particularidad de la zona, referida a sus condiciones climáticas y geológicas, motiva la necesidad de efectuar un análisis a fin de definir el tipo de canal y la clase de revestimiento. 3.1.3.1.

Canales en Tierra

Los canales en tierra son los más empleados, debido a su bajo costo y facilidad de construcción, pero sufren procesos erosivos debido a las velocidades excesivas del flujo. El factor que influye en este tipo de canales es el costo de mantenimiento, la eliminación de material sedimentado y el crecimiento de hierba dentro del canal. La ausencia de mantenimiento producirá maleza que es el hábitat de animales que producen enfermedades a los seres humanos, además reduce la capacidad de conducción de agua en los canales. En el proyecto no se han utilizado este tipo de canales, pero se considera que los canales a nivel de parcela deberá ser en tierra, pero que no tengan problemas de permeabilidad 3.1.3.2.

Canales Revestidos

La eficiencia de conducción de un canal, es un aspecto para poder revestir los canales, debido a que se trata de conducir el agua a través de diversos tipos de suelos, dentro de los que se hallan los suelos permeables, en este caso el revestimiento contribuye a reducir las pérdidas de agua, debido a problemas de infiltración primariamente. Otro aspecto controlable en canales revestidos con pendientes que originen velocidades por debajo de los límites no permisibles, es reducir la erosión. El revestimiento nos permite aumentar la eficiencia hidráulica, considerando valores bajos del coeficiente de rugosidad, permitiendo reducir el área mojada, con taludes mayores. El costo de revestimiento significa una inversión alta, la duración es larga y el costo de mantenimiento bajo, definiendo mayores ventajas que los canales en tierra. La disponibilidad de agregados y de roca en canteras adecuadas cercanas a la obra, donde se construirán los canales de riego son otros factores que influyen en su construcción. La existencia de canteras con buena calidad de piedra y agregados, hacen posible decidir el revestimiento de los canales propuestos, las marcadas diferencias climática de la zona permiten decidir sobre el revestimiento de los canales.  PLANEAMIENTO FÍSICO Y DESARROLLO DEL ESQUEMA HIDRÁULICO Para obtener los máximos beneficios a través de un sistema de riego es necesario considerar en la etapa del planeamiento físico que: 

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El sistema sea económicamente accesible

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

El suministro de agua sea de buena calidad



El uso y gestión de los recursos hídricos sea legalmente disponible.



Permita obtener una adecuada productividad de los cultivos a sembrar



Posibilite un mejor manejo de la fertilidad, utilizando la humedad disponible asegurado con el riego.



La selección de cultivos sea acorde a las condiciones del área de estudio



Obtener la máxima eficiencia de aplicación del agua.



Se proteja el área contra la erosión y las lluvias.



Se provea un adecuado drenaje superficial.

3.2.1.

Planeamiento Físico

El planeamiento físico del esquema hidráulico en el área de estudio, se ha realizado sobre los estudios topográficos realizados por el PRORRIDRE. Los planos utilizados fueron a escala 1/20000 con curvas de nivel cada metro. Se verificó en campo el sistema que vienen utilizando actualmente, por ello se ha visto por conveniente, con algunos trazos que vienen utilizando los productores y en función de ello se han planteado el esquema hidráulico. Las principales características físicas tomadas en cuenta para el planeamiento físico fueron la fisiografía, geología, topografía, los resultados de los estudios básicos y el uso actual de la tierra. La superposición de los planos en gabinete, resultado de los estudios básicos, delimitó el área aprovechable con fines agrícolas, dejando de lado el área con suelos clase 5 y 6, así como aquellas superficies que estando dentro de la clase 4, presentaron limitaciones de pendiente, salinidad elevada del suelo y niveles superficiales de la napa freática por estar ubicadas en depresiones. Se tomó en cuenta también el planeamiento físico de drenaje y realizar las modificaciones que justifiquen técnica y económicamente dichos cambios. La topografía es un factor predominante para el trazo de los canales, buscando los niveles más elevados para tener la dominancia del área a regar. Se eliminaron algunos tomas laterales que actualmente vienen explotando en forma desordenada y en otros se incrementaron los canales por presentar demasiada separación entre ellos, asimismo otros canales fueron cambiados de trazo en función a la topografía y a las nuevas delimitaciones de la infraestructura de drenaje. Posteriormente se realizó un reconocimiento de campo de los trazos propuestos en gabinete, confirmando mayoritariamente la validez de la propuesta de gabinete, tomándose las medidas correctivas que las condiciones de campo indicaron. La propuesta final consiste en el planeamiento del sistema de riego dependiente de la captación a través de la bocatoma. El objetivo que se busca alcanzar con el planeamiento hidráulico del sistema de riego, es:

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3.2.2.

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

Suministrar con agua de riego a las áreas agrícolas, llegando a las zonas aptas para el riego



Proponer canales con una capacidad de diseño adecuada a las necesidades de agua de los cultivos.



Evitar pérdidas de agua de riego con una adecuada conducción del agua, más aún si son canales revestidos.



Distribuir el agua de riego en forma continua, proporcional y oportuna, utilizando estructuras que regulen su control y uso eficiente.



Proveer un manejo y control del recurso agua en forma eficiente



Controlar el caudal de ingreso hacia la toma parcelaria, lo que facilitará la administración y cobro de tarifas por uso de agua.



Eliminar las aguas excedentes productos del riego y de la escorrentía superficial

Desarrollo del Esquema hidráulico del Modulo de Riego Huenque El esquema de riego propuesto considera el trazo y construcción de 96.655.00 Km.m de canales (principales y laterales), cuya longitud obtenida de los planos a escala 1/20,000 puede ser ajustada con la información de topografía; de dicha longitud, La nomenclatura empleada para la designación de los canales principales es de CP designadole una letra para definir los canales principales CP, CP-A, CP-B, de distribución o laterales, está designado por C.L., que se refiere a canal lateral. Para los canales laterales de primer orden se asigna simplemente un número, por ejemplo C.L. - 2 se refiere al lateral número dos. Para un canal lateral de segundo orden se agregará un punto y el número del canal que sigue, por ejemplo el C.L. - 2.1, se refiere al lateral dos del cual nace el lateral de segundo orden uno.

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3.2.2.1.

