Método de Riego

Superficie

Presurizados

Sub-irrigación

COMO IRRIGAR?

4

Existe sistema de

riego ideal para

todas las

condiciones?

Riego por surcos

Ing. Carlos Baca García

Eficiencia en riego por superficie, o gravedad?.

- Eficiencia de almacenamiento (E-almacenamiento)

- Eficiencia de aplicación (E-aplicación)

SISTEMAS DE RIEGO POR SUPERFICIE

Aplicada

requerida

40 mm de Lámina

Ing. Carlos Baca García

COMO PUEDO EVALUAR EL DESEMPEÑO

- Eficiencia de almacenamiento (Alto o Bajo)

- Eficiencia de aplicación (Alto o Bajo)

Aplicada

requerida

Ing. Carlos Baca García

Aplicada

requerida

- Eficiencia de almacenamiento (Alto o bajo)

- Eficiencia de aplicación (Alto o bajo)

Índices de desempeño, lo ideal es que los 2 sean

aceptables Ing. Carlos Baca García

Donde pierdo el control

del agua? Viento, H° R°

- Láminas pequeñas y no surcos

- No reconoce raíz buena de mala

- pero el costo??

SISTEMAS DE RIEGO POR ASPERSION

Ing. Carlos Baca García

Donde pierdo el control

del agua?

-Costo de implementación y de

mantenimiento

SISTEMAS DE RIEGO POR LOCALIZADO POR GOTEO

Ing. Carlos Baca García

“Comprende todos los sistemas de irrigación en que

el agua se distribuye sobre la superficie de suelo

bajo la acción de la fuerza de gravedad” (en la

mayoría de los casos).

Se introduce un volumen de agua en la unidad de

tiempo (caudal) en la parte superior del campo que

cubre el suelo gradualmente.

Riego por superficie:

RIEGO POR SURCOS

Consiste en la inundación de pequeños

canales, donde el agua aplicada se

infiltra a través del perímetro mojado e

infiltra vertical y lateralmente en el perfil

del suelo.

VENTAJAS

Menores costos operacionales;

Simplicidad operacional;

Fácil asimilación de técnicas de manejo;

Adaptación a diferentes tipos de suelos y cultivos;

Puede se usada agua de baja calidad;

No interfiere con aplicación de defensivos;

No depende de asistencia técnica para equipos (excepción

bombeo)

Requiere bajos niveles de energía.

DESVENTAJAS

Dependencia topográfica: sistematización

(costos);

No adecuado para suelos arenosos;

Parámetros de diseños variable en espacio y

tiempo (Z, n, c y m);

Diseño problemático:

Uniformidad y eficiencia no conocidos

Simulación con modelos matemáticos

Pruebas de campo

Baja eficiencia de aplicación (≈ 40%)

AVANCES TECNOLÓGICOS DE LA

IRRIGACIÓN (Skogerboe, 1990)

Desarrollo de los sistemas de riego por

aspersión, localizado (por goteo y micro-

aspersión),

Sistematización y nivelación del suelo por

sistema “laser”,

Desarrollo de los modelos matemáticos para

describir la hidráulica del riego por superficie.

AVANCES TECNOLÓGICOS DEL RIEGO

POR SUPERFICIE (Walker, 1993)

“Los resultados de las investigaciones y

los avances tecnológicos del riego por

superficie en el período del 1973 al 1993,

ofuscaran la suma de todos los demás

ocurridos antes de 1973”.

“Las descubiertas en las próximas

décadas tal vez no sean muy

significantes”.

Según Walker (1993) hay cuatro avances más

significativos:

i. El desarrollo de los modelos hidráulicos para la

simulación de los sistemas de riego por superficie;

ii. La descubierta de los conceptos del “surge flow”;

iii. La adaptación del sistema “Laser” para la nivelación

y sistematización del suelo;

iv. El desarrollo de nuevas metodologías de evaluación

en tiempo real.

AVANCES TECNOLÓGICOS DEL RIEGO

POR SUPERFICIE (Walker, 1993)

Sistematización del suelo por sistema

“laser”,

DISEÑO

Tablas de diseño: (Marr (1967); Booher (1974))

Regla del ¼: Criddle (1956)

SCS-USDA

Modelos hidráulicos o matemáticos: Walker &

Skogerboe (1987) – Metodología racional

MODELOS MATEMÁTICOS DEL RIEGO

POR SUPERFICIE

De acuerdo con Katopodes & Strelkoff (1977) los

modelos tienen por objetivo:

Describir los procesos físicos: completa base

teórica con mínimos datos de campo;

Evaluar numéricamente los modelos para

estabilidad y exactitud,

Incluir todas las fases del proceso,

Simplificar cálculos para minimizar tiempo,

MODELOS MATEMÁTICOS DEL

RIEGO POR SUPERFICIE

Clasificación :

Modelo hidrodinámico,

Modelo cero – inercia,

Modelo cinemático,

Modelo de balance de volumen

(algebraico).

