Captulo V EVALUACIN A CAMPO DEL RIEGO POR SUPERFICIE PARA ALCANZAR UNA MAYOR EFICIENCIA. ASESORAMIENTO AL AGRICULTOR A TRAVS DE CASOS PRCTICOS DE MELGAS Y SURCOS RESUMEN 1. INTRODUCCIN Breve Glosario Mtodos de riego por superficie Riego sin desage (sin pendiente o riego a cero) Riego con pendiente y con desage 2. Hidrulica del riego por superficie 2.1. Velocidad de infiltracin del agua en el suelo 2.2. Avance del frente del agua sobre la superficie del suelo 2.3. Receso del agua sobre la superficie del suelo: 2.4. Relacin avance - infiltracin 3. Desempeo del riego parcelario 4. Ejemplos de evaluacin de mtodos de riego 4.1. Evaluacin de melgas sin desage al pie. Mtodo tradicional. 4.2. Evaluacin de melgas sin desage al pie. Mtodo volumtrico 4.3. Evaluacin de surcos sin desage al pie. Mtodo tradicional. 4.4. Evaluacin de surcos con desage al pie. Mtodo de los hidrogramas de entrada y salida 4.5. Evaluacin de surcos con desage al pie. Mtodo de Elliott y Walker Procesamiento de los datos Bibliografa consultada

1 1 1 2 2 2 4 7 9 13 16 17 19 24 24 32 38 41 47 57 64

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CAPTULO V EVALUACIN A CAMPO DEL RIEGO POR SUPERFICIE PARA ALCANZAR UNA MAYOR EFICIENCIA. ASESORAMIENTO AL AGRICULTOR A TRAVS DE CASOS PRCTICOS DE MELGAS Y SURCOSTrabajo de Jos Morbito y Santa Salatino (presentado a las Jornadas de Antigua, Guatemala, agosto 2008)

RESUMENEl presente trabajo describe los principales mtodos de riego por escurrimiento superficial, menciona sus particularidades y compara los mtodos de riego sin pendiente (y sin escurrimiento al pie) con los que tienen pendiente en el sentido del riego y desage al pie. Realiza tambin una descripcin de la hidrulica de los distintos mtodos de riego, considerando la velocidad de infiltracin del agua en el suelo, la velocidad de avance del frente de agua sobre la superficie del suelo y el receso o agotamiento del frente de agua sobre la superficie del suelo que se produce despus del corte del riego. Ilustra sobre las distintas eficiencias de riego en la parcela regada de utilidad para calificar el desempeo del mtodo, partiendo del clculo de las lminas de riego y presenta ejemplos de evaluacin: melgas sin pendiente por los mtodos tradicional y volumtrico y surcos sin y con desage al pie (este ltimo considerando los hidrogramas de entrada y salida as como la geometra del surco).

1. INTRODUCCINLos mtodos por escurrimiento superficial se usan en ms del 85 % de las tierras regadas del mundo (300 millones ha), en todo tipo de cultivos y en la mayora de los suelos y de las condiciones topogrficas. El 15 % restante se divide en 10% para aspersin y el resto para riego por goteo. El riego por escurrimiento superficial es particularmente apropiado cuando se cuenta con: buena disponibilidad de agua, pendientes uniformes (comprendidas entre el 0% y 1%), suelos profundos, de texturas medias a finas y cultivos de raz profunda Las principales ventajas de estos mtodos son: costos de inversin medios (a menos que se requiera un gran movimiento de suelo), costos de operacin y mantenimiento (O&M) tambin medios y bajos requerimientos de energa.. Las desventajas son -en general- grandes prdidas de agua, disminucin del espacio cultivable (red de riego: matriz, primaria, canales y acequias de riego y obras complementarias), necesidad de una adecuada nivelacin del terreno y alto requerimiento de mano de obra especializada (regadores experimentados).

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BREVE GLOSARIOMtodo de riego: Sistema de riego: Riego por superficie: Mojado (inmersin) completo: Mojado (inmersin) parcial: Riego controlado: Riego sistemtico: Riego integral: Riego complementario: Riego suplementario: modo de aplicar el agua de riego a una parcela. sistema por medio del cual el agua est disponible para riego mtodo por el cual el agua se aplica sobre la superficie del suelo de la parcela a regar para luego infiltrarse hasta alcanzar las races del cultivo. el agua moja completamente la superficie del suelo durante el riego(melgas, inundacin). la superficie del suelo slo se moja parcialmente a travs de pequeos canales (surcos, corrugacin). el agua se aplica a las parcelas por medio de una infraestructura diseada y operada para tal fin. riego por cualquier mtodo con aplicaciones de agua reiteradas y seguras, a intervalos variables: durante el ao (cultivos perennes) o durante el ciclo del cultivo (cultivos anuales). aqul que se emplea cuando en un rea dada el aporte del agua de lluvia impide la produccin agropecuaria y resulta necesaria la aplicacin de la prctica del riego. (Grassi, 1998). aqul que se emplea cuando el aporte de la lluvia durante un lapso no interrumpido resulta significativo(30 60 % de la evapotranspiracin). (Grassi, 1998). aqul que se emplea cuando la lluvia representa la casi totalidad de la evapotranspiracin, pudiendo incluso superarla en parte del perodo. (Grassi, 1998).

MTODOS DE RIEGO POR SUPERFICIESe mencionan a continuacin los diferentes mtodos de riego por escurrimiento superficial:

Riego sin desage (sin pendiente o riego a cero)El agua inunda la unidad de riego y permanece estancada sobre el suelo durante un cierto tiempo o durante el tiempo suficiente que se necesita para infiltrar una cantidad deseada de agua. Pueden presentarse aqu dos situaciones: mojado completo (Fig. 1) o mojado parcial de la superficie del suelo (Figura V.2).

Figura V.1: Mojado completo del suelo

2

Figura V.2: Mojado parcial de la superficie del suelo

Se basa en la aplicacin controlada y sistemtica de agua sobre una superficie nivelada y bien preparada, limitada por bordos. Toda el rea se llena con agua hasta una cierta altura, la que puede mantenerse constante (caso del riego de arroz) o hasta su completa infiltracin y posterior nueva aplicacin (riegos intermitentes). Puede aplicarse en tierras planas o con cierta pendiente, en este ltimo caso las reas regadas se planifican paralelas a las lneas de nivele incluso- pueden construirse terrazas bien niveladas. Melgas niveladas sin pendiente y sin desage o grandes melgas (basins , Figuras V.3 y V.4): se trata de una superficie dividida en fajas o bloques limitados por bordos de tierra donde el agua es retenida, usada para el riego de cultivos de alta densidad (granos en general) Surcos sin pendiente y sin desage: donde el agua es almacenada sobre surcos horizontales separados por pequeos bordos cultivados (Figura V.5). Usado para cultivos en lnea (maz, tomate, ajo, soja, algodn, etc

RDr

R

DrRef.: (R: riego; Dr: drenaje superficial o desage)

DrFiguraV.4: Grandes melgas, riego por inundacin taipas basins (en ingls)

Figura V.3: Melgas sin pendiente o niveladas a cero

3

R

Figura V.5: Surcos a cero, surcos sin pendiente y sin desage

DrRiego con pendiente y con desageMtodo de riego con pendiente en donde la infiltracin del agua en el suelo se produce mediante la circulacin y el mantenimiento de un caudal que escurre sobre la superficie del suelo. La aplicacin del agua se mantiene el tiempo suficiente hasta que se logre infiltrar la lmina deseada o mojar la profundidad de suelo deseada (rizosfera), se presentan tambin dos situaciones: el mojado completo y parcial de la superficie del suelo. Se presentan casos de: - Riego por inundacin (tambin llamado riego salvaje): es semicontrolado y sistemtico, el agua es derivada a la parcela desde acequias construdas sobre curvas de nivel, cubriendo la superficie del suelo sin una adecuada preparacin y sin control de su distribucin. Se usa para el riego de cultivos densos (pasturas, etc.) - Riego por medio de acequias en curvas de nivel: si bien es similar al anterior difiere en que aqu se realiza una nivelacin de las parcelas regadas, cubriendo depresiones y cortando los altos incluso con pequeas acequias de distribucin internas- para asegurar una mejor distribucin interna del agua. - Corrugacin: es semicontrolado y sistemtico, el agua corre por pequeos surcos en el sentido de la pendiente. Se usa para el riego de cultivos densos en reas con pendiente. En el riego con pendiente el agua es aplicada sobre una superficie que posee una pendiente uniforme (natural o preparada). Si la pendiente es suave las parcelas deben trazarse perpendiculares a la pendiente y si es moderada, deber elegirse para el trazado un ngulo de riego respecto a la mxima pendiente. Aqu pueden presentarse los siguientes casos: melgas con pendiente con o sin cierre final (sin FiguraV. 6- o con desage): es controlado y sistemtico y el agua se aplica sobre fajas o bandas de terreno con pendiente limitada por medio de bordos laterales que confinan el agua. Se usa en cultivos densos y pueden tambin- presentarse dos casos: a) b) el agua se entrega a la melga desde uno de los extremos o cabeza de la misma por donde corre la acequia regadora (Figura V.7). el agua se conduce por acequias que corren longitudinalmente a ambos contados de la melga y se va distribuyendo en todo su recorrido (Figura V.8).

-

Surcos con pendiente con o sin cierre final (sin o con desage): el agua circula por surcos con pendiente y entre bordos cultivados. Se presentan distintos casos:

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c)

surcos cortos, regados desde la cabecera por medio de una acequia (tubera) regadora. El agua se entrega directamente a cada unidad por medio de cortes en el borde de la acequia, sifones o tubos o indirectamente por medio de una pequea contra-acequia que suministra agua a un grupo de surcos para su mejor distribucin, Figura V.9. surcos largos: el agua es suministrada a los surcos por medio de tuberas perforadas (mviles) colocadas en forma transversal a los surcos a distintas distancias de su recorrido surcos en zig-zag, cuya geometra implica una mayor longitud disminuyendo (cortando) la pendiente, la velocidad del agua sobre el suelo e incrementando el rea de infiltracin.

d)

e)

Cierre final

Figura. 6: Surcos o melgas con pendiente y con cierre final

R

Figura V.7: Melgas con pendiente y desage.

DrR

Figura V.8: Melgas con pendiente y desage regadas mediante acequias longitudinales.

Dr

5

R

Figura V.9: Surcos con pendiente y desage

DrSe presenta a continuacin las .Tablas .V.1 y V.2 en las que se analizan y detallan las generalidades de los mtodos de riego por escurrimiento superficial con y sin pendiente y las particularidades de cada uno de ellos.Tabla V.1: Generalidades de los mtodos de riego por escurrimiento superficial RIEGO SIN PENDIENTE Clima Sin restricciones RIEGO CON PENDIENTE

Topografa (pendiente)

Posibilidad de erosin en caso de lluvias de alta intensidad. Pendiente suave y uniforme: parcelas perpendiculares a la pendiente. Pendiente .Nivelado. En caso de pendiente suave moderada: surcos/melgas con pendiente: ya sea (melgas o surcos en contorno). Pendiente transversal a la mxima pendiente, en contorno o moderada: terrazas. en ngulo reduciendo la pendiente mayor. .Pendiente alta: terrazas. Arenosos: poco aconsejables. Preferiblemente profundos. Arenosos y muy arcillosos: poco aconsejables Preferiblemente profundos.

Suelos

Cultivos

Sin restricciones. Preferiblemente de raz Salvo el arroz, no hay restricciones. profunda y arroz Preferiblemente de raz profunda. No hay prdidas por escurrimiento. No hay probabilidad de erosin. Alta eficiencia en lavado de sales. Relativamente fcil de manejar. Parcelas largas: pocas acequias, poco espacio perdido y alta eficiencia de uso de la maquinaria. Fcil desage, pero difcil de controlar.

Ventajas

Desventajas

Probabilidad de inundacin prolongada. Parcelas de pequeas dimensiones: Posibilidad de erosin. Prdidas de escurrimiento. muchas acequias, gran espacio perdido y Requiere adecuada nivelacin. Requiere habilidad baja eficiencia de uso de la maquinaria. para regar bien. Baja eficiencia en lavado de sales. Requiere adecuada nivelacin.

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Tabla V.2: Particularidades de los mtodos de riego por escurrimiento superficial RIEGO SIN PENDIENTE Principio Caractersticas Pendiente longitudinal Parcelas Prdidas por precolacin Prdidas por desage al pie. Probabilidad de erosin Lavado de sales Desage Buen desempeo Etapas del riego 1 Etapa 2a Etapa Perodo de avance Perodo de inundacin (coincide generalmente con el avance) Perodo de avance Perodo de mantenimiento de un caudal circulante (para lograr la infiltracin del agua en el suelo). RIEGO CON PENDIENTE

Agua encerrada en parcelas niveladas Infiltracin del agua mediante la circulacin de horizontalmente. un caudal.