Descripción del Planeamiento

El módulo de riego Huenque, está conformado por una red de canales compuesta por canales principales de conducción y canales laterales. El área bruta total de riego es 5,216.34 Hás. Los canales laterales nacen del canal principal a media ladera y en pampa. Canal principal Canal principal Margen Izquierdo.- nacen dos canales laterales, y cuentan con obras de arte como, tomas simples directas, puente vehicular, pases peatonales, canoas, caídas, alcantarilla, acueductos, con una dotación de agua comprendido entre 1.64 m3/s Canal lateral 01, se ubica en la progresiva 47+685 del canal principal margen izquierdo, sobre la margen izquierdo y abastece a áreas que se encuentran en la parte baja del canal principal del M.I. del proyecto que tienen área útiles de riego con una dotación de agua entre 0.15 M3/Seg para las tomas parcelarias. Canal lateral 02, se ubica en la progresiva 48+015 del canal principal margen izquierdo, abastece a áreas que se encuentran en pampa, los usuarios de este canal tienen experiencia de riego, y con una dotación de agua entre 0.15 M3/Seg. Para las tomas parcelarias.

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Canal principal margen derecho.- nacen dos canales laterales, y cuentan con las obras de arte como: tomas simples directas, puente vehicular, pases peatonales, canoas, caídas, alcantarilla, acueductos, con una dotación de agua comprendido entre 1.00 m3/s Canal lateral 01, se ubica en la progresiva 17+900 del canal principal margen derecho, y abastece a áreas que se encuentran en la cabecera del proyecto que tienen área útiles de riego con una dotación de agua entre 0.20 M3/Seg para las tomas parcelarias. Canal lateral 02, se ubica en la principal margen derecho, abastece pampa, los usuarios de este canal con una dotación de agua entre parcelaria.

progresiva 21+900 del canal a áreas que se encuentran en tienen experiencia de riego, y 0.50 M3/Seg. Para la toma

DISEÑO SISTEMA DE RIEGO HUENQUE 4. ASPECTOS GENERALES DE DISEÑO El Módulo de Riego Huenque, viene operando dentro de Sistema Integral de Huenque, que aprovechan las aguas superficiales del río Huenque, mediante la regulación de embalse del mismo rio con una capacidad de 8,000 MMC (Millones de Metros Cúbicos). En el presente estudio de Perfil de Proyecto, se han considerado las obras de, Presa Paspa, captación (bocatoma), que abastecerá al módulos de riego, con un caudal de 2.64 m3/seg. de acuerdo al módulo de operación planteado en el esquema hidráulico Sistema Hídrico Integral Lagunillas, tendrá una cota de salida de 3916.238 m.s.n.m. Construcción del canales principales, M.D. y M.I. y canales laterales, y las obras de arte en el sistema de riego. En el módulo de riego Huenque, el sistema de conducción de canal principal es de una longitud de 1,150 metros. de canal rectangular en canal tapado y el restante es de canal en concreto secciones rectangulares entubados y trapezoidales; con un capacidad de conducción de 2.64 m3/seg. Debido a condiciones topográficas el canal irá mayormente en zona de poca pendiente para que el recurso hídrico sea mejor distribuido y ganar mayor área de riego. En el módulo de riego Huenque, el canal principal tiene una longitud de 18,880.00 m. de canal en concreto, sección rectangular, canal tapado, trapezoidal, con capacidad de conducción que va desde 2.64 m3/seg. Concebida como un partidor y nase dos canales principales CP-M.I. Y CP-M.D. El Canal Principal del Margen Izquierdo tiene una longitud de 37,545.00 metros de canal en concreto, sección Trapezoidal, rectangular y canales tapados, con capacidad de conducción que va desde 1.64 m3/seg. a 1.34 m3/seg. El Canal Principal del Margen Derecho tiene una longitud de 25,925.00 metros de canal en concreto, sección Trapezoidal, rectangular y canales tapados, con capacidad de conducción que va desde 1.00 m3/seg. a 0.30 m3/seg., En el módulo de riego Huenque, los canales laterales del M.I. CL-01 y 02, canales laterales del M.D. CL-01 y 02 que salen del canal principal M.D. y M.I. y tienen una

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longitud total de 14,305.00 m. de canal en concreto, sección trapezoidal, rectangular con capacidades de conducción que van desde 0.500 m 3/seg. a 0.15 m3/seg., concebida como un canales en pampa. El inicio del canal del canal principal propuesto al inicio del canal será de canal rectangular en canal tapado de (1150 metros), por encontrarse en una parte donde se realizara un gran corte en un aproximado máximo de una altura de 6 a 8 m. y el resto de canal será revestido con concreto. Los canales principales y laterales propuestos, en el módulo serán revestidos en su totalidad, con la finalidad de disminuir las considerables pérdidas de agua por filtración que se presentan si estos no se revistieran; además, se reduce el coeficiente de rugosidad, permitiendo a su vez una mayor protección de los taludes. Para establecer las dimensiones de la sección de los canales, se ha utilizado la ecuación de Manning, adoptando secciones promedio con criterio económico para canales en pampa, se ha utilizado principalmente el criterio de máxima eficiencia hidráulica. En todos los casos, se persigue una pendiente que fije un flujo subcrítico y que las velocidades no originen erosión ni sedimentación. La bocatoma en el lecho del rio Huenque, tendrá una capacidad máxima de 2.64 m3/seg, y la mínima de 1.340 m3/seg, siendo el caudal de derivación del canal principal 2.64 m3/seg. Caudal que permiten garantizar los requerimientos de agua, los módulos y áreas adyacentes. Por lo general, el diseño de las estructuras hidráulicas está en función a las condiciones físicas a las cuales deben adaptarse. Los diseños estandarizados o tipificados, han sido contemplados en aquellos casos que, por su magnitud y adaptabilidad, ello resulta permisible. 5. CRITERIOS DE DISEÑO DEL SISTEMA DE RIEGO  CRITERIO DE DISEÑO DE CANALES 5.1.1. Capacidad de los canales (Q) Los canales han sido proyectados con sección rectangular, trapezoidal, entubado, con capacidad de conducción (Q) equivalente al módulo de riego (q), promedio del mes crítico (noviembre q=0.85 l/s/ha), multiplicado por la superficie irrigada por cada tramo de canal. 5.1.2. Diseño de Secciones Hidraulicas Se debe tener en cuenta ciertos factores, tales como: tipo de material del cuerpo del canal, coeficiente de rugosidad, velocidad máxima y mínima permitida, pendiente del canal, taludes, etc. La ecuación más utilizada es la de Manning o Strickler, y su expresión es:

Donde: Q = Caudal (m3/s) n = Rugosidad

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A = Área (m2) R = Radio hidráulico = Área de la sección húmeda / Perímetro húmedo 5.1.3. Definición del Nivel Hidráulico El nivel hidráulico de los Canales de Riego ha sido fijado a la altura mínima necesaria, para que con el caudal de diseño se pueda derivar agua hacia cada Canal y hacia cada unidad de riego, conservando el borde libre. Para este fin se han considerado las siguientes pérdidas de carga en las estructuras: 

Pérdidas en las Tomas Laterales



Pérdidas en las Tomas a nivel Unidad de Riego: 10 cm



Nivel Hidráulico de entrega a la Unidad de Riego: 10 cm sobre el punto más alto del terreno a irrigar.

