Explotación de los Sistemas de Riego (página 2)

Partes: 1, 2

Es común, en el estudio de los balances
hídricos, comparar las precipitaciones P y la
evapotranspiración potencial ETP, lo cual permite
distinguir situaciones diferentes en función de
umbrales que son directamente significativos para un lugar o un
período dado: Si P < ETP, la evaporación real
será igual a P; habrá deducción sobre las
reservas, ausencia de escurrimiento; el período se
denominará deficitario. Si P > ETP, la
evaporación real será igual al ETP, habrá
escurrimiento y constitución de reservas; el período
se llamará excedente. Los problemas
prácticos relativos a las mediciones, a los órdenes
de magnitud considerados, imponen variaciones en los métodos de
estudio y de presentación de los balances
hídricos. Las precipitaciones son en general medidas por
una densa red de
estaciones de observación antiguas, bastante confiables y
comparables. Las medidas de evapotranspiración potencial
son posibles, con aparatos como el evapómetro de Piche (al
abrigo) o el barco Colorado. Pero la red de observación no
incluye los mismos caracteres de densidad, de
comparabilidad y de fiabilidad que la de las precipitaciones,
tanto que frecuentemente se tiende a proceder, para el cálculo de
los balances, a evaluaciones de la evapotranspiración
potencial, las cuales se hacen partiendo de factores de esa
evapotranspiración potencial relativamente bien
conocidos.

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Tabla 2. Resultados del Balance
Hídrico por el Método de
Kostiakov para la zona de Tipitapa, donde se define la Norma
Parcial Neta (Mp) para el Distrito de Riego en estudio.

Régimen
Hídrico de los Suelos

El régimen hídrico del suelo es una
característica generalizada del conjunto de
fenómenos de ingreso de humedad en el suelo, de su
movimiento,
del cambio en su
estado
físico y su gasto. Entre los elementos del régimen
hídrico están la infiltración de la humedad
en el suelo, la condensación, la evaporación, la
toma de humedad por parte del sistema radicular
de las plantas, la
filtración de la humedad hacia las capas que yacen
profundamente, la absorción capilar, el congelamiento y el
derretimiento, la porción de humedad por parte de la fase
sólida, etc. Desde el punto de vista cuantitativo, el
régimen hídrico se representa por la
ecuación del balance hídrico y la ecuación
del movimiento de la humedad.

El régimen hídrico del suelo es uno de los
factores fundamentales en la formación de los suelos; de
él dependen muchas de las propiedades del suelo, y entre
ellas la más importante: la fertilidad. El régimen
hídrico determina en gran medida los regímenes de
aire,
térmico y de alimentación del
suelo; por eso al mejorarlo con ayuda de la irrigación es
posible mejorar también estos regímenes.

Las diferentes proporciones de los elementos del
régimen hídrico crean tipos diferentes de
regímenes hídricos. Para cubrirlos, se utilizan los
índices más generales del régimen
hídrico, los cuales se reducen a la comparación de
dos factores fundamentales, que son las precipitaciones
atmosféricas y el riego, como componentes principales de
ingreso, y la evaporación total, como componente principal
de gasto de balance. En este caso, la evaporación total se
iguala con la capacidad de evaporación más
determinada desde la superficie del agua
EO, cuyos datos se obtienen
en las estaciones meteorológicas. G. N. Visotski propuso
utilizar para dar la característica de los tipos de
regímenes hídricos el coeficiente de
humectación:

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Donde Oc es la lluvia promedio de muchos años, y Eo
es la evaporación media de muchos años desde la
superficie del agua.

La magnitud del coeficiente de humectación puede ser
mayor que la unidad, lo que demuestra la preponderancia de la
lluvia sobre la evaporación. Esto da lugar al
humedecimiento excesivo y a la inundación de los suelos o
a un lavado intenso cuando existe un buen escurrimiento de las
aguas subterráneas. Cuando Kh < 1, las
precipitaciones atmosféricas no son suficientes para
garantizar totalmente la humedad de las plantas, se observa el
secado de los suelos o gasto considerable por evaporación
de aguas subterráneas que yacen a pequeña
profundidad.

Para una mejor precisión en la determinación del
régimen de riego se tomaran base de datos
meteorológicas tomando como mínimo 10 años,
de la zona correspondiente en donde se encuentra ubicado el
proyecto Zona
1 de explotación de riego, a la vez utilizando software especializados y
validos para la determinación del régimen

(FAO CROPWAT 4 WINDOWS).

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Tabla 1. La evapotranspiración
se calculo con el software CROPWAT 4 Windows, utilizando los
datos de la estación tipo PV; 69 115 (INETER)

Plan de riego de una
unidad agrícola

El plan de riego
asegura el régimen de riego de los cultivos y es parte
integrante del plan de producción de cada unidad agrícola.
El objetivo
principal del plan anual de la utilización del agua es
hacer un balance de ésta y del trabajo para
comprobar si las fuentes de
abasto pueden o no suministrar el agua
necesaria y para determinar la necesidad de regadores y equipos
de riego.