0% Mas bien cortas SI NO NO Alta eficiencia Difcil, pero controlable. Probabilidad de inundacin prolongada. Fcil de lograr

0,1 1,0 % Relativamente largas SI SI SI Baja eficiencia Fcil, pero a veces cuesta controlarlo. Requiere habilidad para alcanzarlo.

Final de aplicacin del agua 3 Etapa Perodo de agotamiento (infiltracin del agua estancada sobre el suelo). Perodo de receso.

Nota: En caso del riego de arroz, el agua aplicada durante el ciclo del cultivo pretende mantener una lmina de agua permanente y de cierta altura, en toda el rea de la gran melga o taipa.

2. HIDRULICA DEL RIEGO POR SUPERFICIERiego sin pendiente Cuando se realiza el riego por escurrimiento sin pendiente se presentan las siguientes etapas: avance llenado del surco o melga perodo de agotamiento del agua superficial acumulada sobre la superficie. La Figura V.10 representa las distintas etapas y los tiempos caractersticos de cada una de ellas.

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T (min)CURVA DE AGOTAMIENTO

3 td to

tap 2CURVA DE AVANCE

tL 1 L x (m)

Ref.:1) Perodo de avance, 2) Perodo de llenado, 3) Perodo de agotamiento, tL: tiempo de avance hasta L o tiempo de escurrimiento, tap: tiempo de aplicacin, td: tiempo de agotamiento y to: tiempo de oportunidad o contacto. Figura V.10: etapas del riego por escurrimiento superficial. Caso sin pendiente y sin desage

Se define como tiempo de aplicacin (tap) al tiempo durante el cual el agua (caudal) es aplicada y est ingresando a la unidad de riego (se lo llama tambin- tiempo de corte).El tiempo de agotamiento (td) es el tiempo comprendido entre la terminacin del ingreso del agua al surco o melga (corte del riego), hasta la desaparicin del agua en cabecera de la unidad de riego, debido al proceso de infiltracin. Idealmente, en un suelo de textura uniforme, perfectamente nivelado y sin irregularidades superficiales, el agua debera desaparecer de la superficie del suelo en forma uniforme o sea toda al mismo tiempo. La realidad hace que esta curva de agotamiento pueda tener una pequea pendiente en un sentido u otro de acuerdo -esencialmente- a la pendiente del suelo. El tiempo de avance del frente de agua sobre la superficie del suelo desde la cabecera de la unidad de riego hasta el pie se denomina tiempo de avance total o tiempo de escurrimiento (tL o te). Tambin es necesario hacer referencia al tiempo de oportunidad o tiempo de contacto (t o = tc) que representa el tiempo que tarda el agua en infiltrarse y -por lo tanto- es el tiempo en que el agua est en contacto con la superficie del suelo en un punto dado (tiempo transcurrido desde que el agua llega a un punto dado hasta que desaparece del mismo). Riego con pendiente En el caso del riego por escurrimiento con pendiente -en la mayora de los casos hay desage al pie- se presentan las siguientes etapas: avance tiempo de infiltracin o de mantenimiento del caudal

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perodo de receso del frente de agua (desde el momento en que se termina aplicacin del agua hasta que desaparece al final de la unidad de riego). La Figura V.11 representa las distintas etapas y los tiempos caractersticos de cada una de ellas:

T (min)

CURVA DE RECESO

3

tr

2 to tap

1CURVA DE AVANCE

tL

L

x (m)

Ref.: 1) Periodo de avance, 2) Periodo de infiltracin o de mantenimiento del caudal, 3) Periodo de receso, tL: tiempo de avance para la distancia L o tiempo de escurrimiento, tap: tiempo de aplicacin, tr: tiempo de receso y to: tiempo de oportunidad o contacto. Figura V.11: Etapas del riego por escurrimiento superficial. Caso con pendiente y desage.

2.1. Velocidad de infiltracin del agua en el sueloLa infiltracin instantnea definida como velocidad de penetracin del agua en suelo insaturado, desde la superficie del suelo (Kostiakov 1932, mencionado por Grassi, 1998) es un parmetro muy importante vinculado al riego. Se utiliza tanto para el diseo como para la evaluacin de los mtodos de riego. Los parmetros de la velocidad de infiltracin estn vinculados a la textura y a la estructura del suelo y permiten caracterizarlo. El fenmeno ha sido descrito por distintos autores (Israelsen y Hansen, 1965; Roscher, 1985) y hay varios modelos que intentan representarlo. No obstante la metodologa ms difundida y fcil de implementar, a pesar de sus limitaciones, es la del infiltrmetro de doble anillo, que permite aproximar -a campo- el valor de infiltracin bsica del suelo y con ello obtener los valores de los parmetros de los otros modelos conocidos. La metodologa para determinar la velocidad de infiltracin con el infiltrmetro de doble anillo ha sido definida por varios autores (Haise et al, 1956, mencionado por Walker & Skogerboe, 1987) y adoptada por el Servicio de Agricultura de los Estados Unidos (USDA, 1956, mencionado por Grassi 1998).

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Hay varios modelos: Green-Ampt (1911), Kostiakov (1932), Horton (1939), Philip (1957), SCS USDA y Kostiakov Lewis. La Figura V.12 ilustra en su parte superior la velocidad de infiltracin (I) tambin llamada infiltracin instantnea- y la infiltracin acumulada (Icum). Como puede verse el grfico muestra altos valores de I al iniciar el proceso de mojado del suelo, los que van disminuyendo a medida que el suelo se va mojando. La parte inferior de la figura presenta la lmina infiltrada acumulada. sta aumenta a medida que el proceso avanza. No obstante ello se observa que, para iguales unidades de tiempo, la lmina infiltrada parcial va disminuyendo: en el minuto 60 el valor de I se aproxima a 50 mm/hora y en ese tiempo se ha acumulada un lmina total menor de 80 mm.

500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 0

8 7 6 5 4 3 2

Icum20 40 60 80

1 0

100 120 140 160 180 200

t (min)180 160 140 120 100 80 60 40 20 00 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

Icum(mm)

t (min)Figura V.12: Representacin grfica de la velocidad de infiltracin I (parte superior) y de la infiltracin acumulada Icum (parte inferior).

Para expresar la velocidad de infiltracin como una funcin del tiempo se han propuesto varias ecuaciones empricas. La ms difundida de todas es la ecuacin de Kostiakov (1932, mencionado por Grassi, 1998) que expresa la velocidad de infiltracin en un punto como:I = a *tb

donde:10

I (mm/min)

I (mm/h)

I: velocidad de infiltracin (mm/minuto o mm/hora) t: tiempo (minutos) a: coeficiente que representa la velocidad de infiltracin a t = 1 (mm*min-(1+b)) b: es un exponente sin dimensin, siempre con valores entre 0 a -1. Al integrar la ecuacin anterior entre los lmites t = 0 y t, se obtiene la infiltracin acumulada.I cum = a * t b =

donde: Icum: infiltracin acumulada en un tiempo t (mm) donde 0 < B < 1 El exponente b depende del tipo de suelo (textura y estructura) y del tiempo transcurrido desde el inicio del ensayo, b no es constante, se incrementa con el tiempo ya que el gradiente de la fuerza matriz presente en el suelo disminuye con el tiempo mientras que el gradiente de la fuerza gravitatoria sobre el agua del suelo permanece constante. Sin embargo, se puede asumir constante para valores de 25mm < Icum < 125mm. Posteriormente el Servicio de Conservacin de Suelos del Departamento de Agricultura de EEUU (1974, mencionado por Grassi, 1998) difundi la ecuacin.I = a '*t b ' + c'

a * t b+1 = A * t B b +1

I cum = A'*t B ' + C'

En ella los valores A; B son parecidos pero no iguales a A y B de Kostiakov (1932, mencionado por Grassi, 1998) y donde C= 7. La Figura V.13 muestra el fenmeno de infiltracin como la lnea entera superior (marrn), y los dos modelos que representan la infiltracin como las lneas continuas intermedia (negra) y la lnea cortada inferior (roja). Los dos modelos se aproximan entre los 25 mm y los 125 mm, mientras que en el comienzo presentan marcadas diferencias. Esto explica la subestimacin -en el periodo inicial- de la infiltracin realizada por la ecuacin de Kostiakov.

1000

Icum (mm)

125 100 2510

1 1

71 1 10 100 1000

t (min)Figura V.13: Coeficiente B (tg ) como funcin del tiempo de infiltracin

Las ecuaciones que las representan en la figura 13 son: Kostiakov extendida: Icum = 2,3 * t0,80 + 7 y Kostiakov simple (25 mm < Icum < 125 mm) Icum = 3,9 * t0,70.

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El parmetro a representa la velocidad de infiltracin a t = 1, por lo tanto, el resultado obtenido depender de la unidades usadas para expresar la velocidad de infiltracin (mm/minuto; cm/hora) y de las unidades usadas para expresar el tiempo (minuto, hora). Por ello es esencial indicar las unidades usadas en la obtencin de la ecuacin. Por ltimo Kostiakov Lewis (mencionado por Walker & Skogerboe, 1987) proponen la ecuacin:Z = I cum = k*t a + fo*t + c = A * t B + Ib * t + c

donde: Z: Icum: es el volumen infiltrado por unidad de longitud durante el tiempo de oportunidad t (m3/m/min) fo: velocidad de infiltracin bsica en unidades de volumen por unidad de longitud y por tiempo (m3/m/min) k, a: parmetros empricos c: cantidad de agua almacenada en las grietas o en las depresiones al suelo una vez iniciado el riego (m3/m/min). Se han realizado varios intentos para definir los valores de a, k y fo en funcin del tipo de suelo. Entre los primeros pueden mencionarse los del Departamento de Agricultura de los EEUU (1974, mencionado por Grassi, 1998), ms tarde Merriam y Clemmens (1985, mencionado por Walker, 2003) seguidos por la Universidad del Estado de Utah (Walker & Skogerboe, 1987) y finalmente en 1997 se desarrollaron nuevos conjuntos de valores como parte de la investigacin realizada en el marco del desarrollo del programa de simulacin de riego SIRMOD III mencionado por Walker (2003), stos valores que caracterizan las familias de infiltracin figuran en la tabla 3. Lamentablemente todava no hay valores disponibles de c. Las familias de infiltracin son usadas para el diseo de la longitud de las unidades de riego (surcos o melgas) con o sin desage. Se las designa con un nombre (ML: moderadamente lenta, L: lenta, etc.) y un cdigo o numero que indica la velocidad de infiltracin en mm/h o en pulgadas ()/hora.

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Tabla V3: Familias de infiltracin en riego por superficie (Walker, 2003)F Cdigo (Ib) (mm/h) ("/h) 0,01 0,05 2,5 0,10 0,15 0,20 0,25 7,5 0,30 0,35 0,40 0,45 12,5 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 25 1,00 37,5 1,50 50 2,00 75 3,00 100 4,00 Textura Muy arc. arc. arc. arc. Lig. Fco arc Fco arc Fco arc Limoso Limoso Fco Lim Fco Lim Fco Lim Fco Lim Fco Are Fco Are Fco Are Arenoso Arenoso Arenoso Arenoso SCS-USDA Kostiakov A' B' C' A B Kostiakov-Lewis a k fo 0,200 0,00440 0,000011 0,258 0,00426 0,000022 0,317 0,00383 0,000035 0,357 0,00360 0,000046 0,388 0,00346 0,000057 0,415 0,00337 0,000068 0,437 0,00330 0,000078 0,457 0,00326 0,000088 0,474 0,00323 0,000098 0,490 0,00321 0,000107 0,504 0,00320 0,000117 0,529 0,00320 0,000136 0,550 0,00321 0,000155 0,568 0,00322 0,000174 0,584 0,00324 0,000193 0,598 0,00326 0,000212 0,642 0,00340 0,000280 0,672 0,00355 0,000325

ML

0,62 0,660 7 1,22 0,580

L

0,93 0,720 7 1,76 0,630

Mod.L

1,20 0,750 7 2,20 0,660

Mod. Mod. R R MR Ex.R

1,79 2,28 2,75 3,65 4,45

0,785 0,800 0,808 0,816 0,827

7 7 7 7 7

3,10 3,90 4,50 5,80 7,00

0,690 0,700 0,710 0,715 0,720 0,750 0,00421 0,000390

2.2. Avance del frente del agua sobre la superficie del sueloLa velocidad de avance del frente de agua sobre la superficie del suelo depende principalmente- del tiempo, caudal unitario, pendiente, velocidad de infiltracin del suelo (textura y estructura del suelo), rugosidad o aspereza de la superficie por la que circula el agua (n de Manning) y geometra del surco o melga. Se representa mediante la ecuacinx(m) = p*t(min) r

donde: x: distancia alcanzada por el frente del agua a tiempo t, (m) t: tiempo de avance (minutos) p: coeficiente emprico que representa la distancia que avanza el frente de agua en el primer minuto r: exponente emprico cuyo valor es menor que 1120TIEMPO (min)