: 10-20 cm

5.1.4. Velocidades Permisibles El diseño de las secciones hidráulicas, se has determinado para regímenes sub críticos, las condiciones de flujo estás relacionadas directamente a la velocidad y éstas ala pendiente del tramo. La velocidad de agua en los canales debe ser tal que no produzca erosión en las paredes de la caja del canal e impida el depósito de sedimentos, es por ello que se han determinado considerando las velocidades máximas y mínimas permisibles, a fin de evitar los peligros de erosión y sedimentación de los sólidos. La velocidad mínima deducida de la ecuación de Kennedy (Vs=0.652Cd0.64) está en función del tirante de agua y del tipo de sedimento. TIRANTE DE AGUA

VELOCIDAD

(m)

(m/s)

0,30

0,28

0,50

0,38

0,80

0,52

1,00

0,60

En general se está considerando que la velocidad mínima de diseño en los canales sea del orden de 0,30 m/s y que la velocidad máxima no supere los 2,0 m/s. 5.1.5. Talud de la Caja de Canal El criterio básico para definir el talud de la caja del canal, por tramos, está en correspondencia con el tipo y condiciones del material

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predominante por el cual atravesará el canal, teniendo además especial consideración la economía de la sección. Debido a ello, se ha adoptado principalmente, secciones semicirculares, que no requiere encofrado para el vaciado del concreto de revestimiento. 5.1.6. e) Coeficiente de Rugosidad El coeficiente de rugosidad, es afectado por diversos factores entre las que podemos mencionar, la rugosidad de la superficie, irregularidad de la sección, obstrucciones para el flujo, geometría del canal, altura y densidad de la vegetación, carga de sedimentos. Para el caso se asume que el canal es nuevo y está limpio, que sigue un trazo uniforme con curvas mayores a 90°, sin mayores variaciones en la sección en su recorrido. Por lo tanto se asume que el valor elegido de “n” corresponde a dichas condiciones. En general los canales se deterioran debido a la erosión u obstrucción y al crecimiento de vegetación en el fondo y taludes de los canales, de allí que a un menor mantenimiento, mayor crecimiento de vegetación y mayor valor de “n” y consecuentemente menor velocidad. Es muy importante definir las condiciones de mantenimiento futuras que gobernarán el sistema de riego, ya que de ellas dependerá los valores de “n”. A mayores valores de “n” (menor mantenimiento), la velocidad disminuye, el tirante se incrementa al igual que el área de la sección. Es necesario tener en cuenta que tampoco es posible basar el diseño en las condiciones más desfavorables que pudieran presentarse. Sin embargo, las dimensiones del canal deben ser indudablemente mayores que las calculadas para el estado óptimo. Considerando el tipo de revestimiento proyectado (Concreto Simple), las curvaturas que tendrán los canales, la problemática futura de su mantenimiento, etc., se ha adoptado un valor de n = 0,015. Valores de rugosidad “n”

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Superficie

0.010

Muy lisa, vidrio, plástico, cobre.

0.011

Concreto muy liso.

0.013

Madera suave, metal, concreto frotachado.

0.017

Canales de tierra en buenas condiciones.

0.020

Canales naturales de tierra, libres de vegetación.

0.025

Canales naturales con alguna vegetación y piedras esparcidas en el fondo

0.035

Canales naturales con abundante vegetación.

0.040

Arroyos de montaña con muchas piedras.

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5.1.7. Pendiente La pendiente del canal ha sido establecida partiendo del criterio de que la velocidad del flujo no produzca sedimentación y que por otro lado la velocidad máxima corresponda a un flujo de régimen subcrítico, considerando en todo caso aspectos relacionados con las zonas de emplazamiento de las estructuras de toma lateral. 5.1.8. Dimensionamiento de la Sección La sección hidráulica del canal, se basa en el flujo uniforme, para ello se ha empleado la ecuación de Manning, Los elementos de partida para un canal de sección semicircular son el caudal, pendiente, rugosidad y diámetro del canal. La geometría de la sección es semicircular, con aproximación a la sección de mayor eficiencia hidráulica y economía posible. Los canales principales tienen un camino de servicio a un lado, construido sobre una berma de 4 m de ancho y por el otro lado una berma interior de 1.0 m que se ubica entre la cuneta de talud y la caja del canal. 5.1.9. Radio de Curvatura de Trazo La curvatura permisible para los canales revestidos, está en función del tamaño y capacidad, velocidad, material del revestimiento y sección del canal. Es práctico recomendar para canales trapezoidales revestidos, que debe cumplirse con los criterios de radio mínimo de curvatura para el trazo, a fin de poner a salvo el flujo de posibles turbulencias con sus consecuentes pérdidas de carga. 

Rc





Rc



10 d a 15 d (en donde, d = tirante de agua) 3 B a 7 B (en donde, B = ancho superficial)

Teniendo en consideración las características de los canales proyectados, se han adoptado como radio de curvatura mínimo de 8m. 5.1.10. Tipo de Revestimiento El canal principal será revestido en toda su longitud, a fin de evitar significativas pérdidas por filtración, debidas a las condiciones geológicas y geotécnicas de los suelos por los cuales atravesará el canal; bajando, por lo tanto, el coeficiente de rugosidad de las paredes y el piso, protegiéndose el canal contra la erosión y reduciendo la sección del canal. Considerando que el costo del revestimiento representa un porcentaje significativo del valor total de construcción del canal, para ello la solución más conveniente corresponde al revestimiento de concreto simple de f´c=175 kg/cm2, siendo el espesor de 0,075 m.

