diseño de un sistema de drenaje

INGENIERÍA DE DRENAJE

DOCENTE:ING. LORENZO SALAZAR CHAVESTA.

DISEÑO DE UN SISTEMA DE DRENAJELA ARENA-SECTOR SANTA CRUZ VERDE-EL MOLINO

UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURAFACULTAD DE AGRONOMIA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AGRICOLA

INTRODUCCIÓNEn la ciudad de Piura el cultivo de arroz ocupa el 37% de la producción regional y el 17% de la producción nacional. Los principales valles productores de este cereal son: Piura, Chira y San Lorenzo, siendo uno de los principales factores de la mala utilización de los suelos y al tener un modulo de riego elevado conlleva a la presencia de problemas salinidad de la zonas.En la ciudad de Piura, distrito de la Arena, los problemas de drenaje son cada vez más agudos, producto de un inadecuado manejo de las aguas en las zonas de riego, y la contaminación por vertimientos, además de la colmatación de sedimentos y la frondosidad de la vegetación, esta situación traerá como consecuencia la necesidad de instalar extensos y costosos sistemas de drenaje, para controlar en buena forma la humedad del suelo y para otorgar mejores condiciones para el crecimiento y desarrollo de las plantas

IMPORTANCIA DEL PROYECTO DEL PROYECTO DE DRENAJE

El presente trabajo es importante porque en la zona objeto de estudio no existe información técnica sobre las dimensiones y distanciamiento adecuados de un sistema de drenaje abierto (Zanjas) y además serrado (tubos).Su realización es muy trascendental por el hecho de que mediante la utilización de las fórmulas de Ernst para el cálculo de este sistema, permitiría determinarse de mejor manera la profundidad y/o distanciamiento de las zanjas, ya que son las más actualizadas en comparación con las de Hooghoudt con la que se ha diseñado la mayoría de los sistemas de drenajes para el cultivo de arroz.

¿Qué debemos cuestionarnos para el desarrollo del proyecto?

Debemos empezar por plantearnos las siguientes interrogantes:

¿Cuál es el diagnóstico edáfico (desde el punto de vista de drenaje) de los suelos del área en estudio?

¿A qué profundidad se ubica la capa freática en la zona?

¿Qué profundidad deben tener las zanjas de este sistema para mantener la capa freática en un nivel adecuado para el buen desarrollo de las raíces del cultivo de arroz?.

¿Qué factores se debe tener en cuenta para la ejecución del proyecto en el campo?

¿Cómo debe ser la red de observación?

¿Cómo realizar la estimación de la cantidad del agua a ser drenada además de la selección, diseño e instalación de un sistema de drenaje?

OBJETIVOSOBJETIVO GENERAL

o Diseñar un sistema de drenaje mediante drenes abiertos para el cultivo de arroz en la zona del bajo Piura-la arena-sector cruz verde el molino.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

o Caracterizar las propiedades físicas del suelo del área en estudio.

o Establecer el distanciamiento y/o dimensionamientos adecuados para drenes abiertos en el cultivo de arroz en la zona del bajo Piura-la arena- sector cruz verde el molino.

o Determinar el nivel freático óptimo en el tiempo de drenaje que el cultivo de arroz requiere, en este sector. Calculo de los diferentes parámetros hidrogeológicos como es el caso de la porosidad efectiva, el gradiente hidráulico, la transmisibilidad, etc., teniendo en cuenta la ley de Darcy.

HIPÓTESIS

• Es posible de que con la metodología de la ecuación de Ernst se obtengan distanciamiento y/o dimensionamientos más acordes con los requerimientos de drenaje del cultivo de arroz, que al aplicar otros métodos.

APLICACIÓN PRÁCTICA

La aplicación práctica que se puede lograr con la realización del presente trabajo, es la generación de información sobre:

Diseño y manejo de un sistema de drenaje zona del bajo Piura-la arena-sector cruz verde el molino.

Fluctuaciones de los niveles freáticos y de precipitación para la zona en estudio, Los distanciamientos y profundidades adecuadas de los canales para el cultivo de Arroz.

UBICACIÓN DEL AREA DE TERRENO

• LOCALIZACIÓN

La realización del experimento se llevó a cabo en la zona del bajo Piura-distrito de la arena-sector cruz verde el molino.El terreno cuenta con una superficie de 5.2 has, sembradas en su totalidad de arroz, de la cual Se tomó toda el área para el estudio.

• UBICACIÓN GEOGRÁFICA

El presente proyecto de investigación estará ubicado, en las coordenadas: Latitud 521° 24.52” sur, y Longitud 80° 43 24.02” OesteAltitud = 21 msnm

TIPO DE INVESTIGACIÓN.

El presente trabajo de investigación se ubicó dentro del tipo de investigación aplicada a nuestra carrera de Ing. agrícola

MÉTODO.

Se aplicó el método analítico.

ESTUDIOS EDAFOLÓGICOS.

Para el conocimiento de las características físicas de los suelos del área de estudio, se efectuaron los análisis físicos de muestras simples de los distintos estratos o capas de suelo que se localizaron en cada una de cuatro perforaciones hasta una profundidad de 4 m, o hasta encontrar un estrato limitante de la infiltración.