100 80 60 40 20 0 0 50 0,1 L/s 100D ISTANCIA (m)

150 0,5 L/s

200

0,2 L/s

Figura V.14: Avance del frente de agua en funcin del tiempo

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Cuando se grafica en papel doble logartmico (t = abcisa; x = ordenada) se obtiene r (pendiente de la lnea) y p (ordenada al origen para t = 1 minuto). Nugteren (1969) determin que p depende de: la pendiente, el caudal unitario, la aspereza y de las caractersticas hidrulicas del flujo. Mientras que r depende de las caractersticas fsicas del suelo (velocidad de infiltracin). La velocidad de avance instantnea del frente de agua se obtiene aplicando la derivada a la ecuacin de avance y resulta en:Velocidad de avance = dx = p*r*t r 1 dt

Tambin se puede escribir que:x(m) = u*q z*t r

donde: q: es el caudal unitario por surco o por metro de ancho de melga (L/s o L/s*m). Por lo tanto se puede decir que:(p = u*q z )

Si la velocidad de infiltracin del suelo es alta, r0,5 y si es baja, r 1. Por otro lado si la pendiente en el sentido del riego es baja, el valor de z 0,5 y si es alta z a 1. Medicin a campo del avance del frente de agua Para llevar a cabo la medicin a campo de un avance es necesario registrar los siguientes datos:- Mtodo de riego: melgas

- Pendiente longitudinal (s) - Tipo de suelo (Arenoso Franco arcilloso) - Estimacin de la humedad edfica (i ) - Estimacin de rugosidad superficial: (kM = 1/n) donde n es el n de Manning - Caudal unitario (q) - Tiempo de avance para distintas distancias. Se presenta a continuacin un ejemplo en el que se evaluaron tres melgas sin desage en Mendoza, Argentina: - Pendiente longitudinal (s): 0,12% - Tipo de suelo (Arenoso Franco arcilloso): franco - Estimacin de la humedad edfica (i ): relativamente seco - Estimacin de rugosidad superficial: (kM = 1/n) donde n es el n de Manning: suelo asentado con riego previo. Relativamente limpio de vegetacin. 0,4. - Caudal unitario (q): 4,2 L/s*m

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Tabla V.4: Planilla de registro del avance (se evaluaron 3 melgas)

Melgas 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3

Distancia acumulada (m) 3.85 10.85 17.85 24.85 31.85 38.85 45.85 52.85 59.85 66.85 3.85 10.85 17.85 24.85 31.85 38.85 45.85 52.85 59.85 66.85 3.85 10.85 17.85 24.85 31.85 38.85 45.85 52.85 59.85 66.85

Tiempo acumulado (minutos) 5 10 15 25 32 36 44 51 65 75 3 14 19 25 29 36 46 60 66 76 4 11 23 27 32 40 46 53 60 77

15

80 70 DISTANCIA (m) 60 50 40 30 20 10 0 0 20 40 60 80 100 TIEMPO (min)Figura V.15: Ecuacin de avance (obtenida con los resultados de las tres melgas del ensayo)

x (m) = 1.05 * t0.98 R2 = 0.98

2.3. Receso del agua sobre la superficie del suelo:Terminado el riego el agua escurre superficialmente a la vez que se infiltra, desapareciendo de la superficie del suelo. Este fenmeno se define como receso. En el caso de un suelo nivelado y con suelo uniforme, el agua desaparecer al mismo tiempo en toda la superficie. El fenmeno se representa a travs de las siguientes ecuaciones:

x r (m) = s*t( min )donde S depende de: -

xr (m) = a + s*t( min )

lmina de agua aplicada velocidad de infiltracin del suelo pendiente del terreno rugosidad de la superficie

300 250 200 150 100 50 0 0 20

Curva de Receso

t (min)

Curva aproximada de Receso Curva de Avance

40 x (m )

60

Figura V.16: Representacin grfica del receso del agua en funcin de la distancia

16

2.4. Relacin avance - infiltracinCuando se riega se aplica un volumen de agua que avanza sobre la superficie del suelo y -a la vez- se infiltra. Ignorando las prdidas por evaporacin, el volumen de agua usado para riego se divide en dos partes: volumen superficial y volumen infiltrado. La siguiente figura muestra esa situacin para tres tiempos distintos.

Dot1=20 min

X1 t1=40 min

X2

X3

X (m)

t1=60 min

(mm)Figura V.17: Representacin grfica de la relacin avance infiltracin para tres tiempos distintos

Icum

La hidrulica indica que el volumen de agua superficial (por m de ancho de melga o por surco) sera igual a:Vsuperficial = c1 * Do * x ; 0.5 < c1 1.0 ; c3 = (f) B , rTabla V.5: Valores de C2 y C3 en funcin del exponente B de la ecuacin de infiltracin y del exponente r de la ecuacin de avance

B /r B = 0.4 B = 0.5 B = 0.6 B = 0.7 B = 0.8 B = 0.9 B=1

r = 0.4 0.85/1.69 0.82/1.47 0.79/1.32 0.77/1.21 0.75/1.13 0.73/1.06 0.71/1.00

r = 0.5 0.82/1.84 0.79/1.57 0.76/1.39 0.73/1.25 0.71/1.15 0.69/1.07 0.67/1.00

r = 0.6 0.79/1.98 0.76/1.66 0.73/1.45 0.70/1.29 0.67/1.17 0.65/1.08 0.63/1.00

r = 0.7 0.77/2.12 0.73/1.75 0.70/1.51 0.67/1.33 0.64/1.19 0.61/1.09 0.59/1.00

r = 0.8 0.75/2.25 0.71/1.84 0.67/1.56 0.64/1.36 0.61/1.21 0.58/1.10 0.56/1.00

r = 0.9 0.73/2.38 0.69/1.92 0.65/1.62 0.61/1.40 0.58/1.23 0.55/1.10 0.53/1.00

r=1 0.71/2.50 0.67/2.00 0.63/1.67 0.59/1.43 0.56/1.25 0.53/1.11 0.50/1.00

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3. DESEMPEO DEL RIEGO PARCELARIOEl riego produce resultados muy favorables para una zona o regin, pero su mal manejo puede llevar al deterioro del suelo y agua, en particular, y del ambiente en general. Usar racionalmente el agua desde el punto de vista agrcola, implica maximizar el beneficio a obtener y manejarla apropiadamente (oportunidad del riego y cantidad necesaria y suficiente de manera de reducir al mnimo las prdidas y desperdicios). La evaluacin de la eficacia del riego en un rea determinada constituye una forma de establecer el grado de racionalidad en el uso del agua. Con el avance cientfico se han establecido criterios de evaluacin de esta prctica, como una forma de calificarla o de evaluar su desempeo (Grassi, 1998). La evaluacin de los mtodos de riego tiene por objetivos: calcular las eficiencias parcelarias, conocer la efectividad de la operacin del mtodo de riego, redisear para mejorar el desempeo y comparar los valores de eficiencias obtenidos con otros mtodos de riego alternativos. La evaluacin del riego por superficie a campo no slo proporciona informacin que puede ser usada para detectar posibles problemas, sino tambin como gua esencial para mejorar el manejo y control del riego. Pueden seleccionarse varias alternativas para evaluar los sistemas de riego por superficie, dependiendo del tiempo y del esfuerzo que se pueda invertir en el estudio. Un aspecto muy importante de la evaluacin del mtodo de riego superficial es la obtencin de la ecuacin de infiltracin ajustada. Evaluar implica obtener la verdadera ecuacin de infiltracin del suelo, por el contrario disear implica generar la ecuacin de avance del frente de agua, partiendo de la ecuacin de infiltracin en una propiedad donde el riego -por el momento- no existe. Durante muchos aos se han estudiado y propuesto indicadores para calificar el desempeo del riego, los trminos ms corrientemente utilizados han sido: eficiencia y uniformidad puesto que no existe un solo parmetro que sea suficiente para calificar el desempeo. Segn Bos y Nugteren (1982) el movimiento del agua a travs de un sistema de riego, desde la fuente de agua hasta el cultivo, puede ser visto como tres operaciones separadas: conduccin, distribucin y aplicacin en la parcela. La conduccin implica el movimiento del agua desde su fuente a travs de los canales primarios y secundarios; la distribucin comprende al movimiento del agua en la red de canales terciarios, cuaternarios e internos de la propiedad y la aplicacin corresponde al movimiento del agua desde la bocatoma de la parcela hasta el cultivo. Conceptualmente definir si un riego es suficiente (o adecuado) depende de: la cantidad de agua almacenada en la rizsfera, las prdidas por percolacin por debajo de la zona radical, las prdidas de agua por escurrimiento al pie de la unidad de riego (solo para el caso de mtodos de riego con desage), la uniformidad del agua aplicada y del dficit remanente en la rizsfera despus del riego. El fin ltimo del desempeo depender de la optimizacin de la produccin y de las utilidades de la propiedad. La Figura V.20 ilustra la distribucin del agua infiltrada a lo largo de la parcela regada. La figura muestra la lmina de reposicin (o requerida: dr), el perfil de la lmina infiltrada total, la lmina infiltrada (dinf ) promedio para la longitud total (L), la longitud donde la lmina infiltrada supera o es igual a la lmina de reposicin (L1) y la longitud donde la lmina infiltrada es menor que la lmina de reposicin (L2). Despus de haber regado el volumen de agua aplicado (caudal por tiempo) a la parcela (superficie regada) se distribuye as: Volumen aplicado = volumen infiltrado + volumen escurrido Volumen infiltrado = volumen almacenado + volumen percolado Hansen (1960, mencionado por Grassi 1998) distingue bsicamente tres eficiencias parcelarias, ellas son: la eficiencia de uso consuntivo (reemplazada posteriormente por el concepto de eficiencia de aplicacin; Israelsen y Hansen, 1962), la eficiencia de almacenaje y la eficiencia de distribucin

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parcelaria. La primera, eficiencia de aplicacin (EAP) ha sido definida como el cociente entre el volumen de agua almacenado en el perfil de suelo y el volumen de agua, aplicado en la parcela. Evala las perdidas de agua (Grassi 1998).EAP = Volumen de agua inf iltrada y almacenada * 100 = volumen de agua aplicada

0

L1

Distancia x (m) L2 L

dr dinf

Volumen almacenado Dficit Volumen percolado Perfil de la lmina infiltrada total

Lmina infiltrada (mm)Figura V.20: Perfil transversal del agua infiltrada en riego por superficie

La segunda o eficiencia de almacenaje (EAL) fue definida como la relacin entre la lmina almacenada en el perfil, despus del riego- respecto de la lmina necesaria que se esperaba almacenar o almacenable. Expresa el grado de suficiencia del riego, evaluado en la capa de suelo que exploran las races (mencionado por Grassi, 1998).EAL = Volumen de agua inf iltrada y almacenada * 100 = Volumen de agua requerida (o almacenable)

La tercera es la eficiencia de distribucin parcelaria (EDI) que expresa el grado de uniformidad en la distribucin del agua en un rea regada. Esta haba sido definida anteriormente por Criddle et al. (1956) como la lmina media infiltrada en el cuarto ms perjudicado respecto de la lmina media infiltrada en todo el perfil. La EDI ha sido llamada tambin Uniformidad de Distribucin (UD) Merriam y Keller (1978) y definida como

d( 1 ) lmina inf iltrada promedio del cuiarto ms perjudicado 4 *100 EDI = *100 = lmina inf iltrada promedio ddonde:d : lmina infiltrada promedio en todo el perfil (o promedio de pluvimetros en aspersin)

d( 1 ) : lmina infiltrada promedio del cuarto ms perjudicado (o promedio de pluvimetros 4del cuarto ms perjudicado en aspersin) Merriam et al. (1973) proponen el clculo de la eficiencia de aplicacin potencial (EAPp) definida como aquella factible de alcanzar cuando la lmina media infiltrada y almacenada es coincidente con la lmina de reposicin ptima. Indica el grado de eficiencia de aplicacin que puede alcanzar el mtodo si el manejo es ptimo minimizando las perdidas por percolacin profunda y por escurrimiento al pie, operando el riego con caudales unitarios adecuados y tiempos de aplicacin precisos.