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 CRITERIOS DE DISEÑO DE OBRAS DE ARTE 

Criterios Generales Tener estructuras hidráulicas funcionales y económicas, que den seguridad, continuidad al sistema de riego propuesto, son los criterios básicos en el diseño de las obras de arte, la ubicación y tipo de obra de arte obedece, a condiciones topográficas y de necesidad de no interrumpir las actividades diarias de los pobladores, ni mucho menos la continuidad del flujo en los canales, controlando la posibilidad de erosiones disipando energía hidráulica, así como para permitir el pase de vehículos, personas, etc., manteniendo los servicios existentes o brindando nuevos. Los cálculos hidráulicos consideran un flujo normal del agua, habiendo empleando para tal efecto la ecuación de Manning para conductos abiertos y otras ecuaciones recomendadas por el U.S. Department of Agriculture of The Interior: Bureau of Reclamation. (U.S.B.R.). El diseño se ha elaborado para los caudales máximos verificando para condiciones intermedias. Otros criterios y especificaciones a tomar en cuenta en los diseños, serán: a. Coeficiente de rugosidad de Maning para obras de concreto n=0.015 (en flujo subcrítico). b. Borde libre dimensional de acuerdo a las recomendaciones del US Bureau of Reclamation. c. Resistencias del concreto a los 28 días, consideradas en los análisis, Concreto ciclópeo f'c = 140 kg/cm2 + 30 % piedra grande (máx.8"). Concreto simple f'c = 175 y 210 kg/cm2. Concreto armado f'c = 175 y 210 kg/cm2 . d. En casos especiales se indican las resistencias en compresión del concreto. e. Armadura de refuerzo grado 60, con límite de fluencia fy = 4200 kg/cm2. f.

Resistencia del terreno en las zonas de fundación de las estructuras de concreto, mínimo de st = 1.41 kg/cm2.

g. Recubrimientos para la armadura de las estructuras, en losas y muros que no están en contacto con el agua r = 3 cm; en losas y muros en contacto con agua r = 5 cm; zapatas r = 7.5 cm. h. Espesores mínimos, en losas y pantallas, e = 0.15 m; en muros y pisos (sin presencia de agua), e = 0.20 m; en muros y pisos (con presencia de agua), e = 0.25m.

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i.

Factor de seguridad de 2.0 con respecto a la presión permisible del terreno.

Las obras de arte se han proyectado, por lo general, en forma estandarizada para facilitar el proceso constructivo. El diseño estructural considera las condiciones más desfavorables de funcionamiento (estructura llena y vacía). Para el cálculo del área de armadura se utiliza el método elástico o de cargas de servicio. Criterios Específicos para el Diseño de Obras de Arte

 

Transiciones Las transiciones en un canal son estructuras relativamente cortas diseñadas para cambiar la forma o el valor del área mojada. Las transiciones de entrada son transiciones convergentes y las de salida son transiciones divergentes. Longitud de las transiciones se ha determinado según el criterio de Hinds mediante la siguiente ecuación:

LT 

B1  B2 tg1230'

donde: B1 =

ancho superficial del canal o conducto en metros

B2 =

ancho de la estructura en metros.

La longitud mínima adoptada, L = 2.0 m 

Toma Lateral Los criterios de diseño se basan en los métodos de distribución del agua, pago de tarifas y el control de operaciones, a caudal continuo. Se ha previsto tomas de carga variable, construida con concreto, prevista de una compuerta de acero. Esta estructura se ubicará en el talud del Canal, por lo general al lado donde está el camino de servicio. La pérdida de carga total prevista en esta estructura varía de 0.10 a 0.20 m. El cálculo del caudal de toma ha sido efectuado considerando la suma de los caudales de los canales sub-laterales y las undades de riego que sirve directamente.



Toma de Unidad de Riego La distribución de agua a las unidades de riego, debe de ser de distribución proporcional, de acuerdo a la demanda de agua requerida, por la superficie de riego, para ello se ha determinado tomas de carga variable, construidas en concreto de características similares a las Tomas Laterales. La pérdida de carga total prevista es esta estructura es de 0.10 m.

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El caudal de toma, ha sido calculado, considerando el módulo de riego multiplicado por el área de riego, que sirva esta toma. 

Aliviadero Lateral Para la protección de los Canales de sección telescópica, al inicio de una sección menor se ha proyectado un Aliviadero Lateral, cuya función es evacuar los excesos de agua, que por accidente pudiera intentar pasar aguas abajo del cambio de sección. Estos excedentes de agua serán conducidos al sistema de drenaje del Proyecto. La estructura funcionará como aliviadero en uno de sus taludes, por tanto será cortado a una altura y longitud suficiente para que sobre él se orienten los excesos de aguas, sin que el tirante hidráulico en el Canal se desborde en otro punto. Criterios de diseño - El caudal de diseño de un vertedero se puede establecer como aquel caudal que circula en el canal por encima de su tirante normal, hasta el nivel máximo de su caja hidráulica o hasta el nivel que ocupa en el canal, el caudal considerado como de máxima avenida. - El vertedero lateral no permite eliminar todo el excedente de caudal, siempre quedará un excedente que corresponde teóricamente a unos 10 cm encima del tirante normal. - La altura del vertedor o diferencia entre la cresta de éste y el fondo del canal, corresponde al valor Yn.

- Para dimensionar el vertedero existen gran variedad de fórmulas, a continuación se describe la fórmula de Forchheiner.

Dónde: V = 0.95 μ = coeficiente de contracción L = longitud del vertedero h = carga promedio encima de la cresta 

Caída vertical Con el fin de mantener la velocidad del agua por debajo de la velocidad máxima recomendable, en los tramos de fuerte desnivel se ha proyectado caídas, con desnivel máximo de 1.5 m., a fin de

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evitar problemas de erosión y permitir regular el flujo de agua a velocidades normales que no superen las velocidades máximas de diseño del sistema de riego. Las caídas están ubicadas preferentemente en un tramo recto de suficiente longitud a fin de asegurar que el flujo del agua hacia la estructura sea lo más uniforme posible. En el diseño se han estandarizado las caídas en alturas de 0.30 hasta 1.2 m; excepcionalmente se adoptan alturas diferentes. Generalmente son verticales y de sección rectangular. Para determinar la longitud de la poza disipadora sin obstáculos, de sección rectangular se aplicaron los criterios del USBR,



y  y   L   2.5  1.1 c  0.7 c   h  h    3

hy c

La profundidad de la poza se ha determinado con:

h' 

yc 2

dónde : L = Longitud de la poza yc : Tirante crítico h' : Altura de la poza Se ha previsto la colocación de transiciones de entrada y salida de concreto. Los muros laterales de la poza disipadora poseen tubos rompe presiones de PVC de D = 1". 