Los planes de aprovechamiento del agua dependen de los
factores siguientes:

1. Capacidad de la fuente de abasto.
2. Cantidad y numero de cultivo diferentes que se
regarán.
3. Tipo y estado de las tierras a regar.
4. Estado técnico del sistema de riego.
5. Organización del trabajo en el riego.

Para componer un plan de riego para una unidad agrícola
son necesarios los materiales y
datos siguientes:

1. Plan esquema del área del riego en escala
de 1:10000 ó 1:5000, que contenga los límites
de cada parcela, lote, distrito o plan, es decir, cada unidad
agrícola debe de estar bien delimitada, así
como la fuente, los canales y las cajas distribuidoras para
cada parcela de riego en función de la
extensión del sistema de riego. Deben señalarse
en el esquema los puestos hidrométricos y los pozos de
observación de los niveles de agua
subterráneas. En caso de no haber planos en las
escalas indicadas se utilizarán otros o simplemente un
esquema.
2. Datos sobre el tipo y área ocupada, o los
cultivos sembrados y su localización en las
parcelas.
3. Cantidades de agua necesaria en función de
los cultivos y las normas consideradas en el plan.
4. Datos sobre la filtración en los canales y
su coeficiente de utilidad y aprovechamiento útil del
agua, así como la de las normas brutas.
5. Características de los suelos en cada campo
y, además, la profundidad de humedecimiento, la
pendiente y la técnica de riego utilizada en dicho
campo.
6. Datos sobre la capacidad de los canales.
7. Números de regadores, bombas y equipos de
aspersión en existencia y necesarios.

Plan de riego del
sistema

Se elabora después de preparado los planes de riego de
las unidades agrícolas y presentadas las solicitudes de
agua. Por otra parte estas solicitudes de agua se comparan con
las posibilidades de la fuente.

El plan de riego del sistema consta de 3 partes:

1. Suma de todos los planes de los consumidores
(planes, distritos).
2. Comparación del volumen de agua disponible
por el sistema con las necesidades de agua.
3. Plan de distribución de agua dentro del
sistema, para cada partidor de cada unidad
agrícola.

En este caso se definieron para el proyecto de riego Zona 1,
ocho lotes que constan de 218 ha cada uno, los cuales
estarán cultivado por plátano y caña de
azúcar

Distribución
del agua

La distribución correcta del agua absorbe
especial importancia tanto en un sistema de riego grande como en
una unidad agrícola. Cuando las necesidades de agua
están por encimas de las cantidades disponible es
necesario hacer un régimen de distribución de agua
para los cultivos priorizados. Se hacen cálculos
económicos para ver qué medidas tomar. Algunas
veces se toman la alternativa de efectuar solamente aquellos
riegos que producen menos pérdidas de agua.

Cuando hay un gran déficit de agua se suele hacer, en
algunos casos, un régimen de distribución d agua en
tanto por ciento de las cantidades planteadas para cada consumidor y este
gasto se mantiene durante todo el tiempo en los
partidores. La distribución del agua dentro de la unidad
agrícola se hace según las necesidades
interiores.

Para el proyecto de riego Zona 1, se cuenta con la fuente del
Embalse las Canoas, que posee un canal principal que deriva el
agua al sector, donde se tomara el caudal necesario requerido por
los 8 lotes cultivados por ambos cultivos realizando los
cálculos correspondientes (Ver Tablas 1 y 2)

En la práctica existen varios métodos de
distribución del agua en un sistema de riego:

1. Distribución con gasto
constante. Asegura un gasto determinado, constante
para cada consumidor (plan, distrito, lote), durante toda la
temporada de riego. Las ventajas de este método
consisten en que por cada canal corre un caudal de agua
constante y su capacidad se puede reducir al mínimo,
así como las perdidas de agua. El consumo del agua
dentro de la unidad agrícola puede organizarse
según las conveniencias de la misma unidad. Este
método es especialmente ventajoso cuando se conduce el
agua por tuberías con secciones transversales
mínimas.
2. Distribución por turnos. Se
aplica obre todo en los canales menores (terciarios y
secundarios). Para cada lote y parcela se determina el
periodo en que se deben recibir agua (horas diarias o
días en la semana). Este método tiene sus
ventajas y desventajas. Entre estas ultimas se encuentra la
de no satisfacer bien las necesidades de agua y el
desperdicio de esta; además, no se tienen e cuenta las
lluvias, la temperatura existente y los vientos.
3. Distribución de agua por
solicitudes. Asegura el agua siempre que se
requiere. Entre sus ventajas se pueden citar la
correspondencia con las necesidades de agua, aunque requiere
canales de mayor capacidad.

