TRABAJO PRESENTADO PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO CIVIL Y DE MINAS Isaac J. Senior CAPITULO Suelos Los suelos cultivables pued e n dividirse, según su origen, en cuatro clases principales: a) residuales b) aluviales c) eólicos d) g lacia les. Suelos residuales. -- Scn el producto de la desin t egra· ción in situ de las rocas bajo la acción del aire, la hume- dad, la vege tación; todos estos faclores actúan sobre la mayoría de las rocas nat"Jrales. Suelos aluviales. - Son los depósitos formados por la sedimentación en aguas t ranquilas, por las corrientes sobre sus riberas en épocas de inundaciones y las acumulacio- nes de sedimen tos en l os deltas . Suelos eólicos. - Son aque ll os que ha n sido deposita- GaS por la acción de l viento . Son comunes en las cercanías de corrientes anchas y poco profundas o de lagos, cuyas eguas fluctuantes dejan grandes extensiones expuestas a la acción del vien to que remueve y reedeposita la superfi- cie con un res ult ado dife rente al de los aguas. -- 1519
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TRABAJO PRESENTADO PARA OBTENER
EL TITULO DE INGENIERO CIVIL Y DE MINAS
Isaac J Senior
CAPITULO
Suelos
Los suelos cultivables puede n dividirse seguacuten su origen en cuatro clases principales
a) residuales b) aluviales c) eoacutelicos d) g lacia les
Suelos residuales--Scn el producto de la desin tegramiddot cioacuten in situ de las rocas bajo la accioacuten del aire la humeshydad la vegetacioacuten todos estos faclores actuacutean sobre la mayoriacutea de las rocas natJra les
Suelos aluviales- Son los depoacutesitos formados por la sedimentacioacuten en aguas tranquilas por las corrientes sobre sus riberas en eacutepocas de inundaciones y las acumulacioshynes de sedimentos en los deltas
Suelos eoacutelicos- Son aquellos que han sido depositashyGaS por la accioacuten de l viento Son comunes en las cercaniacuteas de corrientes anchas y poco profundas o de lagos cuyas eguas fluctuantes dejan grandes extensiones expuestas a la accioacuten del vien to que remueve y reedeposita la superfishycie con un resultado diferente al de los aguas
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Suelos qlaciules-Son depoacutesitos de heleros provenienshytes de los productos de la erosioacuten glacial
Generalmente existen ciertas diferencias imporlantes enshytre los suelos de las regiones aacuteridas y huacutemedas debido a la diferencia de humedad En las regiones huacutemedos la humedad tiende a sacar los constituyentes maacutes solubles del suelo y a provocar el crecimiento de una vegetacioacuten exuberante de tal manera que la tendencia es sacar los minera~es solubles y acumular mantillo Como la mayoriacutea de los minerales alcalinos son muy solubles y por lo tanshyto se dejan sacar faacutecilmente del sue lo y como la destrucshycioacuten de la vegetacioacuten produce cierlos aacutecidos orgaacutenicos se tiene al final una acidez relativa en los suelos de los reshygiones huacutemedas
En regiones aacuteridas la falta de humedad permite que los minerales solubles se queden en el suelo y que puedan contener altos porcentajes de las sales de potasio sodio y magnesio como tambieacuten de algunos fosfatos poco solubles que constituyen alimentos uacutetiles para las plantas
Aleali- Los aacutelcalis encontrados en los terrenos naturashyles son generalmente una mezcla de varias sales que poshyseen propiedades muy diferentes sobre la vida de las plantas
El aacutelcali maacutes dantildeino es el carbonato de sodio Este cuerpo tiene propiedades caacuteusticas y en presencia de mashyteria orgaacutenica toma una coloracioacuten obscura por lo que con frecuencia se le llama aacutelcali negro
La presencia en promedio de 01 de aacutelcali en la zona de raiacuteces de cualquier suelo es desastrosa para el crecimiento de la mayoriacutea de los cultivos
En general un suelo con menos de 005 de sales soshylubles es aceptable y con maacutes de 005 de las mismas se considera esteacuteril Entre estos liacutemites la fertilidad del sueshylo depende principalmente del caraacutecter de las sales y de eacutel mismo
De Vries ha mostrado que la presencia de grandes cantidades de sales disueltas en el agua que estaacute en conshytacto con las raiacuteces de las plantas causa un encogimiento de las ceacutelulas que si persiste llega a producir la destrucshycioacuten de la planta Ademaacutes de esto los carbonatos alcashy
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linos tienen un efecto corrosivo sobre el tejido de las planshytas Un exceso de soles alcalinas produce ciertas enferme middot dCldes en las pantas y reduce la efici9nciacutea de la labranza
La presencia de aacutelcali afecta diferentemente los disshytintos cultivos De las hierbas cultivables la alfalfa es la maacutes tolerante De los cereales la cebada le sigue lo aveshyna La remolacha soporta maacutes aacutelcali que los cereales
No SE ha definido exactamente la cantidad de aacutelcali que resulta perjudicicd pues ella variacutea no soacutelo con el culshytivo sino maacutes auacuten con el cOIaacutecter del suelo el caraacutecter de las sales y la humedad El aacutelcali que puede contener un suelo variacutea con su humedad pues si aumenta eacutesta puede a umentar aqueacutella sin que la solucioacuten alcance alta concenshytracioacuten Los suelos arcillosos debido a que pueden conteshyner mayor cantidad de agua soportan maacutes aacutelcali sin pershyjuicios para los sembrados que los arenosos
En general las sales de sodio son maacutes dantildeinas que otras los carbonatos maacutes que los cloruros y eacutestos maacutes toshydaviacutea que los sulfatos Potasio calcio y foacutesforo son alimenshytos valiosos de las plantas aunque a menudo sucede que algunas sales de estos elementos se encuentran en cantishyciades perjudiciales a la vegetacioacuten
El aacutelcali soacute~o es perjudicial cuando estaacute en contacto con el tejido de la planta es decir cuando se encuentra en las zonas de raiacuteceuro ~r~ Euelo muy feacute iexcl) puede llegar a ser esteacuteril por la concentracioacuten de sales e1 las capas sushyperficiales debido al movimiento ascendente del agua que lleva las sales en solucioacuten y su evaporacioacuten ~n la supershyficie
Debido a la variedad de faciores que influyen en el resultado es imposible dar una regla exacta respecto a lo cantidad de aacutelcali que es perjudicial a la vegetacioacuten Las cantidades siguientes deben tomarse como aproximadas
Carbonato de sodio 01 Cloruro de sodio 05 Sulfato de sodio 1
Resistencia al aacutelcalishy Las investigaciones de Loughridshyge y otros indican la resistencia relativa al aacutelcali de los distintos cultivos en el siguiente orden
La mayoriacutea de los suelos de las regiones huacutemedas y aacuteridas especialmen te cuando han sido regadas estaacuten pershymanentemente saturadas de agua a cierta profundidad el liacutemite superior de la masa saturada se llama superficie de saturacioacuten (Water-table)
Agua libre--Cuondo un sue lo saturado con agua estaacute provisto de buenos drenajes una porcioacuten del agua seraacute ~acada por la accioacuten de la gravedad y reemp~azada por aire A esta agua se le denomina agua libre
Agua capilar- El suelo asiacute drenado permaneceraacute toshydaviacutea huacutemedo pues una parte del agua seraacute retenida por la atraccioacuten capilar de los poros Esta es la llamada agua capilar Su porcentaje variacutea con la naturaleza del suelo es mayor en suelos arcillosos que en arenosos La entrada del aire proveniente de la salida del agua libre y la preshysencia del agua capilar ponen al suelQ en condiciones fashy
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vorables para la siembra El agua capilar seraacute absorbida por las plantas o evaporada y entonces e l suelo se clasishyficaraacute como seco
Agua higroscoacutepica- EI suelo asiacute secado contendraacute toshydaviacutea algo de agua llamada higroscoacutepica La humedad higroscoacutepica de los suelos variacutea con su textura desde 1 en arena gruesa hasta 10 en arcilb La cantidad de agua higroscoacutepica es insuficiente para el consumo de las plantas y no se considera en los caacutelculos sobre riego
Movimiento capilar- EI agua capilar va hacia el sueshylo maacutes seco bajo la accioacuten de ]0 atraccioacuten capilar En lo superficie de saturacioacuten todos los poros del suelo estaacute n llenos con agua Encima de este nivel el suelo tiene su capacidad capilar Le cantidad de agua capilar variacutea de la superficie de saturacioacuten hacia arriba a una rata unifoshyme en los suelos de textura uniforme A cierto distancia de la supe rficie de saturacioacuten es cero Esta distancia variacutea d8sshyde l para arena gruesa hasta 6 o maacutes para arcilla pesada
La siguiente tabla elaborada por Lyon y Fippin muesshytra la extensioacuten y rata de la capilaridad
CLASE DEL SUELO Altura capilar en pulgadas
15 2 1 11 13 19 ni h d ds ds ds ds
lic llo r IIrc lla muy fllliI 7 17 711 ~OO 1011 1 11 ~ O -11(1
rt lI a Ulu y fi na 7li 111 11 1~1 IU co IiO ~j S i
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12 III S
El cieno da una altura mayor aunque a una rata meshy
nor
Coeficiente de marchitamiento- (Wilting coefficient) El punto en el cual la vegetacioacuten empieza a marchitarse y muere por falta de humedad se llama coeficiente de marshychitamiento El agua uacuteti l para el consumo de las plantas es pues e exceso del agua capilar sobre el coeficiente de marchitamiento La cantidad de agua en los suelos no deshybe pasa r de su capacidad capilar ni bajar de su coeficie nshyte de marchitamiento
Agua necesaria-middot- La cantidad de agua necesaria para
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el riego de pende del caraacutecter de l sue lo de la profundidad hasta la cual se desee humedecerlo y de la humedad que fa contenga
A continuacioacuten incluiacutemos una tabla de bastante utilidad
PORCENTAJES POR PESO DE LA CAPACIDAD PARA VARIOS SUELOS
Clas del suelo Coeficiente Wiltlng Cpacidnd Capacidad Capacidad
La capacidad uacutetil seguacuten se de duce de lo anterior es la diferencia entre la capacidad capilar y el coeficiente de marchitamien too
De la tabla anterior deducimos que si un barro o marshyga alcanza al coeficiente de marchitamiento contiene toshydaviacutea 134 de agua por peso y puede retener por capishylaridad 46 de agua adicional o 4 lbs pie cuacutebico En estas condiciones se requeririacutea 1 4 de pie cuacutebico para lleshynar un pie cuadrado de superficie de este suelo a una promiddot fundidad de 42 pies y a su capacidad capilar esto es se requeririacutea 3 de profundidad al aplicar el agua al suelo
Similarmente un barro arenoso bajo las mismas conshydiciones necesitariacutea 75 maacutes de agua o una profundidad de 51 4 pulgadas la arena gruesa necesitariacutea 7Y2 Y la arshycilla 3
CAPITULO III
Alimento de las plantas
El agua es el constituyente maacutes abundante de la planshyta y por lo tanto el elemento maacutes importante del alimento
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de e~ la Ademaacutes de e sto el aguo es el vehiacuteculo necesario paro llevar en solucioacuten todos los otros e)ementos indispenshysables para lo nutricioacuten de lo planto
La cantidad de aguo necesaria paro lo formacioacuten de uno unidad de tejido variacuteo grandemente con lo clase de lo planto y con lo cantidad de materia alimenticio
Libras de agua necesarias para la formacioacuten de una libra de materia seca
Lawe y Gilberl H ellreigel Wollmy Klng Widlsoa Promedio
El aguo llevo el alimento necesario o los plantos en dos formas o) en suspensioacuten y b) en disolucioacuten
o) Los aguas llevan siempre en mayor o menor canshytidad elementos en suspensioacuten que depositan en los tieshyrras hacieacutendolos accesibles a los plantos Los elementos llevados en suspensioacuten forman porte del limo arrostrado por los aguas que ha sido tomado de los terrenos por donde han pasado para depositarlos maacutes tarde cuando el aguo pierde su velocidad en cantidad proporcional al arrastre y o la peacuterdida de velocidad
Los cantidades de limo arrastradcs variacutean entre amshyplios liacutemites En JD0 mismo corriente de aguo variacutean con los crecidos Veacuteanse algunos cifras suministrados por difeshyrentes observaciones que daraacuten ideo de los enormes canshytidades que pueden ser arrastrados
Var 12000000 Loira 6000000 Ga rona 5700000 Sena 200 000 Ma me 105000
Herveacute-Mangon ha es tudiado este a sunto con mucho cuishydado Sus observaciones en el Durance pueden resumirse asiacute
El peso tota l de 103 limos acarreados por este riacuteo en Merindol en dos ai10S (1859- middot1861) fue de 17923321 Tons
Admitiendo que estos limos depositados en el suelo peshysen por teacutermino medio 1600 kgs mts cuacutebicos su volumen hubiera sido de 11077071 mts cuacutebicos
Si este limo se depositase iacutentegramente en e l suelo cushybririacutea en un antildeo con una capa de 001 mts de espesor una superficie de 110770 hectaacutereas
Antildeade Herveacute-Mangon que en el departamento de Vaushycluse se consideran muy feacutertiles ~as tierras arables que poseen 030 mts de espesor de este valioso aluvioacuten o sea 3000 mts cuacutebicos iacute hectaacuterea El volumen de limo arrastrashydo en un ai10 por el Durance en Merindol representa una superficie de primera calidad de 11077071 3000 = 3692 hectaacutereas
Algunos anaacutelisis quiacutemicos de limos practicados por Herveacute-Mangon daraacuten una buena idea sobre su importancia
Limo del Durance- Can tidad media anual de limo conshytenida en un metro cuacutebico de agua 1454 gro Composicioacuten media por ciento y por antildeo
Promedios Men suare s Extrorno s
Residuo arcillosiliciacutelico insoluble 4502 46650 Aluacutemina y peroacutexido de hierro 372 4650 Nitroacutegeno 006 0098 Carbonato de cal 4127 41470 Carbono 041 0686 Agua y productos no dosificados 952 6446
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Limo del Var-Composicioacuten centesimal Residuo insoluble 4428 Aluacutemina y peroacutexido de hierro 503 Carbonato de middot cal 3853 Nitroacutegeno 012 Carbono 012 Agua y productos no dosificados 1504
Veamos ahora algunos anaacutelisis practicados recienteshymente por M Muumlntz y que indican la cantidad de limo en varias corrien tes de agua y de los cuatro principales eleshymentos de fertilidad
Cre8mos conveniente exponer la composicioacuten del amoshyso limo del Nilo Los anaacutelisis del Dr Letheby indican las siguienies cifras por ciento
Crecida Esllalo
Materias orgaacutenica3 1502 1037 Acido fosfoacuterlco 178 057 Col 206 318 Magnesia 112 099 Potasa 182 106 Sosa 091 062 Aluacutemina y oacutexido de hierro 2092 2355 Acido carboacutenico y peacuterdidCIs 128 144
Es laacutestima qua este anaacutelisis no comprenda el nitroacutegeno que tanta importancia tiene como fertilizante esta falta se puede suplir promediando los anaacutelisis de Poyen y Chamshypian que dan 09-13 por mil de nitroacutegeno
El valor fertilizante de los limos de algunos riacuteos del Suroeste de EE UU comparado con lo requerido por una tonelada de alfalfa aparece en la tabla siguiente
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MaUrla ferlillzanle por acre Pie de agua
RIO Feeha Acldo 10sl Polasa NltroacuteVeno Invesllgador
Riacuteo Grande 1893-94 314 3255 2440 Goss Riacuteo Salado 1899-1900 105 265 900 Forbes Riacuteo Colorado maacutex 1900-0 I 4356 4446 6970 RIacuteo Colorado mIacuten 1900-01 226 163 103 1 ton de alfalfa 167 330 4200 Goss
Para apreciar la abundancia y cccioacuten fertilizante de los limos recordaremos ahora la composicioacuten por mil de una buena tierra vegeial del limo de una corriente de agua (Francia) del limo del Nilo y del Gstieacutelcol de granja
Tierra veoelal Coriente de agua Nilo Esliereol d (Francia) Granja
b) Al igual de las aportaciones de limo las cantidades de elementos disu3ltos llevados por las aguas variacutean cor la naturaleza de los terrenos que atraviesan
Las aguas son maacutes eficaces cuando contienen elementos que soja existen en pequentildea cant idad en el suelo que con ellas se debe regar
Aguas lluvias- Los anaacutelisis de las aguas lluvias han demostrado que ellas contienen nitroacutegeno combinado carshy
bonato y nitrato amoacutenico moterias orgaacutenicas clorura soacutedishyco suliato soacutedic) oacutexido de hierro oxiacutegeno nitroacutegeno y aacutecishydo carboacuten ico Los proporciones de estos compuestos variacutean con la localidad en las ciudades el agua lluvia estaacute maacutes cargada de aacutecido carboacutenico de materias orgaacutenicas y mishynerales que en el cnmpo En la formacioacuten de aacutecido niacutetrico tienen mucha influencia las tempestades
Cien litros de agua lluvia hervida han dado Nitroacutegeno 1308 lts
Oxiacutegeno 0637
Acido carboacutenico 0128
2073
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En general se puede admitir un promedio anual de 808 kgs de nitroacutegeno combinado (amoniacuteaco y aacutecido niacutetrico) por hectaacutereas y por antildeo
Aguas de arroyos y riacuteos- La composicioacuten de estas ashyguas variacutea tanto seguacuten la eacutepoca del antildeo en que se opere y el procedimiento que se siga para obtener la muestra que es bastante difiacutecil comparar los resultados de los dishyversos experimentos
Las aguas corrientes en contacto con el aire disuelven los gases contenidos en eacutel La absorcioacuten de oxiacutegeno es relativamente mayor que la de nitroacutegeno En general las cantidades de gases disueltos variacutean con la temperatura y para el gas carboacutenico con la composicioacuten de las aguas
Seguacuten Poggiale y Herveacute-Mangon el agua del Sena conteniacutea a DU y 760 mmts
La cantidad de nitroacutegeno y materias minerales conteshynidas en las aguas de que nos ocupamos variacutean grandeshymente y para dar idea del orden y magnitud de las misshymas citaremos los datos de algunas aguas seguacuten M Muumlntz
MATERIAS Bourne Isere Rodano Sourgcs Durance gr gr gr gr gr
Nitroacutegeno niacutetrico por m 0038 0223 0828 0104 e285 amoniacal 0100 0 110 0130 0036 00 I O orgaacutenico 0130 0 140 0230 0130 0140
TOTALES 90626 126907 120 lOa 103336 171089 Peso total de la
mal en di lOO 175 158 160 240
Si suponemos que la cantidad total de agua de riego
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repartida en una regioacuten sea de 16000 mts cuacutebicos por hecshytaacuterea y por antildeo resultaraacute por ejemplo en el Isere que e l nitroacutegeno aportado por ellas seraacute 0473 X 16000 = 7568 grs o sea 75 kgs que es bastante apreciable En algunos casos resultan cifras muy elevadas asiacute Herveacute-Mangon ha encon trado que una pradera de los Vosgos recibe 208 kgs de nitroacutegeno mediante los canale de riego resultando in shynecesaria la aplicacioacuten de este abono
CAPITULO IV
Fuentes de abastecimiento
Las aguas que se emplean para regar puede n provenir 10 De las corrientes subterraacuteneas 29 De los es tanques o depoacutesitos de a lmacenamiento 30 De Jos corrientes de agua
1-Corrientes subterraacuteneas
A-Origen- EI origen de las aguas subterraacuteneas no estaacute establecido cientiacuteficamente maacutes que desde hace pocos antildeos el estudio de los fenoacutemenos geoloacutegicos antiguos y
recientes y el de la meteoro logia han permitido a distin shyguidos observadores determinar las muacuteltiples acciones y reacciones que las aguas ejercen a traveacutes de la corteza terrestre
Muchas fueron las teoriacuteas que sobre el origen de las aguas subterraacuteneas se emitieron Sin referirnos a una anshytiguumledad muy remota diremos que la teoriacutea correcta fue creciendo en importancia y confirmaacutendose cada vez maacutes
En 1847 J Degousse menciona las causas de la preshysencia del agua en las capas geoloacutegicas que estaacuten cershyca de la superficie del suelo En resumen la cantidad de agua que e levada por la evaporacioacuten en la atmoacutesfera recae en forma de lluvia niebla nieve etc sobre los continente s es maacutes que suficiente para alimentar las coshyrrie ntes de agua que circulan en su superficie o en sus cashyvidades interiores
Hoy que innumerables trabajos de minas y sobre toshydo de sondeos profundos destinados a la busca de agua
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heacuteln perforado la superficie del suelo que el reglmen de las corrientes de agua y la accioacuten de las lluvias sobre eacutel ha sido estudiado ninguna duda es ya posible Las obsershyvaciones llegadas de todas las regiones geo~oacutegicas prueban que la alimentacioacuten de todas las corrientes de agua sushyperficiales o subterraacuteneas de todas las capas estaacute asegushyrada uacutenicamente por las aguas de la atmoacutesfera
B-Manera de encontrar y buscar las aguas subterraacuteshyneas- Para encontrar las aguas subterraacuteneas se pueden dar solamente ideas generales Las aguas para que hagan su aparicioacuten en el subsuelo necesitan un recipiente un hueco en eacutel Para el hiJroacutelogo seraacute siempre tarea difiacutecil tener que buscar agua sobre todo si se trata de grandes cantidades de aguas subterraacuteneas en las capas geoloacutegicas antiguas pues en las rocas de esta edad la estratigrafiacutea de las capas perme-lbles de las roturas y de los abismos es de una naturaleza tan complicada y tan difiacutecil de comshyprobar que los medJos hidroloacutegicos son aplicables solashymente en casos determinados Por otra parte las rocas deshytriacuteticas de las edades geoloacutegicas maacutes recientes del cuashyternario diluvial o actual ofrecen un campo de investigamiddot cioacuten maacutes favorable
Por la misma formacioacuten de la superficie el hidroacutelogo podraacute deducir muchas veces si el subsuelo se presta para llevar aguas Son de importancia las deposiciones arenoshysas producidas por la atmoacutesfera las dunas de las cuales muchas ciudades se abastecen de agua Las deposiciones Cuaternarias se distinguen por su regularidad sin embargo es frecuente encontrar buenas condiciones hidroloacutegicas en las formaciones arenosos del terciario
Excelentes indicios ofrecen los pozos existentes se deshyberaacuten anotar las variaciones de nivel y las entregas de agua Si el pozo no se ha secado ni aun en los tiempos de mayor sequiacutea y si no se ha procedido nunca a profunshydizarlo se debe pensar que hay un buen portador de aguas Si el nivel del agua en el pozo baja muy poco aunque se saquen grandes cantidades de agua se tiene indicios de que el subsuelo procede de buenas capas permeables
Los terrenos seguacuten su naturaleza quiacutemica y fiacutesica roshyturas y grietas que los atraviesan son capaces de retener
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o dejar filtrar maacutes o menos agua desde el punto de vista de esta propielad los dividiremos en permeables e impershymeables
Las aguas de lluvia al caer sobre el suelo empiezan por impregnar la capa superficial facilitando asiacute su absorshycioacuten por las plantas ot[) arte se evapora al contacto con el sueo cuya temperatura os genelUlmente superior a la del aire el resto del agua trata de seguir a los arroyos o riacuteos a menos que durante el trayecto estas aguas sean absorbidas por la porosidad del suelo
La parte de agua que no eS utilizada por la vegetacioacuten desciende lentamente hasta encontrar una capa impermeashyble que a obligu a escurrirse siguiendo su conterno
Si las raiacuteces son numerosas e importantes constituiraacuten una especie de filtro subterraacuteneo que haraacute regular el reacutegishymen de las aguas subterraacuteneas al contrario en terrenos donde la vegetacioacuten es escasa las aguas arrastran la tieshyrra vegetal y el reacutegimen subterraacuteneo saraacute irregular De esshyto deducimos la importancia de los bosques pues ellos son reguladores de la humedad del suelo dan origen a mananshytialas y moderan el escurrimiento de las aguas superficiales
Las rocas superficiales permeab~es provienen generalshymente de la disgregacioacuten de las rocas soacutelidas sea por las reaccienes quiacutemicas por la accioacuten de las aguas del calor etc Las rocas silicosas o cuarzosas (cuarzo pizarras siliacuteceas areniscas) se transforman en arenas maacutes o menos gruesas en cascajo en guijarros y cantos rodados Las rocas grashyniacuteticas gneis pizarras micaacuteceas es decir las recas de los terrenos cristalinos a base de feldespatos se descomponshydraacuten en tierras arcillosas o caolinas ricas en aacutelcalis y en arenas Les esquistos se transformaraacuten en tierras silicoshysos o arcillosas Las calizas y las margas calizas daraacuten tierras y arenas calizas
De todas estas rocas la maacutes permeable es el aluvioacuten esto se comprueba observcrdo la facilidad con la cual bashyja el nivel de los pozos cuando se ha secado cierta cantidad de agua Se mide la permeabilidad desnivelando la capa de agua de un pozo por medio de bombas la modificashycioacuten del nivel del agua para un gasto determinado permite evaluar la permeqbilidad
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Las arenas silicosas areniscas seguacuten su grado de ceshymentacioacuten las callzas friables y porosas) son tambieacuten roshycas permeables
La tabla siguiente da la porosidad de varias formacioshynes en porcentaje por volumen
Formacioacuten Localidad Porosidad Invutlu~dor
VolUlll
Dolomita Joliet 111 27 Merril Caliza (ooliacuteti- Bedford Ind 98
cas) Dolomita Winona Min 17 Arenisca Jordaacuten Min 237
Tiza Inglater-a 1444 Humber Arena 3545 Arena y grava 2S30 Suelo arenoso Carolinn del Arenisca de S 43 Whitney
Postdam Ablemans Wis 7 12 Buckley
Para compreacuteJbor la exist2ncia de aguas subterraacuteneas debe estudiarse si e llas estaacuten en e s tado de reposo o moshyvimiento En el primer caso s~ tendraacute una aglomeracioacuten de aguas que pueden agotarse Dor la extraccioacuten permanenshyte En el segundo la aglomeracioacuten daraacute un rendimiento continuo que se sostendraacute mlentrcs no se saque una canshytidad mayor que la que alimenta las existencias
A fin de informarse de sus movimientos debe iexcllevanshytarse un plano de las alturas de las capas del nivel de las oguas subterraacuteneas La construccioacuten del subsuelo se ha de relevar primeramente por medio de tres pozos situados siempre que sea posible en los veacutertices de un triaacutengulo equilaacutetero Deben determinarse las capas que forman el teshyrreno la manera como se suceden e l espesor y la situashy
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cioacuten de ellas y anotarse los resultados en un libro de pershyforacioacuten que tendraacute el siguiente rayado
Pozo N 200 mts a l S de perforado entre el
y
Nuacutemero de Altura Espesor de Profundidad Naturaleza la capa Mts la capa Mts Bajo la supo del terreno
Mts
Cuando se llegue a la capa portadora de las aguas se colocaraacute un tubo de observacioacuten en el pozo para determishynar el nivel del agua subterraacutenea y sacar muestras de ella El tubo de observacioacuten tiene un diaacutemetro de 4 5 hasta lY2 y estaacute provisto en su extremidad inferior de un filtro de un metro de largo
El extremo que llevo e l filtro se fabrica de un tubo pershyforado revestido exteriormente con un tejido de trencilla Al colocar el tubo de observacioacuten dentro de la perforacioacuten deix~ reJenarse con arena lavada el espacio entre ambos y lueacutego quitar los tubos de perforacioacuten Debe hacerse lueacutego una nivelacioacuten para determinar las alturas de los extremos superioras de los tubos de observacioacuten y la situacioacuten de jo niveles de 103 aguas subterraacuteneas
Conocidos los signos exteriores que revelan la presenshycia de las aguas subterraacuteneas conviene tener en cuento algunos caracteres geoloacutegicos del terreno para proceder con maacutes acierto el e alumbramiento de las aguas Estos cashyracteres principales son