20

Merriam y Keller (mencionado por Walker, 2003) proponen tambin la Uniformidad de Distribucin absoluta o eficiencia de distribucin absoluta (EDIa) como el cociente entre la lmina mnima y la lmina media infiltrada en la parcela.EDIa =lmina inf iltrada mn ima

lmina inf iltrada promedio

* 100

El volumen almacenado, requerido y aplicado puede ser calculado siguiendo la figura 20, de la siguiente manera:Valmacenado = 1 ( L1 * dr + L2 * d L 2 ) * W 1000 1 Vrequerido = * dr * W * L 1000Vaplicado =

donde: d = lmina aplicada (mm) L= longitud (m) q = caudal aplicado (m3/min) t = tiempo de aplicacin (min.) i = intervalo de tiempo considerado W = espaciamiento o ancho de la unidad de riego (m) Walker & Skogerboe (1987) sugieren adems otros dos indicadores que permiten separar las perdidas por percolacin profunda y por escurrimiento al pie. Estos indicadores son: Porcentaje de percolacin profunda (Pp) y de escurrimiento al pie (Ep).Pp = Volumen de agua percolado * 100 = volumen de agua aplicado Volumen de agua ecurrido * 100 = volumen de agua aplicado

(q * t )i

i aplicado

Ep =

Por ltimo ASAE (2000) propone el concepto de eficiencia de riego (ER) considerando en el numerador, el volumen de agua almacenada ms el volumen adicional para satisfacer otros fines beneficiosos, todo esto respecto del total de agua aplicada a la que se le debe restar el volumen de agua re usado ya sea en parcelas ubicadas en cotas de terreno ms bajas o si son almacenadas en distintos tipos de reservorios desde los cuales pueda realizarse re usos posteriores. Si bien esta definicin es razonable, este indicador no ha tenido gran difusin internacional.ER = Volumen de agua inf iltrada y almacenada + otros usos beneficiosos * 100 = volumen de agua aplicada volumen de agua recuperada para reuso

La medicin sistemtica de la eficiencia de riego realizada en diferentes parcelas de un rea regada, arroja resultados que permiten obtener valores para un sector o para la totalidad del sistema, a fin de iniciar programas de mejoramiento de la prctica. Muchos autores han calificado el desempeo alcanzado por los distintos mtodos de riego, considerando varias alternativas. Grassi (1998) realiza un adecuado resumen de estos resultados. Roscher (1985) propone el siguiente cuadro que permite analizar una situacin particular y calificarla segn los parmetros ms importantes en riego por superficie.

21

Tabla V.6: Calificacin de las eficiencias de aplicacin, almacenaje y distribucin en parcela para mtodos de riego por superficie (Roscher, 1985)

Parmetro EAP EAL EDI

Malo < 60 < 80 < 80

Satisfactorio 60 75 80 90 80 - 90

Bueno > 75 > 90 > 90

Definicin de lminas para el clculo de las eficiencias de riego: La lmina total de agua disponible (dt), representa la lmina de agua capaz de ser retenida por el suelo en la profundidad radical. Si la profundidad radical atraviesa varias capas u horizontes de suelo, la lmina total ser la sumatoria de las lminas parciales de cada una de las capas interceptadas por la profundidad radicaldt = ( Wc Wm ) * PEA * D 100

Lmina consumida o lmina de reposicin o lmina neta (dc = dn). Representa la lmina de agua que ha sido consumida en el proceso evapotranspiratorio. dc = dn = ( Wc Wa ) * PEA * D 100

Lmina remanente (dr). Representa la lmina de agua que todava esta disponible en el suelo y que no ha sido gastada.Wa Wm ) * PEA * D 100 Lmina de riego ptima (dnopt). Representa la lmina de agua consumida cuando se alcanza el umbral de riego. dr = (dnopt = ( Wc Wm ) * PEA * D * p 100

La lmina bruta (db) representa la lmina total aplicada durante el riego, en bocatoma de la parcela.db = ( Q * tap ) Sup

donde: Wc = capacidad de campo (gr % gr suelo seco) Wa = contenido de humedad en el momento del riego (gr % gr de suelo seco) Wm = punto de marchitamiento permanente (gr % gr suelo seco) PEA= peso especfico aparente (gr/cm3) D = profundidad efectiva de races p = coeficiente de agotamiento de agua en el suelo (depende del cultivo y de la evapotranspiracin) (p = 1 UR) Q = caudal Tap = tiempo de aplicacin o de corte Sup = superficie regada UR = umbral de riego = fraccin de agua remanente en el suelo que asegura la mxima productividad y la mxima evapotranspiracin. La Figura V.21 muestra esquemticamente la distribucin del agua de riego en un caso de riego por superficie con desage al pie. Se observa que parte del agua infiltrada puede posteriormente regresar a la atmsfera por evaporacin y parte puede extenderse por debajo de la zona radical y perderse por

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percolacin profunda. Evidentemente el agua que alcanza el final del surco /melga produciendo desage constituye el volumen escurrido.

Escurrimiento Infiltrada y perdida por evaporacin Infiltrada y Almacenada (usable por el cultivo) Deficit Percolacin profundaFigura V.21: Esquema representativo de las lminas de agua infiltrada, almacenada, percolada y escurrida en riego por superficie (se indica tambin el dficit de riego).

Es interesante observar la Figura V.22 que muestra 3 situaciones de riego: deficitario, normal y en exceso. La figura muestra que para los tres casos de riego deficitario la EAP es del 100% (toda el agua aplicada ha sido almacenada) variando el valor de cada uno de los casos de la eficiencia de almacenaje, siempre por debajo del 100% (aun despus de haber regado, parte de la rizsfera permanece seca). Esta situacin podra ser deseable solo en los casos de riego complementario, ya que se ha realizado un riego (deficitario) para evitar la disminucin de la produccin del cultivo, dejando una parte del suelo seco, esperando el aprovechamiento de las lluvias pronosticadas para los prximos das (incremento de la eficiencia de aprovechamiento del agua de lluvia). Para el caso del riego en exceso, las tres situaciones planteadas presentan un valor de EAL del 100% (toda la rizosfera ha quedado mojada, en capacidad de campo) reducindose los valores de la EAP a valores menores del 100% (parte del agua se ha perdido). En una situacin ideal (para el caso de los proyectos de riego integral) se encuentra el caso del riego normal, ello implica que la eficiencia de almacenaje se ha aproximado al valores comprendidos entre el 80% y el 95 % asegurando un alto aprovechamiento del agua de riego, visto en la EAP (80 al 95%). La eficiencia de distribucin muestra las variaciones de la lmina infiltrada a lo largo de toda la unidad de riego.

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RIEGO DEFICITARIO

EAP = 100% * EAL = 80% EDI = 80%

EAP = 100% EAL = 50% EDI = 70%

EAP = 100% EAL = 40% EDI = 60%

RIEGO NORMAL

EAP = 80% EAL = 90% EDI = 85%

EAP = 85% EAL = 80% EDI = 75 %RIEGO EN EXCESO

EAP = 95% EAL = 95% EDI = 95%

* EAP = 80% EAL = 100% EDI = 90%

EAP = 75% EAL = 100% EDI = 75 %

EAP = 60% EAL = 100% EDI = 95%

Figura V.22: Esquema representativo de tres situaciones de riego( deficitario, normal y en exceso) y de las eficiencias de aplicacin, almacenaje y distribucin parcelaria.

4. EJEMPLOS DE EVALUACIN DE MTODOS DE RIEGO 4.1. Evaluacin de melgas sin desage al pie. Mtodo tradicional.Se desea saber la eficiencia de riego en una propiedad que riega por medio de melgas rectangulares sin desage para lo que se ha tomado toda la informacin de campo: Lugar: Maip, Mendoza Argentina. Fecha: 18 de octubre de 2002

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1) Determinacin de la ecuacin de infiltracin (con infiltrmetro de doble anillo):Tabla V.7: Ensayo de infiltracin con infiltrmetro de doble anillo

Tiempo acumulado (minutos) 1 5 10 15 30 60 90 120 150

Lmina acumulada (minutos) 8 13 17 20 24 28 34 38 41

Figura V.23: Infiltracin acumulada

I cum = A * t B = 7,972 * t 0,323

I (mm/minuto) = ( A * B ) * t B 1 = a * t b = (7,972 * 0,323) * t 0 ,3231 = 2,57 * t 0 , 677

I b (mm / h) = a * 60 * (600 * b) b = 2,57 * 60 * (600 * 0,677) 0, 677 = 2,65Responde a la familia de infiltracin muy lenta (ML), familia 2,65 mm/h (2,65mm/h/25,4mm/ = 0,10/h) indicando que el suelo se comporta como un suelo de textura arcillosa

Z (m 3 / m) = I cum = k*t a + fo*t + c = A * t B + Ib * t + c = 0,00383 * t 0,317 + 0,000035 * t2) Determinacin del avance (se realizaron varias mediciones de avance y con todos los datos se confeccion la ecuacin de avance):

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Tabla V.8: Distancia de avance del frente de agua y tiempos acumulados (para 15 ensayos)

Distancia acumulada (m) 10 20 30 40 50 60 70 80 83

1 3 5 8 13 18 22 25 34 -

2 3 5 9 14 17 22 27 33 -

3 3 8 14 17 22 25 31 35 -

4 3 6 10 15 22 27 32 40 -

5 4 8 12 17 22 27 30 37 -

Tiempo acumulado (minutos) 6 7 8 9 10 11 2 7 12 19 26 31 38 42 2 4 6 9 14 19 22 26 2 4 7 11 15 18 20 28 3 7 13 16 19 20 24 33 5 7 11 16 22 28 37 43 4 9 19 21 23 28 37 41 -

12 2 5 9 11 15 17 20 24 25

13 1,5 5,1 8,5 19,2 19,5 23 26,8 34,3

14 2 6 8 10 12 14 17 23

15 2 5 7 12 17 23 28 41

100 90 80 70 60 50 40

) m ( v e d c n a t s i D

30 20 10 0 0 10 20 30 Tiem deavance(m po inutos ) x=5,50*t0,75 R =0,91 40 50

Figura V.24: Avance del frente del agua (para las 15 melgas)

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3) Determinacin del receso: (indicado en el cuadro del patrn de infiltracin) Tabla V9 :Tiempo de receso acumulado vs distancia acumulada (estacas)

Distancia acumulada (m) 0 8,3 16,6 24,9 33,2 41,5 49,8 58,1 66,4 74,7 83 4) Caudal = 40,45 L/s

Tiempo de receso acumulado (minutos) 250 255 260 266 280 294 204 320 320 315 300

5) Nmero de melgas regadas simultneamente = 6 6) Ancho de melgas = 2,5 m. 7) Tiempo de aplicacin = tap = (42+46+50)/3= 46 minutos 8) Largo de la melga = 83 m9) Lmina de reposicin: Wc = 22 gr % gr suelo seco, Wa = 14.46 gr % gr suelo seco, densidad

aparente (PEA) = 1,4 gr/cm3 y profundidad de races: 0,8 m.Tabla V.10: Determinacin gravimtrica del contenido de humedad del suelo antes del riego Ubicacin Profundidad (cm) 0-40 Cabecera 40-80 0-40 1/3 40-80 0-40 2/3 40-80 0-40 Pie 40-80 N 13 11 21 5 24 8 28 17 3 18 19 15 6 23 10 29 Tara (g) 43,9 40,1 46,3 42,1 43 42,8 42,9 47,5 47,3 47,7 47,1 40,5 48,3 47,5 48,2 41,7 Peso hmedo (g) 204,8 160,6 205,3 118,0 203,7 144,8 195,0 172,8 142,7 137,0 170,4 217,1 140,5 220,1 161,4 168,3 Peso seco (g) 183,8 144,9 185,1 108,5 185,3 132,2 172,0 156,9 131,8 127,8 152,1 197,4 128,6 201,3 145,5 151,5 Agua (g) 21,0 15,7 20,2 9,5 18,4 12,6 23 15,9 10,9 9,2 18,3 19,7 11,9 18,8 15,9 16,8 Humedad (g%g seco) 15,0 14,7 14,46 15,0 14,6 14,3 12,9 14,8 14,1 17,8 14,5 12,9 13,6 11,5 17,4 12,6 14,8 14,7 12,2 16,3 15,3

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Tabla V.11: Determinacin gravimtrica del contenido de humedad del suelo despus del riego

Ubicacin

Profundidad (cm) 0-40

N 14 35 22 39 31 38 40 16 34 32 37 33 42 41 36 30

Cabecera 40-80 0-40 1/3 40-80 0-40 2/3 40-80 0-40 Pie 40-80

Tara (g) 43 40,5 47,1 40,1 42,8 42,9 42,1 47,3 47,3 47,7 46,3 47,5 48,2 47,7 48,3 40,4