Este método también es exigente en conocimientos
profundos de las necesidades reales de agua por parte de las
plantas.

Para el caso del proyecto se tomara la distribución por
gasto constante, ya que se tomara agua durante el tiempo que sea
determinado por los regímenes de riego y delimitado por
los hidromódulo calculados para dicha temporada

Hidromódulos

Una vez establecido el régimen de riego calculado para
cada cultivo se determina la jornada del hidromódulo en el
cual en su primera variante de construcción suele llamarse preliminar o
incompleto. Cuando se tiene terreno cultivado y terreno en
rotación de cultivos con diferente régimen de
riego, los gráficos del hidromódulo se
construyen para todos los terrenos cultivados y en
rotación.

Para el caso del proyecto de riego se definieron 8 lotes cada
uno con 218 ha de extensión, dato de suma importancia para
el calculo y delimitación de los hidromódulo, donde
los lotes 1, 2, 4, 6 están cultivados de caña de
azúcar
y los lotes 3,5 con plátano (Ver Tablas 1 y 2).

El hidromódulo es el índice
técnico-económico más importante en un
sistema de riego ya que determina la capacidad máxima
posible del riego de la fuente.

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Donde Monografias.com es el
área posible de irrigación neta desde la fuente de
riego dada (ha), es
el gasto entregado al riego desde una fuente dada (m3/s), n es el
coeficiente de rendimiento del sistema de riego, q es la ordenada
de calculo máxima del hidromódulo (l/s/ha).

Es necesario lograr la disminución de q dentro
del límite óptimo permisible.

El grafico preliminar o incompleto del hidromódulo, se
caracteriza por tener:

Grandes variaciones de las ordenadas cuando se presentan
gastos máximos momentáneos (picos) y gastos
mínimos (huecos).
Irregularidades de las ordenadas en el tiempo.
Existencia de interrupciones de corta duración en
la entrega de agua para los riegos.

El trabajo de un sistema de riego según este grafico de
suministro de agua no puede ser calificado de satisfactorio, por
eso se lleva a cabo el completamente del grafico del
hidromódulo definitivo o completo, cuya finalidad es:

Disminuir las ordenadas máximas
Elevar las ordenadas mínimas hasta el valor
Eliminar las interrupciones de corta duración en la
entrega de agua (días).
Nivelar las irregularidades de las ordenadas.

El completamiento del hidromódulo realiza:

A cuenta del cambio de la duración del riego dentro
del limite permisible sin variar el día promedio del
riego.
A cuenta del cambio de los turnos de riego dentro de los
limites permisibles según las condiciones agro
técnicas.

Como resultado del completamiento del grafico del
hidromódulo:

Se eleva la capacidad de riego de la fuente de
irrigación.
Se reducen los gastos máximos nominales de la red
de riego y, por consiguiente, se reducen sus dimensiones y
las de sus obras.
Se mejora el trabajo de la red de riego en el tiempo.

Cuando se completa el grafico del hidromódulo es
necesario:

Coordinar las formas del grafico con la forma del grafico
del gasto, del gasto de agua en la fuente de riego, si es que
en ella, el gasto varía en el tiempo.
Coordinar el gráfico del hidromódulo con el
gráfico de trabajo de los agregados de las bombas
cuando se suministra mecánicamente el agua al sistema
riego.
Coordinar el gráfico del hidromódulo
completando con los gastos de las instalaciones de aspersores
y de riego; de forma tal que los gastos de agua suministrados
de acuerdo con el gráfico completado sean
múltiplos de los gastos de las instalaciones de riego
y aspersión aprobadas para irrigar.

Localización
del proyecto

Una vez ya establecidos los parámetros técnicos
requeridos del proyecto de riego, el plan de riego estará
ubicado en el cuadrante 3052 de las banderas dicha
explotación es abastecida por la Presa Las Canoas. Se
estimara la ubicación exacta, las longitudes de los
regadores y por consiguiente las áreas de los lotes
correspondientes a la zona 1 que pertenece a plan de riego.

Imagen 1. Índice de Mapas
Topográficos de Nicaragua. (Fuente: INETER)

Imagen 2. Ubicación del Proyecto
de Riego Zona 1. (Fuente: Google Maps)

Cálculos

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GRAFICOS

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Grafico1. Hidromódulo
Preliminar.

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Grafico 2. Hidromódulo
Definitivo.

Conclusiones

Se lograron establecer con exactitud la planificación de riego para la Zona 1 del
proyecto de explotación; tomando en cuenta todos los
elementos que la componen, así como el establecimiento de
un balance y régimen de riego a partir de datos
meteorológicos que son propios de la zona.

Considerando estos elementos se logro calcular y
graficar los hidromódulo preliminar y definitivo de la
explotación de riego elemento importante para la
determinación del caudal a sustraer de la fuente y que
definirá una buena planificación,
distribución y explotación del proyecto de Riego
Zona 1