PROBLEMAS DERIVADOS DE LA PRESENCIA DE UN NIVEL FREÁTICO ALTO

RESPUESTA A LA EXTRACCIÓN DEL EXCESO DE AGUA

RESPUESTA A LA EXTRACCIÓN DEL EXCESO DE AGUA

Producción relativa

100

75

50

25

Profundidad del nivel freático (m)

t2

2,5 5,0

t0

t1

RECONOCIMIENTO DE LAS CAUSAS DEL MAL SANEAMIENTO

Identificar:> Naturaleza del problema de avenamiento y causas. > Efectos producidos (superficie afectada, frecuencia, disminución producción cultivos…).

Inspección “in situ”: aspecto del cultivo, mala descomposición de la materia orgánica, presencia de charcos...

Consulta de mapas topográficos, geológicos, de suelos...

Información de los cultivos, infraestructuras de la zona, desagües naturales...

CÁLCULO DE NECESIDADES DE AVENAMIENTO

nivel freático

agua subterránea

zona

su

bsat

urad

a zo

na

satu

rada

zona subsaturada intermedia

zona radical

ascenso capilar

pocillo de observación

a)

t= t1

I

Et

t= t1+∆t

C

R

∆h

b)

Balance hídricot

HRCEtI s

∆

∆=−+−

CÁLCULO HIDRÁULICO DE DRENES. Régimen permanente

I y

q x

dy/ dx

L

dx

dyyKqx =

−= xLIqx 2

1

dxxLIdyyKxLIdx

dyyK

−=→

−=

2

1

2

1

( )( )2

4

L

DHDHKq

−+=

2

248

L

hKhDKq

+=

ZANJAS DE AVENAMIENTO

( ) ( )2

22222 44

L

DHKIqo

I

DHKL

−==

−=

Expresión Hooghudt

CÁLCULO HIDRÁULICO DE DRENES. Régimen permanente

DRENESI

h

D

a) 0,7 D

I

h

D

d

Capa imaginariab)

2

248

L

hKhdKq

+=

( )

( ) ( )∑∞

=

=

=

+

=

...5,3,1

coth2

2donde8

n

d

xnLnxF

L

Dx

xFr

LLn

L

dπ

π

π

( )( )∑

∞

=−

−

−=

...5,3,12

2

1

4

nxn

xn

en

exF

CÁLCULO HIDRÁULICO DE DRENES. Régimen variable

t

hV

x

hDK

2

2

∂

∂=

∂

∂

t

hV

x

hDK

∂

∂=

∂

∂2

2

Ec. Boussinesq

∑∞

−

=

5,3,1

0 sen14

),(2

L

xne

n

htxh

tn π

π

α Ec. Glover-Dumm

∑∞

=

α−

π==

...5,3,1n

t2n0t e

n

1h4)t,2

L(hh t0

t0t eh27,1eh

4h α−α− =

π=

Si α⋅t > 0,2

SISTEMAS DE AVENAMIENTO

TRAZADO:

# Natural: sigue las condiciones del terreno. Suele ser irregular y aprovecha las depresiones del terreno. Aconsejado en superficies pequeñas y aisladas dentro de la zona.

# Regular: forma de parrilla o de espina de pescado. Adaptado aterrenos con numerosas depresiones de pequeña superficie.

SISTEMA SINGULAR

SISTEMA COMPUESTO

cañería

ríocolectordren principal

desagüe

ELEMENTOS DE LOS SISTEMAS DE AVENAMIENTO

Red de escorrederas y/o drenes en el campo de riego.

Red de colectores principales, constituida por los azarbes secundarios y primarios.Obras de protección de afluencias exteriores: diques, drenes de interceptación y canales de cintura.

Red de emisarios naturales (arroyos y ríos) donde las aguas recogidas de la zona avenada confluyen con las exteriores.

SISTEMA DE AVENAMIENTO BAJO GUADALQUIVIR

PROCEDIMIENTOS PARA AVENAR

h0

D

nivel freático inicial (t= 0)

nivel freático en un tiempo t> 0

ht

L/2

Zanjas

PROCEDIMIENTOS PARA AVENAR

I

h

D

0,7 D

p

Cañerías o drenes

PROCEDIMIENTOS PARA AVENARPozos

c i e r r e d e c e m e n t o

r e j i l l a

g r a v a

a r e n a f i n a

a r e n a g r u e s a

a r c i l l a , c a p as e m i p e r m e a b l e

d i á m e t r od e l a p e r f o r a c i ó n

TUBERÍAS DE AVENAMIENTO

�Plástico corrugado. Proporción de aberturas mínima 800 mm2/m. Longitud abertura 5 mm y ancho 0,5-2 mm. Ocupan 1-2% total superficie.

PROYECTO SISTEMA DE AVENAMIENTO

� Trazado del sistema (alineación, localización de obras..)

� Zanjas: forma de la sección y superficie de la misma; solera de la zanja y pendiente; altura del NF alcanzado con el caudal del proyecto.

� Cañerías: separación y profundidad; diámetros y pendientes; cota del desagüe principal.

� Materiales y obras hidráulicas

�Selección del sistema de avenamiento.

�Trazado.