Terrenos poco permeables que descansan sobre un terreno impermeable--La topografiacutea de un terreno de este geacutenero es faacutecil conocerla consul tondo los mapas con curshyvas de nivel La liacutenea de mayor pendiente indica la dishyreccioacuten en que las aguas subterraacuteneas son maacutes abundanshytes porque generalmente la capa impermeable del subsueshylo estaacute inclinada en direccioacuten de la liacutenea de maacutexima penshydiente en a~gunos casos la pendiente de la capa impermeashyble sigue otra direccioacuten y en tonces la liacutenea en que se enshycontraraacute la mayor cantidad de agua seraacute la diagonal del paralelogramo
- - lSll -shy
Cuando la capa impermeable presenta ondulaciones como es frecuente las aguas subterraacuteneas se acumulan en las depresiones del terreno impermeable que corresponden aproximadamente a las depresiones superfi ciales en este punto deberaacuten practicarse los pozos
Terrenos de aluvioacuten y descompuestos-Las aguas subshyterraacuteneas de estos terrenos estaacuten muy cerca del suelo Pashyra obtener en ellos un gran caudal de agua se abren los pozos en los sitios en que la corriente de agua subterraacutenea tiene mayor velocidad Para averiguarlo suelen emplearse dos metodos el de Thien que consiste en abrir dos talashydros o pequentildeos pozos y tirar sal marina en el pozo maacutes alto determinando el tiempo que demora el agua salada en aparecer en el pozo maacutes bajo El otro metodo que es maacutes praacutectico es de Schuchter y consiste en practicar dos pozos en uno de los cuales se vierte cloruro de amonio electrolizando e l suelo por una corriente electrica la aguja de un galvanoacutemetro permite averiguar la llegada de la solucioacuten al otro pozo por disminuIacuter notablemente en este momento la resistencia del circuito eleacutectrico asiacute formado
Terrenos muy permeables y homogeacuteneos- Si eacutestos desshycansan sobre uno capa arcillosa bastaraacute hacer suficienteshymente profundo el pczo para encontrar la capa de agua De un modo general convendraacute seguir las mismas reglas indicadas para los terr enos poco permeables El empleo de la dinamita parece ser ventajoso pues la violencia de esshyte exposivo origina grietas y fisuras que favorecen la filo tracioacuten
Terrenos muy permeables y heterogeacuteneosmiddot-Es frecuenshyte que en estos terrenos haya dos circulaciones de aguas superpuestas por S2r generalmente muy profunda la capa inferior presenta moacutes intereacutes el alumbramiento de la capa superior
e-Manera de calcular la cantidad de agua subterraacuteshynea- El mejor meacutetodo para calcular la capacidad de una fuente subterraacutenea es hacer ensayos de bombeo durante un tiempo suficient8mente lergo para alcanzar un equilimiddot brio cproximado entre la entrega y la demanda Rara vez seraacute praacutectico continuar taes ensayos hasta alcanzar el equilibrio perfecto pues en la mayoriacutea de los casos seriacutea
-15 ~5 -
esto labor de varios antildeos Por otra parte los ensayos d 2 corta duracioacuten generalmente dan resultados falsos o al menos engantildeosos
a-Velocidad del flujo- -La velocidad del flujo de una corriente subterraacutenea es funcioacuten de la pendiente o gradiente hidraacuteulica y de la resistencia que ofrecen las partiacuteculas del suelo
La pendiente puede dete rminarse faacutecilmente haciendo sondeos hasta el nivel de las aguas subterraacuteneas teniendo cuidado de medirla en la direccioacuten de maacuteximo declive Si sobre el estrato permeable se encuentra otro maacutes o menos impermeable el agua correraacute en el inferior bajo una preshysioacuten superior a la atmosfeacuterica La pendiente se encontraraacute determinando la altura a que sube el agua en los tubos colocados en el estrato poroso Daben sacarse muestras del material e investigar su tamantildeo y porosidad Lo poroshysidad estaacute influenciada no soacutelo por el tamantildeo de los grashynos sino tambieacuten por el grado de compactacioacuten de la forshymacioacuten es por esto por lo que e lla soacutelo puede calcularse aproximadamente El tamantildeo de los granos se determina por medio de tamices
Habiendo encontrado estos e~ementos nos resta expreshysar la relacioacuten entre ellos y la velocidad del flujo
Los experimentos de Darcy Hagen y Hazen han deshymostrado que la rata a la cual un aguo fluye o traveacutes de arena o grava fina sigue aproximadamente las leyes que rigen paro el flujo en tubos capilares es decir la velocishydad es aproximadamente proporcional o h l siendo h la carga hidrostaacutetica y l la distancia que el agua recorre
Para diferentes clases de materiales la velocidad deshypende del tamantildeo de los poros siendo eacutesta una funcioacuten del tamantildeo de los granos y del grado de compactacioacuten Para una arena de tamantildeo uniforme y un grado dado de compactacioacuten se encuentra que la velocidad del flujo es aproximadamente proporcional al cuadrado del diaacutemetro de los granos expresardo el grado de compactacioacuten en teacutermino de porcentaje de poros se encuentra que para mashyteriales de igual tamantildeo la velocidad del flujo es aproxishymadamente proporcional al cuadrado de la relacioacuten de porosidad El voluIJ1en del flujo que viene o ser igual a
-1536 shy
la volocidad multipicada por el aacuterea de la seCCIOD neta
seraacute entonces proporcional al cubo de la porosidad La enorme variedad en tamantildeo y porosidad de las
arenas y gravas hace bClstante difiacutecil la aplicacioacuten de foacutermulas matemaacuteticas y resultados experimentales a las
condiciones de trabajo Sin embargo los resultados obtenidos por Hazen en
filtros de areno son de bastante importancia en esta mashy
teria La formacioacuten por eacutel obtenida y que se aplica a areshy
na de un tamantildeo efectivo de 01-30 mts es
h(t+IOO
v = cd~ ~ - 60--)
siendo
v la velocidad en metros por diacutea de una columna soacuteshy
lida de la misma 32ccioacuten que la de la arena
c una constante que variacutea entre 400 y 1000 d el tamantildeo efectivo de los granos de arena en mmts
h la carga hidrostaacutellca que causa el movimiento
1 e l espesor de la capa de Clrena t lo temperatura en grados Fahrenheit
El valor de la consonante e variacutea con la compactacioacuten y uniformidad de la arena La v elocidad del flujo a traveacutes
de los p oros se encontraraacute dividiendo la ecuocioacuten anterior por la relacioacuten de porosidad p Despreciando las correccioshy
nes de temperatura la velocidad en pies por diacutea seraacute
d middote shyv 33 X x s K s donde
p
v velocidad promedio a traveacutes de los poros de la areshy
na en pies por diacutea
d tamantildeo efectivo de la arena en mmts
p relacioacuten de porosidad
s gradiente hidraacuteulica
cd~
K = 33 X --- = velocidCld para la pendiente unitaria p
La porosidad p variacutea entre 40 para arena maacutes o meshy
nos uniforme y 30 o menos para arena maacutes compacta o
- IS37 shy
de un grado de uniformidad menor El teacutermino e p que reshypresenta la influencia de la porosidad sobre la velocidad se puede calcular en 1000 040 = 2500 para p = 40 Y
400 030 = 1330 para p = 30 Estos resultados concuerdan con los experimentos de Slichter que establece que la veshylocidad del fluj o es aproximadamente proporcional 01 cuashydrado de la relacioacuten de porosidad Partiendo de esta base y asumiendo c = 1000 para p = 40 calcularemos los vashylores de K
Valores de K o velocidad del flujo en pies por diacutea para S= 1 -
Porosi dad
Muy Fina Fina Media Gruesa
Muy
Gruesa GRAVA fiNA
2i
10 ~I
middot10
010 Oi
on IH 21
020 ~H
3S n l
U~
030
II
22
040
L
iexcl
~n
050 11 24 tl
fil
080 ll
iexcliexclO
1011 1-0
100 iexcln
11111 IliO
2iU
200 ~oo
~~II
1111
1~1l
3 00 470 SIiO
1middot1(1(1
2~O(J
Lembke calculoacute los siguientes va~ores para K basado en los experimentos de Darcy Krober y otros
Material 1lt en pies or dia
Arena y grava 9400 Arena gruesa 2800 Arena media 760 Arena fina 150
Slich ter dio los siguientes valores de K para una poshyrosidad de 32 y una temperatura de 50deg
Material Taln~ iexcllO efectivo 1lt en pies Por diacutea
Arena fina 010-020 16 a 65 Arena media 025-045 100 330 Arena gruesa 050-095 400 1550 Grava fina 100-500 1600 40000
No debe esperarse mucha exactitud de los coacutemputos hechos por los procesos antes descritos ellos sirven como una guiacutea general para estudios maacutes precisos e indican liacuteshymites razonables de estos valores
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b-Canlidad de agua--Habiendo determinado la veoshycidad del flujo la porosidad del material y la seccioacuten transversal del estrato poroso en aacutengulo recto a la direcshycioacuten del flujo la rata total seraacute el producto de estos tres factores
Q = velocidad X (aacuterea de ~a seccioacuten X porosidad) = v Ap = KsAp las unidades empleadas son el pie y el diacutea
Las irregularidades de la seccioacuten pendiente y moteria les afectaraacuten maacutes o menos los resultados 103 caacutelculos he chos en esto ferma no tAndraacuten un valor considerable en el estudio de las fuentes de agua subterraacutenecs pero siacute sershyviraacuten para modificar las id8as erroacuteneas que sobre su cashypacidad se tienen con frecuencia
En la tabla que a continuacioacuten insertamos se dan las ratas de flujo en galones por diacutea y por pie cuadrado de seccioacuten para arenas de diferentes grados de menudez y
porosidad y para un) pendiente de 1 Para otras pendienshytes multipliacutequese el nuacutemero de la tabla por la pendiente expresada en decimales
Muy Muy
Porosidad Fina Fina Media Gruesa Gruesa G R A V A F I N A
40 smiddot cw i IU JlUO 200n iacuteWU SIlIlII l llllll 7 lIflll 0 1 171l IXU H~1l 1100 7UU iexcl wo lilHl1l lHIIOIl
2-Estanques de almacenamiento
Estos recipientes se usan para regular el flujo del agua de tal manera que se acomode a las necesidades evitando el gasto excesivo cuando el abas tecimiento excede a la demanda y conservaacutendola para ser usada cuando ocurra lo contrario
El almacenamiento de agua para las necesidades del riego requiere condiciones topograacuteficas especiales para ser financieramente posible Tales condiciones deben hacer poshysible el a lmacenamiento de grandes cantidades de agua de tal manera que las estructuras necesarias sean de dishy
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rrensiones y costo moderado comparacias con la cantidad de agua almacenada Con respecto a las particularidades topograacuteficas los sitios que se acomodan a ests fin se pueshyden dividir en cuatro clases
l- Lagunas naturales 2- Aquellos cue estaacuten localizados en liacuteneas de dre naje
natural 3- Depresiones naturales 4-Estanques artificiales Las lagunas naturales son impor tantes reguladores del
gua de drenaje que reciben Controlando la salido por medio de represas y compuertas reguadoras puede aproshyvecharse gran pa rte de las existencias a muy bajo precio
Los sitios maacutes comunes para el almacenamiento de -lgua son los comprendIdos en el NI 2 pero requieren mushycho cuidado para la descarga de las crecidos y en geneshyral son muy costosos en proporcioacuten a su capacidad
Las depresiones naturales o logos secos provienen del hundimiento de cavernas subterraacuteneas formadas por la acshycioacuten erosiva de los aguas subterraacuteneos Estas depresiones son inapropiadas para el almacenamiento a causa del faacuteshyci escape que pueden e ncontrar las aguas por los grietas que se encuentran en sus vecindades
Los estanques artificiales exigen trabajos especiales de e xcavacioacuten en general son excesivamente costosos y soacutelo se recomienda su construccioacuten en caso de que el aguo tenga un costo elevado
Eleccioacuten del sitio- Las principales circunstancias que afectan la posibilidad y valor de un sitio para almacenashymiento son
l - Su relacioacuten con los regadiacuteos 2- Su relacioacuten con el abas tecimiento 3-Su topografiacutea 4- Su geologiacutea Debe hacerse un examen cuidadoso de la regioacuten donde
se desea localizar el almacenamien to a fin de descubrir toshydos los si tios posibles y poder escoger e l que ofrezca conshydiciones maacutes ventajosas
El estanque debe estar situado lo bastante alto para poder dlstrlbuiacuter el agua por gravedad y tan cerca de los
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regadiacuteos que las peacuterdidas por transporte sean miacutenimas Ademaacutes debe ser iexclal el sitio que intercepte una cantidad suficiente de agua o que se la pueda conducir a eacutel
Geologiacutea del sitio- Habiendo estudiado la topografiacutea e hidrografiacutea de l lugar debe estudiarse cuidadosamente su geologiacutea a fin de conocer el caraacutecter y profundidad de los astratos inferiores La conformacioacuten geoloacutegica debe ser tal que contribuya a la eficiencia del almacenamiento Los lugares si tuado3 en vall9s inclinados son gen6ralmente fa shyvorables Como en eacutestos les estratos se inclinan de las colinas al fondo de valle el a gua que cae en aqueacutellas iraacute por percolacioacuten al estanque
En las formaciones de cal y yeso es corriente enconshytrar cavernas que faacutecilmente pueden derrumbarse es por esto por lo que debe e3tudiarse cuidadosamente la geologiacutea de estas formacione3 antes de construIacuter un estanque sobre ellas
Peacuterdidas en los estanques- En re lacioacuten con este toacutepi shyco mencionaremos algunos estanque que han tenido que ser abandonados por lo alto de las peacuterdidas
Estanque de Tumalo- Fue construiacutedo por el Estado de Oregoacuten Durante la diiexclcusioacuten del proyecto un grupo de ingenieros recomendoacute se construyera parcialmente y se hishycieran ensayos sobre su impermeabilidad este consejo no fue seguido y la represa se construyoacute de la altura proyecshytada Terminada la obra se llenoacute el estanque hasta que e l agua a lcanzoacute una altura de 20 pies sobre el orificio de salida En estas circunstancias se abrioacute un hueco en el fondo que descargaba 200 pies cuacutebicos por segundo y que raacutepidamente vacioacute el estanque Este hueco fue taponado y vuelto a llenar el receptaacuteculo pero las nuevas grietas que se abrieron no permitie-ron que el agua volviera a alcanzar la altura inicial Las peacuterdidas subieron tanto que le quitashyron todo valor al estanque como lugar de almacenamiento
Estanque Hondo- Cerca de Roswell Nuevo Meacutejico se construyoacute este estanque aprovechando una depresioacuten nashytural La depres ioacuten se aumentoacute por la unioacuten de las colinas circundantes por medio de diques El agua se suministroacute por medio de un canal de alimentacioacuten Las fugas se preshysentaron inmediatamente que estuvo lleno el estanque y
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aumentaron raacutepidamente debido al ensanchamiento de los huecos y grietas que se abrieron en el fondo Muchos esshyfuerzos se hicieron para restringir las peacuterdidas pero tedas fracasaron y el estanque tuvo que ser abandonado
La roca de la regioacuten era principalmente yeso que coshymo anteriormente se dijo es inapropiado para este in ya que en estas formaciones se encuentran muchas cavernas Es seguro que la depresioacuten que se escogioacute para el almacenashymiento se formoacute debido al hundimiento de alguna caverna
Las siguientes recomendaciones generales pueden ser de alguna utilidad para la escogencia del lugar apropiado
l- Eviacutetense los lugares cercanos a las formaciones de y eso y cal
2- -Las fcrmaciones volcaacutenicas deben estudiarse cuidashydosamente pues en ellas es corriente encontrar grietas o cavidades
3- Las areniscas de grano grueso ofrecen alguacuten peligro
4- Las depresiones naturales no son recomendables y deben evitarse si se encuentral1 en las cercaniacuteas de rocas cavernosas o si reposan sobre material grueso que ofrece salida faacutecil al agua
Sedimentacioacuten en los estanques- Sabemos que todas las corrientes naturales eradan sus canales y llevan maacutes e menos limo en suspensioacuten Cuando se concluye una re presa a traveacutes de una corriente la sedimentacioacuten de los limos debida a l estancamiento del agua puede llegar a disminuiacuter grandemente la capacidad del estanque si n o e remueve
El problema relativo a la sedimentacioacuten en los estan ques construiacutedos sobre corrientes portadoras de limo ha sishydo cuidIdosamente estudiado y se han expuesto muchas teoriacuteas sobre su solucioacuten pero ninguna de ellas ha sido confirmdcr por la pTaacutectica
Se han hecho muchos esfuerzos para determinar el factor exacto que exprese la relacioacuten entre el peso de un limo seco obtenido por observacioacuten y el volumen del misshymo limo como se deposita en el fondo de los estanques
La tabla siguiente muestra el resultado de cuatro enshysayos
-- 1542 -shy
Observedor Peso de I P C Limo huacutemedo Lbs
Limo seco P2S0 Lbs
Densidad
Follet Coghlcm Hughes Lawson
Promedio
1047 89 5
530 923 76 1 860 770
264 255 260
Las variaciones se deben en parte al diferente caraacutecshyter y peso de los limos ensayados Por esto el promedio (77 lbs pie cuacutebico) soacutelo debe tomarse como un va lor aproximado
El80bierno de los EE UU ha hecho observaciones sistemaacuteticas del limo que lleva el Riacuteo Grande desde 1897 hasta 1912 W N Folle es tudioacute cuiciadosamente las dishyversas observaciones y los resultados por eacutel obtenidos opashyrecen compendiados en la siguiente obla
Antildeo Aguaiacute acres pies Limo- Limo - acre s pies
Las observaciones se hicieron de la siguiente manera Se tomaron muestras del agua turbia del riacuteo se removioacute el limo por sedimentacioacuten y filtracioacuten se le secoacute a 60deg e y lueacutego se le p2SOacute Los porcientajes son por volumen y
se les calculoacute tomando como base que un pie cuacutebico de lim o en el estanque pesa despueacutes de secado 53 lbs
Despueacutes de considerar los resultados de los experimenshytos efectuados en India y Ameacuterica Etcheverry concluye asiacute
I- Un pie cuacutebico de limo saturado sedimentado en un tubo por un antildeo contiene alrededor de 30 lbs de limo seco El porcientaje por volumen de lodo saturado es jgual al porcientaje por peso multiplicado por 2l
2- Un pie cuacutebico de limo huacutemedo como se deposita bajo condiciones naturales el por volumen de lodo huacutemiddotmiddot medo es igual al por peso multiplicado por 12
3- Un pie cuacutebico de lodo seco pesa alrededor de 90 lbs
Remocioacuten del limo depositado- La represa Assuan en Egipto forma sobre el Nilo un estcnque de gran capacidad y considerable volumen de limo La gran capacidad del estanque se debe principalmente a la suave pendiente del riacuteo pues debido a eacutesta la represa logra represar las aguas unas 40 millas aguas arriba formando asiacute un estanque largo pero angosto La represa estaacute provista de 180 comshypuertas que permanecen abiertas mientras dura la crecida anual permitiendo asiacute que la corriente torrencial arrastre su linIO a traveacutes del estanque y al mismo tiempo saque parte del que se depositoacute el antildeo anterior
Este meacutetodo de remocioacuten parece ser efectivo pues sosshytiene la capacidad de almacenamiento para las necesidashydes actuales del riego pero eacutel exige el gasto de la mayor parte del agua en antildeos normales y su eficiencia depende mucho de las circunstancias locales (estanque angosto) pues bajo estas condiciones una corriente raacutepida es muy efectishyva para sacar el sedimento depositado Por otra parte las variaciones del Nilo son tan regulares que permiten la ashydopcioacuten de un programa predeterminado lo que es geneshyralmente imposible en otras corrientes
La combinacioacuten de estas condiciones es tan rara que la solucioacuten adoptada no tiene ap~icacioacuten en la mayoriacutea de
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los casos y presenta por lo tanlo muy poco in tereacutes como solucioacuten general al problema de que nO$ ocupamos
El ingeniero norteamericano W W Follelt propuso el siguienl meacutetod0 para ramover el limo del estanque Eleshyphanl Bulte
En lo mitad del estanque se construiraacute una pequentildea represa de 40- 50 pies de altura formando asiacute un pequeshyntildeo estanque dentro del principal Esia pequentildea represa esshytaraacute provista de una torre de esclultas eacutestas daraacuten acceso a un conducto que desembocaraacute en el valle pasando por la represo principal
Cuando el estaiexclque principal se esteacute llenando e l peshyquentildeo recibiraacute el agua del riacuteo y gran parte del limo se depositaraacute en eacutel an tes de que el agua pase por sus vershytederos al principal Cuando el estanque pequentildeo esteacute poshyco lleno las aguas turbias se haraacuten pasar por el conducto arrastraraacuten el limo depositado en el pequentildeo estanque y llevaraacuten su carga fertilizante a los regadiacuteos Si se necesishytare agua adicional se sacaraacute del estanque principal
La principal ventaja de este meacutetodo estriba en que con serva las propiedades fertilizantes del agua aumentando asiacute la fertilidad de las tierras que con ella se rieguen
3-Corrientes de aciexclua- La derivacioacuten de una corrienshyte de agua abarca esencialmente tres obras Una barrera un sistema de compuertas y un canal de derivacioacuten
La barrera se dispone a traveacutes de la corriente debajo de la presa de agua y en el lugar donde las orillas esteacuten maacutes cercanas Ella levanta los aguas y las conduce al cashynal de derivacioacuten
El tipo de la barrera depende del caudal de la corrienshyte que se quiere derivar
En un simple arroyo la oparacioacuten es sencilliacutesima Alshygunas piedras grandes y troncos de aacuterboles bastan para establecer barreras muy resistentes Las figuas I y 2 exshyplican la disposicioacuten de una de estas barreras Siempre conshyviene proteger con un zampeado de madera o piedra la parte maacutes abajo de ~a barrera para evitar el desgaste en las avenidas
Crevat describe asiacute las cbras de una presa de agua en el riacuteo Ain Uno de los problemas maacutes difiacuteciles en un proshy
-iexcl l S1S shy
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Planta dfgt la burrera rUacuteili( ~a c ll yo lorlf rtmiddotnr(iexcl ~ 1ta lJ rilo 2
yecto de derivacioacuten es el establecimiento de la presa de agua sobre todo cuando el riacuteo es ancho y torrencial Y hay que prevenir la invasioacuten del cascajo y la arena gruesa
Cuando sea posible conviene aprovechar un recodo del riacuteo donde disminuye la velocidad y por consiguiente au-
Fig 2 HI1TIra 1I1~li( a tn IIn arroyo COrl ~ ( g Uacutell A B (Itshy la fi~ 1
- 1546 shy
menta la altura del agua En la orilla (Fig 3) se construye con grandes piedras talladas un muro de 30 mts de lonshygitud cuya base al nivel de las aguas bajas estaacute proteshygida por un enlosado de cemento de 3 mts de ancho para facilitar el deslizamiento del cascajo que puede ser consishyderable durante las crecidas
Este muro A por tener que servir de vertedero es vershytical por la parte del riacuteo con 030 mts de altura sobre el nivel de la orilla y estaacute sostenido exteriormente por un tashylud de cemento de muy alargada pendiente que forma el
Plano timiddot una harrera y toma dI aglla
fondo de un pequentildeo depoacutesito B faacutecilmente vaciable desshypueacutes de las crecidas por medio de una gran compuerta
En la parte inferior del depoacutesito B hay que establecer un macizo de mamposteriacutea que forma la cabeza del canal F en el que se habraacuten abierto dos tuacuteneles e de dos meshytros de anchura y un metro de altura cuya entrada puede cerrarse con compuertas de hierro reforzadas con nervios El agua al pasar por estos dos tuacuteneles desemboca en el canal de derivacioacuten F que alliacute debe ser poco profundo pero ancho (5 mts) estrechaacutendose en seguida progresivashy
menle hasta que alcance el tiro de agua y anchura norshymales
Fn el muro de defensa A del recipiente B se coloca lna compuerta inmediatamente delante de la~ aberturas de toma d9 agua y debajo de la barrera
Transversalmeiexclte al riacuteo y en el extremo inferior de l vertedero se construye un soacutelido zampeado de fondo E recshytiliacuteneo algo maacutes alto quoacute el fondo leI riacuteo y que se vaya eevando un poco hacia la derecha d se eleva de 050 el nivel de la corriente y se echa nuevamente contra el vershytedero A xl propio tiempo que se ancha un poco el cauce
Chaipeniier de Cossigny habla de una barrera de cashyballetes que con frecuencia se ve en el sur de Francia
Para estableceo a traveacutes del caue del riacuteo se fijan una serie de caballetes como lo representan las figuras 4 y S donde A es una estaca gruesa inclinashyda y C C los sosteshynes Sobre estos cabashylletes se clava una seshyrie de tablas sobre las
Fi2~ 5 cuales se echa desde riacuteo arriba grava RiacuteoFrente de una brre13 de caJallrlt s
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abajo se defiende al pie de la obra con pentildeascos sosshytenidos con estacas
Las barreras importantes se construyen de piedra o de cemento empezando por trazar el armazoacuten de la barrera Aprovechando la eacutepoca del arlO en que el riacuteo lleva poca agua se clavan a traveacutes una serie de soacutelidas estacas cushyyos extremos superiores delineuroan el perfil transversal de la barrera Estas estacas se unen entre siacute y en ambos senshytidos por medio de cruceros Entre elios se hincan tablones Terminada la armazoacuten se llenan los huecos con guijarros y piedras y lueacutego se rellenan los intersticios con grava y tierra La parte superior de la barrera se recubre con un thecho de carpinteriacutea o bien con losas que formen una esshypecie de embaldosado entre los cruceros
A fin de obtener una barrera maacutes fuerte se puede hashycer la siguiente variacioacuten Una vez terminada la armazoacuten se colocan apoyados conira los tab~ones sacos llenos de cemento que no tarda en f~aguar Estos sacos forman un muro muy resistente Se acaba de construiacuter la barrera lleshynando con cemento el interior limitado por el muro La cashyra superior se resguarda de la accioacuten del agua con un reshyvestimiento de mortero hidraacuteulico para el cual se puede emplear ladrillos
Las compuertas colocadas a la entrada del canal comshypletan el conjunto de las obras de derivacioacuten y sirven para llevor el agua de uno a otro canal
Hay considerable nuacutemero de modelos de compuertas desde las mayores que se aplican para cerrar los canales hasta las menores para abrir y cerrar las atarjeas En prinshycipio una compu9rta se compone de un quicio horizontal que ocupa el fondo del agua y dos montantes verticales ~obre los que se desliza el ventanillo enlazados por un dintel en el extremo superior El quicio y los montantes pueden ser de madera o de piedra El ventanillo es la parshyte movible de la compuerta y se acciona ya a mano ya por medio dG palanca o cremalera seguacuten el tamantildeo Las partes superior e inferior de las compuertas deben protegershyse contra las socavaciones por planchas de madera o por construccioacuten de mamposteriacutea
En suelos flojos se draga el fondo hasta encontrar roshy
-l549 - shy
shy________ -shy _ __ ___J
s lzaltln ue IIna compllfmiddotlla
ca o tierra firme y lueacutego se pone a traveacutes una hilera de
estacas sobre la cual descansa la compuerta a cada lado
de esta primera arma zoacuten se amontonan sacos de cemento
La3 figuras 6 y 7 rlt-presentan un modelo de compuerta
ordina ria Los figuras 8 y 9 representan la compuerta p e-
r~ 7 Planta de tilla (Olllplltmiddotrta
-shy 10
qUEntildea de hierro muy pr-aacutecti ca que se emplea para abrir y cerrO las atarjeas de riego La figura 9 indica claramenshyo
te coacutemo se mantiene fija esta compuerta por medio de dos grandes piedras indinadas que pueden sustituiacuterse por dos puntales de madera
En cuanto al canal de derivacioacuten tambieacuten llamado de alimentacioacuten se ceba en la corrient de agua un poco por
P t(JlUntildea compucrta para atarjta~ lit Jil~o
encima de la barrem Abierto o cerrado por una compuerta debe seguir en su trazado la parte superior del te rreno y presentar el mayor relieve posible Maacutes adelante hablar8shymas sobre eacutel
