calculo del caudal para el diseo de canales

CALCULO DEL CAUDAL PARA EL DISEO DE CAUDALESHIDROLOGA

INTRODUCCIN

La determinacin del uso consuntivo, permite tener mayor certidumbre en la aplicacin de la lmina de riego, sobre todo en la poca de estiaje, cuando, en algunas ocasiones, no se aplica o se hace un uso irracional del agua de riego que conlleva una baja eficiencia de la irrigacin. Las mediciones del uso consuntivo en campo usadas para los cultivos son complejas, consumen mucho tiempo y son costosas, lo que resulta poco prctico.

La determinacin del uso consuntivo es generalmente a travs de frmulas empricas.

El uso consuntivo es la cantidad de agua que usan las plantas para crecer, desarrollarse y producir econmicamente. El uso consuntivo est constituido por el agua que transpiran las plantas a travs de las hojas, el agua que se evapora directamente del suelo y el agua que constituye los tejidos de las plantas. En virtud de que los 2 primeros componentes constituyen casi el 99% del uso consuntivo es comn y adems correcto, mencionar el trmino evapotranspiracin real al hacer referencia al uso consuntivo.

Penman (1948), citado por Aguilera (1996), afirm que la cantidad de agua que consume un cultivo de talla baja y uniforme, que cubre totalmente el suelo y que siempre est previsto de humedad aprovechable. Lgicamente, la cantidad de agua por este concepto ser mayor que la de uso consuntivo.

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERALDeterminacin del uso consuntivo UC y clculo de caudal de captacin.OBJETIVOS ESPECIFICOS Determinar los coeficientes: CT, CW, CH, CS, CE, RT. Calcular ETP. Calcular el Kc. Determinar el caudal de cada canal mostrado en la imagen presentada.

MARCO TEORICOUSO CONSUNTIVO DE LOS CULTIVOS (UC=ETR)Se considera como la evapotranspiracin real del cultivo ms el agua que se encuentra presente en los tejidos de las plantas, pero como esta es muy pequea en comparacin con la evapotranspiracin, se desprecia; por lo cual usualmente se considera:

Donde:

EVAPOTRANSPIRACION (ET)Es la suma de la cantidad de agua evaporada en el suelo y el agua transpirada por la planta en un tiempo determinado.

EVAPOTRANSPIRACION POTENCIAL (ETP)Es el mximo consumo de agua que se produce bajo condiciones optimas, cuando el cultivo cubre completamente el terreno y es de baja altura; el suelo esta bien abastecido de agua y nutrientes y su superficie est bien nivelada.

EVAPOTRANSPIRACION REAL (ETR)Es el consumo de agua por parte de las plantas bajo condiciones actuales o reales.

COEFICIENTE DE DESARROLLO DE LOS CULTIVOS (K)Es el coeficiente que tiene en cuenta el efecto de la relacin agua suelo planta, en funcin del % crecimiento del cultivo.

METODOS PARA DETERMINAR EL USO CONSUNTIVOA. DIRECTOS: A travs de ensayos in situ; ejemplo: Mtodo Lismetro.B. INDIRECTOS: Uso de formulas, basado en principios fsicos y datos meteorolgicos. Mtodo de Penman Mtodo de Blandey Criddle Mtodo de Christiansen Mtodo de Harereaves Mtodo de Thornthwalte, etc.

METODO DE CHRISTIANSEN Formula bsica:

Donde:ETP: Valor de evapotranspiracin (mm/da)K: Constante adimensional de correlacin = 0.324RT: Radiacin solar terica considerada en el techo de la atmosfera.T: Valores mensuales de T.H: Humedad relativa.W: Velocidad del viento.S: Horas de sol.E: Altitud.

COEFICIENTES:

TC: Temperatura promedio en C.TCO: 20C

W: Promedio de la velocidad del viento a 2m sobre el nivel del suelo.WO: 100 millas/da 6.7 Km/hora.

Hm: Humedad relativa promedio.Hmo: 60%

S: Porcentaje promedio de luz solar.So: 80%

Nota: Las horas de sol se registran generalmente en horas de sol totales al mes, por la que hay que convertirlas en % de horas sol diarias usando la expresin:

E: Altura sobre el nivel del mar de la estacin metereologica.Eo: 305 mNota: Para calcular la ETPmensual, se multiplica la ETPdiaria por el nmero de das por mes.

CALCULO DEL USO CONSUNTIVO (UC)Para su calculo, se multiplica el valor de evapotranspiracin del mes considerado; por el coeficiente KC del cultivo (Tabla N02).Se requiere conocer:a) Ciclos vegetativos del Cultivo.

CultivosDasMESES

12345678

Alfalfa90 ( 3 meses)30%60%100%

Algodn210 ( 7 meses)10%25%40%55%70%85%100%

Frijol150 ( 5 meses)20%40%60%80%100%

Maz180 ( 6 meses)20%40%55%70%85%100%

b) Siembra (inicio periodo vegetativo)

Alfalfa: Enero, Abril, Julio, Octubre (*) Algodn: Noviembre Frijol: Marzo, Agosto (**) Maz: Marzo, Setiembre (**)(*): 4 cosechas(**): 2 cosechas

c) Determinacin del coeficiente KC de los cultivos para resolver la formula Christiansen.

MesesCULTIVOS

AlfalfaAlgodnFrijolMaz

%Kc%Kc%Kc%Kc

Enero

Febrero

Marzo

Abril

Mayo

Junio

Julio

Agosto

Septiembre

Octubre

Noviembre

Diciembre

d) Calculo del Uso Consuntivo de los cultivos: mm/mes y seleccin:

ETPmm/mesMESDasCultivosUC TOTAL

AlfalfaAlgodnFrijolMazmm/mesmm/das

Enero31

Febrero28

Marzo31

Abril30

Mayo31

Junio30

Julio31

Agosto31

Septiembre30

Octubre31

Noviembre30

Diciembre31

Donde se determina el:

CAUDALES DE DISEOSe requiere conocer: Uso consuntivo de los cultivos: UC Capacidad retentiva de agua o eficiencia del suelo (fs). Perdida por infiltracin.

a) Demanda de agua (d: mm/da)

Tipo de SueloFco LoFcoFco AoAo

fs110.90.75

dn (mm/da)

b) Dotacin de agua Neta (DNeta = m3/ha da)

Donde dn: Demanda Normal de agua en mm/da.Tipo de SueloFco LoFcoFco AoAo

Dneta

c) Dotacin de agua Real (DReal = m3/ha da)

Donde: Ec: Eficiencia de conduccin y distribucin=85% Ea: Eficiencia de aplicacin y manejo=80%Tipo de SueloFco LoFcoFco AoAo

Dreal

d) Calculo de los caudales de diseo para los canales A y B

CanalTipo de SueloDrealm3/mm/dareaHaDotacinm3/daQ(m3/seg)

AFco Lo

Fco

Fco Ao

Ao

BFco Lo

Fco

Fco Ao

Ao

Se obtiene:

e) El caudal de la captacin es:

BIBLIOGRAFIA

Molina,G.M.(1975). Hidrologa UNA Lima Publidrat

Chvez. Rosendo, (1994). Hidrologa para Ingenieros. U. Catlica del Per.

J. Snchez-Tienda, Uso consuntivo del cultivo aguacate.

Ing. Walter Morales U. Hidrologa Dotacin.

Ing. Walter Morales U. Clases dictadas en aula.

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERA CIVIL9