�Cálculo hidráulico de los elementos del sistema.

PROYECTO SISTEMA AVENAMIENTO

Trazado:

Siguen los puntos más bajos del terreno. Los de orden superior se situarán más bajos que los de orden inferior.

Colocarlos en el perímetro de la zona a avenar.

Observar los desagües naturales de la zona: tienen los gradientes más acusados.

Situar el desagüe principal del sistema y a partir de él, proyectar el trazado de loscolectores.

COLECTORES

COLECTOR PRINCIPAL

COLECTORES

Cálculo de los gradientes hidráulicos:

Carga total disponible del sistema Ht: P3-P1.

P2=P1-ΣΣΣΣhf (colectores y obras).

P2>P3 desagüe libre.

P2<P3 desagüe con bombeo.

P3P2

P1

colector principal desagüe principal

colector secundario

P1

DESAGÜE PRINCIPAL

COMPUERTAS

PROYECTO SISTEMA AVENAMIENTO

p= 0,5 m cultivos con raíces poco profundas, poco sensible al exceso de agua.

p= 0,75-1 m cultivos con raíces profundas y sensibles al exceso de agua.

Selección profundidad del dren

Se considerará:-Altura del nivel freático.-Estratificación del suelo.-Disponibilidad de maquinaria (profundidades menores de 1,5 m).

Se recomienda una profundidad mínima= 0,75m.

PROYECTO SISTEMA AVENAMIENTO

Determinación diámetro del dren

Ec. Manning (SI)

Régimen uniforme Régimen variado

I0

I0

Movimiento uniforme

Movimiento variado

H

Gradiente hidráulicomedio Sobrepresión

(max. ≅ 0,4 H)Gradiente hidráulico

real

Qp= Q ·1,33

Qn

d I= 0 3 1 21 2 6 7 0 5, , , 506721

540 ,,Id

n,Q =

I= 0,001 drenes

I = 0,001-0,003 colectores

ENVOLTURAS

� Filtrar elementos sueltos del suelo e impedir la obstrucción de las aberturas de las tuberías.

superficie

equipotencial

Línea corriente

(a) (b) (c)

� Aumentar la conductividad hidráulica del medio circundante y disminuir la pérdida de carga de entrada en el dren.

�Proteger al dren y estabilizar el suelo circundante.

ENVOLTURAS

�Suelo estable: Cu= d40/d90 ,Índice de plasticidad >2.

�No se requiere envoltura en suelos con:* contenido de arcilla > 60% y K>0,1 m/d.* contenido de arcilla > 25-30% en

climas húmedos.* Cu >15.* 90% tamaño de partículas mayor que las perforaciones de la tubería en suelos sueltos.

Curvas granulométricas

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7

Diámetro de la abertura de la criba (mm)

Part

ícul

as r

eten

idas

(%

)

Arena media

Grava

ENVOLTURAS

MATERIAL:- Granular (grava, arena)- Orgánicos (fibra de coco)- Sintéticos (poliestireno)

Considerar la resistencia al esfuerzo mecánico de la envuelta

Espesor :7-10 cm.La permeabilidad del material dada por el fabricante (0,02-2,2 s-1). Calcular K multiplicarla por el espesor.

suelo

material

envoltura

material

relleno

b

dd 10 cm 10 cm

10 cm

dd

10 cm Material inerte y uniforme (Cu>4 gravas y >6 arenas).Cc= (D30)2/(D30 · D30) entre [1-3].

INSTALACIÓN DEL SISTEMA DE AVENAMIENTO

INSTALACIÓN EN EL BAJO GUADALQUIVIR

INSTALACIÓN DEL SISTEMA DE AVENAMIENTO

INSTALACIÓN DEL SISTEMA DE AVENAMIENTO

INSTALACIÓN DEL SISTEMA DE AVENAMIENTO

INSTALACIÓN SISTEMA DE AVENAMIENTO

INSTALACIÓN DEL SISTEMA DE AVENAMIENTO

INSTALACIÓN DEL SISTEMA DE AVENAMIENTO

INSTALACIÓN DE SISTEMA DE AVENAMIENTO

INSTALACIÓN DE SISTEMA DE AVENAMIENTO

INSTALACIÓN EN EL BAJO GUADALQUIVIR

PROYECTO SISTEMA AVENAMIENTO

Canal colector

Desnivel entre la altura del agua en la zanja y el punto de desagüe.

La altura máxima del agua corresponde a Qp y la altura normal corresponde a un Q= 0,5 · Qp.

Flujo uniforme y permanente.

10 cm

Superficie sección: máxima eficiencia hidráulica que cumplan criterio de UM.

I= 0,00005-0,0001 (5-10 cm / km).

TRAZADO DEL CANAL COLECTORsuelo

altura agua

Capa impermeableal

cant

aril

lacota

Sistema de bombeo

Max: 1,5 m Min: 0,6 m

Flotador Nivel de parada

Colector Nivel comienzo bombeo

Nivel max. agua

Nivel min. agua

Q > 0,5 m3/s ; H < 5 m

Funcionamiento < 10 ciclos/h. t > 3 min.

INSPECCIÓN SISTEMAS DE MANTENIMIENTO

L/2

L/2