1. MODELO HIDRODINÁMICO

El modelo hidrodinámico del riego superficial es basado en la

solución de dos ECUACIONES DIFERENCIALES

PARCIALES que gobiernan el flujo de agua en régimen NO

PERMANENTE Y VARIADO:

Ecuaciones de SAINT-VENANT

Principio de la conservación de masa (continuidad):

ZAQ A0 (01)

X t t

Donde Q = Caudal; A = Área de sección de flujo; y

Az = Volumen infiltrado por unidad de área.

1. MODELO HIDRODINÁMICO

2

0 f l

Q Ag1 Q P. AS AS AD (02)

g t X X

Principio de la conservación de energía

(Momentum):

Donde:

So = Pendiente;

Sf = Pendiente línea de energía; y

Dl = Efecto dinámico de la infiltración.

2. MODELO CERO INÉRCIA

El modelo hidrodinámico es complejo y

dispendioso. Así, Strelkoff e Katopodes

(1977), llamaron cero inercia al modelo

basado en la hipotes en que los términos

de inercia y de aceleración en la

ecuación de energía serian despreciables

en la mayoría de las condiciones de

riego por superficie.

2. MODELO CERO INÉRCIA

Las dos ecuaciones son:

ZAQ A0 (03)

X t t

0 f

PAS AS (04)

X

Principio de la conservación de masa

(Continuidad):

Principio de la conservación de energía

(Momentum):

3. MODELO CINEMÁTICO

El modelo cinemático ignora la ecuación de energía que es

sustituida por una hipótesis:

Existe una relación única que describe el caudal como

una función de la lámina de flujo.

2 2

0 2 1,33

Q nS (05)

A R

La ecuación básica del modelo cinemático es la

continuidad de masa:

ZAQ A0 (06)

X t t

4. MODELO BALANCE DE VOLUMEN

(ALGEBRÁICO)

Observaciones:

La ecuación de energía (M. Hidrodinámico) describe

la variación en el tiempo y en espacio de las velocidad

y de la lámina de agua;

Los modelos cero-inercia y cinemático no consideran

ciertos términos de la ecuación;

El modelo balance de volumen no considera la

ecuación completa de energía sustituyendo por una

hipótesis matemática: La lámina de flujo se mantiene

constante.

( ) ( )Total Superficial Y Infiltrado ZV V V

0. .

x

YY Y AV A x A X

Y

A

A

X

Siendo :

Área de flujo de la sección transversal média(constante);

Distancia del avance del agua.

Donde:

0.Y YA A r

4. MODELO BALANCE DE VOLUMEN

(ALGEBRÁICO)

0

Y

A

r

Donde :

Área de la sección transversal en la entrada del surco;

Fator de forma en elperfil superficial.

0. .Y Y AV A r X

0( , ) .

x

ZZ Z AV A Y T T A X

ZA

Siendo:

Área de la sección tranversal de la lámina infiltrada.

4. MODELO BALANCE DE VOLUMEN

(ALGEBRÁICO)

0

0

0

0

0

0

. . . . .

. .( . . )

.

( . . )

Y A Z Z A

A Y Z Z

A

Y Z Z

Q T A r X A r X

Q T X A r A r

Q TX

A r A r

Q

T

Caudal aplicado;

Tiempo de avance.

Con:

4. MODELO BALANCE DE VOLUMEN

(ALGEBRÁICO)

CONCLUSIONES

De los avances tecnológicos, el desarrollo de

los modelos matemáticos del riego por

superficie tiene un gran potencial para el

aumento de la eficiencia y de la uniformidad de

aplicación de agua, tanto en el diseño más

preciso, como en la evaluación de los sistemas

existentes;

Entretanto, es necesario el desarrolla de tipos dos

programas:

Capacitación

De técnicos para el dominio de los modelos

matemáticos;

De productores para el dominio de las

técnicas de manejo.

Transferencia de tecnologías

Para el aumento de la eficiencia y de la

uniformidad aplicación del agua.

Aplicación del agua en forma directa a los surcos mediante

mangas de polietileno con válvulas.

Aplicación de

agua en forma

directa a los

surcos mediante

tubos de PVC y

válvulas

regulables.

Derivando a la izquierda Derivando a la derecha

Impulso a la izquierda Impulso a la derecha

Costos de

acondicionamiento del

terreno:

Topografía y nivelación

Pozas, surcos y acequias

Sifones de PVC

Sifones de PVC.

FOTO: Ing. Carlos Baca García