campaña de riego para papa

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA INGENIERÍA CIVIL

IRRIGACIÓN 1

I. TÍTULO: CAMPAÑA DE CULTIVO DE PAPA PARA 4 MESES

II. INTRODUCCIÓN:

En el diseño de canales abiertos para conducción de agua, sea cual sea su finalidad (riego,

drenaje, encauzamiento de ríos, explotación hidroeléctrica, etc), deberemos adaptarnos al

relieve del terreno sobre el que discurre el canal desde su origen hasta su destino. Más

concretamente, uno de los principales condicionantes es la diferencia de cota, el desnivel, entre

el principio y el final del canal o tramo de canal en cuestión. Si este desnivel es pequeño habrá

problemas de poca velocidad del agua y, por tanto, de capacidad del canal para llevar un caudal

determinado; se deberá disponer grandes secciones, reducir al mínimo la rugosidad de las

paredes, disponer curvas lo más abiertas posible, etc. ... Si, por el contrario, tenemos un gran

desnivel, el problema será la excesiva velocidad del agua y la erosión del canal que ello conlleva;

se deberán tomar medidas para frenar el agua tales como disponer rugosidades artificiales,

caídas fuertes entre tramos de poca pendiente, u otras.

III. MARCO TEÓRICO:

DEFINICIÓN:

Son estructuras por donde circulan los fluidos con

superficie libre limitada con el medio gaseoso, donde la

presión es la atmosfera en todos los puntos esto implica

que el movimiento del fluidos no es por diferencia de

presiones como en el caso de tuberías sino por acción de

la gravedad debido a la diferencia de niveles. Se

clasifican en:

1. Cauces abiertos artificiales: Canales, canalones, ductos, vías de transporte de aguas.

2. Cauces abiertos naturales: ríos, quebradas, arroyos o zanjas.

CLASE DE FLUJO EN CANALES:

1. PERMANENTE Y NO PERMANENTE.

a) Flujo permanente: sus características hidráulicas no varían en el tiempo.

𝑑𝐴

𝑑𝑡= 0 ;

𝑑𝑣

𝑑𝑡= 0 ;

𝑑𝑦

𝑑𝑡= 0

b) Flujo no permanente: sus características hidráulicas varían en el tiempo.

𝑑𝐴

𝑑𝑡≠ 0 ;

𝑑𝑣

𝑑𝑡≠ 0 ;

𝑑𝑦

𝑑𝑡≠ 0


IRRIGACIÓN 2

2. UNIFORME Y NO UNIFORME

a) Uniforme, cuando en un mismo instante, las características hidráulicas son las mismas

en cualquier sección del canal.

𝜕𝐴

𝜕𝐿= 0 ;

𝜕𝑣

𝜕𝐿= 0 ;

𝜕𝑦

𝜕𝐿= 0

b) No Uniforme (Flujo Variado), cuando en un mismo instante, las características

hidráulicas son diferentes en cualquier sección.

𝜕𝐴

𝜕𝐿≠ 0 ;

𝜕𝑣

𝜕𝐿≠ 0 ;

𝜕𝑦

𝜕𝐿≠ 0

- Gradualmente Variado, cuando las características hidráulicas varían gradualmente

de una sección a otra. Esta variabilidad se aprecia entramos bastante largos.

- Rápidamente Variado, cuando las variaciones en las características son bastante

apreciables en tramos muy cortos.

3. LAMINAR Y TURBULENTO

𝑅 =𝑉𝑅ℎ

ϑ=

𝑉𝐷

4ϑ=

1

4

𝑉𝐷

ϑ=

1

4𝑅

LAMINAR: R < 500

500 < R < 1000 Flujo critico

TURBULENTO: R > 1000

4. CRÍTICO, SUBCRÍTICO, SUPERCRÍTICO

Esta clasificación es de acuerdo al parámetro adimensional de FROUDE.