Peso hmedo (g) 213,4 167,0 215,5 123,7 210,8 151,5 202,8 179,7 151,6 141,5 181,3 226,7 149,8 229,9 168,9 190,5

Peso seco (g) 181,9 144,9 183,4 109,5 180,3 133,1 171,0 155,3 133,6 126,0 154,5 194,4 131,5 199,2 146,3 163,9

Agua (g) 31,5 22,1 32,1 14,2 30,5 18,4 31,8 24,4 18,0 15,5 26,8 32,3 18,3 30,7 22,6 26,6

Humedad (g%g seco) 22,7 22,0 22,00 21,2 23,6 20,5 22,2 22,5 20,4 24,7 22,6 20,9 21,9 19,8 24,8 22,0 22,0 21,7 20,3 23,1 21,5

Lmina de reposicin o lmina consumida = 84 mmdc = dn = ( Wc Wa 22 14,46 ) * PEA * D = ( ) * 1,4 * 0,8 = 0,084 m = 84 mm 100 100

10) Pendiente de riego: se realizaron tres perfiles longitudinales. Se puede observar que hasta los 60

a 70 m aproximadamente la cota topogrfica del suelo tiende a bajar (riego normal), luego, en los ltimos 13 m- el terreno aumenta suc ota y el riego de hace en contrapendiente (se deber corregir la microtopografa).Corte Longitudinal de la Melga 11

Cota (m)

10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90Distancia (m)

Figura 25: perfil longitudinal de la melga 2

28

11. Desarrollo del patrn de infiltracin utilizando la informacin de campo:Tabla 12: patrn de infiltracin

N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 -

Dist. (m) 0 8,3 16,6 24,9 33,2 41,5 49,8 58,1 66,4 74,7 83 -

ta (min) 0 2 4 7 11 15 19 23 28 32 37 -

Tr (min) 250 255 260 266 280 294 294 320 320 315 300 -

To (min) 250 253 256 259 269 279 275 297 292 283 263 Icum= -

Icum (mm) 47,4 47,6 47,8 48,0 48,6 49,1 48,9 50,1 49,9 49,4 48,2 48,6 -

Icum Aj. (mm) 87,8 88,2 88,5 88,9 89,9 91,0 90,6 92,9 92,4 91,4 89,3 90 -

dal (mm) 84 84 84 84 84 84 84 84 84 84 84 84 -

Dper (mm) 3,8 4,2 4,5 4,9 5,9 7,0 6,6 8,9 8,4 7,4 5,3 6,1 -

Dficit (mm) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Media 1/4

Icum Aj. (mm) ordenada 87,8 88,2 88,5 88,9 89,3 89,9 90,6 91,0 91,4 92,4 92,9 90 88,2

La columna 1 contiene el nmero de las estacas, la siguiente las distancias acumuladas, la tercera los tiempos de avance, producto de reemplazar la distancia en el ecuacin de avance:ta (min) = ( x*p )1 / r = ( x / 5,5)1 / 0, 75

En la columna 4 figuran los tiempos de receso medidos a campo, en este caso no se ha ajustado ninguna curva cosa que se podra hacer- simplemente se han colocado directamente los valores. En la columna 5 se presente el tiempo de oportunidad o de contacto, tiempo que el agua se mantuvo sobre la superficie del suelo y tuvo oportunidad de infiltrarse, To = t receso t avance. La prxima columna contiene la lmina infiltrada en cada punto, producto de reemplazar el to en la ecuacin de infiltracin.

I cum = A * to = 7,972 * to

B

0 , 323

Al final se ha calculado la lmina media infiltrada, que da 48,6 mm. Por otro lado se debe calcular la lmina bruta aplicada

db (mm) =qu = db (mm) =

qu * tap ( L * wu )

Q 40,45L / s = = 2,7L / s.m ( n * w) (6 * 2,5m)

2,7 L / s.m * 46 min* 60 s / min = 90 mm (83m * 1m) Se observa que la lmina bruta aplicada no coincide con la lmina media infiltrada y esa diferencia se le atribuye a errores en la ecuacin de infiltracin, por lo tanto se ajusta la ecuacin de infiltracin, considerando que la lmina bruta es la correcta. As se tiene:

29

db 90mm 0 , 323 0 , 323 = 7,972 * t o * = 14,8 * t o I cum 48,6mm Los tiempos de oportunidad reemplazados en la ecuacin anterior, permiten completar la columna 7, cuyo promedio ahora da 90 mm. I cum aj = A * t o *B

Por otro lado ya se calcul la lmina de reposicin, que es de 84 mm y se ha considerado uniforme en todo el perfil. Ahora se analiza en cada punto de medicin si la lmina infiltrada es mayor, igual o menor que la consumida. Si es mayor, se asume que se ha almacenado la lmina consumida, el exceso de lmina infiltrada por sobre la lmina consumida se coloca en la siguiente columna como lmina percolada y por consiguiente no hay dficit (completar la columna 10). Ejemplo en la posicin 1, la lmina infiltrada ajustada es de 87,8 mm, se almacenan 84 mm, percolan 3,8 mm y el dficit es 0. Al final se observa que la lmina media almacenada es de 84 mm, le lmina media percolada es de 6,1 mm y la lmina media de dficit es 0 mm. En la ultima columna se han ordenado las lmina infiltradas, de menor a mayor, sin importar su ubicacin, se ha elegido el cuarto ms perjudicado, o se las tres lmina menores (son 11 puntos de medicin y por lo tanto de 11 son 2,75 puntos, se han tomado 3), cuyo promedio da 88,2 y est localizado en la parte inferior de la tabla. Ahora se pueden calcular las eficiencias de riego:EAP = lmina infiltrada y almacenada 84 *100 = *100 = 93% lmina aplicada o bruta 90

EAL =

lmina de agua infiltrada y almacenada 84 *100 = *100 = 100% lmina requerida /consumida (o almacenable) 84

d( 1 ) lmina infiltrada promedio del cuarto ms perjudicado 4 *100 = 88,2 *100 = 98% EDI = *100 = lmina infiltrada promedio d 90Pp = lmina de agua percolada 6,1mm *100 = *100 = 7% lmina de agua aplicada 90mm

Ep =

lmina de agua escurrida al pie 0 *100 = *100 = 0% lmina de agua aplicada 90

Es factible utilizar los datos de lmina almacenada, resultante de la diferencia de humedad en el suelo (antes y despus del riego). As, la diferencia entre el contenido de humedad (despus - antes del riego: (Wd -Wa)) en la cabecera y para los primeros 40 cm, resulta ser de 7,7 gr de agua por % gr de suelo seco. Este valor, multiplicado por la densidad aparente del suelo (PEA = 1,4 gr/cm3) y el espesor de la capa de suelo (D = 400 mm), representa una lmina de 43 mm. Si a sta se le suman los 50 mm almacenados en la capa 40 a 80 cm (tambin de cabecera) se tienen 93 mm. Una segunda repeticin en cabecera determin 69 mm.Tabla V.13 :Lmina de agua almacenada en distintos puntos del ensayo

Ubicacin

Profundidad (cm)

(Wd-Wa) gr de agua % gr de suelo seco

(Wd-Wa)*PEA*D

Lmina de 0-80 cm (mm)

30

Cabecera

1/3

2/3

Pie

7,7 6,2 9,0 40-80 6,2 9,3 0-40 6,3 6,9 40-80 8,1 8,0 0-40 8,3 7,3 40-80 9,4 7,1 0-40 8,0 6,7 40-80 6,2 Lmina media almacenada (mm) = 0-40

43 35 50 34 52 35 38 45 45 47 41 53 40 45 38 35

93 69

90 80

86 99

78 80

84

Tambin se han calculado los valores para 1/3, 2/3 y pie de la parcela evaluada y se ha obtenido una lmina almacenada promedio igual a 84 mm. La disponibilidad de estos datos permite calcular la eficiencia de distribucin con mayor precisin. Dado que la lmina media del cuarto ms perjudicado es de 73 mm (69, 78 y 80 mm son las lminas menores que se midieron), la EDI es:

EDI =

d( 1 ) lmina infiltrada promedio del cuarto ms perjudicado 4 * 100 = 73 * 100 = 81% * 100 = lmina infiltrada promedio d 90

ms baja que la estimada con el patrn de infiltracin.

12) Recomendaciones Resulta conveniente terminar cada evaluacin con algunas recomendaciones de manejo destinadas a mejorar de un modo rpido que no signifique grandes erogaciones ni un cambio significativo en la modalidad de riego de la propiedad- la eficiencia de uso del agua de riego. En el caso del ejemplo que nos ocupa estas recomendaciones seran: Realizar retoques de nivel para lograr una mejor distribucin del agua (hay un receso anticipado bien cerca de la cabeza y bien sobre el final del pie). Continuar mejorando la velocidad de infiltracin del agua en el suelo. Verificar los niveles de salinidad en lugares representativos de la propiedad para saber si se est reduciendo demasiado el riego y/o alterando el balance salino.

Todo esto en el marco de una visin global que contemple el objetivo buscado: equilibrio cuali cuantitativo del cultivo.

31

4.2. Evaluacin de melgas sin desage al pie. Mtodo volumtricoEn una melga corta y sin pendiente sobre suelo franco se midi el rea cubierta con agua durante el avance y cuando el agua lleg al pie, se sigui regando durante un tiempo adicional. Luego se midi el receso. Se midi tambin el espesor de agua en cada estaca de las 24 instaladas (ver esquema). Se desea determinar: a) ecuacin de infiltracin por balance de volmenes b) la uniformidad de distribucin c) la eficiencia de aplicacin. Datos: Q = 43,5 L/s; L = 95.4 m; W = 10.2 m; tap = 44 y dn = 85 mm. La figura 26 ilustra la evaluacin realizada.

32

(a) Ubicacin y numeracin de las estacas Cabeza melga 1 1 2 1 1 2 2 2 1 3 2 3 1 4 2 4 1 5 2 5 1 6 2 6 1 7 2 7 1 8 2 8

Estacas Anillos infiltrometros 1 9 2 9 1 10 2 10 1 11 2 11 1 12 2 12 Pie melga 35 1 12 2 12

(b) Contornos de avance: ta (min) 1 1 2 1 5 1 2 2 2 1 3 2 3 10 1 4 2 4 1 5 2 5 15 1 6 2 6 1 7 2 7 20 1 8 2 8

N de fila 1 N de estaca 25 1 1 9 10 2 2 9 10 30 1 11 2 11

(c) Contornos de receso: tr (min) 1 1 2 1 1 2 2 2 1 3 2 3 160 180 140 1 1 1 4 5 6 2 2 2 4 5 6 180 1 7 2 7 1 8 2 8 220 1 1 1 9 10 11 2 2 2 9 10 11 240 280 1 12 2 12

Figura V. 26: Riego en melgas sin desage al pie en suelo franco (estacas y contornos de avance y receso para los tiempos indicados en los respectivos esquemas).

La siguiente tabla presenta los resultados de las reas representativas de cada estaca:Tabla V.14: Superficie de terreno (m2) representado por cada estaca

Fila 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Total

Columna 1 2 47.43 47.43 41.82 41.82 41.82 41.82 41.82 41.82 41.82 41.82 41.82 41.82 41.82 41.82 41.82 41.82 41.82 41.82 41.82 41.82 41.82 41.82 20.91 20.91 486.54 486.54

Total 94.86 83.64 83.64 83.64 83.64 83.64 83.64 83.64 83.64 83.64 83.64 41.82 973.08

La Tabla V.15 presenta los valores de los tiempos de avance, receso (medido) y oportunidad (calculado) para cada estaca. En la columna final figura el nmero de orden asignado a cada estaca segn el tiempo de avance (ta).