Evaluacioacuten del caudal de una corrienle- El caudal de una corriente de agua es igual al producto del aacuterea de io seccioacuten bantildeada por la veloc idad media por segundo del agua
r-iacute~ 9
l a middotolllpllrla dmiddot la fiiexcl 8 olorarla en la otnlrada d e 1 alarju
Es necesario obtener el perfil de la corriente en varios lugares y promediar los resultados Para obtener un periil se tiende una cuerda de una a otra orilla perpendicuarmiddot mente a la direccioacuten de la corriente y lo maacutes cerca posib~ de su superficie A distancias regulares sentildealadas en la cuerda se practican sondeos que dan la profundidad d e l
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agua en cada una de las divisiones Obtenido el perfil con estos datos se sumaraacuten los trapecios parciales para obtAshyner el aacuterea de la seccioacuten dantildeada
La velocidad media de ~ agua se deduce de la velocishydad media en la superficie es igual al producto de eacutesta por el coeficiente 08 en los canales y riacuteos de dimensiones medianas y po 06887 en arroyos y atarjeas La velocidad en la superficie puede calcularse faacutecilmente de la siguienshyte manera A unos 3CJL-40 metros Daacutes arriba del paraje cuyo p3rfil se ha encontrado se echan unos cilindros de madera gruesa o corcho y con un cronoacutemetro se cuenta e l tiempo que gastan en recorrer la distancia comprendida enshytre el Jugar donde se echaron y olro previamente fijado 30-40 mIs maacutes abajo del lugar del perfil La operacioacuten debe repetirse varias veces y promediar los resultados
En vez de valerse del flotador para determinar la vsshylocidad de la corriente suelen emplearse los medidores de velocidad o corriente (Current Meter) Existen varios modeshylos de estos aparatos los maacutes usados son el de Haskell y
61 de Price En el modelo Price existen dos tipos el eleacutecshytrico y el acuacutestico Por se r estos aparatos suficientemente conocidos y venir acompantildeados de instrucciones para su uso no nos detenemos a explicarlos
Cuando el cauce es de seccioacuten bastante regular es preferible usar una compuerta para medir el caudal
Compuerta rectangular- De sus experimentos con esta clase de compuertas Francis dedujo la siguiente foacutermula
Q = 333 H (L - 02 H) siendo Q = descarga en pies cuacutebicos por segundo L = longitud de la compuerta 6n pies H = altura del agua sobre la compuerta en pies Cuando la velocidad de aproximacioacuten tiene un valor
suficientemente alto para afectar los resultados deben hushycerse las correcciones necesarias Francis propuso la sishyguiente foacutermula para este caso
Q = 333 (L - 02 H) [ (h HYh - h~h 1 donde h = allura debida a la velocidad de aproximacioacuten
Compuerta de Cippoletti- Las foacutermulas correspondienshytes a los dos casos mendonados para la compuerta regushylar son
Las figuras 10 y 11 representan la compuerta rectangushylar y la de Cippolstt i respectivamente
CAPITULO V
Uso de bombas para el riego
La praacutectico de elevar agua de un nivel inferior a otro superior para usarlo en el riego es sin duda tan antigua
1553 shy
como el riego mIsmo En China India y otros paiacuteses orienmiddot tales todaviacutea se acostumbra regar tiel ras maacutes ollas que los canales que conducen el agua elevaacutendola con potencio
bullhumana c animal unos pocos pies Naturalmenta que e~to
se puede efectuar soacuteo cuando la altura es moderada y el trabajo muy barato
Molinos de vienlo- La fuerza del vienio se empleoacute prishymitivamente para las necesidades del riego y auacuten hoy se usa frecwmtemente para elevar aguo de pozos para 103
necesidades domeacutesticas y para el riego de jardines y peshyquentildeos huertos Aunque la fuerza no represente gasto alshyguno el bombeo por medio de molinos de viento resulta en promedio maacutes costoso que cualquier otro meacutetodo excepshytuando aquellos que usan fuerza animal Esto se debe a la pequentildea potencia desarrol ~ada por estos aparatos la inshyconstancio del vie~to y la gran atencioacuten y reparacioacuten que exigen los molinos de viento Por estas razones el costo del bombeo por este sistema hace prohibitivo su empleo exshycepto para cultivos intensos de pequentildeos tarrenos donde se esperan grandes beneficios
Los molinos de viento se usan extensamente en el vashylle de San Joaquiacuten (California) y en los grandes llanos de las Montantildeas Rocosas para obtener agua para el riego El principal inconveniente de estos molinos es su insegushyridad pues su funcionamiento depende completamente de la fuerza del viento
A causa de esta inseguridad los molinos nunca deben usarse para regar sin proveerse de un estanque ampliO pashyra almacenar el agua Debe instalarse un recipiente de gran capacidad a fin de poder almacenar el agua durante los diacuteas que no se la usa para regar Este recipiente se puede obtener usando uno de los tanques elevados que suminisshytran los constructores de molinos de viento o si el molino se puede instalar en un punto alto de la hacienda se pueshyde excavar un estanque paro el almacenamiento
En promedio se necesita una velocidad del viento 5- 6 millas por hora para mover un molino La tabla siguiente da la fuerza del viento para las velocidades ordinarias
-1554
Velocidad del viento y potencia
Millas por Pie por Presioacuten Millas por Pies por Presioacuten
La tabla siguiente tomada de un trabajo de Mr A R Wolff sobre molinos de viento muestra la capacidad y
economiacutea de un molino experimental con rueda de distinshyto diaacutemetro asumiendo una velocidad promedio del vienshyto de 10 millas por hora durante ocho diarias
CAPACIDAD DE LOS MOLINOS DE VIENTO
Tamantildeo Rtvoluclunes Galones de agua levantados por minuto H P de la rueda de la rueda bull una altura de desarrollados
pie
25 50 75 100 150 200
ID no-u lB fjfj tiu 41 1112 l~ ij-HO t3 n u 11 8 8 1 O ~ I H iexclO-i 4bull 1 ~~ 6 ) -I ~ 1U 1 S -l 02- Hi ~I-iexclO ji -U JI (iexcl 1liacute JI 1 98 SO 0 11 18 10- (- 911 j2 2middot1-1 J1 J ) D I ~n 1 bull -40 1lfI UI 1 IO X l J ~ JI l I I O1X 2J W-li ~ 124 J01 0 111) 40 1 Hi3 ~H1 134
- 1555 shy
Al disentildear un molino de viento para bombear agua deben considerarse dos cosas El momento de torsioacuten y la velocidad de la rueda en relacioacuten con la de la bomba La primera debe ser lo maacutes gronde posible a fin de que el molino arranque con un viento suave la segunda no debe ser muy alta para las bombas en un molino pequentildeo ni demasiado baja para uno grande De lo anterior deducimos que el tamantildeo de un molino es un elemento importante en el arreglo de sus aspas
El aacutengulo entre cualquier porcioacuten de una aspa y el plano de la rueda se denomina aacutengulo del viento para obtener el mayor momento de torsioacuten al arranque este aacutenshygulo debe ser el complemento de los mejores aacutengulos de incidencia o entre 70deg- 55 Se ha Encontrado en la praacutecshytica que el aacutengulo del viento no alcanza estos valores sienshydo muy recomendable usar 43deg La tabla siguiente da los resultados de los experimentos de J A Griffith con cinco clases de molinos norteamericanos
CAPACIDAD Y EFICIENCIA
STOVER
Diaacutemetro exterior de la rueda pies 115 inferior 45
Area bruta de la rueda pies cuadrados 1040 Angulo del viento en la extremidad exterior de las aspas 43 Diaacutemetro y carrera de la bomba pulgadas 3 X 4 Altura promedio del agua durante el ensayo pies 292
A maacutexima eficiencia
Ve locidad del viento millas por hora 58 Velocidad del molino revoluciones por minuto 130 H P 0011 H P por 100 pies cuadrados de aacuterea bruta 0011 Eficiencia neta maacutexima tanto por ciento 87
-- J556 --shy
Promedio de 100 horas localidad bonancible
Promedio del agua elevada galones por hora 1530 Promedio de los H P desarrollados por l 00 pies~ 0022
0023 Eficiencia neta maacutexima 21
Promedio de 100 horas localidad borrascosa
Promedio del agua elevada galones por hora 2870 Promedio de los H P desarrollados por 100 pies~ 0041
0043 Eficiencia neta maacutexima 028
De varios molinos
Parkins ~fthoue Allhouse Carlyle
16 1416 1016 983 60 45 383 416
2010 1570 81 800 36 30 5028u
3 X lOyiexcl 3 X 10 3 X 4 58 3 X 4 liquest 39 663 387 307
---shyMaacutequinas de combustioacuten interna- Las maacutequinas moshy
de rnas de combuslioacuten interna de gas y vapor no soacutelo con-sum e 1 pJCo combustible sino que son adaptabI8s unishydades pequentildeas ademaacutes req u ieren poca vigilancia para un buen manejo y las reparaciones se efectuacutean faacutecilmenshyte Estas ve1 tajas importantes hcn heclo generalizar el uso de esta clase de maacutequinas
Maacutequinas de vapor- A lgunas de la s maacutes grandes planshytas d2 bombas para riego usan el vapor como fuerza moshyIriz En las islas Hawai se emplean grandes bombas moshyvida s por vapor para e levar agua a 550 pies y regar cantildea de azuacutear Grandes plantas a vapor se emplean para eleshyvar grandes can tidades de agua a pequentildeas alturas y reshygar las plan taciones de arroz en Louisiana (EE UU ) Las grandes plantas usan la maacutequina reciacuteproca y la bomba directamente conectada En algunos casos se puede obteshyner mayoiexcl- eficiencia usando turbinas de vapor las que por su alta velocidad S9 prestan para mover generadores eleacutecshytricos los cuales a su vez pueden suplir corriente a bombas instaladas en dist intos pun tos Es te meacutetodo de distribucioacuten es especia lmen te venta joso cuando el agua se obtiene de muchos pozos El costo de esta clase de plantas estaacute geneshyralmente fuera del alcance individual y por esto la mayoshyriacutea de ellas son manejadas por grandes compantildeiacuteas o por Jos municipalidades
Bombas- La bomba centriacutefuga es la maacutes usada para regar
La bomba centriacutefuga eleva el agua por medio de un disco provisto de cuchillas curvas que giran raacutepidamente dentro de una caacutemara que se ajusta lo maacutes posible dejanshydo el juego necesario para el movimiento raacutepido Las cushychillas fuerzan el agua a traveacutes del tubo de salida Algunas veces se sumergen dentro del agua que va a bombearse
-- 1558-shy
o se colocan unos pocos p ies encima del n ivel del agu a
en cuy o caso se necesita cebarlas
La bomba centriacute fuga es la maacutes recomendable cuando
se tr Ita de elevar grandes cantidades de agua a pequentildeas
a lturas Sus principales ven tajas son sencillez seguridad
bajo cos to y poca probabilidad de dantildeo por c ieno etc
Cuando hcm sido biEn d isentildeadas acanzan eficiencias de
maacutes de 80 para altu ras de 30- 60 pies Las peacuterdidas a
la entrada del tubo de succioacuten yola sal ida del de desshy
carga se d isminuyen grandemente ensanchaacutendolos progreshy
sivamente al salir de la bomba
El profesor W B Gregory da la siguiente tabla para
ilustrar la ventaja qu e se obtiene al ensanchar los tubos
de succioacuten y descarga
BOMBA CENTRIFUGA - ALTURA DE ELEVACION 5 PIES
Peacuterdida de Peacuterdid a de Pda por fr ic-Forma del tubo altura a la altura bull la cioacute usando Altura Bnfic~
a 3 028 031 024 583 240 291 a 4 009 0 10 02 4 543 280 340
----shyAriete hidraacuteulico- Es ta maacutequina usa un gran v o lumen
de agua que cae de una pequentildea altura para elevar una
cantidad menor de agua a una altura mayor
En este aparato un tubo A conduce el agua a la caja
de la vaacutelvu la B ~ l tubo estaacute en comun icacioacuten con la caacuteshy
mara de a ire C de la cual arra nra e l tubo de descarga D
La vaacutelvula B s(~ abi e hacia abajo y se hace de un peso
tal que permanezca abierta cuando el agua circule a veshy
locidad moderada pero se c ierre raacutepidamente cuando la
velocidad del agua a lcance un valor determinado Cuando
la vaacute~vula se cierra el agu a se detiene suacutebitamente proshy
duciendo un golpe de ariete que abre la vaacutelvula de la caacuteshy
mara de aire comprimiendo eacuteste y haciendo pasar una
parte d e eacutel al tubo de descarga Cuando se iguala la preshy
-- 1)59-shy
sioacuten la vaacutelvula de la caacutemara de aire se cierra pero el flujo en el tubo D continuacutea durante un periacuteodo corto a caushysa de la expansioacuten del aire comprimido en la caacutemara C Como el aire de esta caacutemara es absorbido gradualmente y expulsado por el agua debe proveerse para su renuevo pues de otra manera la elici-encia del ariete disminuiriacutea Cuando el agua en el tubo A estaacute detenida la vaacutelvula B cae el agua empieza a moverse y el proceso se repite
El flujo de un ariete hidraacuteulico es pues una serie de pulsaciones y a cada impuso debe vampncerse la inercia de la columna de agua que se encuentra en el tubo D Si dos arietes se conectan en el mismo tubo de descarga pero de tal manera que sus pulsaciores no coincidan la descarga seraacute maacutes continua y se economizaraacute energiacutea estas ventashyjas se obtienen en mayor escala al aumentar el nuacutemero de arietes conectados Veacutease fig 12
i)
rs 2 l iacute
llUSlraciuacuten dd prin cipill dd ik hiJraacuteulicu
CAPITULO VI
Canales y alarieas de riego
Cualquiera que sea el meacutetodo de riego que se haya esshycogido su praacutectica requiere cierto nuacutemero de canales y atarieas Vamos a definir estos canales y atarjeas y a inshydicar las principales consideraciones que rigen su consshytruccioacuten
Todo riego supone una presa de agua en un canal riacuteo etc Esta agua por medio de un canal de derivacioacuten se
--1560shy- -
lleva a los regadiacuteos De cua lquier forma que sea en eacutel o en sus ra mificac iones na cen y se alimen ton zan jas de meshynores dimensiones llamadas atarjeas de distribucioacuten las cuales llevan el agua a las atarieas de riego
Como todo riego debe ir acompantildeado de una desecashycioacuten del suelo es necesario construIacuter atarjeas de desaguumle que lleven el agua usada a los canales de evacuacioacuten En ciertos casos las atarjeas de riego una vez vaciacutea s sirshyven para el desaguumle
Seccioacuten de los canales y de las atarieas- Los canale s de a limentacioacuten de distribucioacuten y de evacuacioacuten tienen seccioacuten trapezoidal (Fig 13) Las otarjeas de riego y de desshyaguumle son rectangulares (Fig 14) Soacutelo miden 5-15 ctms de profundidad
Un canal de riego se com pone de las siguientes parshytes (ver lig 13)
El fondo D F sobre e l cual fl uye e l agua
-1561
La altura O E = h del egua Las banquetas A B H 1 que sostienen el agua por cashy
da lado Los taludes formados por las caras laterales B D F H El periacutemetro mojado P o la lopgitud e D + D F + F G La seccioacuten uacutetil S del canal eo la superficie que tiene
por base G C y D F y por a~ tura O E El radio medkl R es igual a S P La pendiente de Jos taludes m se determina por la
relacioacuten G Kj F K
Pendiente de los taludes de los canales y de las aacutetarshyjeas principales- Las pendientes de los taludes dependen de la natura leza del terreno Hus ta 15 ctms de profundidad son verticales Pasando de esta profundidad y para atarjeas abiertas en desfonde se dan las siguientes pendien tes
Roca m l O Arcilla pura m 1 033 = 303 Tierra arcillosa m 1 05 200 Tierra arenosa m 1 15 = 066
Para Jos taluds de fosos cmstruiacutedos en terrapleacuten
Arcilla pura m 1 05 = 200 Tierra arcillosa m 1 075 = 133 Tierra arenosa m 1 225 = 044
Para el mismo terreno si m es la inclinacioacuten del tashylud en desfonde 10 inclinacioacuten m del talud de terrapleacuten es igual a
2 3 m 1 1
- +shym 2m
Pendiente de los canales--Cuanto maacutes fuerte es la penshydiente maacutes se puede reducir la seccioacuten de un canal para la misma descarga Conviene pues construiacuterlos con la mashyyor pendiente a fin de disminuiacuter los trabaj os de excavacioacuten Por otra parte hay que considerar que una pendiente fuershy
-- 1562 -shy
te disminuye por la raduccioacuten de seccJOn la superficie de contacto y por consiguiente la filtracioacuten Ademaacutes la veloshycidad del agua no debe pasar de determinados valores seguacuten el terreno pues produciriacutea erosiones en las paredes
Velocidades de las que no conviene exceder en los diferentes terrenos
Velocidad limite Pendlent
por segundo por kmt
Arcillas blandas 0152 mts 0045 mts
Arenas 0305 0136
Gravas 0609 0433
Guijarros 0914 0570
Piedras en grandes fragmentos 1220 1509
Guijarros aglomerados 1520 211 S
Rocas blandas 1830 2786
Rocas duras 3050 7342
Tambieacuten existe un liacutemite inferior de velocidad que no se debe traspasar pues se forman depoacutesitos que destruyen
los cauces Los depoacutesitos principian a formarse por debajo de una
velocidad media de 025 mts por segundo en corrientes de agua fangosa 030 cargada de
arena fina 050 mts por segundo en corrientes de agua cargada de
arena gruesa Por consiguiente la velocidad no bajaraacute de 050-080
mts en el canal principal a fin de que no se deposite la arena gruesa
No deberaacute ser inferior a 025- 040 mts en los canashyles de distribucioacuten para que en ellos se deposite la areshyna gruesa que si llegara a las atarieas de riego podriacutea ser perjudicial Como estos canales no se usan continuashymente seraacute faacutecil quitar los depoacutesitos asiacute formados
Canal de conduccioacuten- La pendiente de eacuteste depende
- 1563 shy
oel nivel de la presa de agua y de la altura de la parte maacutes alta que deba regarse
Generalmente su pendiente variacutea de 00007-00014 mts por m La velocidad no excede de 080 mts por segundo La seccioacuten es trapezoidal y debe ir disminuyendo a medishyda que el canal avanza como que tiene que servir a meshynor extensioacuten
Este canal debe estar dispuesto de tal forma que en su punto de unioacuten con el riacuteo quede su nivel maacutes baio que el quicio de la presa a fin de poder instalar un aparato de afor Siempre debe estar provisto de una compuerta de modo que sea faacutecil impedir o regular la entrada dol agua para poder efectuar reparaciones o prevenir una crecida de la corrien te alimentadora
A fin de evitar la erosioacuten conviene lapizar con ceacutesped las paredes laterales y el fondo
Atarieas de distribucioacuten- Deriacutevanse del canal de conshyduccioacuten y llevan el agua a las atarieas de riego Son casi horizontales con pendientes de 0001-0015 mts por m La velocidad del agua no debe ser inferior a 025-040 mts
Se ponen en comunicacioacuten con las atarieas de riego por medio de un tubo de aiiacuteareriacutea o de una caia rectangushylar de madera Esta abertura debe poderse cerrar con una compuerta
Atarieas de riego- E1 general deben ser tan poco proshyfundas como sea posible Con frecuencia se les da un pershyiexcljI rectangular En la unioacuten con las atcrieas de distribucioacuten pueden tener de 30- 35 clms de anche para lueacutego ir disshymi1uye1do
El fondo e3 generalmente horizontal y sus bordes esshytaacuten ligeramente inclinados seguacuten lo direccioacuten de la corrienshyte y se aproximan a medida quo se aleian de las atarieas de distribucioacuten
Atarieas de desaguumle--Las atarieas de desaguumle recogen las agu)s despueacutes de regar y la3 llevan a los canales de evacuacioacuten Son doblemente uacutetiles pues secan el suelo y
permiten volver a usar las aguas para el riego de nuevas extensiones
- 1564shy
Los bordes estaacuten cortados verticalmente Su anchura ordinariamente es de O l5- --030 mts
Canales de evacuacioacuten- El ca nal de evacuacioacuten recishybe el agua de los desaguumles y la conduce al riacuteo o a regar otras tierras Debe ocupa r lo parte maacutes baja del terreno Debe tener una seccioacuten suficiente para el agua que recibe Tiene forma trapezoida Sus paredes deben protegerse conshytra el desgaste por medio de ceacutesped
Caacutelculo de las dimensiones de los canales y de las atarjeas principales- Hemos dicho que la seccioacuten de los canales y atarjeas principales es trapezoidal La seCClOn de las secundarias es triangular o rectangular Generalmenshyte no S9 ca~culan Es necesario determinar lo maacutes exactashymente posible las dimen5iones de los canales y atorjeas principales Las foacutermulas emp16cdas dan resultados aproxishymados que la experiencia modifica A continuacioacuten damos las foacutermulas de Darcy perfecc ionadas por M Bazin
ConsideremQs la seccioacuten re presentada en la fig 13 Y llamemos
1 D F = longitud del fondo
h O E = la altura
S aacuterea de la seccioacuten
U velocidad mediacutea del agua velocidad media en la superficie X 080
Q = descarga
I = la pendi2nte
P periacutemetro moiado
R = radio medio
Estas cantidades estaacuten relacionadas de la siguiente mashynera
(1) R I = b U~ oacute U = C RT(2)
(3) Q = S U Oacute Q = S C rRI (4)
C = 1 b es un coeficiente que depende de la rugoshysidad de las paredes del canal M Bazin ha expresado su valor asiacute
1565 - shy
87
C = 1 Vb = - ---- + tiacute
VR ltiacute tiene los siguientes valores
Paredes muy lisas (cemento madera lisa) tiacute = 006 Paredes lisas (taba ladrillo) tiacute = 016
poco lisas de mamposteriacutea tiacute = 046 de naturaleza mixta Ciacute = 085
Canales de tierra en condicion3s ordinarias tiacute 130 Canales de tierra con resistencia excepcional tiacute = 175
Maacutes adelante daremos los valores del coeficiente C en funcioacuten del radio R y los valores del coeficiente o de la loacutermua (l) corre3pondientes a los valores dAl coeficiente
C = 1 vT-
Ganguillet y Kulter adoptan tambieacuten la foacutermula
u C RTpero daacutendole a C el siguiente valor
O 00155
23 + + n
C 000155
1+ 23 + --- n
( ) V R
El nuacutemero n variacutea con la naturaleza de las paredAS y tiene los siguientes valores
n ln Paredes muy uniformes ceuromento madera
cepillada 0010 100 Paredes linos piedra tallada ladriilos 0013 77 Paredes poso uniformes 0017 58 Paredes rugosas piedras en bruto 0020 50 Paredes de tierra 0025 40 Paredes de grava 0030 33 Paredes irregulares de grava y mal cuidadas 0035 29 Paredes muy irregulares 0040 35
- 1566 shy
Las dJmensiones de los canal83 deben 118nar otras conshydiciones que determinan las foacutermulas anteriores
En primer lugar la tangente trigonomeacutetrica m queda determinada por la naturaleza del terreno Luego si circunsshytancias especiales no exigen la adopcioacuten de una profundishydad conviene dadas 1 y m dar a la seccioacuten la forma que corresponda a la maacutexima descarga por unidad de aacuterea de ella Esta seraacute evidentemente la seccioacuten maacutes econoacuteshymica De la foacutermula (3) Q = S U deducimos que para una superliacutecie dada S la descarga Q es maacutexima con U POI
consiguiente para una pendiente dada y teniendo en cuen shyta la foacutermula (2) U = e VRT con R o tambieacuten pll8sto que R = S P cuando P es miacutenimo
D8 la Hg 14 deducimos que
(5) S h (1 + h m)
(6) P + 2 h m V1 + m~ (6) P = I + 2 hmv 1 + m~
S h ( I + hm) (7) R
P + 2 hm 1 + m~ y por caacutelculo deducimos que P es miacutenimo cuando
h + V I + m~ (8)
2 ro
En este caso los lados B D H F D F son tangentes a Jo circunferencia descrita desde O como centro y con h como radio
Si sustiacutetuIacutemos en (7) 1 por su valor sacado de (8) obshytendremos
2 m h h ( + hm)
+ VI + m (9) R +
2 mh 2h V 1 + m~
+ ml+vl+ m~
- 1567 shy
--- -
1+ iexcl-1 + rn~ ]iexcl 2 = X
rn 4
es decir el radio medio es igual a la mitad de lu profunshydidad del agua
La relacioacuten h 1 que determina la seccioacuten oacuteptima soacuteshylo depeeacutelde para S e 1 dados del valor m El valor de h 1 en (8) permite calcular faacutecilmente h y 1 conociendo S y m Reempazando 1 por su valor en funcioacuten de h en la ecuashyc ioacuten (5) 1endremos
(lO) S =
( h
2 m h
1 + 1 1 + m~ h+-111
)
h~ 2 l 1-+ m~ -----shy 1
m
mS lh
11 J J h = ( 2 V 1 + m - 1 )
Seguacuten esto S2 ve que cuanio maacutes se acerquen los taludes del canal a la vertical mayor es h y por consiguienshyte R Conviene adoptar para R el mayor valor posible pues asiacute no disminuye la anchura del canal de pendiente dada 1 y se aumenta la velocidad media d el agua que es proshyporcional a R
Cuando las circunstancias obligan la adopcioacuten de una profundidad determinada la ecuacioacuten S = h (l + h m) soacutelo contiene la incoacutegnita 1
Empleo de las foacutermulas uso de las tablas ejemplos middotnumeacutericos--Los problsmas que se presentan maacutes frecuenshytemente son
I- Conocida la seccioacuten transversal de un canal y su pendiente calcular su descarga
JI- Conocido el rendimiento del canal y su pendiente
- 1571 shy
calcular las dimensiones que debe tener su seccioacuten transshyversal y la velocidad media del agua
CASO iexcl- Se a plican las siguientes foacutermulas
h (1 + h m) (S) S = h (1 + h m) (7) R
1 + 2 h 1 + m~
m
y lueacutego
(2) U = C m 1)Y2 (1) Q _ S C (R 1) 1j~
La foacutermula (S) ncs do e l aacuterea la (1) el radio medio pues h I Y 111 SO1 conocidos Las foacutermulas (2 y 4) permiten ca lcular U y Q
EJEMPLO Calcular el rendimie llto de un canal de ti eshyITU sabiendo que 1 = lmts h = 121 1 = 00002 y la inclinacioacuten de los taludes es 45
La aplicacioacuten de las foacutermulas (5 y 7) nos da
S = 2867 mts~ y R = 060 mts
El valor de C seguacuten la tabla de Bazin es 325 y seguacuten la de Kutte r 35 Tomamos e l promedio de estos dos valoshyres o sea 3375
Aplicando las foacutermulas (4 y 2) obtendremos
Q = 098 mts y U 037 mts
CASO II- Si existen circunstancias que obliguen a adopshytar una profundidad determinada se aplicaraacuten las foacutermushylas de la seccioacuten maacutes ventajosa es decir las foacutermulas sishyguientes bull
Q~m S (9) h b U~ b - shy~ (1 + m~ )11 ) = 2 R (l) R I
12 - 1) S~
Se principiaraacute por adoptar para b un valor provisional y para escogerlo seguacuten el rendimiento se evaluaraacute el vashylor posible de R y por consiguiente el de C seguacuten la tashybla de Bazin La tabla de los valores de b daraacute un valor que se adoptaraacute provisionalmente Una vez hallado el vashy
- 1572 shy
lar da R se rectificaraacute e l de b Se volveraacute a calcular R y
se continuaraacuten estas aproximaciones hasta que se encuenshytren para C y b valores que no difieran sensiblemente de Jos anteriores La ecuacioacuten (1) contendraacute R elevada a la quinta potencia y deberaacute resolverse por logaritmos
EJEMPLO Un canal debe tener un rendimiento de 2 lIltS de agua por segundo con una pendiente de 00002 por mts Cuaacutel debe ser su perfil transversal en la tierra con taludes inclinados 45
Supongamos R = 1 mt entonces seguacuten la tabla d e Bozin C = 378 y seguacuten lo de Kutte r C = 40 Toma mos 81 pro lllcd io C = 389 Para b obtenemos 000066
In
Lu IOacuteI JI1 U 111 (0) du x
Pero s iendo m 1 sacamos
m 0547
y obte ndremos 4R~ S 4W
0547
Lo foacutermula (1) nos da
R X 00002 000066 4
S~
R S~ 132
y sustituyendo S po~ su valor
16 R
(0547F 132 R 075
Seguacuten las tablas de Bazin y Kutter los valores respecshytivos de C pondiente de b tend
son de b remos
348 es
y 00
37 Adoptamos 0077 Sustituyendo
359 este
el valor nuevo
corresshyvalor
- shy 1573 shy
4 4 R~ 0547 S TI X 00002 000077 (
s~
R = 075
Lo vola re s d~ e y de b no difieren sonsibloTrl ento de los que acabamos de adoptar Tomaremos pues para TI el va le r 076 mis entoncos h = 152
4 (076 )~
S 442 Jll l s ~
0547
Q 2
u 047 mts S 422
La foacutermula (8) permite dete rmina r l
2 m h 2 X 152 126 y e l problema
1 + ( + m~)Y2 1 + (2)1
queda resuelto Pero puede ocurrir que por circunstancias especiales no
se pueda adoptar el perfil maacutes econoacutemico Entonces se coshynoc 3 la profundidad h o la anchura 1 por lo tanto
S = h (1 + h m)
Q2
R 1 b --- en que R estaacute expresado en funcioacuten S2
de h y de I y permitiraacute hallar por tanteo h o I y S Supongamos que por causa de la existencia de un submiddot
suelo rocoso la profundidad del canal no debe exceder de un mI y que la descmga sea de 2 mts pOI segundo y la pendiente 00002
Procederemos asiacute
Puesto que h 9S a lo sumo igual Q 1 mI el radio meshydio puede evaluarse en 050 mts Las tablas dan para e 306 y 34 adoptamos 32 y entonces b = 000098
1574
Q2
De la ecuacioacuten R I b --- deducimos S2
000098 X 4 S~ 392 S 625
050 X 00002
La foacutermula S = h (l + h m) da 525
La foacutermula (6) nos da P = 807
s 625 R 077 mts
P 807