Pase Peatonal o Pasarela Han sido proyectadas para el cruce de caminos peatonales con canales. La pasarela constará de dos partes: losa y estribos o apoyos. La losa tendrá un ancho estandarizado de 1.50 m incluyendo los sardineles, su longitud será variable. También el camino peatonal podría estar sobre relleno de una alcantarilla.

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

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Alcantarilla Las alcantarillas se han proyectado para permitir los cruces de los canales principales, sistema de distribución de riego y desagües con caminos carrózales. El tipo de alcantarilla se ha adoptado tipo cajón de concreto armado. Las alcantarillas están provistas de transiciones de entrada y salida con la finalidad de encauzar y dirigir el flujo del agua hacia y desde el canal al elemento de cruce. También puede ser el caso de proyectar losas inclinadas sobre el talud del canal y en los portales de entrada y salida de la alcantarilla. La velocidad de flujo en la alcantarilla está entre 0.6 y 1.5 m/s dependiendo de la carga hidráulica disponible y consideraciones económicas principalmente. La pendiente mínima considerada ha sido s = 0.001. La sobrecarga de diseño en los cruces con caminos carrozables corresponde a vehículos tipo H20, a excepción de los puentes de carreteras principales, con los cuales se asume una s/c del tipo H20-S16.



Puente Vehicular Se ha proyectado puentes vehiculares, en el cruce de trochas carrozables sobre el canal, que permitan el paso de vehículos motorizados que circulan en el área del proyecto. Estos puentes se han previsto de una losa de concreto reforzada simplemente apoyada sobre estribos de concreto y tienen 4.50 m de ancho mínimo.



Canoa Esta estructura es utilizada cuando el cruce de aguas debe producirse por encima del canal, debido a que se proyectan en lugares de quebradas en donde existe escorrentía superficial y arrastre de sólidas, con la finalidad de evacuarlos al otro extremo.



Entrega a canal Estas estructuras se han proyectado para permitir la evacuación de las aguas de escorrentía superficial y entregarlas al canal, para ser evacuadas en épocas de precipitaciones, donde los canales no operan llevando aguas de riego y se comportan como drenes.

6. DISEÑO RIEGO POR ASPERSION El planteamiento de un sistema de riego por aspersión consiste en la selección de una red de tuberías, para transmitir el agua a los rociadores, a una presa adecuada, con la finalidad de esparcir agua al suelo, en pequeñas gotas, simulando la lluvia.

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La carga de presión puede ofrecerse al sistema, mediante bombas o presión natural, esta última se adquiere por diferencia de altura entre el punto inicial de riego, hasta boquilla del aspersor, incluidas las pérdidas de carga. Por condiciones

naturales, los terrenos de fuerte pendiente, presentan diferencias de altura significativas para el funcionamiento del sistema, lo que constituye una gran ventaja comparativa en relación a otras áreas.  CAPTACION Este componente lo constituye un canal principal y canal lateral, los cuales capta las aguas de Rio Huenque, este sistema de captación esta adecuadamente diseñado, a fin de que su capacidad pueda otorgar a los Reservorios.  Canal Entubado Esta red es denominada línea de conducción por su carácter de canal principal en tubería que conduce agua hasta los reservorios, conduciendo agua hasta la red de distribución. 

Para Reservorio N°1: Conducirá el agua desde la Captación (Canal Principal, de la progresiva km 37+590) hasta el Reservorio. 



Para Reservorio N°2: Conducirá el agua desde la Captación (Canal Principal, de la progresiva km 51+330) hasta el Reservorio. 



Canal entubado con una longitud de 60.00 metros, tipo de tubería HDEP con diámetro de 315.0 mm., este transportara un caudal de 104.16 lts/seg, durante 12 horas durante la noche.

Para Reservorio N°3: Conducirá el agua desde la Captación (Canal Principal, de la progresiva km 17+300) hasta el Reservorio. 



Canal entubado con una longitud de 22.12 metros, tipo de tubería HDEP con diámetro de 250.0 mm., este transportara un caudal de 81.01 lts/seg, durante 12 horas durante la noche.

Canal entubado con una longitud de 35.47 metros, tipo de tubería HDEP con diámetro de 200.0 mm., este transportara un caudal de 54.39 lts/seg, durante 12 horas durante la noche.

Para Reservorio N°4: Conducirá el agua desde la Captación (Canal Principal, de la progresiva km 24+875) hasta el Reservorio. 

Canal entubado con una longitud de 97.61 metros, tipo de tubería HDEP con diámetro de 200.0 mm., este transportara un caudal de 38.19 lts/seg, durante 12 horas durante la noche.

 Reservorios: Se considera para los reservorios que la recarga constante será nocturna durante 12 horas, para garantizar el funcionamiento en horas de la mañana de los módulos de riego en el tiempo de aplicación correspondiente.

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DISEÑO DE SISTEMA DE RIEGO

Volumen de reservorios: • Volumen de reservorio N°1 :

3500m3

• Volumen de reservorio N°2 :

4500m3

• Volumen de reservorio N°3 :

2350m3

• Volumen de reservorio N°4 :

1650m3

 Red de distribución Es la encargada de distribuir el caudal requerido en las diferentes subunidades de riego el material a utilizarse es la tubería PVC SAP de 90mm, 110mm, 140mm, 160mm, 200mm y 250mm de acuerdo al caudal a conducir.