33

Tabla V.15: Tiempo de avance (ta), receso (tr) y oportunidad (to) para cada estaca (en minutos)Fila 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 10 10 11 11 12 12 Columna 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 ta 0.7 2.5 1.8 3.8 5.7 7 11 9.5 12.8 12.5 14.2 15 15.9 18 18.7 20 21.5 23.5 25.3 27 30 30 35 35 tr 182 182 182 182 122 182 135 137 182 137 227 147 232 217 242 232 257 232 272 232 292 232 307 217 to 181.3 179.5 180.2 178.2 116.3 175.0 124.0 127.5 169.2 124.5 212.8 132.0 216.1 199.0 223.3 212.0 235.5 208.5 246.7 205.0 262.0 202.0 272.0 182.0 Orden 1 3 2 4 5 6 8 7 10 19 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Tabla V.16: Tiempo de avance (ta), rea unitaria (m2) y rea acumulada (rea acum) segn nmero de orden medidos en cada estaca (en minutos).Orden 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Fila 1 2 1 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 10 10 11 11 12 12 Columna 1 1 2 2 1 2 2 1 2 1 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 Ta 0.7 1.8 2.5 3.8 5.7 7 9.5 11 12.5 12.8 14.2 15 15.9 18 18.7 20 21.5 23.5 25.3 27 30 30 35 35 Area U (m2) Area Acum (m2) 47.43 47.43 41.82 89.25 47.43 136.68 41.82 178.50 41.82 220.32 41.82 262.14 41.82 303.96 41.82 345.78 41.82 387.60 41.82 429.42 41.82 471.24 41.82 513.06 41.82 554.88 41.82 596.70 41.82 638.52 41.82 680.34 41.82 722.16 41.82 763.98 41.82 805.80 41.82 847.62 41.82 889.44 41.82 931.26 20.91 952.17 20.91 973.08

34

Avance del agua en funcin del tiempo 1200 1000 Area (m2) 800 600 400 200 0 0 10 20 t (min)Figura V.27: Avance vs tiempo

Aa = 58.83x 2 R = 0.99

0.80

30

40

Tabla V.17: Altura o espesor de agua (cm) en cada estaca para distintos tiempos durante el avanceFila 1 2 1 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 10 10 11 11 12 12 Columna 1 1 2 2 1 2 2 1 2 1 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 28 9.8 7 7.4 5 5.8 6.5 6.4 1.5 5 2.5 6.7 5 6 6.5 4.8 3.8 4.8 4.7 3.3 3 0 1.2 0 0 Tiempos de registro (minutos) 41 55 69 9.8 7.7 7 7 5 4.2 7.7 5.2 4.7 5 3 2.3 6 4.1 3.8 6.7 5.2 4.8 6.8 6.1 5.9 2.2 1.6 0.7 6 6 5.5 4.2 4.3 3.6 8.9 8.8 7.6 7.3 7.2 6.8 8.2 8 7 9 8.8 7.9 8 8 7 7 6.7 5.8 8.6 8 7 8.5 8.4 7 8.5 8 7.1 8.3 7.6 6.8 10.9 10 9 8 7 6 9.7 8 7.5 3.5 3 0.5 88 6 3.8 4.2 2 3 4 5 0 4 2.9 6.9 6 6 7 6 5 6 6.3 6.2 6 8 5.1 6.2 0.5 Area U (m2) 47.43 47.43 41.82 41.82 41.82 41.82 41.82 41.82 41.82 41.82 41.82 41.82 41.82 41.82 41.82 41.82 41.82 41.82 41.82 41.82 41.82 41.82 20.91 20.91

35

Tabla V.18: Volmenes superficiales acumulados (m3) para los distintos tiempos de registroFila 1 2 1 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 10 10 11 11 12 12 Columna 1 1 2 2 1 2 2 1 2 1 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 28 4.65 3.32 3.09 2.09 2.43 2.72 2.68 0.63 2.09 1.05 2.80 2.09 2.51 2.72 2.01 1.59 2.01 1.97 1.38 1.25 0.00 0.50 0.00 0.00 45.56 Tiempos de registro (minutos) 41 55 69 4.65 3.65 3.32 3.32 2.37 1.99 3.22 2.17 1.97 2.09 1.25 0.96 2.51 1.71 1.59 2.80 2.17 2.01 2.84 2.55 2.47 0.92 0.67 0.29 2.51 2.51 2.30 1.76 1.80 1.51 3.72 3.68 3.18 3.05 3.01 2.84 3.43 3.35 2.93 3.76 3.68 3.30 3.35 3.35 2.93 2.93 2.80 2.43 3.60 3.35 2.93 3.55 3.51 2.93 3.55 3.35 2.97 3.47 3.18 2.84 4.56 4.18 3.76 3.35 2.93 2.51 2.03 1.67 1.57 0.73 0.63 0.10 71.70 63.53 55.62 88 2.85 1.80 1.76 0.84 1.25 1.67 2.09 0.00 1.67 1.21 2.89 2.51 2.51 2.93 2.51 2.09 2.51 2.63 2.59 2.51 3.35 2.13 1.30 0.10 47.70

Tabla V.19 : Lminas de infiltracin acumulada, calculadas usando las ecuaciones de infiltracin promedio (tpica) y ajustadaFila 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 10 10 11 11 12 12 To Columna min 1 181.3 2 179.5 1 180.2 2 178.2 1 116.3 2 175 1 124 2 127.5 1 169.2 2 124.5 1 212.8 2 132 1 216.1 2 199 1 223.3 2 212 1 235.5 2 208.5 1 246.7 2 205 1 262 2 202 1 272 2 182 Total 4564.6 Dinf mm 137.96 137.20 137.50 136.66 108.07 135.30 111.95 113.67 132.82 112.19 150.66 115.86 151.95 145.21 154.71 150.35 159.30 148.98 163.43 147.60 168.92 146.41 172.44 138.25 Area m2 47.43 47.43 41.82 41.82 41.82 41.82 41.82 41.82 41.82 41.82 41.82 41.82 41.82 41.82 41.82 41.82 41.82 41.82 41.82 41.82 41.82 41.82 20.91 20.91 973.08 Vol. Inf. m3 6.54 6.51 5.75 5.71 4.52 5.66 4.68 4.75 5.55 4.69 6.30 4.85 6.35 6.07 6.47 6.29 6.66 6.23 6.83 6.17 7.06 6.12 3.61 2.89 136.29 Dinf. Ajust. Vol. Inf. Aj. mm m3 116.25 5.51 115.61 5.48 115.86 4.85 115.15 4.82 91.06 3.81 114.01 4.77 94.33 3.94 95.78 4.01 111.91 4.68 94.54 3.95 126.95 5.31 97.63 4.08 128.03 5.35 122.36 5.12 130.36 5.45 126.69 5.30 134.23 5.61 125.54 5.25 137.71 5.76 124.37 5.20 142.34 5.95 123.37 5.16 145.30 3.04 116.49 2.44 114.84

36

Ecuacin Inf. promedio (tpica) = 7.9 * t 0.55 (Doble anillo) Q * t 0.0435 * 44 * 60 Lamina media = = = 0.118m sup 95.4 *10.2 Vol Lmina media infiltrada = = 136.29 = 0.140m 973.08 Areas

0.118 0.55 *t = 6.66 * t 0.55 0.140 Tiempo oportunidad medio = to = 4564.6 = 190 min n to 24 Ecuacin ajustada = 7.9 *Tabla V.20: Lminas de infiltracin acumuladas para los distintos tiempos de registroTiempo V ingresado V superficial V Infiltrado min m3 m3 m3 28 73.08 45.56 27.52 41 107.01 71.70 35.31 55 (44) 114.84 63.53 51.31 69 (44) 114.84 55.62 59.22 88 (44) 114.84 47.70 67.14 190 Area m2 889.44 973.08 973.08 973.08 973.08 D. Inf. Acum m 0.031 0.036 0.053 0.061 0.069 0.118

Ecuacin de infiltracin volumtrica 140 120 100 D (mm) 80 60 40 20 0 0 50 100 t (min)

Icum = 2.78x 0.72 R2 = 0.99

150

200

Figura V.28: Ecuacin de infiltracin obtenida por el mtodo volumtrico

La Figura V.28 muestra la ecuacin de infiltracin obtenida por el mtodo de balance de volmenes. La misma se confeccion utilizando la informacin del cuadro anterior, con los tiempos de registro (28, 41, 55, 68, 88 y 190) en minutos y las lminas de la ltima columna, expresadas en mm.

37

Tabla V.21: Lmina y volumen infiltrado en cada estaca usando la ecuacin volumtricaFila 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 10 10 11 11 12 12 Columna 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 Total To min 181.3 179.5 180.2 178.2 116.3 175 124 127.5 169.2 124.5 212.8 132 216.1 199 223.3 212 235.5 208.5 246.7 205 262 202 272 182 4564.6 Icum mm 116.6 115.7 116.0 115.1 84.7 113.6 88.7 90.5 110.9 89.0 130.8 92.8 132.2 124.6 135.4 130.4 140.6 128.9 145.4 127.3 151.8 126.0 156.0 116.9 Area m2 47.43 47.43 41.82 41.82 41.82 41.82 41.82 41.82 41.82 41.82 41.82 41.82 41.82 41.82 41.82 41.82 41.82 41.82 41.82 41.82 41.82 41.82 20.91 20.91 973.08 Vol m3 5.53 5.49 4.85 4.81 3.54 4.75 3.71 3.78 4.64 3.72 5.47 3.88 5.53 5.21 5.66 5.45 5.88 5.39 6.08 5.32 6.35 5.27 3.26 2.44 116.04 0.119

Las 6 lminas ms chicas (y volmenes infiltrados) en cada estaca usando la ecuacin volumtrica) son: 84.7; 88.7, 89.0; 90.5; 92.8 y 110.9 mm.

(84.7 + 88.7 + 89 + 90.5 + 92.8 + 110.9) 92.8 6 EDI = UD = *100 = *100 = 78% 119 119 84.7 * 41.82 + 85 * 931.26 84.9 973.08 EAP = *100 = = 71% 119 119La eficiencia de almacenaje es del 100% por cuanto la lmina mnima almacenada es de 84,7 mm (casi 85 mm) y la lmina neta de reposicin era de 85 mm, por lo tanto el riego fue completo.

4.3. Evaluacin de surcos sin desage al pie. Mtodo tradicional.A modo de ejemplo se presenta la evaluacin del riego en un cultivo de hortalizas sobre suelo de textura limosa, regado por medio de surcos sin desage al pie. A campo se obtuvo -por el mtodo del doble anillo- la siguiente ecuacin de velocidad de infiltracin: Icum = A . TB = 4,6 . T0,5 Paralelamente se registr la velocidad de avance del frente del agua sobre la superficie del suelo y se obtuvo que: x (m) = p . tr = 6 . t0,63

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El caudal utilizado fue de 56 L/s , aplicado sobre 100 surcos simultneamente regados, espaciados a 0,6 m y con un permetro mojado de 30 cm (valor promedio entre cabecera, medio y pie de los surcos regados). El tiempo de aplicacin o de corte del riego fue de 150 minutos y los tiempos de receso medidos se presentan en la siguiente tabla:Tabla v.22: Tiempos de receso acumulados desde el inicio del riego (min)

X (m) Tr (minutos) 0 200 10 203 20 215 30 229 40 241 50 252 60 265 70 272 80 273 90 280 100 290 El dficit de humedad, obtenido como diferencia entre humedad actual antes del riego y capacidad de campo es de 55 mm. La pendiente del surco es de 0,1 %. Se desea conocer las eficiencias de riego acompaadas de las recomendaciones de manejo para mejorarlas. El procedimiento a seguir es similar al caso de melgas sin desage, sin embargo, es necesario considerar la relacin permetro mojado/espaciamiento entre surcos.