Se partiraacute de este nuevo valor de R para repetir los caacutelculos
Las tablas dan para R = 077 mts C = 35 y 37 Adoptamos C = 36 entonces b = 000077
Tenemos
000077 X 4 S 40 S 632 1 532
077 X 00002
P 814 Y R = 077
Adoptaremos para el perfil de este canal de 2 mts de descarga por segundo
1 = 532 h = 1 mI R = 077
La velocidad media del agua seraacute
u = Q S = 2 632 = 031 mts
CAPITULO VII
Sistemas de rieqo
Hay muchos procedimientos de riego seguacuten la naturashyleza del terreno su pendiente los cultivos o la cantidad de agua de que se dispone
- 1575 shy
A continuacioacuten describiremos los siguientes sistemas Por sumersioacuten por filtracioacuten por desbordamiento
El riego por sumersioacuten se dIvide en tres meacutetodos el ri ego por filtracioacuten en dos y el por desbordamiento tambieacuten en dos De todos eros hablaremos separadamente
Riego por sumersioacuten
El sistema d3 riego por sumersioacuten llamado tambieacuten en manta consiste en cubrir el suelo con una capa de agua que permanece sobre eacutel un tiempo maacutes o menos largo
Generalmente requiere que el terreno sea sensiblemenshyte horizontal de pendiente suave 2 0 00 a lo sumo y que no sea impermeable La superficie regable se rodea de peshyquentildeos diques Si la pendiente fuese fuerte habriacutean de ser a l tos y emplear maacutes agua con lo que se perderiacutea la prinshycipal ventaja de este sistema que es su sencillez y ecoshyncmiacutea
Este procedimiento es uno de los mejores para el rieshygo de praderas cuya pendiente sea de 1-15 mmts por metro Comprende tres meacutetodos distintos
IO-La sumersioacuten naturcl que resulta del desbordashymiento espontaacuteneo de una corriente de agua o de la inunshydacioacuten artificial proveniente del levantamiento de las aguas
29- La sumersioacuten artificial 5encilla en que las aguas permanecen estanadas mientras dura el riego
3y- La sumersioacutell atificial con cJrculacioacuten continuiexcl en que el agua ircula suavemente por la superficie del terreno sumergido
Cuando se riaga con aguas que acarrean limos y areshynas estos materiales generalmente corgados de materias fertili~antes se depositan sobre el suelo Entonces el riego por sumersioacuten va acompantildeado del erdorquinamiento
Sumersioacuten natural- Muchos terrenos estaacuten expuestos a las crecidas de las corrientes de agua que los atraviesan Esta sumersioacuten natural es fuente de grandes riquezas Tashyles s)n Egipto y las pompos de la imeacuterica del Sur En Francia grandes extensiones de ter reno deben su fertilidad a riegos perioacutedicos de esto naturaleza
Las condiciones esenciales de estos sumersiones natushy
1576 shy
rales son pendientes longitudinales muy suaves (040- 045
mts por kmt como promedio) y pendientes transversales
bastante aceurontuadus para que las aguas de las crecidas
vuelvan faacutecilmente a su cauce primitivo
Sumersioacuten artificial sencilla- Exige un suelo de poca
pendiente que no exceda de 2 0 00 a menos de restringir
mucho ia extensioacuten dE las parcelas sumergidas
Si la pendiente fuese fuerte no se depositariacutean los seshy
dimentos perdiendo asiacute este meacutetodo su principal ventaja
Ademaacutes se correriacutea el riesgo de que las aguas arrastraran
la tierra vegetal Finalmente seriacutea necesario que las cuenshycas sumergidas estuvieran rodeadas de diques muy altos
lo que hariacutea perder las ventajas econoacutemicas de este sisshy
tema
Consiste en sumergir el suelo bajo una capa de detershy
minado espesor durante un periacuteodo de tiempo variable
El terreno se divide en compartimientos regulares roshy
deados dE pequentildeos diques que retienen el agua
Generalmente las aguas despueacutes de regar un comparshy
timiento superior pasan a regar uno inferior
Los compartimientos tienen extensioacuten variable En geneshy
ral no exceden de 10-30 aacutereas Se les puede dar una anshychura de 50 mts y una longitud variable seguacuten la pendienshy
te del terreno Los diques que los rodean exceden en todas
partes a 25 ctms al nivel del agua
La altura media del agua sobre la superficie del sueshy
lo es de 15 ctms En el punto maacutes alto del nivel del agua
25 ctms
En el centro de cada compartimiento y en sentido de su longitud se abre una atarjea g (lig 15) que sirve a la
vez de conduccioacuten y desecamiento
A este objeto puede ir acompantildeado de pequentildeas a tarshy
jeas h En el origen y en la extremidad de cada compartishy
miento la atarjea g lleva una en trada de madera con comshy
puerta para retener el agua o dejarla pasar
La atarjea g debe tener una pendiente aproximada de
0001 mts mL La anchura en el fondo y su profundidad
dependen de la superficie del compartimiento y de la cantishydad de agua que conduciraacute
--1577-shy
La fig 15 denota la subdivisioacuten del terreno en cuatro recipientes que forman otros tantos saetines cuya longitud depende de la pendiente del terreno
Es preciso que el nivel del agua en el segundo comparshytimiento sea inferigtr de 1- 2 ctms al fondo de la atariea g del primero Asiacute se logra que el agua pase del primero al SEgundo compartimiento
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Hiego por ~lIhm(~r~ ioacuten Planta ltle unn in~tala(- i(ln de cuatro C(Jlllparlimi-(-middotnto~
Ventajas e inconvenientes de este sistema- Permite reshygar superficies de poca pendiente con ca1tidades de agua demasiado pequentildeas para utiliza ras de otro modo Transshyforma en tierras feacutertiles suelos mediocres siempre que no sean impermeables y que las aguas contengan limos carshygados de principios nutritivos Su instalacioacuten y vigilancia son sencillas y baratas
En suelos impermeables da malos resultados Rara vez se puede aplicar en el momento de la vegetacioacuten y mientras dura impide la aireacioacuten del suelo
- - 1578 - shy
El riego por sumersioacuten se emplea principalmpnte en el cultivo del arroz
Riego de los arrozales- EI arrozal ha de estar compleshytamente cubierto por el agua pero sin quedar estancada sino circulando con muy poca velocidad Sin agua no gershyminariacutea la semilla y en cambio si quedara estancada enshyfermaria 0 planta y podriacutea ser causa de una epidemia pashyluacutedica en la regioacuten
El terreno destinado al cultivo del arroz ha de ser enshyteramente llano y con la pendiente necesaria para la lenshyta circulacioacuten del agua El campo se divide en parcelas delimitadas por pequentildeos diques de tierra
Unas como B (Fig 16) estaacuten trazadas longitudinalmenshyte en el sentido de las labores y del movimiento del agua al paso que otras la sentildealadas con la letra e van en dishyreccioacuten perpendicular a las primeras
Una vez construIacutedos los diques se da el agua a las parce las D y J de modo que la capa liacutequida tenga unos 12 ctms de espesor Hecho 6stO se practican en el dique inmediatamente infel ior unas abe rturas E de 20- 30 ctms
de ancho por donde flushyye el agua a las parceshylas inferiores Asiacute se conshytinuacutea hasta regar todo el arrozal El agua se reshycoge en la atariea d e desaguumle A
El consumo de a g ua se calcula en 24 Its por segundo y por hec taacuterea
Sumersioacuten artificial con derrame continuo--Cuanshydo se dispone de gran can tidad de agua la cirshyculacioacuten puede ser conshytinua sin alterar las disshyposiciones precedentegt
El agua de riego desshypueacutes de alcanzar el nishy
ni~po s i c i(lfl dI un arrozal divirl gtln ( 1
lahla~ n -lIadriluacutel erus L ri ego
- - 1579-shy
vel normal en el compartimiento regado pasa lentamente al inferior y se reemplaza con nueva agua Este procedishymiento priva menos del aire a las plantas que e l estallCU miento permanente
El movimiento d8 las aguas se regula dE-~ tal manera que la can tidad siexclJida por la parte inferior sea igual a Jo que Gntra por la superior De 83t8 modo se llega raacutepidashymente a resultados excelentes
Conviene enviar agua nueva o los compartimientos inshyferiores disponiendo alrededor del cqmpo un canal de cirshycunvalacioacuten El agua debe vaciar por encima de las comshypuertas a fin ds qU8 no arrastre los sedimentos En general los compartimientos tienen dimensiones mayores que los de sumersioacuten sencilla Si la pendiente es muy fuerte conviene disponer oblicuamente diques interiores que impidan la erosioacuten del suelo Los diques que bordean las parcelas tieshynen aproximadaments 150 mts de ancho en la corona y un nivel de 30- 40 ctms sobre el de las aguas
Rieqo por filtracioacuten
Este sistema comprende dos subdivisiones
19 Por filtracioacuten del aqua en el suelo por atarieas proshyfundas- Es un procsdimiento muy imperfecto desde el punshyto de vista d3 los resultados pero muy sencillo y econoacuteshymico Em p lea las zanjas excavadas en los terrenos para sanearlos
Esencialmente consiste en cerrar las compuertas que regulan los diferentes canales de desecamiento El agua de lluvia etc fluye asiacute poco a poco pgtr estos canales y si el suelo es permeable lo humedece al atravesar las pareshydes laterales de e llos pudiendo llegar por capilaridad hasshyta las raiacuteces
Este procedimiento soacutelo es practicable cuando el terreshyno es bastante permeable y de poca pendiente En suelos poco permeabls los resulta dos no son satisfactorios el agua fluye bien por los cana ~ es pero no logra humedecer la tierra
La lig 17 muestra la disposicioacuten de los canales a a b b y Ja de la compuerta d que cuando estaacute cerrada deshy
- 1580
termina el retroceso del agua que se va elevando en los canales y penetra en el suelo Abriendo jo compuerta se inicia la salida del agua y consecuentemente el desecashymien~o del terreno
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F~( 11 J)i sposieiHl para htlnHd e(~e r IIn 1IITfJ1U drenadu al ail
J i~ Hi middotiexclo po fiJI radmiddotn
29 Filtracioacuten del agua por atarieas abiertas superficiales - middot-Este meacutetodo se aplica sobre todo a Jos tierras labradas y
entre otros a 103 cultivos hortiacutec81as Difiere esencialmente del anterior en que las atarieas estaacuten mucho maacutes proacutexishymas en que son superficiales y el agua penetra en el sueshylo y en el subsuelo p8r las paredes y por el fondo
El agua circula por atarieas paralelas que limitan las parcelas de los cultives No debe tocar ni las hoias ni los tedios Por esta razoacuten se emplea e l agua de cloacas para los cultivos hortelanos Como no se ponen en contacto con as hoias ni con los tallos no pueden contaminar esta parshyte comestible de los vegatales Sin embargo uacuteltimamente se ha dicho que las aguas de cloacas contaminan las parshytes aeacutereas de las hortalizas con geacutermenes nocivos y se ha prohibido su empleo para el cultivo de las hortalizas que se toman sin coccioacuten
Este meacutetodo es tanto maacutes eficaz cuanto maacutes proacuteximas
1581 shy
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esteacuten las zanias que se trazan con el arado y estaacuten seshy
paradas unos 060- 080 mts La lig 18 indico la disposicioacuten del suelo La liacutenea a b
representa el canal de conduccioacuten a c el canal de riego del campo d designan los surcos que no terminan en el canal a c La limpieza que necesita el funcionamiento del sistema deteriora pronto este canal Debe construiacuterse una atari ea auxiliar e f comunicada con el canal a c por meshy
_-1582 - shy
dio de pequentildeos cortes g Este canal auxiliar se abre con el arado y se termina cuidadosamente con la pala Es anshycho y tiene una profundidad de unos la ctms
Riego por desbordamiento
Puede efectuarse de las maneras siguientes con reshygueras de nivel y planos inclinados que describiremos sucesivamente
A shy Por regueras de nivel Fundamentoshy EI terreno a regar estaacute surcado por regueras horizontales de desbordashymiento en que el agua rebosa el borde inferior y se exshytiende en forma de laacutemina continua
Pendiente del terrenoshy No debe ser excesivamente peshyquentildea pues entonces la circulacioacuten de la laacutemina de agua se efectuariacutea defectuosamente se admite como necesaria una pendiente de 3 Si 0 pendiente fuere excesiva en vez de una laacutemina continua se formariacutea una serie de arroshyyos que socavariacutean el terreno este peligro debe evitarse haciendo las regueras suficientemente proacuteximas
Descripcioacuten y funcionatnientoshy Las regueras de reparshyticioacuten se trazan en la direccioacuten aproximada de las liacuteneas de maacutexima pendiente fig 19 Si se interrumpe una regueshyra de distribucioacuten remansando el agua eacutesta entraraacute en la reguera de nivel inmediata anterior la cual se llenaraacute y desbordaraacute invadiendo el terreno el exceso se recogeraacute en el colector inmediato inferior el cual lo transportaraacute al canal de desaguumle
b middotmiddot l~vcro diexclhi Clon
rig 9
Alimentacioacuten de regueras sucesivas por una misma tomashy En vez de recoger las aguas sobrantes de una reshyguera directamente en un colector se recogen en otra reshyguera la cual una vez desbordada las deja pasar a otra y asiacute a varias no pasando de 4 oacute 5 seguacuten el caudal de
-1583 -
agua de que se disponga Parece que asiacute pudiera hacerse extensivo a todo el campo con una sola toma superior en la reguera de reparticioacuten pero no debe olvidarse que el agua que llegase a las regueras inferiores estariacutea escasa en oxiacutegeno y principios fertilizantes Esta es la razoacuten de las tomas sucesivas
Perfil longitudinal de las reguerasshy En la praacutectica no
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Uig 19) Riego por curvas de nivel
debe d6rseles una pendiente superior al 0003 intercalando cascadas si fuere preciso esto se refiere a las regueras de reparticioacuten Las regueras de distribucioacuten deben ser perfecshytamente horizontales
Seccioacuten transversal de las reguerasshy Las regueras de nivel deben ser poco proundas a fin de disminuiacuter la preshysioacuten del agua y por tanto su infiltracioacuten Es aconsejable
- 1584 -
UllO anchura de 20 ctms con una profundidad no mayor
de S clms Las acequias y regueras d e reparticioacuten se calcushy
bn seguacuten las foacutermulas hidraacuteulicas
B shy Por planos inclinadosshy Son tales les ven tajas del
riego por regueras de n ivel que se procura em plear un
sistema anaacutelogo aunque el terreno no tengo lo pendiente
necesaria
Principio--Si lo pendiente es inferior al 003 se terramiddot
1 I
Cor~e por A B F iJ20
I I
I
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Ri eacuteo t por p la n o~ in(linado pUl dobl e ari5la
plena formando un escolonado d e planos inclinados que
permito el riego por reguera~ de nivel
Descripcioacutenshy la reguera de reparticioacuten se coloca a una
altura conveniente para que el agua pueda en trar a las
regueras de nivel practicadas en la parte superior de los
planos en forma que llena de agua se vierta por ellos
recogiendo el exceso en colectores lig 20 El agua sobranshy
te puede ser muy abundante en tal caso el colector al ishy
- 185 shy
menta a su vez o tra serie de planos actuando a mane ra de reguera de reparticioacuten
Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
Planos inclinados naturales- Supongamos fig 21 un terreno de pequentildea pendiente S8 construye en terrapleacuten una reguera de d istribucioacuten con los produc tos de la excavacioacuten del colector inmediato E primer antildeo el riego seraacute defectuoshyso pero en los antildeos sucesivos mejoraraacuten los terraplenes y planos incl inados merced a la aportacioacuten del limo por las mismas aguas
0(oacute v lt
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ltiexcl - =-=~ ~ ~ ~-= -=--=--=-shy~ ~ Fig21
Planos inclinados artificiales-Consisten en cons truiacuterlos directamen te con tierra sacada del terreno m ismo lo cual exige terraplenes y movimientos importantes de tierra (fig 22)
TfrImiddotO)COfi
~S~iacutelllflmiddot ~~f~~
Tts 22
Datos para la formacioacuten de un proyecto de riego por planos inclinados- Se atenderaacute en primer lugar a que las acequias y regueras de reparticioacuten sean capaces de sumishynistrar el agua necesaria y los colectores de desaguar los sobran tes Las regueras de distribucioacuten seguiraacuten sensibleshymente las curvas de nivel a fin de q ue los planos incl inashydos conserven una longitud constante y que las regueras de dis tribucioacuten sigan la direccioacuten de la pendiente del terreshyno La anchura de Jos escalones no seraacute excesiva a fin de evitar los grandes movimientos de tierra En general tienen 4 oacute 5 mts y si el terreno tiene fuerte pendiente lleshygan a tener 10 Oacute 12 mts La pendiente de los planos inclishynados seraacute de 003 como miacutenimum
Suelos qlaciules-Son depoacutesitos de heleros provenienshytes de los productos de la erosioacuten glacial
Generalmente existen ciertas diferencias imporlantes enshytre los suelos de las regiones aacuteridas y huacutemedas debido a la diferencia de humedad En las regiones huacutemedos la humedad tiende a sacar los constituyentes maacutes solubles del suelo y a provocar el crecimiento de una vegetacioacuten exuberante de tal manera que la tendencia es sacar los minera~es solubles y acumular mantillo Como la mayoriacutea de los minerales alcalinos son muy solubles y por lo tanshyto se dejan sacar faacutecilmente del sue lo y como la destrucshycioacuten de la vegetacioacuten produce cierlos aacutecidos orgaacutenicos se tiene al final una acidez relativa en los suelos de los reshygiones huacutemedas
En regiones aacuteridas la falta de humedad permite que los minerales solubles se queden en el suelo y que puedan contener altos porcentajes de las sales de potasio sodio y magnesio como tambieacuten de algunos fosfatos poco solubles que constituyen alimentos uacutetiles para las plantas
Aleali- Los aacutelcalis encontrados en los terrenos naturashyles son generalmente una mezcla de varias sales que poshyseen propiedades muy diferentes sobre la vida de las plantas
El aacutelcali maacutes dantildeino es el carbonato de sodio Este cuerpo tiene propiedades caacuteusticas y en presencia de mashyteria orgaacutenica toma una coloracioacuten obscura por lo que con frecuencia se le llama aacutelcali negro
La presencia en promedio de 01 de aacutelcali en la zona de raiacuteces de cualquier suelo es desastrosa para el crecimiento de la mayoriacutea de los cultivos
En general un suelo con menos de 005 de sales soshylubles es aceptable y con maacutes de 005 de las mismas se considera esteacuteril Entre estos liacutemites la fertilidad del sueshylo depende principalmente del caraacutecter de las sales y de eacutel mismo
De Vries ha mostrado que la presencia de grandes cantidades de sales disueltas en el agua que estaacute en conshytacto con las raiacuteces de las plantas causa un encogimiento de las ceacutelulas que si persiste llega a producir la destrucshycioacuten de la planta Ademaacutes de esto los carbonatos alcashy
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linos tienen un efecto corrosivo sobre el tejido de las planshytas Un exceso de soles alcalinas produce ciertas enferme middot dCldes en las pantas y reduce la efici9nciacutea de la labranza
La presencia de aacutelcali afecta diferentemente los disshytintos cultivos De las hierbas cultivables la alfalfa es la maacutes tolerante De los cereales la cebada le sigue lo aveshyna La remolacha soporta maacutes aacutelcali que los cereales
No SE ha definido exactamente la cantidad de aacutelcali que resulta perjudicicd pues ella variacutea no soacutelo con el culshytivo sino maacutes auacuten con el cOIaacutecter del suelo el caraacutecter de las sales y la humedad El aacutelcali que puede contener un suelo variacutea con su humedad pues si aumenta eacutesta puede a umentar aqueacutella sin que la solucioacuten alcance alta concenshytracioacuten Los suelos arcillosos debido a que pueden conteshyner mayor cantidad de agua soportan maacutes aacutelcali sin pershyjuicios para los sembrados que los arenosos
En general las sales de sodio son maacutes dantildeinas que otras los carbonatos maacutes que los cloruros y eacutestos maacutes toshydaviacutea que los sulfatos Potasio calcio y foacutesforo son alimenshytos valiosos de las plantas aunque a menudo sucede que algunas sales de estos elementos se encuentran en cantishyciades perjudiciales a la vegetacioacuten
El aacutelcali soacute~o es perjudicial cuando estaacute en contacto con el tejido de la planta es decir cuando se encuentra en las zonas de raiacuteceuro ~r~ Euelo muy feacute iexcl) puede llegar a ser esteacuteril por la concentracioacuten de sales e1 las capas sushyperficiales debido al movimiento ascendente del agua que lleva las sales en solucioacuten y su evaporacioacuten ~n la supershyficie
Debido a la variedad de faciores que influyen en el resultado es imposible dar una regla exacta respecto a lo cantidad de aacutelcali que es perjudicial a la vegetacioacuten Las cantidades siguientes deben tomarse como aproximadas
Carbonato de sodio 01 Cloruro de sodio 05 Sulfato de sodio 1
Resistencia al aacutelcalishy Las investigaciones de Loughridshyge y otros indican la resistencia relativa al aacutelcali de los distintos cultivos en el siguiente orden
La mayoriacutea de los suelos de las regiones huacutemedas y aacuteridas especialmen te cuando han sido regadas estaacuten pershymanentemente saturadas de agua a cierta profundidad el liacutemite superior de la masa saturada se llama superficie de saturacioacuten (Water-table)
Agua libre--Cuondo un sue lo saturado con agua estaacute provisto de buenos drenajes una porcioacuten del agua seraacute ~acada por la accioacuten de la gravedad y reemp~azada por aire A esta agua se le denomina agua libre
Agua capilar- El suelo asiacute drenado permaneceraacute toshydaviacutea huacutemedo pues una parte del agua seraacute retenida por la atraccioacuten capilar de los poros Esta es la llamada agua capilar Su porcentaje variacutea con la naturaleza del suelo es mayor en suelos arcillosos que en arenosos La entrada del aire proveniente de la salida del agua libre y la preshysencia del agua capilar ponen al suelQ en condiciones fashy
-- 1522-shy
vorables para la siembra El agua capilar seraacute absorbida por las plantas o evaporada y entonces e l suelo se clasishyficaraacute como seco
Agua higroscoacutepica- EI suelo asiacute secado contendraacute toshydaviacutea algo de agua llamada higroscoacutepica La humedad higroscoacutepica de los suelos variacutea con su textura desde 1 en arena gruesa hasta 10 en arcilb La cantidad de agua higroscoacutepica es insuficiente para el consumo de las plantas y no se considera en los caacutelculos sobre riego
Movimiento capilar- EI agua capilar va hacia el sueshylo maacutes seco bajo la accioacuten de ]0 atraccioacuten capilar En lo superficie de saturacioacuten todos los poros del suelo estaacute n llenos con agua Encima de este nivel el suelo tiene su capacidad capilar Le cantidad de agua capilar variacutea de la superficie de saturacioacuten hacia arriba a una rata unifoshyme en los suelos de textura uniforme A cierto distancia de la supe rficie de saturacioacuten es cero Esta distancia variacutea d8sshyde l para arena gruesa hasta 6 o maacutes para arcilla pesada
La siguiente tabla elaborada por Lyon y Fippin muesshytra la extensioacuten y rata de la capilaridad
CLASE DEL SUELO Altura capilar en pulgadas
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El cieno da una altura mayor aunque a una rata meshy
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Coeficiente de marchitamiento- (Wilting coefficient) El punto en el cual la vegetacioacuten empieza a marchitarse y muere por falta de humedad se llama coeficiente de marshychitamiento El agua uacuteti l para el consumo de las plantas es pues e exceso del agua capilar sobre el coeficiente de marchitamiento La cantidad de agua en los suelos no deshybe pasa r de su capacidad capilar ni bajar de su coeficie nshyte de marchitamiento
Agua necesaria-middot- La cantidad de agua necesaria para
- 1523 -shy
el riego de pende del caraacutecter de l sue lo de la profundidad hasta la cual se desee humedecerlo y de la humedad que fa contenga
A continuacioacuten incluiacutemos una tabla de bastante utilidad
PORCENTAJES POR PESO DE LA CAPACIDAD PARA VARIOS SUELOS
Clas del suelo Coeficiente Wiltlng Cpacidnd Capacidad Capacidad
La capacidad uacutetil seguacuten se de duce de lo anterior es la diferencia entre la capacidad capilar y el coeficiente de marchitamien too
De la tabla anterior deducimos que si un barro o marshyga alcanza al coeficiente de marchitamiento contiene toshydaviacutea 134 de agua por peso y puede retener por capishylaridad 46 de agua adicional o 4 lbs pie cuacutebico En estas condiciones se requeririacutea 1 4 de pie cuacutebico para lleshynar un pie cuadrado de superficie de este suelo a una promiddot fundidad de 42 pies y a su capacidad capilar esto es se requeririacutea 3 de profundidad al aplicar el agua al suelo
Similarmente un barro arenoso bajo las mismas conshydiciones necesitariacutea 75 maacutes de agua o una profundidad de 51 4 pulgadas la arena gruesa necesitariacutea 7Y2 Y la arshycilla 3
CAPITULO III
Alimento de las plantas
El agua es el constituyente maacutes abundante de la planshyta y por lo tanto el elemento maacutes importante del alimento
- 1521 shy
de e~ la Ademaacutes de e sto el aguo es el vehiacuteculo necesario paro llevar en solucioacuten todos los otros e)ementos indispenshysables para lo nutricioacuten de lo planto
La cantidad de aguo necesaria paro lo formacioacuten de uno unidad de tejido variacuteo grandemente con lo clase de lo planto y con lo cantidad de materia alimenticio
Libras de agua necesarias para la formacioacuten de una libra de materia seca
Lawe y Gilberl H ellreigel Wollmy Klng Widlsoa Promedio
El aguo llevo el alimento necesario o los plantos en dos formas o) en suspensioacuten y b) en disolucioacuten
o) Los aguas llevan siempre en mayor o menor canshytidad elementos en suspensioacuten que depositan en los tieshyrras hacieacutendolos accesibles a los plantos Los elementos llevados en suspensioacuten forman porte del limo arrostrado por los aguas que ha sido tomado de los terrenos por donde han pasado para depositarlos maacutes tarde cuando el aguo pierde su velocidad en cantidad proporcional al arrastre y o la peacuterdida de velocidad
Los cantidades de limo arrastradcs variacutean entre amshyplios liacutemites En JD0 mismo corriente de aguo variacutean con los crecidos Veacuteanse algunos cifras suministrados por difeshyrentes observaciones que daraacuten ideo de los enormes canshytidades que pueden ser arrastrados
Var 12000000 Loira 6000000 Ga rona 5700000 Sena 200 000 Ma me 105000
Herveacute-Mangon ha es tudiado este a sunto con mucho cuishydado Sus observaciones en el Durance pueden resumirse asiacute
El peso tota l de 103 limos acarreados por este riacuteo en Merindol en dos ai10S (1859- middot1861) fue de 17923321 Tons
Admitiendo que estos limos depositados en el suelo peshysen por teacutermino medio 1600 kgs mts cuacutebicos su volumen hubiera sido de 11077071 mts cuacutebicos
Si este limo se depositase iacutentegramente en e l suelo cushybririacutea en un antildeo con una capa de 001 mts de espesor una superficie de 110770 hectaacutereas
Antildeade Herveacute-Mangon que en el departamento de Vaushycluse se consideran muy feacutertiles ~as tierras arables que poseen 030 mts de espesor de este valioso aluvioacuten o sea 3000 mts cuacutebicos iacute hectaacuterea El volumen de limo arrastrashydo en un ai10 por el Durance en Merindol representa una superficie de primera calidad de 11077071 3000 = 3692 hectaacutereas
Algunos anaacutelisis quiacutemicos de limos practicados por Herveacute-Mangon daraacuten una buena idea sobre su importancia
Limo del Durance- Can tidad media anual de limo conshytenida en un metro cuacutebico de agua 1454 gro Composicioacuten media por ciento y por antildeo
Promedios Men suare s Extrorno s
Residuo arcillosiliciacutelico insoluble 4502 46650 Aluacutemina y peroacutexido de hierro 372 4650 Nitroacutegeno 006 0098 Carbonato de cal 4127 41470 Carbono 041 0686 Agua y productos no dosificados 952 6446