RESERVORIO N°1 Estas tuberías tienen las siguientes características:

Tubería Principal

Tubería Secundaria

Laterales

PRORRIDRE

Tubería PVC SAP P/AGUA C-5 Ø Tubería PVC SAP P/AGUA C-5 Ø Tubería PVC SAP P/AGUA C-5 Ø Tubería PVC SAP P/AGUA C-5 Ø Tubería PVC SAP P/AGUA C-5 Ø Tubería PVC SAP P/AGUA C-5 Ø Tubería PVC SAP P/AGUA C-5 Ø Tubería PVC SAP P/AGUA C-5 Ø Tubería PVC SAP P/AGUA C-5 Ø Tubería PVC SAP P/AGUA C-5 Ø Tubería PVC SAP P/AGUA C-5 Ø Tubería PVC SAP P/AGUA C-5 Ø Tubería PVC SAP P/AGUA C-5 Ø Tubería PVC SAP P/AGUA C-5 Ø Tubería PVC SAP P/AGUA C-5 Ø Tubería PVC SAP P/AGUA C-5 Ø Tubería PVC SAP P/AGUA C-5 Ø

- UF 450mm - UF 400mm - UF 355mm - UF 315mm - UF 250mm - UF 250mm - UF 200mm - UF 160mm - UF 140mm - UF 110mm - UF 90mm - UF 200mm - UF 160mm - UF 140mm - UF 110mm - UF 90mm - UF 63mm

1,09 8.29 6 3.55 31 3.29 75 7.47 58 6.41 20 0.82 71 3.95 1,11 5.12 40 2.75 1,09 6.80 8 9.23 5 3.33 6 9.91 63 7.50 1,19 3.32 4,06 0.00 2,08 8.00

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metros metros metros metros metros metros metros metros metros metros metros metros metros metros metros metros metros

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DISEÑO DE SISTEMA DE RIEGO

RESERVORIO N°2 Estas tuberías tienen las siguientes características:

Tubería Principal

Tubería Secundaria

Laterales

Tubería PVC SAP P/AGUA Ø Tubería PVC SAP P/AGUA Ø Tubería PVC SAP P/AGUA Ø Tubería PVC SAP P/AGUA Ø Tubería PVC SAP P/AGUA Ø Tubería PVC SAP P/AGUA Ø Tubería PVC SAP P/AGUA Ø Tubería PVC SAP P/AGUA Ø Tubería PVC SAP P/AGUA Ø Tubería PVC SAP P/AGUA Ø Tubería PVC SAP P/AGUA Ø Tubería PVC SAP P/AGUA Ø Tubería PVC SAP P/AGUA Ø Tubería PVC SAP P/AGUA Ø Tubería PVC SAP P/AGUA Ø Tubería PVC SAP P/AGUA Ø Tubería PVC SAP P/AGUA Ø Tubería PVC SAP P/AGUA Ø Tubería PVC SAP P/AGUA Ø Tubería PVC SAP P/AGUA Ø

- UF C-5 - UF C-5 - UF C-5 - UF C-5 - UF C-5 - UF C-5 - UF C-5 - UF C-5 - UF C-5 - UF C-5 - UF C-5 - UF C-5 - UF C-5 - UF C-5 - UF C-5 - UF C-5 - UF C-5 - UF C-5 - UF C-5 - UF C-5

450mm

1,927.08

metros

400mm

1179.76

metros

355mm

1474.37

metros

315mm

1322.74

metros

250mm

402.33

metros

355mm

59.32

metros

315mm

1384.69

metros

250mm

2031.85

metros

200mm

1046.38

metros

160mm

202.46

metros

140mm

393.12

metros

110mm

118.17

metros

315mm

80.11

metros

250mm

598.28

metros

200mm

1740.59

metros

160mm

2155.9

metros

140mm

5357.75

metros

110mm

2,752.47

metros

90mm

5,317.01

metros

63mm

2,696.13

metros

RESERVORIO N°3

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DISEÑO DE SISTEMA DE RIEGO

Estas tuberías tienen las siguientes características:

Tubería Principal

Tubería Secundaria

Laterales

Tubería PVC SAP P/AGUA Ø Tubería PVC SAP P/AGUA Ø Tubería PVC SAP P/AGUA Ø Tubería PVC SAP P/AGUA Ø Tubería PVC SAP P/AGUA Ø Tubería PVC SAP P/AGUA Ø Tubería PVC SAP P/AGUA Ø Tubería PVC SAP P/AGUA Ø Tubería PVC SAP P/AGUA Ø Tubería PVC SAP P/AGUA Ø Tubería PVC SAP P/AGUA Ø Tubería PVC SAP P/AGUA Ø Tubería PVC SAP P/AGUA Ø Tubería PVC SAP P/AGUA Ø Tubería PVC SAP P/AGUA Ø Tubería PVC SAP P/AGUA Ø Tubería PVC SAP P/AGUA Ø Tubería PVC SAP P/AGUA Ø

- UF C-5 500mm

73.22

metros

450mm

330.61

metros

355mm

277.66

metros

315mm

545.1

metros

250mm

216.17

metros

- UF C-5 - UF C-5 - UF C-5 - UF C-5 - UF C-5 200mm - UF C-5 315mm - UF C-5 250mm - UF C-5 200mm - UF C-5 160mm - UF C-5 140mm - UF C-5 250mm - UF C-5 200mm - UF C-5 160mm - UF C-5 140mm - UF C-5 110mm - UF C-5 90mm - UF C-5 63mm

15.48 100.2 1 250.1 4 100.0 0 543.6 6 590.2 3 50.0 0 125.0 0 175.0 0 574.5 0 835.2 5 1,872.1 0 957.7 3

metros metros metros metros metros metros metros metros metros metros metros metros metros

RESERVORIO N°4 Estas tuberías tienen las siguientes características: Tubería

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Tubería PVC SAP P/AGUA - UF

450mm

1587.3

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metros

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ESTUDIO A NIVEL DE FACTIBILIDAD

Principal

Tubería Secunda ria

Laterales

C-5 Ø Tubería PVC SAP P/AGUA C-5 Ø Tubería PVC SAP P/AGUA C-5 Ø Tubería PVC SAP P/AGUA C-5 Ø Tubería PVC SAP P/AGUA C-5 Ø Tubería PVC SAP P/AGUA C-5 Ø Tubería PVC SAP P/AGUA C-5 Ø Tubería PVC SAP P/AGUA C-5 Ø Tubería PVC SAP P/AGUA C-5 Ø Tubería PVC SAP P/AGUA C-5 Ø Tubería PVC SAP P/AGUA C-5 Ø Tubería PVC SAP P/AGUA C-5 Ø

DISEÑO DE SISTEMA DE RIEGO

- UF 315mm

300

metros

250mm

513.84

metros

250mm

2121.06

metros

200mm

276.39

metros

160mm

92.13

metros

140mm

276.39

metros

160mm

200

metros

140mm

1200

metros

110mm

550

metros

90mm

1100

metros

63mm

550

metros

- UF - UF - UF - UF - UF - UF - UF - UF - UF - UF

 HIDRANTES O ELEVADORES El hidrante de la tubería principal, es ubicado al inicio del riego de un sector, tratando de que su apertura produzca el riego de un módulo completo (por modulo se entiende al conjunto de aspersores que deben trabajar a la vez, en el tiempo de riego calculado, a la frecuencia deseada).  Altura de los elevadores Se recomienda como la altura mínima de 0.6 m. hasta 1.00 m.  Aspersores Existe diferentes tipos de aspersores los que se utilizan en el diseño es de material Latón, con giro completo Angulo de chorro fijos, de presión alta a media con emisión de dos boquilla. Su conexión lleva un rompe chorro que hace que el golpe del agua no sea directo a los cultivos y pueda dañar a estos. Especificaciones de diseño de los aspersores del proyecto: Marca VYR – 25

PRORRIDRE

Marca VYR – 25 T.