I cum = A * t B = 4,6 * t 0,5I (mm/minuto) = ( A * B ) * t B 1 = a * t b = 2,3 * t 0, 5

I b (mm / h) = a * 60 * ( 600 * b) b = 2,3 * 60 * ( 600 * 0,5) 0,5 = 8 mm / hResponde a la familia de infiltracin lenta (L), familia 8 mm/h (0,3/h) indicando que el suelo se comporta como un suelo de textura franco-arcillosa

Z (m 3 / m) = I cum = k*t a + fo*t + c = A * t B + Ib * t + c = 0,00330 * t 0, 437 + 0,000078 * tUna vez conocida la familia de infiltracin del suelo y partiendo de las mediciones realizadas a campo se ha confeccionado el patrn de infiltracin: En la Tabla V.23 l columna 1 contiene el nmero que corresponde a cada estaca, la siguiente las distancias acumuladas y la tercera los tiempos de avance, producto de reemplazar la distancia en la ecuacin de avance:ta (min) = ( x*p )1/ r = ( x / 6)1/ 0, 63

En la columna 4 figuran los tiempos de receso medidos a campo (no se ha ajustado ninguna curva cosa que se podra hacer- simplemente se han colocado directamente los valores). En la columna 5 se presenta el tiempo de oportunidad o de contacto (tiempo que el agua se mantuvo sobre la superficie del suelo y tuvo oportunidad de infiltrarse en l):

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To = t receso t avance. La prxima columna contiene la lmina infiltrada en cada punto, producto de reemplazar el To en la ecuacin de infiltracin:I cum = A * to *B

P P 0,3 0, 5 0, 5 0, 5 = 4,6 * to * = 4,6 * t o * = 2,3 * t o = W W 0,6

Al final se ha calculado la lmina media infiltrada (33,5 mm).Tabla V.23: Patrn de infiltracin

N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 -

Dist. (m) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 -

Ta (min) 0 2 7 13 20 29 39 49 61 74 87 -

tr (min) 200 203 215 229 241 252 265 272 273 280 290 -

To (min) 200 201 208 216 221 223 226 223 212 206 203 Icum= -

Icum (mm) 32,5 32,6 33,2 33,8 34,2 34,4 34,6 34,3 33,5 33,0 32,8 33,5 -

Icum Aj. (mm) 81,6 81,7 83,2 84,8 85,7 86,1 86,8 86,0 84,0 82,9 82,2 84,1 -

dal (mm) 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 -

Dper (mm) 26,6 26,7 28,2 29,8 30,7 31,1 31,8 31,0 29,0 27,9 27,2 29,1 -

Dficit (mm) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Media 1/4

Icum Aj. (mm) ordenada 81,6 81,7 82,2 82,9 83,2 84,0 84,8 85,7 86,0 86,1 86,8 84,1 81,8

Por otro lado se debe calcular la lmina bruta aplicada:

db (mm) =db (mm) =

qu * tap ( L * wu )

0,56L / s.m * 150 min* 60s / min = 84 mm (100m * 0,6m)

Se observa que la lmina bruta aplicada no coincide con la lmina media infiltrada y esa diferencia se atribuye a errores en la ecuacin de infiltracin. Por lo tanto se deber proceder a ajustar la ecuacin de infiltracin, considerando que la lmina bruta es la correcta. As se tiene:I cum aj = A * to *B

P db 0,3 84mm 0, 5 0,5 * = 4,6 * * to = 5,7 * to w I cum 0,6 33,5mm

Los tiempos de oportunidad reemplazados en la ecuacin anterior permiten completar la columna 7 (el valor promedio ahora es de 84,1 mm). Como se sabe que la lmina de reposicin es de 55 mm y que se la considera uniforme en todo el perfil se analiza en cada punto de medicin si la lmina infiltrada es mayor, igual o menor que la consumida: si es mayor, se asume que se ha almacenado la lmina consumida y el exceso de lmina infiltrada por sobre la lmina consumida se coloca en la siguiente columna como lmina percolada. Por consiguiente no hay dficit (completar la columna 10). Ejemplo: en la posicin 1, la lmina infiltrada ajustada es de 81,6 mm, se almacenan 55 mm, percolan 26,6 mm y el dficit es 0. Al final

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se observa que la lmina media almacenada es de 84 mm, la lmina media percolada de 29,1 mm y la lmina media de dficit es 0 mm. En la ltima columna se han ordenado -de menor a mayor- las lminas infiltradas sin importar su ubicacin y se ha elegido el cuarto ms perjudicado (las tres lmina menores). Como son 11 puntos de medicin y por lo tanto de 11 son 2,75 puntos se han tomado tres, cuyo promedio da 81,8 y est localizado en la parte inferior de la tabla. Ahora se pueden calcular las eficiencias de riego:EAP = lmina infiltrada y almacenada 55 *100 = *100 = 65% lmina aplicada o bruta 84

EAL =

lmina de agua infiltrada y almacenada 55 *100 = *100 = 100% lmina requerida /consumida (o almacenable) 55

EDI =

d( 1 ) lmina infiltrada promedio del cuarto ms perjudicado 4 *100 = 81,8 *100 = 97% *100 = lmina infiltrada promedio d 84Pp = lmina de agua percolada 29,1 mm *100 = *100 = 35% lmina de agua aplicada 84 mm lmina de agua escurrida al pie 0 *100 = *100 = 0% lmina de agua aplicada 90

Ep =

Recomendaciones Se observa que esencialmente la lmina perdida es por percolacin y que la eficiencia de distribucin es alta, por lo tanto podra asumirse que el caudal unitario es adecuado. El tiempo de aplicacin es de 150 minutos y a los 87 minutos el frente de agua ya ha llegado al pie. Si se redujese el tiempo de aplicacin, sera factible aplicar una lmina menor resultando un riego ms eficiente. Si se regara durante 120 minutos, la lmina bruta se reducira a 67 mm, no se afectara la velocidad de avance del frente de agua y se podra aumentar la eficiencia a un 80% aproximadamente.

4.4. Evaluacin de surcos con desage al pie. Mtodo de los hidrogramas de entrada y salidaSe ha tomado como ejemplo para la evaluacin el riego por medio de surcos con desage al pie de una parcela cultivada con vid, localizada en el departamento de Maip (Mendoza, Argentina). Seguidamente se presentan los datos tomados a campo, el manejo de los mismos para la obtencin de resultados parciales y por ltimo, el clculo de los volmenes de riego, las lminas y las eficiencias respectivas. El ensayo se realiz en dos surcos (surco 1 y 2) seleccionados en el campo. En cada uno de ellos se instal un aforador en la cabecera (entrada del agua) y otro al final (salida). A distintos intervalos de tiempo se registr el caudal entrado y salido al pie en cada uno de los surcos.

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Surco 1 Hidrograma de entrada: se presentan a continuacin los datos tomados a campo y completados en gabinete. La Tabla V.24 contiene la siguiente informacin: tiempo cronolgico (hora y minuto), minutos acumulados, caudal instantneo (L/s) ledo en el aforador trapezoidal y volumen de agua ingresado en cada intervalo de tiempo:Tabla 24: Datos bsicos para la realizacin del hidrograma de entrada al surco 1

Hora minutos 10:13 10:18 10:23 10:28 10:33 10:43 10:53 11:03 11:13 11:23 11:33 11:53 12:13 12:33 12:46

Minutos acumulados 0 5 10 15 20 30 40 50 60 70 80 100 120 140 153

Caudal (l/s) 0,1 0,6 0,6 0,7 0,7 0,7 0,8 0,9 1,1 1,4 1,7 1,9 1,9 1,9 1,9

Volumen (l) 105 180 195 210 420 450 510 600 750 930 2160 2280 2280 1482 12552

Como se observa en 153 minutos entraron 12.552 litros, representando un caudal unitario de 1,37 L/s. La Tabla V.25 contiene los datos del hidrograma de salida. La nica diferencia respecto a la tabla anterior es que en sta aparece una nueva columna llamada minutos acumulados + 42, columna que resulta de considerar el tiempo desde el inicio del riego hasta el momento en que comienza a salir agua por el otro extremo del surco.

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Tabla V.25: Datos bsicos para la realizacin del hidrograma de salida del surco 1

60 135 165 390 450 765 900 1950 465 2970 1020 9270 Como se observa en 145 minutos salieron 9270 litros, representando un caudal unitario de 1,07 L/s. Las Figuras V.29 y V.30 representan los hidrogramas de entrada y salida de los surcos 1 y 2:

Hora minuto 10:55 11:00 11:05 11:10 11:20 11:30 11:45 12:00 12:25 12:30 13:00 13:20

Minutos acumulados 0 5 10 15 25 35 50 65 90 95 125 145

Minutos acumulados + 42 42 47 52 57 67 77 92 107 132 137 167 187

Caudal (L/s) 0 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,1 1,5 1,6 1,7 0

Volumen (L)

Figura V.29: Representacin grfica de los hidrogramas (de entrada y salida) del surco 1

La Tabla V.26 resume el balance hdrico: en ella se observa que, de los 12552 L entrados, 9270 L salieron motivo por el cual se infiltraron slo 3282 L. Si el largo del surco entre el primer y ltimo aforador es de 167 m y el espaciamiento entre surcos de 0,69 m, la lmina bruta aplicada resulta de: Lmina bruta (mm) = volumen entrado/(167 m . 0,69 m) = 109 mm Lmina escurrida (mm) = volumen escurrido/(167 m . 0,69 m) = 80 mm

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Lmina infiltrada (mm) = volumen infiltrado/(167 m . 0,69 m ) = 28 mm La lmina requerida (mm) fue calculada como la diferencia entre la capacidad de campo y la humedad del suelo anterior al momento del riego, en la profundidad de races (48 mm). Puede calcularse la eficiencia de almacenaje, definida como el cociente entre las lminas infiltrada y almacenada y la lmina que se necesitaba reponer: EAL = 28/48 * 100 = 59 % Igualmente se puede calcular la eficiencia de aplicacin, definida como el cociente entre las lminas almacenada y bruta aplicada: EAP = 28/109 * 100 = 26 %. La Tabla V.26 muestra los valores obtenidos en la evaluacin: volmenes, lminas y eficiencias:

Tabla V.26: Volmenes, lminas y eficiencias de riego del surco 1(obtenidas del hidrograma)

Volumen entrado (L) = Volumen escurrido al pie (L) = Volumen infiltrado (L) = Largo del surco evaluado (m) = Espaciamiento (m) = Lmina bruta (mm) = Lmina escurrida (mm) = Lmina infiltrada (mm) = Lmina requerida (mm) = EAL (%) = EAP (%) =

12552 9270 3282 167 0,69 109 80 28 48 59 26

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Surco 2: para su evaluacin se procedi de la misma manera que en el surco 1.Tabla V.27: Datos bsicos para la realizacin del hidrograma de entrada al surco 2 Hora minutos 10:19 10:24 10:29 10:34 10:44 10:54 11:04 11:14 11:24 11:34 11:54 12:14 12:34 12:46 Minutos acumulados 0 5 10 15 25 35 45 55 65 75 95 115 135 147 Caudal (l/s) 0,8 0,8 0,8 0,8 0,9 1 1,2 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,7 Volumen (l) 240 240 240 510 570 660 720 750 810 1740 1860 1980 1224 11544

En 147 minutos entraron 11.544 litros, representando un caudal unitario de 1,31 L/s.

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Tabla V.28: Datos bsicos para la realizacin del hidrograma de salida del surco 2 Hora minutos 10:52 10:57 11:02 11:07 11:12 11:17 11:22 11:27 11:32 11:37 11:42 11:47 11:52 11:57 12:02 12:07 12:12 12:17 12:25 12:35 12:45 13:03 Minutos acumulados 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 93 103 113 131 Minutos acumulados + 33 33 38 43 48 53 58 63 68 73 78 83 88 93 98 103 108 113 118 126 136 146 164 Caudal (l/s) 0 0,4 0,7 0,9 1 1 1,1 1,1 1,2 1,2 1,3 1,3 1,3 1,4 1,3 1,3 1,4 1,4 1,4 1,3 1,2 0 Volumen (l) 60 165 240 285 300 315 330 345 360 375 390 390 405 405 390 405 420 672 810 750 648 8460

El caudal unitario infiltrado result ser de 1,08 L/s producto del cociente de los 8460 L en 131 minutos.

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Figura V.30: Representacin grfica de los hidrogramas (de entrada y salida) del surco 2 Tabla V.29: Volmenes, lminas y eficiencias de riego obtenidas del hidrograma del surco 2

Volumen entrado (L) = Volumen escurrido al pie (L) = Volumen infiltrado (L) = Largo del surco evaluado (m) = Espaciamiento (m) = Lmina bruta (mm) = Lmina escurrida (mm) = Lmina infiltrada (mm) = Lmina requerida (mm) = EAL (%) = EAP (%) =

11544 8460 3084 167 0,69 100 73 27 48 56 27

El promedio de los dos ensayos arroja una lmina bruta aplicada de 105 mm (77 mm escurren y 28 mm se infiltran). Si la lmina a reponer era de 48 mm, la eficiencia de almacenaje alcanz un valor medio de 58% y la de aplicacin 26 %. En este ejemplo no se ha calculado la eficiencia de distribucin puesto que no se ha desarrollado el patrn de infiltracin considerando avance y receso del frente del agua sobre la superficie del suelo.

4.5. Evaluacin de surcos con desage al pie. Mtodo de Elliott y WalkerElliott y Walker (1982) plantean una metodologa para calcular la eficiencia de aplicacin, la percolacin profunda, el escurrimiento al pie y la eficiencia de almacenaje del mtodo de riego por escurrimiento superficial, basada en la teora de balances de volmenes. Es necesario conocer los hidrogramas de entrada y salida del surco y determinar con precisin la forma del mismo a travs de la utilizacin de un perfilmetro.

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Requiere de cuidadosas medidas a campo para definir seis elementos bsicos y aplicar el mtodo de balance de volmenes. Aquellos son: 1. 2. 3. 4. 5. 6. Caudal entrado (Qo) Avance y el receso del agua, Caudal salido (Qs) Dficit de humedad antes del riego Volumen de agua en superficie a travs del tiempos Caractersticas de infiltracin de la superficie del suelo.