- 1526 shy
Limo del Var-Composicioacuten centesimal Residuo insoluble 4428 Aluacutemina y peroacutexido de hierro 503 Carbonato de middot cal 3853 Nitroacutegeno 012 Carbono 012 Agua y productos no dosificados 1504
Veamos ahora algunos anaacutelisis practicados recienteshymente por M Muumlntz y que indican la cantidad de limo en varias corrien tes de agua y de los cuatro principales eleshymentos de fertilidad
Cre8mos conveniente exponer la composicioacuten del amoshyso limo del Nilo Los anaacutelisis del Dr Letheby indican las siguienies cifras por ciento
Crecida Esllalo
Materias orgaacutenica3 1502 1037 Acido fosfoacuterlco 178 057 Col 206 318 Magnesia 112 099 Potasa 182 106 Sosa 091 062 Aluacutemina y oacutexido de hierro 2092 2355 Acido carboacutenico y peacuterdidCIs 128 144
Es laacutestima qua este anaacutelisis no comprenda el nitroacutegeno que tanta importancia tiene como fertilizante esta falta se puede suplir promediando los anaacutelisis de Poyen y Chamshypian que dan 09-13 por mil de nitroacutegeno
El valor fertilizante de los limos de algunos riacuteos del Suroeste de EE UU comparado con lo requerido por una tonelada de alfalfa aparece en la tabla siguiente
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MaUrla ferlillzanle por acre Pie de agua
RIO Feeha Acldo 10sl Polasa NltroacuteVeno Invesllgador
Riacuteo Grande 1893-94 314 3255 2440 Goss Riacuteo Salado 1899-1900 105 265 900 Forbes Riacuteo Colorado maacutex 1900-0 I 4356 4446 6970 RIacuteo Colorado mIacuten 1900-01 226 163 103 1 ton de alfalfa 167 330 4200 Goss
Para apreciar la abundancia y cccioacuten fertilizante de los limos recordaremos ahora la composicioacuten por mil de una buena tierra vegeial del limo de una corriente de agua (Francia) del limo del Nilo y del Gstieacutelcol de granja
Tierra veoelal Coriente de agua Nilo Esliereol d (Francia) Granja
b) Al igual de las aportaciones de limo las cantidades de elementos disu3ltos llevados por las aguas variacutean cor la naturaleza de los terrenos que atraviesan
Las aguas son maacutes eficaces cuando contienen elementos que soja existen en pequentildea cant idad en el suelo que con ellas se debe regar
Aguas lluvias- Los anaacutelisis de las aguas lluvias han demostrado que ellas contienen nitroacutegeno combinado carshy
bonato y nitrato amoacutenico moterias orgaacutenicas clorura soacutedishyco suliato soacutedic) oacutexido de hierro oxiacutegeno nitroacutegeno y aacutecishydo carboacuten ico Los proporciones de estos compuestos variacutean con la localidad en las ciudades el agua lluvia estaacute maacutes cargada de aacutecido carboacutenico de materias orgaacutenicas y mishynerales que en el cnmpo En la formacioacuten de aacutecido niacutetrico tienen mucha influencia las tempestades
Cien litros de agua lluvia hervida han dado Nitroacutegeno 1308 lts
Oxiacutegeno 0637
Acido carboacutenico 0128
2073
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En general se puede admitir un promedio anual de 808 kgs de nitroacutegeno combinado (amoniacuteaco y aacutecido niacutetrico) por hectaacutereas y por antildeo
Aguas de arroyos y riacuteos- La composicioacuten de estas ashyguas variacutea tanto seguacuten la eacutepoca del antildeo en que se opere y el procedimiento que se siga para obtener la muestra que es bastante difiacutecil comparar los resultados de los dishyversos experimentos
Las aguas corrientes en contacto con el aire disuelven los gases contenidos en eacutel La absorcioacuten de oxiacutegeno es relativamente mayor que la de nitroacutegeno En general las cantidades de gases disueltos variacutean con la temperatura y para el gas carboacutenico con la composicioacuten de las aguas
Seguacuten Poggiale y Herveacute-Mangon el agua del Sena conteniacutea a DU y 760 mmts
La cantidad de nitroacutegeno y materias minerales conteshynidas en las aguas de que nos ocupamos variacutean grandeshymente y para dar idea del orden y magnitud de las misshymas citaremos los datos de algunas aguas seguacuten M Muumlntz
MATERIAS Bourne Isere Rodano Sourgcs Durance gr gr gr gr gr
Nitroacutegeno niacutetrico por m 0038 0223 0828 0104 e285 amoniacal 0100 0 110 0130 0036 00 I O orgaacutenico 0130 0 140 0230 0130 0140
TOTALES 90626 126907 120 lOa 103336 171089 Peso total de la
mal en di lOO 175 158 160 240
Si suponemos que la cantidad total de agua de riego
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repartida en una regioacuten sea de 16000 mts cuacutebicos por hecshytaacuterea y por antildeo resultaraacute por ejemplo en el Isere que e l nitroacutegeno aportado por ellas seraacute 0473 X 16000 = 7568 grs o sea 75 kgs que es bastante apreciable En algunos casos resultan cifras muy elevadas asiacute Herveacute-Mangon ha encon trado que una pradera de los Vosgos recibe 208 kgs de nitroacutegeno mediante los canale de riego resultando in shynecesaria la aplicacioacuten de este abono
CAPITULO IV
Fuentes de abastecimiento
Las aguas que se emplean para regar puede n provenir 10 De las corrientes subterraacuteneas 29 De los es tanques o depoacutesitos de a lmacenamiento 30 De Jos corrientes de agua
1-Corrientes subterraacuteneas
A-Origen- EI origen de las aguas subterraacuteneas no estaacute establecido cientiacuteficamente maacutes que desde hace pocos antildeos el estudio de los fenoacutemenos geoloacutegicos antiguos y
recientes y el de la meteoro logia han permitido a distin shyguidos observadores determinar las muacuteltiples acciones y reacciones que las aguas ejercen a traveacutes de la corteza terrestre
Muchas fueron las teoriacuteas que sobre el origen de las aguas subterraacuteneas se emitieron Sin referirnos a una anshytiguumledad muy remota diremos que la teoriacutea correcta fue creciendo en importancia y confirmaacutendose cada vez maacutes
En 1847 J Degousse menciona las causas de la preshysencia del agua en las capas geoloacutegicas que estaacuten cershyca de la superficie del suelo En resumen la cantidad de agua que e levada por la evaporacioacuten en la atmoacutesfera recae en forma de lluvia niebla nieve etc sobre los continente s es maacutes que suficiente para alimentar las coshyrrie ntes de agua que circulan en su superficie o en sus cashyvidades interiores
Hoy que innumerables trabajos de minas y sobre toshydo de sondeos profundos destinados a la busca de agua
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heacuteln perforado la superficie del suelo que el reglmen de las corrientes de agua y la accioacuten de las lluvias sobre eacutel ha sido estudiado ninguna duda es ya posible Las obsershyvaciones llegadas de todas las regiones geo~oacutegicas prueban que la alimentacioacuten de todas las corrientes de agua sushyperficiales o subterraacuteneas de todas las capas estaacute asegushyrada uacutenicamente por las aguas de la atmoacutesfera
B-Manera de encontrar y buscar las aguas subterraacuteshyneas- Para encontrar las aguas subterraacuteneas se pueden dar solamente ideas generales Las aguas para que hagan su aparicioacuten en el subsuelo necesitan un recipiente un hueco en eacutel Para el hiJroacutelogo seraacute siempre tarea difiacutecil tener que buscar agua sobre todo si se trata de grandes cantidades de aguas subterraacuteneas en las capas geoloacutegicas antiguas pues en las rocas de esta edad la estratigrafiacutea de las capas perme-lbles de las roturas y de los abismos es de una naturaleza tan complicada y tan difiacutecil de comshyprobar que los medJos hidroloacutegicos son aplicables solashymente en casos determinados Por otra parte las rocas deshytriacuteticas de las edades geoloacutegicas maacutes recientes del cuashyternario diluvial o actual ofrecen un campo de investigamiddot cioacuten maacutes favorable
Por la misma formacioacuten de la superficie el hidroacutelogo podraacute deducir muchas veces si el subsuelo se presta para llevar aguas Son de importancia las deposiciones arenoshysas producidas por la atmoacutesfera las dunas de las cuales muchas ciudades se abastecen de agua Las deposiciones Cuaternarias se distinguen por su regularidad sin embargo es frecuente encontrar buenas condiciones hidroloacutegicas en las formaciones arenosos del terciario
Excelentes indicios ofrecen los pozos existentes se deshyberaacuten anotar las variaciones de nivel y las entregas de agua Si el pozo no se ha secado ni aun en los tiempos de mayor sequiacutea y si no se ha procedido nunca a profunshydizarlo se debe pensar que hay un buen portador de aguas Si el nivel del agua en el pozo baja muy poco aunque se saquen grandes cantidades de agua se tiene indicios de que el subsuelo procede de buenas capas permeables
Los terrenos seguacuten su naturaleza quiacutemica y fiacutesica roshyturas y grietas que los atraviesan son capaces de retener
- - ]31
o dejar filtrar maacutes o menos agua desde el punto de vista de esta propielad los dividiremos en permeables e impershymeables
Las aguas de lluvia al caer sobre el suelo empiezan por impregnar la capa superficial facilitando asiacute su absorshycioacuten por las plantas ot[) arte se evapora al contacto con el sueo cuya temperatura os genelUlmente superior a la del aire el resto del agua trata de seguir a los arroyos o riacuteos a menos que durante el trayecto estas aguas sean absorbidas por la porosidad del suelo
La parte de agua que no eS utilizada por la vegetacioacuten desciende lentamente hasta encontrar una capa impermeashyble que a obligu a escurrirse siguiendo su conterno
Si las raiacuteces son numerosas e importantes constituiraacuten una especie de filtro subterraacuteneo que haraacute regular el reacutegishymen de las aguas subterraacuteneas al contrario en terrenos donde la vegetacioacuten es escasa las aguas arrastran la tieshyrra vegetal y el reacutegimen subterraacuteneo saraacute irregular De esshyto deducimos la importancia de los bosques pues ellos son reguladores de la humedad del suelo dan origen a mananshytialas y moderan el escurrimiento de las aguas superficiales
Las rocas superficiales permeab~es provienen generalshymente de la disgregacioacuten de las rocas soacutelidas sea por las reaccienes quiacutemicas por la accioacuten de las aguas del calor etc Las rocas silicosas o cuarzosas (cuarzo pizarras siliacuteceas areniscas) se transforman en arenas maacutes o menos gruesas en cascajo en guijarros y cantos rodados Las rocas grashyniacuteticas gneis pizarras micaacuteceas es decir las recas de los terrenos cristalinos a base de feldespatos se descomponshydraacuten en tierras arcillosas o caolinas ricas en aacutelcalis y en arenas Les esquistos se transformaraacuten en tierras silicoshysos o arcillosas Las calizas y las margas calizas daraacuten tierras y arenas calizas
De todas estas rocas la maacutes permeable es el aluvioacuten esto se comprueba observcrdo la facilidad con la cual bashyja el nivel de los pozos cuando se ha secado cierta cantidad de agua Se mide la permeabilidad desnivelando la capa de agua de un pozo por medio de bombas la modificashycioacuten del nivel del agua para un gasto determinado permite evaluar la permeqbilidad
- 1512
Las arenas silicosas areniscas seguacuten su grado de ceshymentacioacuten las callzas friables y porosas) son tambieacuten roshycas permeables
La tabla siguiente da la porosidad de varias formacioshynes en porcentaje por volumen
Formacioacuten Localidad Porosidad Invutlu~dor
VolUlll
Dolomita Joliet 111 27 Merril Caliza (ooliacuteti- Bedford Ind 98
cas) Dolomita Winona Min 17 Arenisca Jordaacuten Min 237
Tiza Inglater-a 1444 Humber Arena 3545 Arena y grava 2S30 Suelo arenoso Carolinn del Arenisca de S 43 Whitney
Postdam Ablemans Wis 7 12 Buckley
Para compreacuteJbor la exist2ncia de aguas subterraacuteneas debe estudiarse si e llas estaacuten en e s tado de reposo o moshyvimiento En el primer caso s~ tendraacute una aglomeracioacuten de aguas que pueden agotarse Dor la extraccioacuten permanenshyte En el segundo la aglomeracioacuten daraacute un rendimiento continuo que se sostendraacute mlentrcs no se saque una canshytidad mayor que la que alimenta las existencias
A fin de informarse de sus movimientos debe iexcllevanshytarse un plano de las alturas de las capas del nivel de las oguas subterraacuteneas La construccioacuten del subsuelo se ha de relevar primeramente por medio de tres pozos situados siempre que sea posible en los veacutertices de un triaacutengulo equilaacutetero Deben determinarse las capas que forman el teshyrreno la manera como se suceden e l espesor y la situashy
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cioacuten de ellas y anotarse los resultados en un libro de pershyforacioacuten que tendraacute el siguiente rayado
Pozo N 200 mts a l S de perforado entre el
y
Nuacutemero de Altura Espesor de Profundidad Naturaleza la capa Mts la capa Mts Bajo la supo del terreno
Mts
Cuando se llegue a la capa portadora de las aguas se colocaraacute un tubo de observacioacuten en el pozo para determishynar el nivel del agua subterraacutenea y sacar muestras de ella El tubo de observacioacuten tiene un diaacutemetro de 4 5 hasta lY2 y estaacute provisto en su extremidad inferior de un filtro de un metro de largo
El extremo que llevo e l filtro se fabrica de un tubo pershyforado revestido exteriormente con un tejido de trencilla Al colocar el tubo de observacioacuten dentro de la perforacioacuten deix~ reJenarse con arena lavada el espacio entre ambos y lueacutego quitar los tubos de perforacioacuten Debe hacerse lueacutego una nivelacioacuten para determinar las alturas de los extremos superioras de los tubos de observacioacuten y la situacioacuten de jo niveles de 103 aguas subterraacuteneas
Conocidos los signos exteriores que revelan la presenshycia de las aguas subterraacuteneas conviene tener en cuento algunos caracteres geoloacutegicos del terreno para proceder con maacutes acierto el e alumbramiento de las aguas Estos cashyracteres principales son
Terrenos poco permeables que descansan sobre un terreno impermeable--La topografiacutea de un terreno de este geacutenero es faacutecil conocerla consul tondo los mapas con curshyvas de nivel La liacutenea de mayor pendiente indica la dishyreccioacuten en que las aguas subterraacuteneas son maacutes abundanshytes porque generalmente la capa impermeable del subsueshylo estaacute inclinada en direccioacuten de la liacutenea de maacutexima penshydiente en a~gunos casos la pendiente de la capa impermeashyble sigue otra direccioacuten y en tonces la liacutenea en que se enshycontraraacute la mayor cantidad de agua seraacute la diagonal del paralelogramo
- - lSll -shy
Cuando la capa impermeable presenta ondulaciones como es frecuente las aguas subterraacuteneas se acumulan en las depresiones del terreno impermeable que corresponden aproximadamente a las depresiones superfi ciales en este punto deberaacuten practicarse los pozos
Terrenos de aluvioacuten y descompuestos-Las aguas subshyterraacuteneas de estos terrenos estaacuten muy cerca del suelo Pashyra obtener en ellos un gran caudal de agua se abren los pozos en los sitios en que la corriente de agua subterraacutenea tiene mayor velocidad Para averiguarlo suelen emplearse dos metodos el de Thien que consiste en abrir dos talashydros o pequentildeos pozos y tirar sal marina en el pozo maacutes alto determinando el tiempo que demora el agua salada en aparecer en el pozo maacutes bajo El otro metodo que es maacutes praacutectico es de Schuchter y consiste en practicar dos pozos en uno de los cuales se vierte cloruro de amonio electrolizando e l suelo por una corriente electrica la aguja de un galvanoacutemetro permite averiguar la llegada de la solucioacuten al otro pozo por disminuIacuter notablemente en este momento la resistencia del circuito eleacutectrico asiacute formado
Terrenos muy permeables y homogeacuteneos- Si eacutestos desshycansan sobre uno capa arcillosa bastaraacute hacer suficienteshymente profundo el pczo para encontrar la capa de agua De un modo general convendraacute seguir las mismas reglas indicadas para los terr enos poco permeables El empleo de la dinamita parece ser ventajoso pues la violencia de esshyte exposivo origina grietas y fisuras que favorecen la filo tracioacuten
Terrenos muy permeables y heterogeacuteneosmiddot-Es frecuenshyte que en estos terrenos haya dos circulaciones de aguas superpuestas por S2r generalmente muy profunda la capa inferior presenta moacutes intereacutes el alumbramiento de la capa superior
e-Manera de calcular la cantidad de agua subterraacuteshynea- El mejor meacutetodo para calcular la capacidad de una fuente subterraacutenea es hacer ensayos de bombeo durante un tiempo suficient8mente lergo para alcanzar un equilimiddot brio cproximado entre la entrega y la demanda Rara vez seraacute praacutectico continuar taes ensayos hasta alcanzar el equilibrio perfecto pues en la mayoriacutea de los casos seriacutea
-15 ~5 -
esto labor de varios antildeos Por otra parte los ensayos d 2 corta duracioacuten generalmente dan resultados falsos o al menos engantildeosos
a-Velocidad del flujo- -La velocidad del flujo de una corriente subterraacutenea es funcioacuten de la pendiente o gradiente hidraacuteulica y de la resistencia que ofrecen las partiacuteculas del suelo
La pendiente puede dete rminarse faacutecilmente haciendo sondeos hasta el nivel de las aguas subterraacuteneas teniendo cuidado de medirla en la direccioacuten de maacuteximo declive Si sobre el estrato permeable se encuentra otro maacutes o menos impermeable el agua correraacute en el inferior bajo una preshysioacuten superior a la atmosfeacuterica La pendiente se encontraraacute determinando la altura a que sube el agua en los tubos colocados en el estrato poroso Daben sacarse muestras del material e investigar su tamantildeo y porosidad Lo poroshysidad estaacute influenciada no soacutelo por el tamantildeo de los grashynos sino tambieacuten por el grado de compactacioacuten de la forshymacioacuten es por esto por lo que e lla soacutelo puede calcularse aproximadamente El tamantildeo de los granos se determina por medio de tamices
Habiendo encontrado estos e~ementos nos resta expreshysar la relacioacuten entre ellos y la velocidad del flujo
Los experimentos de Darcy Hagen y Hazen han deshymostrado que la rata a la cual un aguo fluye o traveacutes de arena o grava fina sigue aproximadamente las leyes que rigen paro el flujo en tubos capilares es decir la velocishydad es aproximadamente proporcional o h l siendo h la carga hidrostaacutetica y l la distancia que el agua recorre
Para diferentes clases de materiales la velocidad deshypende del tamantildeo de los poros siendo eacutesta una funcioacuten del tamantildeo de los granos y del grado de compactacioacuten Para una arena de tamantildeo uniforme y un grado dado de compactacioacuten se encuentra que la velocidad del flujo es aproximadamente proporcional al cuadrado del diaacutemetro de los granos expresardo el grado de compactacioacuten en teacutermino de porcentaje de poros se encuentra que para mashyteriales de igual tamantildeo la velocidad del flujo es aproxishymadamente proporcional al cuadrado de la relacioacuten de porosidad El voluIJ1en del flujo que viene o ser igual a
-1536 shy
la volocidad multipicada por el aacuterea de la seCCIOD neta
seraacute entonces proporcional al cubo de la porosidad La enorme variedad en tamantildeo y porosidad de las
arenas y gravas hace bClstante difiacutecil la aplicacioacuten de foacutermulas matemaacuteticas y resultados experimentales a las
condiciones de trabajo Sin embargo los resultados obtenidos por Hazen en
filtros de areno son de bastante importancia en esta mashy
teria La formacioacuten por eacutel obtenida y que se aplica a areshy
na de un tamantildeo efectivo de 01-30 mts es
h(t+IOO
v = cd~ ~ - 60--)
siendo
v la velocidad en metros por diacutea de una columna soacuteshy
lida de la misma 32ccioacuten que la de la arena
c una constante que variacutea entre 400 y 1000 d el tamantildeo efectivo de los granos de arena en mmts
h la carga hidrostaacutellca que causa el movimiento
1 e l espesor de la capa de Clrena t lo temperatura en grados Fahrenheit
El valor de la consonante e variacutea con la compactacioacuten y uniformidad de la arena La v elocidad del flujo a traveacutes
de los p oros se encontraraacute dividiendo la ecuocioacuten anterior por la relacioacuten de porosidad p Despreciando las correccioshy
nes de temperatura la velocidad en pies por diacutea seraacute
d middote shyv 33 X x s K s donde
p
v velocidad promedio a traveacutes de los poros de la areshy
na en pies por diacutea
d tamantildeo efectivo de la arena en mmts
p relacioacuten de porosidad
s gradiente hidraacuteulica
cd~
K = 33 X --- = velocidCld para la pendiente unitaria p
La porosidad p variacutea entre 40 para arena maacutes o meshy
nos uniforme y 30 o menos para arena maacutes compacta o
- IS37 shy
de un grado de uniformidad menor El teacutermino e p que reshypresenta la influencia de la porosidad sobre la velocidad se puede calcular en 1000 040 = 2500 para p = 40 Y
400 030 = 1330 para p = 30 Estos resultados concuerdan con los experimentos de Slichter que establece que la veshylocidad del fluj o es aproximadamente proporcional 01 cuashydrado de la relacioacuten de porosidad Partiendo de esta base y asumiendo c = 1000 para p = 40 calcularemos los vashylores de K
Valores de K o velocidad del flujo en pies por diacutea para S= 1 -
Porosi dad
Muy Fina Fina Media Gruesa
Muy
Gruesa GRAVA fiNA
2i
10 ~I
middot10
010 Oi
on IH 21
020 ~H
3S n l
U~
030
II
22
040
L
iexcl
~n
050 11 24 tl
fil
080 ll
iexcliexclO
1011 1-0
100 iexcln
11111 IliO
2iU
200 ~oo
~~II
1111
1~1l
3 00 470 SIiO
1middot1(1(1
2~O(J
Lembke calculoacute los siguientes va~ores para K basado en los experimentos de Darcy Krober y otros
Material 1lt en pies or dia
Arena y grava 9400 Arena gruesa 2800 Arena media 760 Arena fina 150
Slich ter dio los siguientes valores de K para una poshyrosidad de 32 y una temperatura de 50deg
Material Taln~ iexcllO efectivo 1lt en pies Por diacutea
Arena fina 010-020 16 a 65 Arena media 025-045 100 330 Arena gruesa 050-095 400 1550 Grava fina 100-500 1600 40000
No debe esperarse mucha exactitud de los coacutemputos hechos por los procesos antes descritos ellos sirven como una guiacutea general para estudios maacutes precisos e indican liacuteshymites razonables de estos valores
- 1538shy
b-Canlidad de agua--Habiendo determinado la veoshycidad del flujo la porosidad del material y la seccioacuten transversal del estrato poroso en aacutengulo recto a la direcshycioacuten del flujo la rata total seraacute el producto de estos tres factores
Q = velocidad X (aacuterea de ~a seccioacuten X porosidad) = v Ap = KsAp las unidades empleadas son el pie y el diacutea
Las irregularidades de la seccioacuten pendiente y moteria les afectaraacuten maacutes o menos los resultados 103 caacutelculos he chos en esto ferma no tAndraacuten un valor considerable en el estudio de las fuentes de agua subterraacutenecs pero siacute sershyviraacuten para modificar las id8as erroacuteneas que sobre su cashypacidad se tienen con frecuencia
En la tabla que a continuacioacuten insertamos se dan las ratas de flujo en galones por diacutea y por pie cuadrado de seccioacuten para arenas de diferentes grados de menudez y
porosidad y para un) pendiente de 1 Para otras pendienshytes multipliacutequese el nuacutemero de la tabla por la pendiente expresada en decimales
Muy Muy
Porosidad Fina Fina Media Gruesa Gruesa G R A V A F I N A
40 smiddot cw i IU JlUO 200n iacuteWU SIlIlII l llllll 7 lIflll 0 1 171l IXU H~1l 1100 7UU iexcl wo lilHl1l lHIIOIl
2-Estanques de almacenamiento
Estos recipientes se usan para regular el flujo del agua de tal manera que se acomode a las necesidades evitando el gasto excesivo cuando el abas tecimiento excede a la demanda y conservaacutendola para ser usada cuando ocurra lo contrario
El almacenamiento de agua para las necesidades del riego requiere condiciones topograacuteficas especiales para ser financieramente posible Tales condiciones deben hacer poshysible el a lmacenamiento de grandes cantidades de agua de tal manera que las estructuras necesarias sean de dishy
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rrensiones y costo moderado comparacias con la cantidad de agua almacenada Con respecto a las particularidades topograacuteficas los sitios que se acomodan a ests fin se pueshyden dividir en cuatro clases
l- Lagunas naturales 2- Aquellos cue estaacuten localizados en liacuteneas de dre naje
natural 3- Depresiones naturales 4-Estanques artificiales Las lagunas naturales son impor tantes reguladores del
gua de drenaje que reciben Controlando la salido por medio de represas y compuertas reguadoras puede aproshyvecharse gran pa rte de las existencias a muy bajo precio
Los sitios maacutes comunes para el almacenamiento de -lgua son los comprendIdos en el NI 2 pero requieren mushycho cuidado para la descarga de las crecidos y en geneshyral son muy costosos en proporcioacuten a su capacidad
Las depresiones naturales o logos secos provienen del hundimiento de cavernas subterraacuteneas formadas por la acshycioacuten erosiva de los aguas subterraacuteneos Estas depresiones son inapropiadas para el almacenamiento a causa del faacuteshyci escape que pueden e ncontrar las aguas por los grietas que se encuentran en sus vecindades
Los estanques artificiales exigen trabajos especiales de e xcavacioacuten en general son excesivamente costosos y soacutelo se recomienda su construccioacuten en caso de que el aguo tenga un costo elevado
Eleccioacuten del sitio- Las principales circunstancias que afectan la posibilidad y valor de un sitio para almacenashymiento son
l - Su relacioacuten con los regadiacuteos 2- Su relacioacuten con el abas tecimiento 3-Su topografiacutea 4- Su geologiacutea Debe hacerse un examen cuidadoso de la regioacuten donde
se desea localizar el almacenamien to a fin de descubrir toshydos los si tios posibles y poder escoger e l que ofrezca conshydiciones maacutes ventajosas
El estanque debe estar situado lo bastante alto para poder dlstrlbuiacuter el agua por gravedad y tan cerca de los
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regadiacuteos que las peacuterdidas por transporte sean miacutenimas Ademaacutes debe ser iexclal el sitio que intercepte una cantidad suficiente de agua o que se la pueda conducir a eacutel
Geologiacutea del sitio- Habiendo estudiado la topografiacutea e hidrografiacutea de l lugar debe estudiarse cuidadosamente su geologiacutea a fin de conocer el caraacutecter y profundidad de los astratos inferiores La conformacioacuten geoloacutegica debe ser tal que contribuya a la eficiencia del almacenamiento Los lugares si tuado3 en vall9s inclinados son gen6ralmente fa shyvorables Como en eacutestos les estratos se inclinan de las colinas al fondo de valle el a gua que cae en aqueacutellas iraacute por percolacioacuten al estanque
En las formaciones de cal y yeso es corriente enconshytrar cavernas que faacutecilmente pueden derrumbarse es por esto por lo que debe e3tudiarse cuidadosamente la geologiacutea de estas formacione3 antes de construIacuter un estanque sobre ellas
Peacuterdidas en los estanques- En re lacioacuten con este toacutepi shyco mencionaremos algunos estanque que han tenido que ser abandonados por lo alto de las peacuterdidas
Estanque de Tumalo- Fue construiacutedo por el Estado de Oregoacuten Durante la diiexclcusioacuten del proyecto un grupo de ingenieros recomendoacute se construyera parcialmente y se hishycieran ensayos sobre su impermeabilidad este consejo no fue seguido y la represa se construyoacute de la altura proyecshytada Terminada la obra se llenoacute el estanque hasta que e l agua a lcanzoacute una altura de 20 pies sobre el orificio de salida En estas circunstancias se abrioacute un hueco en el fondo que descargaba 200 pies cuacutebicos por segundo y que raacutepidamente vacioacute el estanque Este hueco fue taponado y vuelto a llenar el receptaacuteculo pero las nuevas grietas que se abrieron no permitie-ron que el agua volviera a alcanzar la altura inicial Las peacuterdidas subieron tanto que le quitashyron todo valor al estanque como lugar de almacenamiento