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ESTUDIO A NIVEL DE FACTIBILIDAD

DISEÑO DE SISTEMA DE RIEGO

(Para zonas de baja presión)

Diámetro de boquillas del Aspersor

Ø=

4.36

mm

E=

14.50

m

El =

14.5

m

Pluviometría del Aspersor Pp

Pp =

6

mm / h

Presión de trabajo en Atm.

Po =

1.40

Bars

Caudal del aspersor qa Diamt. Alcance de Chorro

qa = D=

1.25 28

m3 /h m

Espaciamientos E * El

 Módulo de Aspersión El equipo móvil constará de:  Tubería de polietileno de 25 mm.  Aspersor de giro en círculo completo del tipo VYR – 25.  Llave tipo bayoneta.  Elevadores de aluminio de diámetros de 3/4” x 1.00 metros con unión rosca de ¾” y trípode metálico, Codos y tees de polipropileno de 25mm. x ¾”.  Tees y reducciones de acuerdo a la distribución de la matriz. Los laterales móviles comprenden de tres aspersores, las mismas que serán aspersores tipo VYR 25 o similar de circulo completo, con presión mínima de trabajo de 1.40 a 1.75 atmosferas, para zonas de baja presión se usaran aspersores tipo VYR 25 o similar de circulo completo, con presión mínima de trabajo 1.5 bares, el espaciamiento entre aspersores se plantea de 14.5 metros y el espaciamiento entre laterales de 14.5 metros, se utilizará mangueras de polietileno de 25 mm de alta presión.



CRITERIOS PARA EL DISEÑO DE SISTEMA POR ASPERSION -

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Lamina de riego aplicada lap

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ESTUDIO A NIVEL DE FACTIBILIDAD

DISEÑO DE SISTEMA DE RIEGO

Una vez determinada la lámina neta de requerimiento de agua, ln. Como datos necesitamos capacidad de campo cc, punto de marchitez PMP, densidad aparente daps, profundidad de raíces h, % del rango de humedad aprovechable p, eficiencia de aplicación de agua Ef ap.

-

(CC  PMP) xDapsxh 100 Ln  Lxp por las condiciones climáticas y clases Este requerimiento está influenciado lap  Ln / para efap efectos prácticos y de diseño, en de cultivos para cada localidad, L  UC Uso de agua de los cultivos

necesidades diarias de uso máximo de agua por cultivo. -

Frecuencia de riego fr Corresponde a numero de días en que debemos aplicar el agua. Es el cociente de la lamina neta ln, ente el uso consuntivo. Fr 

-

Ln Uc

Velocidad de infiltración La determinación de este parámetro por medio de los cilindros infiltró metros, se desarrolla en el acápite correspondiente. Para efectos de prácticos, de velocidad de infiltración recomendable según textura de suelo (cm/hora), del servicio del suelo del departamento de agricultura. USA.

I  ax t

h

La velocidad de infiltración nos indica la tasa máxima recomendada para los aspersores. -

de aplicación

Tiempo de aplicación de agua T Conociendo la lámina de agua aplicada y la tasa máxima de aplicación (velocidad de infiltración), se puede determinar el tiempo en que debemos aplicar el agua. T

Lap I

T = tiempo de aplicación en horas. Lap = lamina de riego aplicar en mm. I = velocidad de infiltración en mm/ hora.

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DISEÑO DE SISTEMA DE RIEGO

A este tiempo hay que adicionarle el tiempo que se requiere para el cambio de líneas por posición de sistema, si es que lo hubiese. -

Caudal de emisión de los aspersores Se debe realizar evaluación en el mercado para determinar qué tipo de aspersor se utilizara, determinando una carga promedio de funcionamiento, para encontrar de acuerdo a tablas (proporcionadas por el fabricante) el caudal de emisión q y el diámetro de alcance D.

-

Numero de posiciones N La frecuencia con la que se recibe agua, y el número de horas diarias de agua disponibles, nos da como resultado el total de horas disponibles por ciclo de riego. El número de posiciones consiste en dividir el total de horas disponibles t, entre las horas de aplicación T. N = t/T

-

Área por modulo Es el resultado del cociente del área total de riego, entre el numero de posiciones.

a = A/N 2 a = área por modulo ( m ) 2 a = área de riego ( m )

N = numero de posiciones

-

Numero de aspesores Es la relación que existe entre el área del módulo y el área de riego que cubre cada aspersor, esta última es el producto de la distancia entre aspersores S1, por la distancia entre líneas S2. # = a/ S1 X S2

-

Caudal requerido Corresponde al producto del caudal emitido por cada uno de los aspersores por el número de aspersores. Q = q x #

-

Perdida de carga La conducción de agua por las diferentes tuberías está sujeta a pérdidas de energía debido a las siguientes razones Fricción

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DISEÑO DE SISTEMA DE RIEGO

Por entrada Por salida Por ensanchamiento Por contracción Por válvulas Por cambio de dirección (codos o curvas)

7. DESCRIPCIÓN DE LAS OBRAS DE RIEGO IRRIGACIÓN HUENQUE 

DESCRIPCIÓN GENERAL En el esquema hidráulico del Sistema Integral Huenque, la infraestructura hidráulica de la irrigación , se ubica en el centro poblado de Untahue, está constituido por un canal principal, el cual se inicia en la bocatoma, se extiende desde la progresiva del canal principal 0+000 a 18+880 en la progresiva 18+880 sale un partidor y nace el canal principal margen izquierdo con una progresiva que inicia desde 18+880 hasta 56+425, de igual manera del partidor Sali un Sifon y empalma al canal principal margen derecho con una progresiva que inicia desde la progresiva 0+000 hasta 25+925 El canal principal “margen izquierdo” Inicia desde el partidor que es de la progresiva 18+880, que consta con una sección de canal rectangular, trapezoidal, canal tapado, Con capacidad de conducción variable entre 1.64 m 3/seg. a 1.34 m3/seg. Complementariamente las obras de riego comprenden también las diversas estructuras que permiten dar continuidad a los sistemas de riego, y vial a través de la construcción de puentes, pasos peatonales, caídas verticales, alcantarillas y otras obras de arte. La longitud y características de canales, principales y laterales del módulo Huenque, que serán revestidos en toda su longitud 96,655.00 m.