SUELOS SALINOS EN EL PERU

MATERIALES Y EQUIPOS

Materiales Equipos

• Planilla de registro• Tubos de PVC de 4”• Voltímetro• Wincha• Palana• Barreta• Bolsas para muestra• Libreta de apuntes

• Barreno HOULER• Balanza analítica• Computadora• Cronometro

CALCULO PARA PRUEBAS DE LABORATORIO

• CALCULO DE LA CONDUCTIVIDAD HIDRAULICA

METODO DE BAYOUCOS

DETERMINACION PARA LA TEXTURA DE SUELO

Lectura corregida:A los 40 segundos: (factor= 0.86 dato laboratorio)

Lc= 43.5-6.5 => LC= 44.36 A las 2 horas: LC= 7.36

Gramos correspondientes a la humedad, teniendo en cuenta % humedad obtenida

DATOS METERELOGICOS

Estación LA UNIONMes

Temperatura ºCH.R% Viento (m/s) Prec. (mm)

Máxima Mínima

Enero 32.76 22.54 73.48 2.44 0

Febrero 34.45 22.54 69.3 3.59 0

Marzo 33.28 22.67 16.75 0 0.69

Abril 31.29 19.75 79.5 2.16 0

Mayo 28.82 19.32 83.93 2.17 0.12

Junio 26.91 17.45 86.06 2.1 0

Julio 27.12 16.15 84.84 2.44 0

Agosto 27.74 16.58 87.25 2 0

Septiembre 28.41 16.81 82.6 3.03 0

Octubre 28.42 17.12 85 2.6 0.02

Noviembre 28.99 17.34 82.88 2.57 0

Diciembre 31.66 20.15 69.37 2.52 0

LECTURAS DE POZOS DE OBSERVACION

PROFUNDIDAD DEL AGUA SUBTERRANEA

FECHAPOZO N°1 POZO N°2 POZO N°3 POZO N°4 POZO N°5 POZO N°6

COTA 16.2m COTA 19.80 m COTA 17.66m COTA 16.33m COTA 15m COTA 14.5m

26/05/2015 15.6 19.55 16.33 16.02 14.88 13.3

27/05/2015 15.3 19.25 15.53 15.22 14.08 12.5

28/05/2015 15 18.95 14.73 14.42 13.28 11.7

29/05/2015 14.7 18.65 13.93 13.62 12.48 10.9

30/05/2015 14.4 18.35 13.13 12.82 11.68 10.1

31/05/2015 14.1 18.05 12.33 12.02 10.88 9.3

01/06/2015 13.8 17.75 11.53 11.22 10.08 8.5

02/06/2015 13.5 17.45 10.73 10.42 9.28 7.7

03/06/2015 13.2 17.15 9.93 9.62 8.48 6.9

04/06/2015 12.9 16.85 9.13 8.82 7.68 6.1

05/06/2015 12.6 16.55 8.33 8.02 6.88 5.3

06/06/2015 12.3 16.25 7.53 7.22 6.08 4.5

07/06/2015 12 15.95 6.73 6.42 5.28 3.7

08/06/2015 11.7 15.65 5.93 5.62 4.48 2.9

09/06/2015 10.28 15.32 5.13 4.82 3.68 2.1

10/06/2015 10.24 14.75 4.33 4.02 2.88 1.3

N°POZOS LECTURAS (m) COTA (m)

1 0.3 16.2

2 0.3 19.8

3 0.8 17.66

4 0.8 16.33

5 0.8 15

6 0.8 14.5

NIVEL DE TABLA DE AGUA (m)= 0.65

Profundidad del dren (m)= 1.8

profundidad del estrato impermeable (m)=

6.3

PLANO DE ISOPROFUNDIDAD

PLANO DE ISOFREATICO

CALCULO DEL SISTEMA DE DRENAJE

DISEÑO DEL ESPACIAMIENTO DE DRENES

METODO DE HOOGHOUDT

DATOS

K=(m/dia)= 2.66

R(m/dia)= 0.069

PTA(m)= 0.65

PD(m)= 1.8

r(m)= 0.2

PEI(m)= 6.3

b(m)= 0.5

Calculo del estrato equivalente de HOOGHOUDT

d => d …..(B)

COMPARANDO RESULTADOS CON ESPADREN

METODO DE ERNTS

DATOS

Y (m)= 0.20

b(m)= 0.50

R(m/dia)= 0.069

k (m/dia)= 2.66

PEI(m)= 6.3

PD(m) 1.8

PTA(m)= 0.65

COMPARANDO RESULTADOS CON ESPADREN

DISTRIBUCION DE LA RED DE DRENAJE

CONCLUSIONES Debido a la presencia de estratos franco arcilloso a limo arcillosos, que

poseen baja permeabilidad y ya que la ec. de Hooghoudt no considera la localización del dren con respecto de los estratos en el perfil, sus resultados no son adecuados para suelos que presenten tales condiciones de ubicación del dren, y de estratificación.

El suelo del predio en estudio no permiten una adecuada aireación en la zona radicular, provocando un escaso desarrollo de raíces, por lo que es necesario profundizarlos un poco más.

La profundidad de la tabla de agua durante la época lluviosa en menor a 1,0 m que junto a la baja permeabilidad de estos suelos provoca un pobre desarrollo radicular lo que incide en bajo desarrollo de la planta de arroz y por ende una baja producción.

ANEXOS

• AREA DEL TERRENO

REPLANTEO Y RECONOCIMIENTO DE LA ZONA (GPS GARMIN)

PERFIL DEL TERRENO

POZOS DE INSTALACION

FOTOGRAFÍAS DE CAMPO

CALICATAS E INSTALACION DE POZOS

•

FOTOGRAFÍA MOSTRANDO UN POZO AUGER HOLE. (PRUEBA DE CONDUCTIVIDAD)

• LECTURAS DE AGUA EN LOS POZOS, SE UTILIZO VOLTIMETRO PARA DETERMINAR SU RESISTENCIA, ASI COMO PODER TAMBIEN LA PROFUNDIDAD DE LA NAPA FREATICA.

• PRUEBAS DE LABORATORIO

SE UTILIZO EL METODO DE BOYOUCUS

• PRUEBAS DE LABORATORIO

SE UTILIZO EL METODO DE BOYOUCUS

MUCHAS GRACIAS DOCTORES…