Estanque Hondo- Cerca de Roswell Nuevo Meacutejico se construyoacute este estanque aprovechando una depresioacuten nashytural La depres ioacuten se aumentoacute por la unioacuten de las colinas circundantes por medio de diques El agua se suministroacute por medio de un canal de alimentacioacuten Las fugas se preshysentaron inmediatamente que estuvo lleno el estanque y
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aumentaron raacutepidamente debido al ensanchamiento de los huecos y grietas que se abrieron en el fondo Muchos esshyfuerzos se hicieron para restringir las peacuterdidas pero tedas fracasaron y el estanque tuvo que ser abandonado
La roca de la regioacuten era principalmente yeso que coshymo anteriormente se dijo es inapropiado para este in ya que en estas formaciones se encuentran muchas cavernas Es seguro que la depresioacuten que se escogioacute para el almacenashymiento se formoacute debido al hundimiento de alguna caverna
Las siguientes recomendaciones generales pueden ser de alguna utilidad para la escogencia del lugar apropiado
l- Eviacutetense los lugares cercanos a las formaciones de y eso y cal
2- -Las fcrmaciones volcaacutenicas deben estudiarse cuidashydosamente pues en ellas es corriente encontrar grietas o cavidades
3- Las areniscas de grano grueso ofrecen alguacuten peligro
4- Las depresiones naturales no son recomendables y deben evitarse si se encuentral1 en las cercaniacuteas de rocas cavernosas o si reposan sobre material grueso que ofrece salida faacutecil al agua
Sedimentacioacuten en los estanques- Sabemos que todas las corrientes naturales eradan sus canales y llevan maacutes e menos limo en suspensioacuten Cuando se concluye una re presa a traveacutes de una corriente la sedimentacioacuten de los limos debida a l estancamiento del agua puede llegar a disminuiacuter grandemente la capacidad del estanque si n o e remueve
El problema relativo a la sedimentacioacuten en los estan ques construiacutedos sobre corrientes portadoras de limo ha sishydo cuidIdosamente estudiado y se han expuesto muchas teoriacuteas sobre su solucioacuten pero ninguna de ellas ha sido confirmdcr por la pTaacutectica
Se han hecho muchos esfuerzos para determinar el factor exacto que exprese la relacioacuten entre el peso de un limo seco obtenido por observacioacuten y el volumen del misshymo limo como se deposita en el fondo de los estanques
La tabla siguiente muestra el resultado de cuatro enshysayos
-- 1542 -shy
Observedor Peso de I P C Limo huacutemedo Lbs
Limo seco P2S0 Lbs
Densidad
Follet Coghlcm Hughes Lawson
Promedio
1047 89 5
530 923 76 1 860 770
264 255 260
Las variaciones se deben en parte al diferente caraacutecshyter y peso de los limos ensayados Por esto el promedio (77 lbs pie cuacutebico) soacutelo debe tomarse como un va lor aproximado
El80bierno de los EE UU ha hecho observaciones sistemaacuteticas del limo que lleva el Riacuteo Grande desde 1897 hasta 1912 W N Folle es tudioacute cuiciadosamente las dishyversas observaciones y los resultados por eacutel obtenidos opashyrecen compendiados en la siguiente obla
Antildeo Aguaiacute acres pies Limo- Limo - acre s pies
Las observaciones se hicieron de la siguiente manera Se tomaron muestras del agua turbia del riacuteo se removioacute el limo por sedimentacioacuten y filtracioacuten se le secoacute a 60deg e y lueacutego se le p2SOacute Los porcientajes son por volumen y
se les calculoacute tomando como base que un pie cuacutebico de lim o en el estanque pesa despueacutes de secado 53 lbs
Despueacutes de considerar los resultados de los experimenshytos efectuados en India y Ameacuterica Etcheverry concluye asiacute
I- Un pie cuacutebico de limo saturado sedimentado en un tubo por un antildeo contiene alrededor de 30 lbs de limo seco El porcientaje por volumen de lodo saturado es jgual al porcientaje por peso multiplicado por 2l
2- Un pie cuacutebico de limo huacutemedo como se deposita bajo condiciones naturales el por volumen de lodo huacutemiddotmiddot medo es igual al por peso multiplicado por 12
3- Un pie cuacutebico de lodo seco pesa alrededor de 90 lbs
Remocioacuten del limo depositado- La represa Assuan en Egipto forma sobre el Nilo un estcnque de gran capacidad y considerable volumen de limo La gran capacidad del estanque se debe principalmente a la suave pendiente del riacuteo pues debido a eacutesta la represa logra represar las aguas unas 40 millas aguas arriba formando asiacute un estanque largo pero angosto La represa estaacute provista de 180 comshypuertas que permanecen abiertas mientras dura la crecida anual permitiendo asiacute que la corriente torrencial arrastre su linIO a traveacutes del estanque y al mismo tiempo saque parte del que se depositoacute el antildeo anterior
Este meacutetodo de remocioacuten parece ser efectivo pues sosshytiene la capacidad de almacenamiento para las necesidashydes actuales del riego pero eacutel exige el gasto de la mayor parte del agua en antildeos normales y su eficiencia depende mucho de las circunstancias locales (estanque angosto) pues bajo estas condiciones una corriente raacutepida es muy efectishyva para sacar el sedimento depositado Por otra parte las variaciones del Nilo son tan regulares que permiten la ashydopcioacuten de un programa predeterminado lo que es geneshyralmente imposible en otras corrientes
La combinacioacuten de estas condiciones es tan rara que la solucioacuten adoptada no tiene ap~icacioacuten en la mayoriacutea de
-- 1544-shy
los casos y presenta por lo tanlo muy poco in tereacutes como solucioacuten general al problema de que nO$ ocupamos
El ingeniero norteamericano W W Follelt propuso el siguienl meacutetod0 para ramover el limo del estanque Eleshyphanl Bulte
En lo mitad del estanque se construiraacute una pequentildea represa de 40- 50 pies de altura formando asiacute un pequeshyntildeo estanque dentro del principal Esia pequentildea represa esshytaraacute provista de una torre de esclultas eacutestas daraacuten acceso a un conducto que desembocaraacute en el valle pasando por la represo principal
Cuando el estaiexclque principal se esteacute llenando e l peshyquentildeo recibiraacute el agua del riacuteo y gran parte del limo se depositaraacute en eacutel an tes de que el agua pase por sus vershytederos al principal Cuando el estanque pequentildeo esteacute poshyco lleno las aguas turbias se haraacuten pasar por el conducto arrastraraacuten el limo depositado en el pequentildeo estanque y llevaraacuten su carga fertilizante a los regadiacuteos Si se necesishytare agua adicional se sacaraacute del estanque principal
La principal ventaja de este meacutetodo estriba en que con serva las propiedades fertilizantes del agua aumentando asiacute la fertilidad de las tierras que con ella se rieguen
3-Corrientes de aciexclua- La derivacioacuten de una corrienshyte de agua abarca esencialmente tres obras Una barrera un sistema de compuertas y un canal de derivacioacuten
La barrera se dispone a traveacutes de la corriente debajo de la presa de agua y en el lugar donde las orillas esteacuten maacutes cercanas Ella levanta los aguas y las conduce al cashynal de derivacioacuten
El tipo de la barrera depende del caudal de la corrienshyte que se quiere derivar
En un simple arroyo la oparacioacuten es sencilliacutesima Alshygunas piedras grandes y troncos de aacuterboles bastan para establecer barreras muy resistentes Las figuas I y 2 exshyplican la disposicioacuten de una de estas barreras Siempre conshyviene proteger con un zampeado de madera o piedra la parte maacutes abajo de ~a barrera para evitar el desgaste en las avenidas
Crevat describe asiacute las cbras de una presa de agua en el riacuteo Ain Uno de los problemas maacutes difiacuteciles en un proshy
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Planta dfgt la burrera rUacuteili( ~a c ll yo lorlf rtmiddotnr(iexcl ~ 1ta lJ rilo 2
yecto de derivacioacuten es el establecimiento de la presa de agua sobre todo cuando el riacuteo es ancho y torrencial Y hay que prevenir la invasioacuten del cascajo y la arena gruesa
Cuando sea posible conviene aprovechar un recodo del riacuteo donde disminuye la velocidad y por consiguiente au-
Fig 2 HI1TIra 1I1~li( a tn IIn arroyo COrl ~ ( g Uacutell A B (Itshy la fi~ 1
- 1546 shy
menta la altura del agua En la orilla (Fig 3) se construye con grandes piedras talladas un muro de 30 mts de lonshygitud cuya base al nivel de las aguas bajas estaacute proteshygida por un enlosado de cemento de 3 mts de ancho para facilitar el deslizamiento del cascajo que puede ser consishyderable durante las crecidas
Este muro A por tener que servir de vertedero es vershytical por la parte del riacuteo con 030 mts de altura sobre el nivel de la orilla y estaacute sostenido exteriormente por un tashylud de cemento de muy alargada pendiente que forma el
Plano timiddot una harrera y toma dI aglla
fondo de un pequentildeo depoacutesito B faacutecilmente vaciable desshypueacutes de las crecidas por medio de una gran compuerta
En la parte inferior del depoacutesito B hay que establecer un macizo de mamposteriacutea que forma la cabeza del canal F en el que se habraacuten abierto dos tuacuteneles e de dos meshytros de anchura y un metro de altura cuya entrada puede cerrarse con compuertas de hierro reforzadas con nervios El agua al pasar por estos dos tuacuteneles desemboca en el canal de derivacioacuten F que alliacute debe ser poco profundo pero ancho (5 mts) estrechaacutendose en seguida progresivashy
menle hasta que alcance el tiro de agua y anchura norshymales
Fn el muro de defensa A del recipiente B se coloca lna compuerta inmediatamente delante de la~ aberturas de toma d9 agua y debajo de la barrera
Transversalmeiexclte al riacuteo y en el extremo inferior de l vertedero se construye un soacutelido zampeado de fondo E recshytiliacuteneo algo maacutes alto quoacute el fondo leI riacuteo y que se vaya eevando un poco hacia la derecha d se eleva de 050 el nivel de la corriente y se echa nuevamente contra el vershytedero A xl propio tiempo que se ancha un poco el cauce
Chaipeniier de Cossigny habla de una barrera de cashyballetes que con frecuencia se ve en el sur de Francia
Para estableceo a traveacutes del caue del riacuteo se fijan una serie de caballetes como lo representan las figuras 4 y S donde A es una estaca gruesa inclinashyda y C C los sosteshynes Sobre estos cabashylletes se clava una seshyrie de tablas sobre las
Fi2~ 5 cuales se echa desde riacuteo arriba grava RiacuteoFrente de una brre13 de caJallrlt s
- 1548 shy
abajo se defiende al pie de la obra con pentildeascos sosshytenidos con estacas
Las barreras importantes se construyen de piedra o de cemento empezando por trazar el armazoacuten de la barrera Aprovechando la eacutepoca del arlO en que el riacuteo lleva poca agua se clavan a traveacutes una serie de soacutelidas estacas cushyyos extremos superiores delineuroan el perfil transversal de la barrera Estas estacas se unen entre siacute y en ambos senshytidos por medio de cruceros Entre elios se hincan tablones Terminada la armazoacuten se llenan los huecos con guijarros y piedras y lueacutego se rellenan los intersticios con grava y tierra La parte superior de la barrera se recubre con un thecho de carpinteriacutea o bien con losas que formen una esshypecie de embaldosado entre los cruceros
A fin de obtener una barrera maacutes fuerte se puede hashycer la siguiente variacioacuten Una vez terminada la armazoacuten se colocan apoyados conira los tab~ones sacos llenos de cemento que no tarda en f~aguar Estos sacos forman un muro muy resistente Se acaba de construiacuter la barrera lleshynando con cemento el interior limitado por el muro La cashyra superior se resguarda de la accioacuten del agua con un reshyvestimiento de mortero hidraacuteulico para el cual se puede emplear ladrillos
Las compuertas colocadas a la entrada del canal comshypletan el conjunto de las obras de derivacioacuten y sirven para llevor el agua de uno a otro canal
Hay considerable nuacutemero de modelos de compuertas desde las mayores que se aplican para cerrar los canales hasta las menores para abrir y cerrar las atarjeas En prinshycipio una compu9rta se compone de un quicio horizontal que ocupa el fondo del agua y dos montantes verticales ~obre los que se desliza el ventanillo enlazados por un dintel en el extremo superior El quicio y los montantes pueden ser de madera o de piedra El ventanillo es la parshyte movible de la compuerta y se acciona ya a mano ya por medio dG palanca o cremalera seguacuten el tamantildeo Las partes superior e inferior de las compuertas deben protegershyse contra las socavaciones por planchas de madera o por construccioacuten de mamposteriacutea
En suelos flojos se draga el fondo hasta encontrar roshy
-l549 - shy
shy________ -shy _ __ ___J
s lzaltln ue IIna compllfmiddotlla
ca o tierra firme y lueacutego se pone a traveacutes una hilera de
estacas sobre la cual descansa la compuerta a cada lado
de esta primera arma zoacuten se amontonan sacos de cemento
La3 figuras 6 y 7 rlt-presentan un modelo de compuerta
ordina ria Los figuras 8 y 9 representan la compuerta p e-
r~ 7 Planta de tilla (Olllplltmiddotrta
-shy 10
qUEntildea de hierro muy pr-aacutecti ca que se emplea para abrir y cerrO las atarjeas de riego La figura 9 indica claramenshyo
te coacutemo se mantiene fija esta compuerta por medio de dos grandes piedras indinadas que pueden sustituiacuterse por dos puntales de madera
En cuanto al canal de derivacioacuten tambieacuten llamado de alimentacioacuten se ceba en la corrient de agua un poco por
P t(JlUntildea compucrta para atarjta~ lit Jil~o
encima de la barrem Abierto o cerrado por una compuerta debe seguir en su trazado la parte superior del te rreno y presentar el mayor relieve posible Maacutes adelante hablar8shymas sobre eacutel
Evaluacioacuten del caudal de una corrienle- El caudal de una corriente de agua es igual al producto del aacuterea de io seccioacuten bantildeada por la veloc idad media por segundo del agua
r-iacute~ 9
l a middotolllpllrla dmiddot la fiiexcl 8 olorarla en la otnlrada d e 1 alarju
Es necesario obtener el perfil de la corriente en varios lugares y promediar los resultados Para obtener un periil se tiende una cuerda de una a otra orilla perpendicuarmiddot mente a la direccioacuten de la corriente y lo maacutes cerca posib~ de su superficie A distancias regulares sentildealadas en la cuerda se practican sondeos que dan la profundidad d e l
- 1551 shy
agua en cada una de las divisiones Obtenido el perfil con estos datos se sumaraacuten los trapecios parciales para obtAshyner el aacuterea de la seccioacuten dantildeada
La velocidad media de ~ agua se deduce de la velocishydad media en la superficie es igual al producto de eacutesta por el coeficiente 08 en los canales y riacuteos de dimensiones medianas y po 06887 en arroyos y atarjeas La velocidad en la superficie puede calcularse faacutecilmente de la siguienshyte manera A unos 3CJL-40 metros Daacutes arriba del paraje cuyo p3rfil se ha encontrado se echan unos cilindros de madera gruesa o corcho y con un cronoacutemetro se cuenta e l tiempo que gastan en recorrer la distancia comprendida enshytre el Jugar donde se echaron y olro previamente fijado 30-40 mIs maacutes abajo del lugar del perfil La operacioacuten debe repetirse varias veces y promediar los resultados
En vez de valerse del flotador para determinar la vsshylocidad de la corriente suelen emplearse los medidores de velocidad o corriente (Current Meter) Existen varios modeshylos de estos aparatos los maacutes usados son el de Haskell y
61 de Price En el modelo Price existen dos tipos el eleacutecshytrico y el acuacutestico Por se r estos aparatos suficientemente conocidos y venir acompantildeados de instrucciones para su uso no nos detenemos a explicarlos
Cuando el cauce es de seccioacuten bastante regular es preferible usar una compuerta para medir el caudal
Compuerta rectangular- De sus experimentos con esta clase de compuertas Francis dedujo la siguiente foacutermula
Q = 333 H (L - 02 H) siendo Q = descarga en pies cuacutebicos por segundo L = longitud de la compuerta 6n pies H = altura del agua sobre la compuerta en pies Cuando la velocidad de aproximacioacuten tiene un valor
suficientemente alto para afectar los resultados deben hushycerse las correcciones necesarias Francis propuso la sishyguiente foacutermula para este caso
Q = 333 (L - 02 H) [ (h HYh - h~h 1 donde h = allura debida a la velocidad de aproximacioacuten
Compuerta de Cippoletti- Las foacutermulas correspondienshytes a los dos casos mendonados para la compuerta regushylar son
Las figuras 10 y 11 representan la compuerta rectangushylar y la de Cippolstt i respectivamente
CAPITULO V
Uso de bombas para el riego
La praacutectico de elevar agua de un nivel inferior a otro superior para usarlo en el riego es sin duda tan antigua
1553 shy
como el riego mIsmo En China India y otros paiacuteses orienmiddot tales todaviacutea se acostumbra regar tiel ras maacutes ollas que los canales que conducen el agua elevaacutendola con potencio
bullhumana c animal unos pocos pies Naturalmenta que e~to
se puede efectuar soacuteo cuando la altura es moderada y el trabajo muy barato
Molinos de vienlo- La fuerza del vienio se empleoacute prishymitivamente para las necesidades del riego y auacuten hoy se usa frecwmtemente para elevar aguo de pozos para 103
necesidades domeacutesticas y para el riego de jardines y peshyquentildeos huertos Aunque la fuerza no represente gasto alshyguno el bombeo por medio de molinos de viento resulta en promedio maacutes costoso que cualquier otro meacutetodo excepshytuando aquellos que usan fuerza animal Esto se debe a la pequentildea potencia desarrol ~ada por estos aparatos la inshyconstancio del vie~to y la gran atencioacuten y reparacioacuten que exigen los molinos de viento Por estas razones el costo del bombeo por este sistema hace prohibitivo su empleo exshycepto para cultivos intensos de pequentildeos tarrenos donde se esperan grandes beneficios
Los molinos de viento se usan extensamente en el vashylle de San Joaquiacuten (California) y en los grandes llanos de las Montantildeas Rocosas para obtener agua para el riego El principal inconveniente de estos molinos es su insegushyridad pues su funcionamiento depende completamente de la fuerza del viento
A causa de esta inseguridad los molinos nunca deben usarse para regar sin proveerse de un estanque ampliO pashyra almacenar el agua Debe instalarse un recipiente de gran capacidad a fin de poder almacenar el agua durante los diacuteas que no se la usa para regar Este recipiente se puede obtener usando uno de los tanques elevados que suminisshytran los constructores de molinos de viento o si el molino se puede instalar en un punto alto de la hacienda se pueshyde excavar un estanque paro el almacenamiento
En promedio se necesita una velocidad del viento 5- 6 millas por hora para mover un molino La tabla siguiente da la fuerza del viento para las velocidades ordinarias
-1554
Velocidad del viento y potencia
Millas por Pie por Presioacuten Millas por Pies por Presioacuten
La tabla siguiente tomada de un trabajo de Mr A R Wolff sobre molinos de viento muestra la capacidad y
economiacutea de un molino experimental con rueda de distinshyto diaacutemetro asumiendo una velocidad promedio del vienshyto de 10 millas por hora durante ocho diarias
CAPACIDAD DE LOS MOLINOS DE VIENTO
Tamantildeo Rtvoluclunes Galones de agua levantados por minuto H P de la rueda de la rueda bull una altura de desarrollados
pie
25 50 75 100 150 200
ID no-u lB fjfj tiu 41 1112 l~ ij-HO t3 n u 11 8 8 1 O ~ I H iexclO-i 4bull 1 ~~ 6 ) -I ~ 1U 1 S -l 02- Hi ~I-iexclO ji -U JI (iexcl 1liacute JI 1 98 SO 0 11 18 10- (- 911 j2 2middot1-1 J1 J ) D I ~n 1 bull -40 1lfI UI 1 IO X l J ~ JI l I I O1X 2J W-li ~ 124 J01 0 111) 40 1 Hi3 ~H1 134
- 1555 shy
Al disentildear un molino de viento para bombear agua deben considerarse dos cosas El momento de torsioacuten y la velocidad de la rueda en relacioacuten con la de la bomba La primera debe ser lo maacutes gronde posible a fin de que el molino arranque con un viento suave la segunda no debe ser muy alta para las bombas en un molino pequentildeo ni demasiado baja para uno grande De lo anterior deducimos que el tamantildeo de un molino es un elemento importante en el arreglo de sus aspas
El aacutengulo entre cualquier porcioacuten de una aspa y el plano de la rueda se denomina aacutengulo del viento para obtener el mayor momento de torsioacuten al arranque este aacutenshygulo debe ser el complemento de los mejores aacutengulos de incidencia o entre 70deg- 55 Se ha Encontrado en la praacutecshytica que el aacutengulo del viento no alcanza estos valores sienshydo muy recomendable usar 43deg La tabla siguiente da los resultados de los experimentos de J A Griffith con cinco clases de molinos norteamericanos
CAPACIDAD Y EFICIENCIA
STOVER
Diaacutemetro exterior de la rueda pies 115 inferior 45
Area bruta de la rueda pies cuadrados 1040 Angulo del viento en la extremidad exterior de las aspas 43 Diaacutemetro y carrera de la bomba pulgadas 3 X 4 Altura promedio del agua durante el ensayo pies 292
A maacutexima eficiencia
Ve locidad del viento millas por hora 58 Velocidad del molino revoluciones por minuto 130 H P 0011 H P por 100 pies cuadrados de aacuterea bruta 0011 Eficiencia neta maacutexima tanto por ciento 87
-- J556 --shy
Promedio de 100 horas localidad bonancible
Promedio del agua elevada galones por hora 1530 Promedio de los H P desarrollados por l 00 pies~ 0022
0023 Eficiencia neta maacutexima 21
Promedio de 100 horas localidad borrascosa
Promedio del agua elevada galones por hora 2870 Promedio de los H P desarrollados por 100 pies~ 0041
0043 Eficiencia neta maacutexima 028
De varios molinos
Parkins ~fthoue Allhouse Carlyle
16 1416 1016 983 60 45 383 416
2010 1570 81 800 36 30 5028u
3 X lOyiexcl 3 X 10 3 X 4 58 3 X 4 liquest 39 663 387 307
---shyMaacutequinas de combustioacuten interna- Las maacutequinas moshy
de rnas de combuslioacuten interna de gas y vapor no soacutelo con-sum e 1 pJCo combustible sino que son adaptabI8s unishydades pequentildeas ademaacutes req u ieren poca vigilancia para un buen manejo y las reparaciones se efectuacutean faacutecilmenshyte Estas ve1 tajas importantes hcn heclo generalizar el uso de esta clase de maacutequinas
Maacutequinas de vapor- A lgunas de la s maacutes grandes planshytas d2 bombas para riego usan el vapor como fuerza moshyIriz En las islas Hawai se emplean grandes bombas moshyvida s por vapor para e levar agua a 550 pies y regar cantildea de azuacutear Grandes plantas a vapor se emplean para eleshyvar grandes can tidades de agua a pequentildeas alturas y reshygar las plan taciones de arroz en Louisiana (EE UU ) Las grandes plantas usan la maacutequina reciacuteproca y la bomba directamente conectada En algunos casos se puede obteshyner mayoiexcl- eficiencia usando turbinas de vapor las que por su alta velocidad S9 prestan para mover generadores eleacutecshytricos los cuales a su vez pueden suplir corriente a bombas instaladas en dist intos pun tos Es te meacutetodo de distribucioacuten es especia lmen te venta joso cuando el agua se obtiene de muchos pozos El costo de esta clase de plantas estaacute geneshyralmente fuera del alcance individual y por esto la mayoshyriacutea de ellas son manejadas por grandes compantildeiacuteas o por Jos municipalidades
Bombas- La bomba centriacutefuga es la maacutes usada para regar
La bomba centriacutefuga eleva el agua por medio de un disco provisto de cuchillas curvas que giran raacutepidamente dentro de una caacutemara que se ajusta lo maacutes posible dejanshydo el juego necesario para el movimiento raacutepido Las cushychillas fuerzan el agua a traveacutes del tubo de salida Algunas veces se sumergen dentro del agua que va a bombearse
-- 1558-shy
o se colocan unos pocos p ies encima del n ivel del agu a
en cuy o caso se necesita cebarlas
La bomba centriacute fuga es la maacutes recomendable cuando
se tr Ita de elevar grandes cantidades de agua a pequentildeas
a lturas Sus principales ven tajas son sencillez seguridad
bajo cos to y poca probabilidad de dantildeo por c ieno etc
Cuando hcm sido biEn d isentildeadas acanzan eficiencias de
maacutes de 80 para altu ras de 30- 60 pies Las peacuterdidas a
la entrada del tubo de succioacuten yola sal ida del de desshy
carga se d isminuyen grandemente ensanchaacutendolos progreshy
sivamente al salir de la bomba
El profesor W B Gregory da la siguiente tabla para
ilustrar la ventaja qu e se obtiene al ensanchar los tubos
de succioacuten y descarga
BOMBA CENTRIFUGA - ALTURA DE ELEVACION 5 PIES
Peacuterdida de Peacuterdid a de Pda por fr ic-Forma del tubo altura a la altura bull la cioacute usando Altura Bnfic~
a 3 028 031 024 583 240 291 a 4 009 0 10 02 4 543 280 340
----shyAriete hidraacuteulico- Es ta maacutequina usa un gran v o lumen
de agua que cae de una pequentildea altura para elevar una
cantidad menor de agua a una altura mayor
En este aparato un tubo A conduce el agua a la caja
de la vaacutelvu la B ~ l tubo estaacute en comun icacioacuten con la caacuteshy
mara de a ire C de la cual arra nra e l tubo de descarga D
La vaacutelvula B s(~ abi e hacia abajo y se hace de un peso
tal que permanezca abierta cuando el agua circule a veshy
locidad moderada pero se c ierre raacutepidamente cuando la
velocidad del agua a lcance un valor determinado Cuando
la vaacute~vula se cierra el agu a se detiene suacutebitamente proshy
duciendo un golpe de ariete que abre la vaacutelvula de la caacuteshy
mara de aire comprimiendo eacuteste y haciendo pasar una
parte d e eacutel al tubo de descarga Cuando se iguala la preshy
-- 1)59-shy
sioacuten la vaacutelvula de la caacutemara de aire se cierra pero el flujo en el tubo D continuacutea durante un periacuteodo corto a caushysa de la expansioacuten del aire comprimido en la caacutemara C Como el aire de esta caacutemara es absorbido gradualmente y expulsado por el agua debe proveerse para su renuevo pues de otra manera la elici-encia del ariete disminuiriacutea Cuando el agua en el tubo A estaacute detenida la vaacutelvula B cae el agua empieza a moverse y el proceso se repite
El flujo de un ariete hidraacuteulico es pues una serie de pulsaciones y a cada impuso debe vampncerse la inercia de la columna de agua que se encuentra en el tubo D Si dos arietes se conectan en el mismo tubo de descarga pero de tal manera que sus pulsaciores no coincidan la descarga seraacute maacutes continua y se economizaraacute energiacutea estas ventashyjas se obtienen en mayor escala al aumentar el nuacutemero de arietes conectados Veacutease fig 12
i)
rs 2 l iacute
llUSlraciuacuten dd prin cipill dd ik hiJraacuteulicu
CAPITULO VI
Canales y alarieas de riego
Cualquiera que sea el meacutetodo de riego que se haya esshycogido su praacutectica requiere cierto nuacutemero de canales y atarieas Vamos a definir estos canales y atarjeas y a inshydicar las principales consideraciones que rigen su consshytruccioacuten
Todo riego supone una presa de agua en un canal riacuteo etc Esta agua por medio de un canal de derivacioacuten se
--1560shy- -
lleva a los regadiacuteos De cua lquier forma que sea en eacutel o en sus ra mificac iones na cen y se alimen ton zan jas de meshynores dimensiones llamadas atarjeas de distribucioacuten las cuales llevan el agua a las atarieas de riego
Como todo riego debe ir acompantildeado de una desecashycioacuten del suelo es necesario construIacuter atarjeas de desaguumle que lleven el agua usada a los canales de evacuacioacuten En ciertos casos las atarjeas de riego una vez vaciacutea s sirshyven para el desaguumle
Seccioacuten de los canales y de las atarieas- Los canale s de a limentacioacuten de distribucioacuten y de evacuacioacuten tienen seccioacuten trapezoidal (Fig 13) Las otarjeas de riego y de desshyaguumle son rectangulares (Fig 14) Soacutelo miden 5-15 ctms de profundidad