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DISEÑO DE SISTEMA DE RIEGO

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DISEÑO DE SISTEMA DE RIEGO

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DISEÑO DE SISTEMA DE RIEGO

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DISEÑO DE SISTEMA DE RIEGO

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7.1.

DISEÑO DE SISTEMA DE RIEGO

Obras de Arte Canal Principal Desde el km 0+000 al 18+880, el canal intercepta caminos peatonales y trochas carrozables, razón por la cual con la finalidad de dar continuidad al sistema de conducción, así como permitir su operación y mantenimiento, se ha proyectado para su construcción diferentes obras de arte, entre las que se citan: aliviaderos laterales, caídas verticales, alcantarillas, puentes vehiculares, pasarelas, tomas directas, tomas de canal lateral, acueductos. Obras de Arte Canal Principal Margen Izquierdo. Desde el km 18+880 a 56+425, el canal intercepta caminos peatonales y trochas carrozables, razón por la cual con la finalidad de dar continuidad al sistema de conducción, así como permitir su operación y mantenimiento, se ha proyectado para su construcción diferentes obras de arte, entre las que se citan: aliviaderos laterales, caídas verticales, alcantarillas, puentes vehiculares, acueductos, pasarelas, tomas directas, tomas de canal lateral. Obras de Arte Canal Principal Margen Derecho. Desde el km 0+000 a 25+925, el canal intercepta caminos peatonales y trochas carrozables, razón por la cual con la finalidad de dar continuidad al sistema de conducción, así como permitir su operación y mantenimiento, se ha proyectado para su construcción diferentes obras de arte, entre las que se citan: acueductos, aliviaderos laterales, caídas verticales, alcantarillas, puentes vehiculares, pasarelas, tomas directas, tomas de canal lateral. La relación de las obras de arte se indica en el cuadro. Los diseños típicos de las estructuras se presentan en los planos respectivos. DESCRIPCION DE ESTRUCTURAS DE OBRAS DE ARTE Las estructuras proyectadas en el sistema de riego son las siguientes: Acueducto toma lateral, partidor, puente vehicular, pase peatonal, caída vertical, aforador y desarenador. a)

Acueducto

Acueductos con pilares intermedios: Son estructuras que tiene un comportamiento similar a las vigas para puentes, los cuales están apoyados, al inicio y al final, en dados de concreto en terreno firme fuera del lecho de la quebrada. Cuando la luz entre los apoyos es considerable se utilizarán pilares intermedios que pueden estar ubicados a una separación no mayor de 10 mts si estan simplemente apoyados. Y una altura no mayor de 4 mts. b)

Toma Lateral.

Se ha previsto tomas de carga variable, de material concreto armado, prevista de una compuerta de acero tipo tarjeta. Estas estructuras se ubicaran en el talud del canal, por lo general el lado donde está el camino de acceso. La pérdida de carga total prevista en esta estructura varía de 0.30 a 0.30 m. de acuerdo al caudal a derivar se ha dimensionado la sección de la toma lateral, y otras características de diseño se especifica en el plano de obra de arte. La finalidad de la toma lateral es derivar y regular el agua procedente del canal principal a los laterales y de estos a los sublaterales y de éstos últimos a los canales parcelarios.

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b)

DISEÑO DE SISTEMA DE RIEGO

Partidores

Son estructuras de concreto armado o muros terminados en puntas, que en un sistema de riego, frecuentemente nos encontramos con la necesidad de dividir un caudal en partes menores, de acuerdo a los requerimientos de agua en las parcelas o a los turnos de riego. La tendencia es lograr que la distribución se haga sola y eso es posible mediante el uso de partidores, capaces de dividir caudales variables en caudales también variables pero en proporciones fijas e invariables del caudal total de llegada; lo que permite, que cualquier aumento o disminución del caudal de llegada afecte proporcionalmente a las partes en reparto. c)

Puente Vehicular

Este tipo de estructura se ha proyectado en el cruce de canal con camino de acceso, para el cruce de los vehículos, que comprende de una losa de concreto armado apoyada sobre estribos de concreto ciclópeo + 30 % de P.M., las dimensiones y las especificaciones técnicas se indica en el plano de Puente Vehicular Tipo. d)

Pase Peatonal

Para el cruce de los peatones y de los animales, en los lugares donde hay cruce de un camino herradura con canal, se ha previsto la construcción de pase peatonal con losa de concreto armado apoyada sobre estribos de concreto ciclópeo + 30 % de P.M. , las dimensiones y las especificaciones técnicas se indica en el plano de Pase Peatonal Tipo. e)

Canoa

Para el cruce del agua, en los lugares donde hay cruce de un riachuelo, quebrada, se ha previsto la construcción de canos con losa de concreto armado apoyada sobre estribos de concreto ciclópeo + 30 % de P.M. , las dimensiones y las especificaciones técnicas se indica en el plano de Canoas. h)

Caída vertical

Con el fin de mantener la velocidad de agua por debajo de la velocidad máxima recomendable, en los tramos de fuerte desnivel se ha proyectado caídas verticales, con desniveles máximo de 0.50 m. Esta estructura será construida de concreto armado, las especificaciones técnicas se indica en el plano de obras de arte de caída tipo. Las caídas se han proyectado en aquellos puntos donde es necesario efectuar cambios bruscos en la rasante del canal, permite unir dos tramos (uno superior y otro inferior de un canal, por medio de un plano vertical, permitiendo que el agua salte libremente y caiga en el tramo de abajo).

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DISEÑO DE SISTEMA DE RIEGO

ANEXOS:



RELACION DE OBRAS DE ARTE

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DISEÑO DE SISTEMA DE RIEGO

OBRAS DE ARTE CANAL PRINCIPAL

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OBRAS DE ARTE CANAL PRINCIPAL MARGEN DERECHO

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OBRAS DE ARTE CANAL PRINCIPAL MARGEN IZQUIERDO

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