𝐹𝑟

𝑉

√𝑔𝐷 , 𝐷 =

𝐴

𝑇

Crítico: 𝐹𝑟 = 1

Subcrítico: 𝐹𝑟 < 1

Supercrítico: 𝐹𝑟 > 1


IRRIGACIÓN 3

SECCIÓN TRASVERSAL DE UN CANAL.

Donde:

y = tirante de agua, altura que el agua adquiere en la sección transversal

b = base del canal o ancho de solera

T = espejo de agua o superficie libre de agua

H = profundidad total del canal

H-y = borde libre

C = ancho de corona

θ = ángulo de inclinación de las paredes laterales con la horizontal

Z: 1 = talud, horizontal: vertical

𝐀 = (𝑏 + 𝑍𝑦)𝑦, á𝑟𝑒𝑎 ℎ𝑖𝑑𝑟á𝑢𝑙𝑖𝑐𝑎

𝐏 = 𝑏 + 2 . 𝑦. √1 + 𝑧2, 𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑚𝑜𝑗𝑎𝑑𝑜

𝐑 = 𝐴

𝑃=

(𝑏 + 𝑍 . 𝑦). 𝑦

𝑏 + 2. 𝑦. √1 + 𝑧2, 𝑟𝑎𝑑𝑖𝑜 ℎ𝑖𝑑𝑟𝑎𝑢𝑙𝑖𝑐𝑜.

ӯ = 𝐴

𝑇, 𝑡𝑖𝑟𝑎𝑛𝑡𝑒 ℎ𝑖𝑑𝑟𝑎𝑢𝑙𝑖𝑐𝑜 𝑜 𝑡𝑖𝑟𝑎𝑛𝑡𝑒 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜

FORMAS DE SECCION TRANSVERSAL

TRAPECIAL


IRRIGACIÓN 4

RECTÁNGULAR

TRIANGULAR

PARABÓLICA

CIRCULAR(sección cerrada)

ECUACIONES DE ESCURRIMIENTO

CHEZY: Ecuación general (para flujo permanente uniforme)

C: coeficiente de Chezy.


IRRIGACIÓN 5

MANING:

Para cursos naturales Maning propone:

GANGUILLET y KUTTER:

BAZIN:

KUTTER:

POWELL:

R = Número de Reynolds 𝑅ℎ= Radio Hidráulico C = Sólo depende del sistema de unidades (Dimensional)


IRRIGACIÓN 6

IV. PROCEDIMIENTO Y RESULTADOS:

DATOS:

H: 2.5 m

y: 0.019 m

b: 1.95 m

Ancho de paño: 2.5 m

El área es prácticamente rectangular:

Tiempo Promedio = 6.475 m

A = 0.019 m * 1.95 m = 0.037 m2

PERÍMETRO: P = 0.019 m + 1.95 m + 0.019 m = 1.988 m

RADIO HIDRÁULICIO: Rh = 0.037 m2/1.988 m = 0.0186 m

Aplicando la fórmula de velocidad para hallar la pendiente:

D/T = (1/n)*R^2/3*s^1/2

2.5 m/6.475 S = (1/0.014)*(0.0186 m)^2/3*s^1/2

0.386 = 5.014*S^1/2

(0.386/5.014)^2 = S

S = 0.00593

Reemplazando en la fórmula de Manning:

Q = (1/n)*A*R^2/3*s^1/2

Q = (1/0.014)* 0.037*(0.0186 m)^2/3*(0.00593)^1/2

Q = 0.01429 m3/s

Q = 14.29 L/s

Cantidad de metros cúbicos por hectárea para una campaña de 4 mese:

4 meses = 4*30 días = 4*30*24 horas = 4*30*24*60 minutos = 4*30*24*60*60 segundos

4 meses = 10368000 segundos

N° de vez Tiempo del

flotador

1 7.2

2 6.5

3 6.4

4 5.8


IRRIGACIÓN 7

Luego para 4 meses hay:

C = 0.01429 m3/s * 10368000 segundos = 148158.72 m3

Si:

10000 m3 -------------- 1 Ha

148158.72 m3 --------- X

X = 14.82 Ha

Alcanza para 14. 82 Hectáreas

campaña de riego para papa

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