Un canal de riego se com pone de las siguientes parshytes (ver lig 13)
El fondo D F sobre e l cual fl uye e l agua
-1561
La altura O E = h del egua Las banquetas A B H 1 que sostienen el agua por cashy
da lado Los taludes formados por las caras laterales B D F H El periacutemetro mojado P o la lopgitud e D + D F + F G La seccioacuten uacutetil S del canal eo la superficie que tiene
por base G C y D F y por a~ tura O E El radio medkl R es igual a S P La pendiente de Jos taludes m se determina por la
relacioacuten G Kj F K
Pendiente de los taludes de los canales y de las aacutetarshyjeas principales- Las pendientes de los taludes dependen de la natura leza del terreno Hus ta 15 ctms de profundidad son verticales Pasando de esta profundidad y para atarjeas abiertas en desfonde se dan las siguientes pendien tes
Roca m l O Arcilla pura m 1 033 = 303 Tierra arcillosa m 1 05 200 Tierra arenosa m 1 15 = 066
Para Jos taluds de fosos cmstruiacutedos en terrapleacuten
Arcilla pura m 1 05 = 200 Tierra arcillosa m 1 075 = 133 Tierra arenosa m 1 225 = 044
Para el mismo terreno si m es la inclinacioacuten del tashylud en desfonde 10 inclinacioacuten m del talud de terrapleacuten es igual a
2 3 m 1 1
- +shym 2m
Pendiente de los canales--Cuanto maacutes fuerte es la penshydiente maacutes se puede reducir la seccioacuten de un canal para la misma descarga Conviene pues construiacuterlos con la mashyyor pendiente a fin de disminuiacuter los trabaj os de excavacioacuten Por otra parte hay que considerar que una pendiente fuershy
-- 1562 -shy
te disminuye por la raduccioacuten de seccJOn la superficie de contacto y por consiguiente la filtracioacuten Ademaacutes la veloshycidad del agua no debe pasar de determinados valores seguacuten el terreno pues produciriacutea erosiones en las paredes
Velocidades de las que no conviene exceder en los diferentes terrenos
Velocidad limite Pendlent
por segundo por kmt
Arcillas blandas 0152 mts 0045 mts
Arenas 0305 0136
Gravas 0609 0433
Guijarros 0914 0570
Piedras en grandes fragmentos 1220 1509
Guijarros aglomerados 1520 211 S
Rocas blandas 1830 2786
Rocas duras 3050 7342
Tambieacuten existe un liacutemite inferior de velocidad que no se debe traspasar pues se forman depoacutesitos que destruyen
los cauces Los depoacutesitos principian a formarse por debajo de una
velocidad media de 025 mts por segundo en corrientes de agua fangosa 030 cargada de
arena fina 050 mts por segundo en corrientes de agua cargada de
arena gruesa Por consiguiente la velocidad no bajaraacute de 050-080
mts en el canal principal a fin de que no se deposite la arena gruesa
No deberaacute ser inferior a 025- 040 mts en los canashyles de distribucioacuten para que en ellos se deposite la areshyna gruesa que si llegara a las atarieas de riego podriacutea ser perjudicial Como estos canales no se usan continuashymente seraacute faacutecil quitar los depoacutesitos asiacute formados
Canal de conduccioacuten- La pendiente de eacuteste depende
- 1563 shy
oel nivel de la presa de agua y de la altura de la parte maacutes alta que deba regarse
Generalmente su pendiente variacutea de 00007-00014 mts por m La velocidad no excede de 080 mts por segundo La seccioacuten es trapezoidal y debe ir disminuyendo a medishyda que el canal avanza como que tiene que servir a meshynor extensioacuten
Este canal debe estar dispuesto de tal forma que en su punto de unioacuten con el riacuteo quede su nivel maacutes baio que el quicio de la presa a fin de poder instalar un aparato de afor Siempre debe estar provisto de una compuerta de modo que sea faacutecil impedir o regular la entrada dol agua para poder efectuar reparaciones o prevenir una crecida de la corrien te alimentadora
A fin de evitar la erosioacuten conviene lapizar con ceacutesped las paredes laterales y el fondo
Atarieas de distribucioacuten- Deriacutevanse del canal de conshyduccioacuten y llevan el agua a las atarieas de riego Son casi horizontales con pendientes de 0001-0015 mts por m La velocidad del agua no debe ser inferior a 025-040 mts
Se ponen en comunicacioacuten con las atarieas de riego por medio de un tubo de aiiacuteareriacutea o de una caia rectangushylar de madera Esta abertura debe poderse cerrar con una compuerta
Atarieas de riego- E1 general deben ser tan poco proshyfundas como sea posible Con frecuencia se les da un pershyiexcljI rectangular En la unioacuten con las atcrieas de distribucioacuten pueden tener de 30- 35 clms de anche para lueacutego ir disshymi1uye1do
El fondo e3 generalmente horizontal y sus bordes esshytaacuten ligeramente inclinados seguacuten lo direccioacuten de la corrienshyte y se aproximan a medida quo se aleian de las atarieas de distribucioacuten
Atarieas de desaguumle--Las atarieas de desaguumle recogen las agu)s despueacutes de regar y la3 llevan a los canales de evacuacioacuten Son doblemente uacutetiles pues secan el suelo y
permiten volver a usar las aguas para el riego de nuevas extensiones
- 1564shy
Los bordes estaacuten cortados verticalmente Su anchura ordinariamente es de O l5- --030 mts
Canales de evacuacioacuten- El ca nal de evacuacioacuten recishybe el agua de los desaguumles y la conduce al riacuteo o a regar otras tierras Debe ocupa r lo parte maacutes baja del terreno Debe tener una seccioacuten suficiente para el agua que recibe Tiene forma trapezoida Sus paredes deben protegerse conshytra el desgaste por medio de ceacutesped
Caacutelculo de las dimensiones de los canales y de las atarjeas principales- Hemos dicho que la seccioacuten de los canales y atarjeas principales es trapezoidal La seCClOn de las secundarias es triangular o rectangular Generalmenshyte no S9 ca~culan Es necesario determinar lo maacutes exactashymente posible las dimen5iones de los canales y atorjeas principales Las foacutermulas emp16cdas dan resultados aproxishymados que la experiencia modifica A continuacioacuten damos las foacutermulas de Darcy perfecc ionadas por M Bazin
ConsideremQs la seccioacuten re presentada en la fig 13 Y llamemos
1 D F = longitud del fondo
h O E = la altura
S aacuterea de la seccioacuten
U velocidad mediacutea del agua velocidad media en la superficie X 080
Q = descarga
I = la pendi2nte
P periacutemetro moiado
R = radio medio
Estas cantidades estaacuten relacionadas de la siguiente mashynera
(1) R I = b U~ oacute U = C RT(2)
(3) Q = S U Oacute Q = S C rRI (4)
C = 1 b es un coeficiente que depende de la rugoshysidad de las paredes del canal M Bazin ha expresado su valor asiacute
1565 - shy
87
C = 1 Vb = - ---- + tiacute
VR ltiacute tiene los siguientes valores
Paredes muy lisas (cemento madera lisa) tiacute = 006 Paredes lisas (taba ladrillo) tiacute = 016
poco lisas de mamposteriacutea tiacute = 046 de naturaleza mixta Ciacute = 085
Canales de tierra en condicion3s ordinarias tiacute 130 Canales de tierra con resistencia excepcional tiacute = 175
Maacutes adelante daremos los valores del coeficiente C en funcioacuten del radio R y los valores del coeficiente o de la loacutermua (l) corre3pondientes a los valores dAl coeficiente
C = 1 vT-
Ganguillet y Kulter adoptan tambieacuten la foacutermula
u C RTpero daacutendole a C el siguiente valor
O 00155
23 + + n
C 000155
1+ 23 + --- n
( ) V R
El nuacutemero n variacutea con la naturaleza de las paredAS y tiene los siguientes valores
n ln Paredes muy uniformes ceuromento madera
cepillada 0010 100 Paredes linos piedra tallada ladriilos 0013 77 Paredes poso uniformes 0017 58 Paredes rugosas piedras en bruto 0020 50 Paredes de tierra 0025 40 Paredes de grava 0030 33 Paredes irregulares de grava y mal cuidadas 0035 29 Paredes muy irregulares 0040 35
- 1566 shy
Las dJmensiones de los canal83 deben 118nar otras conshydiciones que determinan las foacutermulas anteriores
En primer lugar la tangente trigonomeacutetrica m queda determinada por la naturaleza del terreno Luego si circunsshytancias especiales no exigen la adopcioacuten de una profundishydad conviene dadas 1 y m dar a la seccioacuten la forma que corresponda a la maacutexima descarga por unidad de aacuterea de ella Esta seraacute evidentemente la seccioacuten maacutes econoacuteshymica De la foacutermula (3) Q = S U deducimos que para una superliacutecie dada S la descarga Q es maacutexima con U POI
consiguiente para una pendiente dada y teniendo en cuen shyta la foacutermula (2) U = e VRT con R o tambieacuten pll8sto que R = S P cuando P es miacutenimo
D8 la Hg 14 deducimos que
(5) S h (1 + h m)
(6) P + 2 h m V1 + m~ (6) P = I + 2 hmv 1 + m~
S h ( I + hm) (7) R
P + 2 hm 1 + m~ y por caacutelculo deducimos que P es miacutenimo cuando
h + V I + m~ (8)
2 ro
En este caso los lados B D H F D F son tangentes a Jo circunferencia descrita desde O como centro y con h como radio
Si sustiacutetuIacutemos en (7) 1 por su valor sacado de (8) obshytendremos
2 m h h ( + hm)
+ VI + m (9) R +
2 mh 2h V 1 + m~
+ ml+vl+ m~
- 1567 shy
--- -
1+ iexcl-1 + rn~ ]iexcl 2 = X
rn 4
es decir el radio medio es igual a la mitad de lu profunshydidad del agua
La relacioacuten h 1 que determina la seccioacuten oacuteptima soacuteshylo depeeacutelde para S e 1 dados del valor m El valor de h 1 en (8) permite calcular faacutecilmente h y 1 conociendo S y m Reempazando 1 por su valor en funcioacuten de h en la ecuashyc ioacuten (5) 1endremos
(lO) S =
( h
2 m h
1 + 1 1 + m~ h+-111
)
h~ 2 l 1-+ m~ -----shy 1
m
mS lh
11 J J h = ( 2 V 1 + m - 1 )
Seguacuten esto S2 ve que cuanio maacutes se acerquen los taludes del canal a la vertical mayor es h y por consiguienshyte R Conviene adoptar para R el mayor valor posible pues asiacute no disminuye la anchura del canal de pendiente dada 1 y se aumenta la velocidad media d el agua que es proshyporcional a R
Cuando las circunstancias obligan la adopcioacuten de una profundidad determinada la ecuacioacuten S = h (l + h m) soacutelo contiene la incoacutegnita 1
Empleo de las foacutermulas uso de las tablas ejemplos middotnumeacutericos--Los problsmas que se presentan maacutes frecuenshytemente son
I- Conocida la seccioacuten transversal de un canal y su pendiente calcular su descarga
JI- Conocido el rendimiento del canal y su pendiente
- 1571 shy
calcular las dimensiones que debe tener su seccioacuten transshyversal y la velocidad media del agua
CASO iexcl- Se a plican las siguientes foacutermulas
h (1 + h m) (S) S = h (1 + h m) (7) R
1 + 2 h 1 + m~
m
y lueacutego
(2) U = C m 1)Y2 (1) Q _ S C (R 1) 1j~
La foacutermula (S) ncs do e l aacuterea la (1) el radio medio pues h I Y 111 SO1 conocidos Las foacutermulas (2 y 4) permiten ca lcular U y Q
EJEMPLO Calcular el rendimie llto de un canal de ti eshyITU sabiendo que 1 = lmts h = 121 1 = 00002 y la inclinacioacuten de los taludes es 45
La aplicacioacuten de las foacutermulas (5 y 7) nos da
S = 2867 mts~ y R = 060 mts
El valor de C seguacuten la tabla de Bazin es 325 y seguacuten la de Kutte r 35 Tomamos e l promedio de estos dos valoshyres o sea 3375
Aplicando las foacutermulas (4 y 2) obtendremos
Q = 098 mts y U 037 mts
CASO II- Si existen circunstancias que obliguen a adopshytar una profundidad determinada se aplicaraacuten las foacutermushylas de la seccioacuten maacutes ventajosa es decir las foacutermulas sishyguientes bull
Q~m S (9) h b U~ b - shy~ (1 + m~ )11 ) = 2 R (l) R I
12 - 1) S~
Se principiaraacute por adoptar para b un valor provisional y para escogerlo seguacuten el rendimiento se evaluaraacute el vashylor posible de R y por consiguiente el de C seguacuten la tashybla de Bazin La tabla de los valores de b daraacute un valor que se adoptaraacute provisionalmente Una vez hallado el vashy
- 1572 shy
lar da R se rectificaraacute e l de b Se volveraacute a calcular R y
se continuaraacuten estas aproximaciones hasta que se encuenshytren para C y b valores que no difieran sensiblemente de Jos anteriores La ecuacioacuten (1) contendraacute R elevada a la quinta potencia y deberaacute resolverse por logaritmos
EJEMPLO Un canal debe tener un rendimiento de 2 lIltS de agua por segundo con una pendiente de 00002 por mts Cuaacutel debe ser su perfil transversal en la tierra con taludes inclinados 45
Supongamos R = 1 mt entonces seguacuten la tabla d e Bozin C = 378 y seguacuten lo de Kutte r C = 40 Toma mos 81 pro lllcd io C = 389 Para b obtenemos 000066
In
Lu IOacuteI JI1 U 111 (0) du x
Pero s iendo m 1 sacamos
m 0547
y obte ndremos 4R~ S 4W
0547
Lo foacutermula (1) nos da
R X 00002 000066 4
S~
R S~ 132
y sustituyendo S po~ su valor
16 R
(0547F 132 R 075
Seguacuten las tablas de Bazin y Kutter los valores respecshytivos de C pondiente de b tend
son de b remos
348 es
y 00
37 Adoptamos 0077 Sustituyendo
359 este
el valor nuevo
corresshyvalor
- shy 1573 shy
4 4 R~ 0547 S TI X 00002 000077 (
s~
R = 075
Lo vola re s d~ e y de b no difieren sonsibloTrl ento de los que acabamos de adoptar Tomaremos pues para TI el va le r 076 mis entoncos h = 152
4 (076 )~
S 442 Jll l s ~
0547
Q 2
u 047 mts S 422
La foacutermula (8) permite dete rmina r l
2 m h 2 X 152 126 y e l problema
1 + ( + m~)Y2 1 + (2)1
queda resuelto Pero puede ocurrir que por circunstancias especiales no
se pueda adoptar el perfil maacutes econoacutemico Entonces se coshynoc 3 la profundidad h o la anchura 1 por lo tanto
S = h (1 + h m)
Q2
R 1 b --- en que R estaacute expresado en funcioacuten S2
de h y de I y permitiraacute hallar por tanteo h o I y S Supongamos que por causa de la existencia de un submiddot
suelo rocoso la profundidad del canal no debe exceder de un mI y que la descmga sea de 2 mts pOI segundo y la pendiente 00002
Procederemos asiacute
Puesto que h 9S a lo sumo igual Q 1 mI el radio meshydio puede evaluarse en 050 mts Las tablas dan para e 306 y 34 adoptamos 32 y entonces b = 000098
1574
Q2
De la ecuacioacuten R I b --- deducimos S2
000098 X 4 S~ 392 S 625
050 X 00002
La foacutermula S = h (l + h m) da 525
La foacutermula (6) nos da P = 807
s 625 R 077 mts
P 807
Se partiraacute de este nuevo valor de R para repetir los caacutelculos
Las tablas dan para R = 077 mts C = 35 y 37 Adoptamos C = 36 entonces b = 000077
Tenemos
000077 X 4 S 40 S 632 1 532
077 X 00002
P 814 Y R = 077
Adoptaremos para el perfil de este canal de 2 mts de descarga por segundo
1 = 532 h = 1 mI R = 077
La velocidad media del agua seraacute
u = Q S = 2 632 = 031 mts
CAPITULO VII
Sistemas de rieqo
Hay muchos procedimientos de riego seguacuten la naturashyleza del terreno su pendiente los cultivos o la cantidad de agua de que se dispone
- 1575 shy
A continuacioacuten describiremos los siguientes sistemas Por sumersioacuten por filtracioacuten por desbordamiento
El riego por sumersioacuten se dIvide en tres meacutetodos el ri ego por filtracioacuten en dos y el por desbordamiento tambieacuten en dos De todos eros hablaremos separadamente
Riego por sumersioacuten
El sistema d3 riego por sumersioacuten llamado tambieacuten en manta consiste en cubrir el suelo con una capa de agua que permanece sobre eacutel un tiempo maacutes o menos largo
Generalmente requiere que el terreno sea sensiblemenshyte horizontal de pendiente suave 2 0 00 a lo sumo y que no sea impermeable La superficie regable se rodea de peshyquentildeos diques Si la pendiente fuese fuerte habriacutean de ser a l tos y emplear maacutes agua con lo que se perderiacutea la prinshycipal ventaja de este sistema que es su sencillez y ecoshyncmiacutea
Este procedimiento es uno de los mejores para el rieshygo de praderas cuya pendiente sea de 1-15 mmts por metro Comprende tres meacutetodos distintos
IO-La sumersioacuten naturcl que resulta del desbordashymiento espontaacuteneo de una corriente de agua o de la inunshydacioacuten artificial proveniente del levantamiento de las aguas
29- La sumersioacuten artificial 5encilla en que las aguas permanecen estanadas mientras dura el riego
3y- La sumersioacutell atificial con cJrculacioacuten continuiexcl en que el agua ircula suavemente por la superficie del terreno sumergido
Cuando se riaga con aguas que acarrean limos y areshynas estos materiales generalmente corgados de materias fertili~antes se depositan sobre el suelo Entonces el riego por sumersioacuten va acompantildeado del erdorquinamiento
Sumersioacuten natural- Muchos terrenos estaacuten expuestos a las crecidas de las corrientes de agua que los atraviesan Esta sumersioacuten natural es fuente de grandes riquezas Tashyles s)n Egipto y las pompos de la imeacuterica del Sur En Francia grandes extensiones de ter reno deben su fertilidad a riegos perioacutedicos de esto naturaleza
Las condiciones esenciales de estos sumersiones natushy
1576 shy
rales son pendientes longitudinales muy suaves (040- 045
mts por kmt como promedio) y pendientes transversales
bastante aceurontuadus para que las aguas de las crecidas
vuelvan faacutecilmente a su cauce primitivo
Sumersioacuten artificial sencilla- Exige un suelo de poca
pendiente que no exceda de 2 0 00 a menos de restringir
mucho ia extensioacuten dE las parcelas sumergidas
Si la pendiente fuese fuerte no se depositariacutean los seshy
dimentos perdiendo asiacute este meacutetodo su principal ventaja
Ademaacutes se correriacutea el riesgo de que las aguas arrastraran
la tierra vegetal Finalmente seriacutea necesario que las cuenshycas sumergidas estuvieran rodeadas de diques muy altos
lo que hariacutea perder las ventajas econoacutemicas de este sisshy
tema
Consiste en sumergir el suelo bajo una capa de detershy
minado espesor durante un periacuteodo de tiempo variable
El terreno se divide en compartimientos regulares roshy
deados dE pequentildeos diques que retienen el agua
Generalmente las aguas despueacutes de regar un comparshy
timiento superior pasan a regar uno inferior
Los compartimientos tienen extensioacuten variable En geneshy
ral no exceden de 10-30 aacutereas Se les puede dar una anshychura de 50 mts y una longitud variable seguacuten la pendienshy
te del terreno Los diques que los rodean exceden en todas
partes a 25 ctms al nivel del agua
La altura media del agua sobre la superficie del sueshy
lo es de 15 ctms En el punto maacutes alto del nivel del agua
25 ctms
En el centro de cada compartimiento y en sentido de su longitud se abre una atarjea g (lig 15) que sirve a la
vez de conduccioacuten y desecamiento
A este objeto puede ir acompantildeado de pequentildeas a tarshy
jeas h En el origen y en la extremidad de cada compartishy
miento la atarjea g lleva una en trada de madera con comshy
puerta para retener el agua o dejarla pasar
La atarjea g debe tener una pendiente aproximada de
0001 mts mL La anchura en el fondo y su profundidad
dependen de la superficie del compartimiento y de la cantishydad de agua que conduciraacute
--1577-shy
La fig 15 denota la subdivisioacuten del terreno en cuatro recipientes que forman otros tantos saetines cuya longitud depende de la pendiente del terreno
Es preciso que el nivel del agua en el segundo comparshytimiento sea inferigtr de 1- 2 ctms al fondo de la atariea g del primero Asiacute se logra que el agua pase del primero al SEgundo compartimiento
ruIiexclrrmIlfjfffj7[J[l]Jf]ffI
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Hiego por ~lIhm(~r~ ioacuten Planta ltle unn in~tala(- i(ln de cuatro C(Jlllparlimi-(-middotnto~
Ventajas e inconvenientes de este sistema- Permite reshygar superficies de poca pendiente con ca1tidades de agua demasiado pequentildeas para utiliza ras de otro modo Transshyforma en tierras feacutertiles suelos mediocres siempre que no sean impermeables y que las aguas contengan limos carshygados de principios nutritivos Su instalacioacuten y vigilancia son sencillas y baratas
En suelos impermeables da malos resultados Rara vez se puede aplicar en el momento de la vegetacioacuten y mientras dura impide la aireacioacuten del suelo
- - 1578 - shy
El riego por sumersioacuten se emplea principalmpnte en el cultivo del arroz
Riego de los arrozales- EI arrozal ha de estar compleshytamente cubierto por el agua pero sin quedar estancada sino circulando con muy poca velocidad Sin agua no gershyminariacutea la semilla y en cambio si quedara estancada enshyfermaria 0 planta y podriacutea ser causa de una epidemia pashyluacutedica en la regioacuten
El terreno destinado al cultivo del arroz ha de ser enshyteramente llano y con la pendiente necesaria para la lenshyta circulacioacuten del agua El campo se divide en parcelas delimitadas por pequentildeos diques de tierra
Unas como B (Fig 16) estaacuten trazadas longitudinalmenshyte en el sentido de las labores y del movimiento del agua al paso que otras la sentildealadas con la letra e van en dishyreccioacuten perpendicular a las primeras
Una vez construIacutedos los diques se da el agua a las parce las D y J de modo que la capa liacutequida tenga unos 12 ctms de espesor Hecho 6stO se practican en el dique inmediatamente infel ior unas abe rturas E de 20- 30 ctms
de ancho por donde flushyye el agua a las parceshylas inferiores Asiacute se conshytinuacutea hasta regar todo el arrozal El agua se reshycoge en la atariea d e desaguumle A
El consumo de a g ua se calcula en 24 Its por segundo y por hec taacuterea
Sumersioacuten artificial con derrame continuo--Cuanshydo se dispone de gran can tidad de agua la cirshyculacioacuten puede ser conshytinua sin alterar las disshyposiciones precedentegt
El agua de riego desshypueacutes de alcanzar el nishy
ni~po s i c i(lfl dI un arrozal divirl gtln ( 1
lahla~ n -lIadriluacutel erus L ri ego
- - 1579-shy
vel normal en el compartimiento regado pasa lentamente al inferior y se reemplaza con nueva agua Este procedishymiento priva menos del aire a las plantas que e l estallCU miento permanente
El movimiento d8 las aguas se regula dE-~ tal manera que la can tidad siexclJida por la parte inferior sea igual a Jo que Gntra por la superior De 83t8 modo se llega raacutepidashymente a resultados excelentes
Conviene enviar agua nueva o los compartimientos inshyferiores disponiendo alrededor del cqmpo un canal de cirshycunvalacioacuten El agua debe vaciar por encima de las comshypuertas a fin ds qU8 no arrastre los sedimentos En general los compartimientos tienen dimensiones mayores que los de sumersioacuten sencilla Si la pendiente es muy fuerte conviene disponer oblicuamente diques interiores que impidan la erosioacuten del suelo Los diques que bordean las parcelas tieshynen aproximadaments 150 mts de ancho en la corona y un nivel de 30- 40 ctms sobre el de las aguas
Rieqo por filtracioacuten
Este sistema comprende dos subdivisiones
19 Por filtracioacuten del aqua en el suelo por atarieas proshyfundas- Es un procsdimiento muy imperfecto desde el punshyto de vista d3 los resultados pero muy sencillo y econoacuteshymico Em p lea las zanjas excavadas en los terrenos para sanearlos
Esencialmente consiste en cerrar las compuertas que regulan los diferentes canales de desecamiento El agua de lluvia etc fluye asiacute poco a poco pgtr estos canales y si el suelo es permeable lo humedece al atravesar las pareshydes laterales de e llos pudiendo llegar por capilaridad hasshyta las raiacuteces
Este procedimiento soacutelo es practicable cuando el terreshyno es bastante permeable y de poca pendiente En suelos poco permeabls los resulta dos no son satisfactorios el agua fluye bien por los cana ~ es pero no logra humedecer la tierra
La lig 17 muestra la disposicioacuten de los canales a a b b y Ja de la compuerta d que cuando estaacute cerrada deshy
- 1580
termina el retroceso del agua que se va elevando en los canales y penetra en el suelo Abriendo jo compuerta se inicia la salida del agua y consecuentemente el desecashymien~o del terreno
A~~J~~Mitrbt~Ir~~M~~1 B
F~( 11 J)i sposieiHl para htlnHd e(~e r IIn 1IITfJ1U drenadu al ail
J i~ Hi middotiexclo po fiJI radmiddotn
29 Filtracioacuten del agua por atarieas abiertas superficiales - middot-Este meacutetodo se aplica sobre todo a Jos tierras labradas y
entre otros a 103 cultivos hortiacutec81as Difiere esencialmente del anterior en que las atarieas estaacuten mucho maacutes proacutexishymas en que son superficiales y el agua penetra en el sueshylo y en el subsuelo p8r las paredes y por el fondo
El agua circula por atarieas paralelas que limitan las parcelas de los cultives No debe tocar ni las hoias ni los tedios Por esta razoacuten se emplea e l agua de cloacas para los cultivos hortelanos Como no se ponen en contacto con as hoias ni con los tallos no pueden contaminar esta parshyte comestible de los vegatales Sin embargo uacuteltimamente se ha dicho que las aguas de cloacas contaminan las parshytes aeacutereas de las hortalizas con geacutermenes nocivos y se ha prohibido su empleo para el cultivo de las hortalizas que se toman sin coccioacuten
Este meacutetodo es tanto maacutes eficaz cuanto maacutes proacuteximas
1581 shy
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ni ego por 5-lIrc()~ Di ~pn ~ iciiexclm de la~ atalj pa~
esteacuten las zanias que se trazan con el arado y estaacuten seshy
paradas unos 060- 080 mts La lig 18 indico la disposicioacuten del suelo La liacutenea a b
representa el canal de conduccioacuten a c el canal de riego del campo d designan los surcos que no terminan en el canal a c La limpieza que necesita el funcionamiento del sistema deteriora pronto este canal Debe construiacuterse una atari ea auxiliar e f comunicada con el canal a c por meshy
_-1582 - shy
dio de pequentildeos cortes g Este canal auxiliar se abre con el arado y se termina cuidadosamente con la pala Es anshycho y tiene una profundidad de unos la ctms
Riego por desbordamiento
Puede efectuarse de las maneras siguientes con reshygueras de nivel y planos inclinados que describiremos sucesivamente
A shy Por regueras de nivel Fundamentoshy EI terreno a regar estaacute surcado por regueras horizontales de desbordashymiento en que el agua rebosa el borde inferior y se exshytiende en forma de laacutemina continua
Pendiente del terrenoshy No debe ser excesivamente peshyquentildea pues entonces la circulacioacuten de la laacutemina de agua se efectuariacutea defectuosamente se admite como necesaria una pendiente de 3 Si 0 pendiente fuere excesiva en vez de una laacutemina continua se formariacutea una serie de arroshyyos que socavariacutean el terreno este peligro debe evitarse haciendo las regueras suficientemente proacuteximas
Descripcioacuten y funcionatnientoshy Las regueras de reparshyticioacuten se trazan en la direccioacuten aproximada de las liacuteneas de maacutexima pendiente fig 19 Si se interrumpe una regueshyra de distribucioacuten remansando el agua eacutesta entraraacute en la reguera de nivel inmediata anterior la cual se llenaraacute y desbordaraacute invadiendo el terreno el exceso se recogeraacute en el colector inmediato inferior el cual lo transportaraacute al canal de desaguumle
b middotmiddot l~vcro diexclhi Clon
rig 9
Alimentacioacuten de regueras sucesivas por una misma tomashy En vez de recoger las aguas sobrantes de una reshyguera directamente en un colector se recogen en otra reshyguera la cual una vez desbordada las deja pasar a otra y asiacute a varias no pasando de 4 oacute 5 seguacuten el caudal de
-1583 -
agua de que se disponga Parece que asiacute pudiera hacerse extensivo a todo el campo con una sola toma superior en la reguera de reparticioacuten pero no debe olvidarse que el agua que llegase a las regueras inferiores estariacutea escasa en oxiacutegeno y principios fertilizantes Esta es la razoacuten de las tomas sucesivas
Perfil longitudinal de las reguerasshy En la praacutectica no
iexcliexcl~f o UI a
I iquest
____ ~i~ I 0
I L middot ___ --shy
I D--1 t~uHO c o tor
- I 001 I 00 I
I 0 bull ___ J
-shy ---_ -i
_~_-o---J
Uig 19) Riego por curvas de nivel
debe d6rseles una pendiente superior al 0003 intercalando cascadas si fuere preciso esto se refiere a las regueras de reparticioacuten Las regueras de distribucioacuten deben ser perfecshytamente horizontales
Seccioacuten transversal de las reguerasshy Las regueras de nivel deben ser poco proundas a fin de disminuiacuter la preshysioacuten del agua y por tanto su infiltracioacuten Es aconsejable
- 1584 -
UllO anchura de 20 ctms con una profundidad no mayor