Dado que las mediciones individuales de estos elementos son largas y laboriosas se han desarrollado distintos procedimientos para estimar uno o ms de estos parmetros limitando al resto. Los mencionados procedimientos se basan en evaluaciones intermedias como el anlisis del caudal entrado y salido de la unidad de riego, la trayectoria del avance y el receso del agua en el surco, el seguimiento del almacenaje superficial y el anlisis de la infiltracin. El caudal que se aplica a una parcela puede ser aforado a travs de varios elementos. Se dispondr as de un hidrograma de entrada cuyos datos pueden integrarse para determinar el volumen total de agua aplicada en el riego. El hidrograma de escurrimento al pie puede ser obtenido en forma similar. La integracin de cada hidrograma y su posterior comparacin, provee una exacta medida del volumen total de agua infiltrado en el suelo. El segundo parmetro definido por los hidrogramas es la velocidad de infiltracin base y finalmenteambos hidrogramas (caudal entrado y caudal salido), conjuntamente con el valor de la velocidad de infiltracin base pueden ser usados para producir una estimacin del almacenaje de agua en superficie durante el tiempo de corte de agua. Avance receso: en un sistema de riego por superficie, el intervalo de tiempo durante el cual el agua infiltra en un punto dado se define por el tiempo durante el cual el caudal llega a ese punto (avance) y el tiempo que le sigue al corte, cuando el agua eventualmente drena en ese punto (receso). La trayectoria del avance y el receso o la distribucin espacio temporal del agua, define el tiempo de oportunidad en la totalidad de la superficie del lote y suministra la informacin necesaria para la evaluacin de la eficiencia de aplicacin y uniformidad. La trayectoria del avance es a menudo descripta matemticamente como una simple funcin exponencial, tal como:VL = Qo t L ft y Ao o L L 1+ r

x = ptr

en donde x es la distancia recorrida por el frente de agua en el tiempo t, y p y r son coeficientes de ajuste empricos. Elliott y Walker (1982) luego de muchos ajustes de dicha ecuacin exponencial, concluyeron que se logran buenos resultados por el mtodo del ajuste de dos puntos: uno de ellos es el tiempo de avance hasta la mitad del largo del surco ensayado (L/2) y el otro el tiempo de avance del largo total del surco (L): En donde L/2 es la mitad del largo del surco analizado, (tL/2) es el tiempo de avance hasta esa distancia y L es el largo total del surco en el cual el frente de agua avanza en un tiempo tL.L = p (t L / 2 ) r 2L = p (t L ) r

A partir de estos dos pares de datos (L, tL) y (L/2, tL/2), aplicando una transformacin logartmica, y posterior sustraccin miembro a miembro se obtienen los parmetros de la ecuacin de avance.

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r=

ln (0,5) t ln ( L / 2 ) tLp= x tr

Avance almacenaje superficial: el volumen almacenado superficialmente en un lapso de tiempo durante un evento de riego es un importante factor en la evaluacin del riego por superficie. Para superficies con pendientes tal como ocurre en muchos sistemas por surcos y melgas, es generalmente suficiente multiplicar la seccin transversal de entrada por un factor de forma y luego por la distancia de avance para conseguir el volumen superficial almacenado. El rea de la seccin transversal puede ser encontrada con una frmula de caudal uniforme como la ecuacin de Manning. Infiltracin: el parmetro ms importante y a veces el ms dificultoso de evaluar bajo las condiciones del riego por superficie es la velocidad de infiltracin del agua en un suelo dado, en particular sus variaciones espaciales y temporales. Hay dos metodologas de aproximacin para obtener funciones de infiltracin representativas basadas en un real humedecimiento a campo. La primera es el ajuste de los resultados puntuales de infiltracin medidos a campo con el infiltrmetro de doble anillo. La segunda consiste directamente en determinar la ecuacin de infiltracin a partir de los datos de caudal entrado y salido, avance- receso del agua y volumen superficial almacenado. Infiltracin a partir de los datos de avance: Elliott y Walker (1982) y sus colegas de la Universidad del Estado de Utah realizaron un gran nmero de mediciones de velocidad de infiltracin usando infiltrmetro de doble anillo y surco cerrado. Los resultados no suministraron una simulacin satisfactoria del avance en surcos ni del volumen escurrido al pie. Consecuentemente se concluy que el mtodo de evaluacin ms efectivo es medir el avance del frente de agua, la seccin hidrulica del surco y el volumen escurrido al pie simultneamente en el mismo riego. A partir de estos parmetros se puede deducir una ecuacin promedio de infiltracin de agua en el surco y/o melga basada en el clculo de balance de volmenes. Ecuacin de balance de volmenes: la solucin del anlisis de balance de volmenes est basado en dos suposiciones: 1. La trayectoria del avance del frente de agua en el surco puede ser descripta como una simple funcin potencial: x = p (t a ) r x en donde x es la distancia a la cual el frente de agua avanza en el tiempo ta y r y p son parmetros de ajuste empricos. 2. La ecuacin de infiltracin tiene la forma caracterstica de la ecuacin de Kostiacov Lewis: Z = k a + f o en donde Z = volumen infiltrado por unidad de largo despus del tiempo de oportunidad T (m/min/m) fo = velocidad de infiltracin base o bsica en unidades de volumen por unidad de largo por unidad de tiempo (m/min/m) k, a = parmetros de ajuste empricos T = tiempo de oportunidad (min) La ecuacin de balance de volmenes puede ser escrita para cualquier tiempo como

Qo t = y Ao x + z kt a x +en donde:

f o tx 1+ r

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Qo = caudal de entrada al surco y/o melga por unidad de tiempo (m3/min) t = intervalo de tiempo desde el inicio del riego (min). y = factor de forma del almacenaje superficial que se define como una constante 0,70 a 0,80. En la prctica se usa 0,77. Ao = rea de seccin transversal de flujo (m2). x = distancia del frente de agua (m) z = factor de forma subsuperficial definido como:

z =

a + r (1 a ) +1 (1 + a )(1 + r )

en donde a y r son los exponentes de las ecuaciones de infiltracin y de avance respectivamente k = coeficiente emprico de la ecuacin de infiltracin de Kostiacov - Lewis fo = velocidad de infiltracin base (m/min/m) El rea de seccin transversal se calcula mediante la ecuacin: Qo n Ao = C1 60 S o C2

en donde Qo = caudal que entra al surco y/o melga, por unidad de tiempo (m/min) n = coeficiente de rugosidad de Manning. En surcos previamente regados y suelo liso toma valores de alrededor de 0,02 a 0,04 en suelos recin labrados hasta 0,15 para aquellas condiciones del surco en donde el crecimiento denso de la vegetacin obstruye el agua So = pendiente de riego (m/m) C1 y C2 = coeficientes que se calculan con las ecuaciones:

C2 =

3 2 5 2 2 2C2

En donde 1 y 1 son los parmetros de ajuste de las funciones exponenciales empricas que se establecen entre el rea del frente del flujo (A) en funcin del tirante de agua (y) y del permetro mojado (WP) en funcin tambin del tirante (y) tal que:

0, 67 C1 = 1 11, 67 1

y

A = 1 y 2 WP = 1 y 2Estas relaciones se obtienen del ajuste de los datos de campo referidos a la geometra del surco. Evaluacin de los parmetros de infiltracin: como ya se ha dicho, Elliott y Walker (1982) proponen un mtodo de dos puntos para evaluar los parmetros de la ecuacin de infiltracin de Kostiakov Lewis logrando un ajuste mucho ms exacto que con el mtodo tradicional. El procedimiento se inicia definiendo la velocidad de infiltracin base (fo) desde los hidrogramas de caudal entrado y salido. A continuacin, se obtiene la ecuacin de balance de volmenes para dos puntos cualquiera de la distancia de avance del frente de agua (es comn que los puntos sean la mitad de la longitud de la unidad de riego (L/2) y la longitud total del mismo (L)). As el balance de volmenes es:50

Para (L/2):

Qo (t0 ,5 L ) =Para (L):

y Ao L2

+ z

k (tO ,5 L ) a L 2

+

f o (t0 ,5 L ) L 2(1 + r )

a Qo (t L ) = y Ao L + z kt L L +

f ot L L 1+ r

en donde: tL = tiempo de avance al final del surco, (min) t 0,5L = tiempo de avance en la mitad del largo del surco (min) L = largo del surco (m) L/2 = distancia media del surco (m) ln(VL / V0 ,5 L ) a= ln(t L / t 0,5 L ) Las incgnitas de dichas ecuaciones son los parmetros k y a. Resolviendo estas dos ecuaciones simultneamente usando una transformacin logartmica para linealizarlas obtenemos: en donde:

V0,5 L

Qo t L f t y Ao o L L 1+ r 2Qo t 0,5 L f t = y Ao o 0, 5 L L 1+ r VL =

por ltimo el parmetro k se obtiene de la expresin:

k=

VL Z t la

en donde Z es el factor de forma sub-superficial definido como: VL = Qo t L ft y Ao o L L 1+ r

en donde: a = exponente de la ecuacin de infiltracin de Kostiacov Lewis r = exponente de la ecuacin de avance Evaluacin de la velocidad de infiltracin bsica:entre otras aproximaciones existentes para determinar la velocidad de infiltracin base fo Elliott y Walker (1982) proponen la medicin del caudal entrado y salido en la unidad de anlisis (el surco) la que es considerada como un infiltrmetro. El mtodo se basa en el supuesto que avanzado el riego, el suelo ha alcanzado su infiltracin base o bsica. Luego fo puede ser determinado usando la siguiente ecuacin:

en donde Qin y Qout

Qin Qout L respectivamente es el caudal entrante y saliente en (m3/min). fo =

Evaluacin del riego por surco: el riego por surcos se utiliza generalmente en terrenos con pendiente en los que se permite que el agua drene libremente al final del surco luego de haberse completado la

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fase de avance. La metodologa de evaluacin incluye la medicin de parmetros como caudal entrante, geometra del surco, trayectoria del avance e hidrograma de salida. En muchas de las evaluaciones se asume que el humedecimiento lateral que ocurre entre los surcos es uniforme. El volumen total infiltrado puede obtenerse por integracin de la distribucin de humedad subsuperficial por la regla del trapezoide: Vz = L ( Z O + 2 Z1 + 2 Z 2 + + Z n ) 2n

en donde Vz = volumen total infiltrado L = largo del surco (m) Zi = volumen acumulado en el i-simo punto (m3/m) n = nmero de incremento en que se ha dividido el surco Los volmenes tomados acumulados son determinados por:

Zi = k [ tr ( ta ) i ] + f o [ tr ( ta ) i ]a

en donde k, a, y fo son los valores ya definidos de la ecuacin de Kostiacov - Lewis tr es el tiempo de receso (min) (ta)i es el tiempo de avance de la i-sima estacin (min) Si se desprecia el receso, se usa como tiempo de corte tco en vez de tr. Cuando la lmina aplicada no satisface el requerido por el cultivo, el volumen infiltrado debe ser calculado en dos segmentos: el rea adecuadamente regada y el rea insuficientemente regada. Una vez definido el rea insuficientemente regada se utiliza la ecuacin para integrar el volumen infiltrado bajo el rea adecuadamente regada (Vza), y bajo el rea inadecuada, (Vzi), tal que: Vz = Vza + Vzi Finalmente los cuatro parmetros de evaluacin de un sistema de riego por escurrimiento superficial pueden calcularse como sigue.

1. Para riego completo y sobreirrigado: * Ea = eficiencia de aplicacin Ea = (Zreq L/Qo tco) x 100 en donde (Zreq) es el volumen requerido de aplicacin al surco por unidad de largo (m/m), (Qo) caudal que ingres (m/min) en el tiempo de duracin del riego (tco) (min) * DPR = percolacin profunda DPR = [(Vz Zreq L)/Qo tco] x 100 en donde (Vz) es el volumen total infiltrado (m) * TWR = escurrimiento al pie TWR = 100 Ea DPR * Er = eficiencia de almacenaje

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Er = 100 % 2. Para el caso de riego incompleto o sub-irrigacin: * Ea = eficiencia de aplicacin Ea = [(Zreq Xd + Vzi)/Qo tco] x 100 en donde ( Zreq Xd) es el volumen infiltrado requerido que llega solo a la distancia Xd de la unidad de anlisis (m) (rea adecuadamente regada) y (Vzi) es el volumen infiltrado en el rea insuficientemente regada.(m) (ver grfico) * DPR = percolacin profunda DPR = [(Vza Zreq Xd)/Qo tco] x 100 en donde (Zza) es el volumen total infiltrado en el rea adecuadamente regada (m) * TWR = escurrimiento al pie TWR = 100 Ea DPR * Er = eficiencia de almacenaje Er = [(Zreq Xd + Vzi)/Zreq L] x 100

Figura V.31: Representacin grfica del riego completo

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Figura V.32: representacin grfica del