de S clms Las acequias y regueras d e reparticioacuten se calcushy
bn seguacuten las foacutermulas hidraacuteulicas
B shy Por planos inclinadosshy Son tales les ven tajas del
riego por regueras de n ivel que se procura em plear un
sistema anaacutelogo aunque el terreno no tengo lo pendiente
necesaria
Principio--Si lo pendiente es inferior al 003 se terramiddot
1 I
Cor~e por A B F iJ20
I I
I
J
Ri eacuteo t por p la n o~ in(linado pUl dobl e ari5la
plena formando un escolonado d e planos inclinados que
permito el riego por reguera~ de nivel
Descripcioacutenshy la reguera de reparticioacuten se coloca a una
altura conveniente para que el agua pueda en trar a las
regueras de nivel practicadas en la parte superior de los
planos en forma que llena de agua se vierta por ellos
recogiendo el exceso en colectores lig 20 El agua sobranshy
te puede ser muy abundante en tal caso el colector al ishy
- 185 shy
menta a su vez o tra serie de planos actuando a mane ra de reguera de reparticioacuten
Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
Planos inclinados naturales- Supongamos fig 21 un terreno de pequentildea pendiente S8 construye en terrapleacuten una reguera de d istribucioacuten con los produc tos de la excavacioacuten del colector inmediato E primer antildeo el riego seraacute defectuoshyso pero en los antildeos sucesivos mejoraraacuten los terraplenes y planos incl inados merced a la aportacioacuten del limo por las mismas aguas
0(oacute v lt
o
ltiexcl - =-=~ ~ ~ ~-= -=--=--=-shy~ ~ Fig21
Planos inclinados artificiales-Consisten en cons truiacuterlos directamen te con tierra sacada del terreno m ismo lo cual exige terraplenes y movimientos importantes de tierra (fig 22)
TfrImiddotO)COfi
~S~iacutelllflmiddot ~~f~~
Tts 22
Datos para la formacioacuten de un proyecto de riego por planos inclinados- Se atenderaacute en primer lugar a que las acequias y regueras de reparticioacuten sean capaces de sumishynistrar el agua necesaria y los colectores de desaguar los sobran tes Las regueras de distribucioacuten seguiraacuten sensibleshymente las curvas de nivel a fin de q ue los planos incl inashydos conserven una longitud constante y que las regueras de dis tribucioacuten sigan la direccioacuten de la pendiente del terreshyno La anchura de Jos escalones no seraacute excesiva a fin de evitar los grandes movimientos de tierra En general tienen 4 oacute 5 mts y si el terreno tiene fuerte pendiente lleshygan a tener 10 Oacute 12 mts La pendiente de los planos inclishynados seraacute de 003 como miacutenimum
linos tienen un efecto corrosivo sobre el tejido de las planshytas Un exceso de soles alcalinas produce ciertas enferme middot dCldes en las pantas y reduce la efici9nciacutea de la labranza
La presencia de aacutelcali afecta diferentemente los disshytintos cultivos De las hierbas cultivables la alfalfa es la maacutes tolerante De los cereales la cebada le sigue lo aveshyna La remolacha soporta maacutes aacutelcali que los cereales
No SE ha definido exactamente la cantidad de aacutelcali que resulta perjudicicd pues ella variacutea no soacutelo con el culshytivo sino maacutes auacuten con el cOIaacutecter del suelo el caraacutecter de las sales y la humedad El aacutelcali que puede contener un suelo variacutea con su humedad pues si aumenta eacutesta puede a umentar aqueacutella sin que la solucioacuten alcance alta concenshytracioacuten Los suelos arcillosos debido a que pueden conteshyner mayor cantidad de agua soportan maacutes aacutelcali sin pershyjuicios para los sembrados que los arenosos
En general las sales de sodio son maacutes dantildeinas que otras los carbonatos maacutes que los cloruros y eacutestos maacutes toshydaviacutea que los sulfatos Potasio calcio y foacutesforo son alimenshytos valiosos de las plantas aunque a menudo sucede que algunas sales de estos elementos se encuentran en cantishyciades perjudiciales a la vegetacioacuten
El aacutelcali soacute~o es perjudicial cuando estaacute en contacto con el tejido de la planta es decir cuando se encuentra en las zonas de raiacuteceuro ~r~ Euelo muy feacute iexcl) puede llegar a ser esteacuteril por la concentracioacuten de sales e1 las capas sushyperficiales debido al movimiento ascendente del agua que lleva las sales en solucioacuten y su evaporacioacuten ~n la supershyficie
Debido a la variedad de faciores que influyen en el resultado es imposible dar una regla exacta respecto a lo cantidad de aacutelcali que es perjudicial a la vegetacioacuten Las cantidades siguientes deben tomarse como aproximadas
Carbonato de sodio 01 Cloruro de sodio 05 Sulfato de sodio 1
Resistencia al aacutelcalishy Las investigaciones de Loughridshyge y otros indican la resistencia relativa al aacutelcali de los distintos cultivos en el siguiente orden
La mayoriacutea de los suelos de las regiones huacutemedas y aacuteridas especialmen te cuando han sido regadas estaacuten pershymanentemente saturadas de agua a cierta profundidad el liacutemite superior de la masa saturada se llama superficie de saturacioacuten (Water-table)
Agua libre--Cuondo un sue lo saturado con agua estaacute provisto de buenos drenajes una porcioacuten del agua seraacute ~acada por la accioacuten de la gravedad y reemp~azada por aire A esta agua se le denomina agua libre
Agua capilar- El suelo asiacute drenado permaneceraacute toshydaviacutea huacutemedo pues una parte del agua seraacute retenida por la atraccioacuten capilar de los poros Esta es la llamada agua capilar Su porcentaje variacutea con la naturaleza del suelo es mayor en suelos arcillosos que en arenosos La entrada del aire proveniente de la salida del agua libre y la preshysencia del agua capilar ponen al suelQ en condiciones fashy
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vorables para la siembra El agua capilar seraacute absorbida por las plantas o evaporada y entonces e l suelo se clasishyficaraacute como seco
Agua higroscoacutepica- EI suelo asiacute secado contendraacute toshydaviacutea algo de agua llamada higroscoacutepica La humedad higroscoacutepica de los suelos variacutea con su textura desde 1 en arena gruesa hasta 10 en arcilb La cantidad de agua higroscoacutepica es insuficiente para el consumo de las plantas y no se considera en los caacutelculos sobre riego
Movimiento capilar- EI agua capilar va hacia el sueshylo maacutes seco bajo la accioacuten de ]0 atraccioacuten capilar En lo superficie de saturacioacuten todos los poros del suelo estaacute n llenos con agua Encima de este nivel el suelo tiene su capacidad capilar Le cantidad de agua capilar variacutea de la superficie de saturacioacuten hacia arriba a una rata unifoshyme en los suelos de textura uniforme A cierto distancia de la supe rficie de saturacioacuten es cero Esta distancia variacutea d8sshyde l para arena gruesa hasta 6 o maacutes para arcilla pesada
La siguiente tabla elaborada por Lyon y Fippin muesshytra la extensioacuten y rata de la capilaridad
CLASE DEL SUELO Altura capilar en pulgadas
15 2 1 11 13 19 ni h d ds ds ds ds
lic llo r IIrc lla muy fllliI 7 17 711 ~OO 1011 1 11 ~ O -11(1
rt lI a Ulu y fi na 7li 111 11 1~1 IU co IiO ~j S i
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El cieno da una altura mayor aunque a una rata meshy
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Coeficiente de marchitamiento- (Wilting coefficient) El punto en el cual la vegetacioacuten empieza a marchitarse y muere por falta de humedad se llama coeficiente de marshychitamiento El agua uacuteti l para el consumo de las plantas es pues e exceso del agua capilar sobre el coeficiente de marchitamiento La cantidad de agua en los suelos no deshybe pasa r de su capacidad capilar ni bajar de su coeficie nshyte de marchitamiento
Agua necesaria-middot- La cantidad de agua necesaria para
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el riego de pende del caraacutecter de l sue lo de la profundidad hasta la cual se desee humedecerlo y de la humedad que fa contenga
A continuacioacuten incluiacutemos una tabla de bastante utilidad
PORCENTAJES POR PESO DE LA CAPACIDAD PARA VARIOS SUELOS
Clas del suelo Coeficiente Wiltlng Cpacidnd Capacidad Capacidad
La capacidad uacutetil seguacuten se de duce de lo anterior es la diferencia entre la capacidad capilar y el coeficiente de marchitamien too
De la tabla anterior deducimos que si un barro o marshyga alcanza al coeficiente de marchitamiento contiene toshydaviacutea 134 de agua por peso y puede retener por capishylaridad 46 de agua adicional o 4 lbs pie cuacutebico En estas condiciones se requeririacutea 1 4 de pie cuacutebico para lleshynar un pie cuadrado de superficie de este suelo a una promiddot fundidad de 42 pies y a su capacidad capilar esto es se requeririacutea 3 de profundidad al aplicar el agua al suelo
Similarmente un barro arenoso bajo las mismas conshydiciones necesitariacutea 75 maacutes de agua o una profundidad de 51 4 pulgadas la arena gruesa necesitariacutea 7Y2 Y la arshycilla 3
CAPITULO III
Alimento de las plantas
El agua es el constituyente maacutes abundante de la planshyta y por lo tanto el elemento maacutes importante del alimento
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de e~ la Ademaacutes de e sto el aguo es el vehiacuteculo necesario paro llevar en solucioacuten todos los otros e)ementos indispenshysables para lo nutricioacuten de lo planto
La cantidad de aguo necesaria paro lo formacioacuten de uno unidad de tejido variacuteo grandemente con lo clase de lo planto y con lo cantidad de materia alimenticio
Libras de agua necesarias para la formacioacuten de una libra de materia seca
Lawe y Gilberl H ellreigel Wollmy Klng Widlsoa Promedio
El aguo llevo el alimento necesario o los plantos en dos formas o) en suspensioacuten y b) en disolucioacuten
o) Los aguas llevan siempre en mayor o menor canshytidad elementos en suspensioacuten que depositan en los tieshyrras hacieacutendolos accesibles a los plantos Los elementos llevados en suspensioacuten forman porte del limo arrostrado por los aguas que ha sido tomado de los terrenos por donde han pasado para depositarlos maacutes tarde cuando el aguo pierde su velocidad en cantidad proporcional al arrastre y o la peacuterdida de velocidad
Los cantidades de limo arrastradcs variacutean entre amshyplios liacutemites En JD0 mismo corriente de aguo variacutean con los crecidos Veacuteanse algunos cifras suministrados por difeshyrentes observaciones que daraacuten ideo de los enormes canshytidades que pueden ser arrastrados
Var 12000000 Loira 6000000 Ga rona 5700000 Sena 200 000 Ma me 105000
Herveacute-Mangon ha es tudiado este a sunto con mucho cuishydado Sus observaciones en el Durance pueden resumirse asiacute
El peso tota l de 103 limos acarreados por este riacuteo en Merindol en dos ai10S (1859- middot1861) fue de 17923321 Tons
Admitiendo que estos limos depositados en el suelo peshysen por teacutermino medio 1600 kgs mts cuacutebicos su volumen hubiera sido de 11077071 mts cuacutebicos
Si este limo se depositase iacutentegramente en e l suelo cushybririacutea en un antildeo con una capa de 001 mts de espesor una superficie de 110770 hectaacutereas
Antildeade Herveacute-Mangon que en el departamento de Vaushycluse se consideran muy feacutertiles ~as tierras arables que poseen 030 mts de espesor de este valioso aluvioacuten o sea 3000 mts cuacutebicos iacute hectaacuterea El volumen de limo arrastrashydo en un ai10 por el Durance en Merindol representa una superficie de primera calidad de 11077071 3000 = 3692 hectaacutereas
Algunos anaacutelisis quiacutemicos de limos practicados por Herveacute-Mangon daraacuten una buena idea sobre su importancia
Limo del Durance- Can tidad media anual de limo conshytenida en un metro cuacutebico de agua 1454 gro Composicioacuten media por ciento y por antildeo
Promedios Men suare s Extrorno s
Residuo arcillosiliciacutelico insoluble 4502 46650 Aluacutemina y peroacutexido de hierro 372 4650 Nitroacutegeno 006 0098 Carbonato de cal 4127 41470 Carbono 041 0686 Agua y productos no dosificados 952 6446
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Limo del Var-Composicioacuten centesimal Residuo insoluble 4428 Aluacutemina y peroacutexido de hierro 503 Carbonato de middot cal 3853 Nitroacutegeno 012 Carbono 012 Agua y productos no dosificados 1504
Veamos ahora algunos anaacutelisis practicados recienteshymente por M Muumlntz y que indican la cantidad de limo en varias corrien tes de agua y de los cuatro principales eleshymentos de fertilidad
Cre8mos conveniente exponer la composicioacuten del amoshyso limo del Nilo Los anaacutelisis del Dr Letheby indican las siguienies cifras por ciento
Crecida Esllalo
Materias orgaacutenica3 1502 1037 Acido fosfoacuterlco 178 057 Col 206 318 Magnesia 112 099 Potasa 182 106 Sosa 091 062 Aluacutemina y oacutexido de hierro 2092 2355 Acido carboacutenico y peacuterdidCIs 128 144
Es laacutestima qua este anaacutelisis no comprenda el nitroacutegeno que tanta importancia tiene como fertilizante esta falta se puede suplir promediando los anaacutelisis de Poyen y Chamshypian que dan 09-13 por mil de nitroacutegeno
El valor fertilizante de los limos de algunos riacuteos del Suroeste de EE UU comparado con lo requerido por una tonelada de alfalfa aparece en la tabla siguiente
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MaUrla ferlillzanle por acre Pie de agua
RIO Feeha Acldo 10sl Polasa NltroacuteVeno Invesllgador
Riacuteo Grande 1893-94 314 3255 2440 Goss Riacuteo Salado 1899-1900 105 265 900 Forbes Riacuteo Colorado maacutex 1900-0 I 4356 4446 6970 RIacuteo Colorado mIacuten 1900-01 226 163 103 1 ton de alfalfa 167 330 4200 Goss
Para apreciar la abundancia y cccioacuten fertilizante de los limos recordaremos ahora la composicioacuten por mil de una buena tierra vegeial del limo de una corriente de agua (Francia) del limo del Nilo y del Gstieacutelcol de granja
Tierra veoelal Coriente de agua Nilo Esliereol d (Francia) Granja
b) Al igual de las aportaciones de limo las cantidades de elementos disu3ltos llevados por las aguas variacutean cor la naturaleza de los terrenos que atraviesan
Las aguas son maacutes eficaces cuando contienen elementos que soja existen en pequentildea cant idad en el suelo que con ellas se debe regar
Aguas lluvias- Los anaacutelisis de las aguas lluvias han demostrado que ellas contienen nitroacutegeno combinado carshy
bonato y nitrato amoacutenico moterias orgaacutenicas clorura soacutedishyco suliato soacutedic) oacutexido de hierro oxiacutegeno nitroacutegeno y aacutecishydo carboacuten ico Los proporciones de estos compuestos variacutean con la localidad en las ciudades el agua lluvia estaacute maacutes cargada de aacutecido carboacutenico de materias orgaacutenicas y mishynerales que en el cnmpo En la formacioacuten de aacutecido niacutetrico tienen mucha influencia las tempestades
Cien litros de agua lluvia hervida han dado Nitroacutegeno 1308 lts
Oxiacutegeno 0637
Acido carboacutenico 0128
2073
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En general se puede admitir un promedio anual de 808 kgs de nitroacutegeno combinado (amoniacuteaco y aacutecido niacutetrico) por hectaacutereas y por antildeo
Aguas de arroyos y riacuteos- La composicioacuten de estas ashyguas variacutea tanto seguacuten la eacutepoca del antildeo en que se opere y el procedimiento que se siga para obtener la muestra que es bastante difiacutecil comparar los resultados de los dishyversos experimentos
Las aguas corrientes en contacto con el aire disuelven los gases contenidos en eacutel La absorcioacuten de oxiacutegeno es relativamente mayor que la de nitroacutegeno En general las cantidades de gases disueltos variacutean con la temperatura y para el gas carboacutenico con la composicioacuten de las aguas
Seguacuten Poggiale y Herveacute-Mangon el agua del Sena conteniacutea a DU y 760 mmts
La cantidad de nitroacutegeno y materias minerales conteshynidas en las aguas de que nos ocupamos variacutean grandeshymente y para dar idea del orden y magnitud de las misshymas citaremos los datos de algunas aguas seguacuten M Muumlntz
MATERIAS Bourne Isere Rodano Sourgcs Durance gr gr gr gr gr
Nitroacutegeno niacutetrico por m 0038 0223 0828 0104 e285 amoniacal 0100 0 110 0130 0036 00 I O orgaacutenico 0130 0 140 0230 0130 0140
TOTALES 90626 126907 120 lOa 103336 171089 Peso total de la
mal en di lOO 175 158 160 240
Si suponemos que la cantidad total de agua de riego
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repartida en una regioacuten sea de 16000 mts cuacutebicos por hecshytaacuterea y por antildeo resultaraacute por ejemplo en el Isere que e l nitroacutegeno aportado por ellas seraacute 0473 X 16000 = 7568 grs o sea 75 kgs que es bastante apreciable En algunos casos resultan cifras muy elevadas asiacute Herveacute-Mangon ha encon trado que una pradera de los Vosgos recibe 208 kgs de nitroacutegeno mediante los canale de riego resultando in shynecesaria la aplicacioacuten de este abono
CAPITULO IV
Fuentes de abastecimiento
Las aguas que se emplean para regar puede n provenir 10 De las corrientes subterraacuteneas 29 De los es tanques o depoacutesitos de a lmacenamiento 30 De Jos corrientes de agua
1-Corrientes subterraacuteneas
A-Origen- EI origen de las aguas subterraacuteneas no estaacute establecido cientiacuteficamente maacutes que desde hace pocos antildeos el estudio de los fenoacutemenos geoloacutegicos antiguos y
recientes y el de la meteoro logia han permitido a distin shyguidos observadores determinar las muacuteltiples acciones y reacciones que las aguas ejercen a traveacutes de la corteza terrestre
Muchas fueron las teoriacuteas que sobre el origen de las aguas subterraacuteneas se emitieron Sin referirnos a una anshytiguumledad muy remota diremos que la teoriacutea correcta fue creciendo en importancia y confirmaacutendose cada vez maacutes
En 1847 J Degousse menciona las causas de la preshysencia del agua en las capas geoloacutegicas que estaacuten cershyca de la superficie del suelo En resumen la cantidad de agua que e levada por la evaporacioacuten en la atmoacutesfera recae en forma de lluvia niebla nieve etc sobre los continente s es maacutes que suficiente para alimentar las coshyrrie ntes de agua que circulan en su superficie o en sus cashyvidades interiores
Hoy que innumerables trabajos de minas y sobre toshydo de sondeos profundos destinados a la busca de agua
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heacuteln perforado la superficie del suelo que el reglmen de las corrientes de agua y la accioacuten de las lluvias sobre eacutel ha sido estudiado ninguna duda es ya posible Las obsershyvaciones llegadas de todas las regiones geo~oacutegicas prueban que la alimentacioacuten de todas las corrientes de agua sushyperficiales o subterraacuteneas de todas las capas estaacute asegushyrada uacutenicamente por las aguas de la atmoacutesfera
B-Manera de encontrar y buscar las aguas subterraacuteshyneas- Para encontrar las aguas subterraacuteneas se pueden dar solamente ideas generales Las aguas para que hagan su aparicioacuten en el subsuelo necesitan un recipiente un hueco en eacutel Para el hiJroacutelogo seraacute siempre tarea difiacutecil tener que buscar agua sobre todo si se trata de grandes cantidades de aguas subterraacuteneas en las capas geoloacutegicas antiguas pues en las rocas de esta edad la estratigrafiacutea de las capas perme-lbles de las roturas y de los abismos es de una naturaleza tan complicada y tan difiacutecil de comshyprobar que los medJos hidroloacutegicos son aplicables solashymente en casos determinados Por otra parte las rocas deshytriacuteticas de las edades geoloacutegicas maacutes recientes del cuashyternario diluvial o actual ofrecen un campo de investigamiddot cioacuten maacutes favorable
Por la misma formacioacuten de la superficie el hidroacutelogo podraacute deducir muchas veces si el subsuelo se presta para llevar aguas Son de importancia las deposiciones arenoshysas producidas por la atmoacutesfera las dunas de las cuales muchas ciudades se abastecen de agua Las deposiciones Cuaternarias se distinguen por su regularidad sin embargo es frecuente encontrar buenas condiciones hidroloacutegicas en las formaciones arenosos del terciario
Excelentes indicios ofrecen los pozos existentes se deshyberaacuten anotar las variaciones de nivel y las entregas de agua Si el pozo no se ha secado ni aun en los tiempos de mayor sequiacutea y si no se ha procedido nunca a profunshydizarlo se debe pensar que hay un buen portador de aguas Si el nivel del agua en el pozo baja muy poco aunque se saquen grandes cantidades de agua se tiene indicios de que el subsuelo procede de buenas capas permeables
Los terrenos seguacuten su naturaleza quiacutemica y fiacutesica roshyturas y grietas que los atraviesan son capaces de retener
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o dejar filtrar maacutes o menos agua desde el punto de vista de esta propielad los dividiremos en permeables e impershymeables
Las aguas de lluvia al caer sobre el suelo empiezan por impregnar la capa superficial facilitando asiacute su absorshycioacuten por las plantas ot[) arte se evapora al contacto con el sueo cuya temperatura os genelUlmente superior a la del aire el resto del agua trata de seguir a los arroyos o riacuteos a menos que durante el trayecto estas aguas sean absorbidas por la porosidad del suelo
La parte de agua que no eS utilizada por la vegetacioacuten desciende lentamente hasta encontrar una capa impermeashyble que a obligu a escurrirse siguiendo su conterno
Si las raiacuteces son numerosas e importantes constituiraacuten una especie de filtro subterraacuteneo que haraacute regular el reacutegishymen de las aguas subterraacuteneas al contrario en terrenos donde la vegetacioacuten es escasa las aguas arrastran la tieshyrra vegetal y el reacutegimen subterraacuteneo saraacute irregular De esshyto deducimos la importancia de los bosques pues ellos son reguladores de la humedad del suelo dan origen a mananshytialas y moderan el escurrimiento de las aguas superficiales
Las rocas superficiales permeab~es provienen generalshymente de la disgregacioacuten de las rocas soacutelidas sea por las reaccienes quiacutemicas por la accioacuten de las aguas del calor etc Las rocas silicosas o cuarzosas (cuarzo pizarras siliacuteceas areniscas) se transforman en arenas maacutes o menos gruesas en cascajo en guijarros y cantos rodados Las rocas grashyniacuteticas gneis pizarras micaacuteceas es decir las recas de los terrenos cristalinos a base de feldespatos se descomponshydraacuten en tierras arcillosas o caolinas ricas en aacutelcalis y en arenas Les esquistos se transformaraacuten en tierras silicoshysos o arcillosas Las calizas y las margas calizas daraacuten tierras y arenas calizas
De todas estas rocas la maacutes permeable es el aluvioacuten esto se comprueba observcrdo la facilidad con la cual bashyja el nivel de los pozos cuando se ha secado cierta cantidad de agua Se mide la permeabilidad desnivelando la capa de agua de un pozo por medio de bombas la modificashycioacuten del nivel del agua para un gasto determinado permite evaluar la permeqbilidad
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Las arenas silicosas areniscas seguacuten su grado de ceshymentacioacuten las callzas friables y porosas) son tambieacuten roshycas permeables
La tabla siguiente da la porosidad de varias formacioshynes en porcentaje por volumen
Formacioacuten Localidad Porosidad Invutlu~dor
VolUlll
Dolomita Joliet 111 27 Merril Caliza (ooliacuteti- Bedford Ind 98
cas) Dolomita Winona Min 17 Arenisca Jordaacuten Min 237
Tiza Inglater-a 1444 Humber Arena 3545 Arena y grava 2S30 Suelo arenoso Carolinn del Arenisca de S 43 Whitney
Postdam Ablemans Wis 7 12 Buckley
Para compreacuteJbor la exist2ncia de aguas subterraacuteneas debe estudiarse si e llas estaacuten en e s tado de reposo o moshyvimiento En el primer caso s~ tendraacute una aglomeracioacuten de aguas que pueden agotarse Dor la extraccioacuten permanenshyte En el segundo la aglomeracioacuten daraacute un rendimiento continuo que se sostendraacute mlentrcs no se saque una canshytidad mayor que la que alimenta las existencias
A fin de informarse de sus movimientos debe iexcllevanshytarse un plano de las alturas de las capas del nivel de las oguas subterraacuteneas La construccioacuten del subsuelo se ha de relevar primeramente por medio de tres pozos situados siempre que sea posible en los veacutertices de un triaacutengulo equilaacutetero Deben determinarse las capas que forman el teshyrreno la manera como se suceden e l espesor y la situashy
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cioacuten de ellas y anotarse los resultados en un libro de pershyforacioacuten que tendraacute el siguiente rayado
Pozo N 200 mts a l S de perforado entre el
y
Nuacutemero de Altura Espesor de Profundidad Naturaleza la capa Mts la capa Mts Bajo la supo del terreno
Mts
Cuando se llegue a la capa portadora de las aguas se colocaraacute un tubo de observacioacuten en el pozo para determishynar el nivel del agua subterraacutenea y sacar muestras de ella El tubo de observacioacuten tiene un diaacutemetro de 4 5 hasta lY2 y estaacute provisto en su extremidad inferior de un filtro de un metro de largo
El extremo que llevo e l filtro se fabrica de un tubo pershyforado revestido exteriormente con un tejido de trencilla Al colocar el tubo de observacioacuten dentro de la perforacioacuten deix~ reJenarse con arena lavada el espacio entre ambos y lueacutego quitar los tubos de perforacioacuten Debe hacerse lueacutego una nivelacioacuten para determinar las alturas de los extremos superioras de los tubos de observacioacuten y la situacioacuten de jo niveles de 103 aguas subterraacuteneas
Conocidos los signos exteriores que revelan la presenshycia de las aguas subterraacuteneas conviene tener en cuento algunos caracteres geoloacutegicos del terreno para proceder con maacutes acierto el e alumbramiento de las aguas Estos cashyracteres principales son
Terrenos poco permeables que descansan sobre un terreno impermeable--La topografiacutea de un terreno de este geacutenero es faacutecil conocerla consul tondo los mapas con curshyvas de nivel La liacutenea de mayor pendiente indica la dishyreccioacuten en que las aguas subterraacuteneas son maacutes abundanshytes porque generalmente la capa impermeable del subsueshylo estaacute inclinada en direccioacuten de la liacutenea de maacutexima penshydiente en a~gunos casos la pendiente de la capa impermeashyble sigue otra direccioacuten y en tonces la liacutenea en que se enshycontraraacute la mayor cantidad de agua seraacute la diagonal del paralelogramo
- - lSll -shy
Cuando la capa impermeable presenta ondulaciones como es frecuente las aguas subterraacuteneas se acumulan en las depresiones del terreno impermeable que corresponden aproximadamente a las depresiones superfi ciales en este punto deberaacuten practicarse los pozos
Terrenos de aluvioacuten y descompuestos-Las aguas subshyterraacuteneas de estos terrenos estaacuten muy cerca del suelo Pashyra obtener en ellos un gran caudal de agua se abren los pozos en los sitios en que la corriente de agua subterraacutenea tiene mayor velocidad Para averiguarlo suelen emplearse dos metodos el de Thien que consiste en abrir dos talashydros o pequentildeos pozos y tirar sal marina en el pozo maacutes alto determinando el tiempo que demora el agua salada en aparecer en el pozo maacutes bajo El otro metodo que es maacutes praacutectico es de Schuchter y consiste en practicar dos pozos en uno de los cuales se vierte cloruro de amonio electrolizando e l suelo por una corriente electrica la aguja de un galvanoacutemetro permite averiguar la llegada de la solucioacuten al otro pozo por disminuIacuter notablemente en este momento la resistencia del circuito eleacutectrico asiacute formado
Terrenos muy permeables y homogeacuteneos- Si eacutestos desshycansan sobre uno capa arcillosa bastaraacute hacer suficienteshymente profundo el pczo para encontrar la capa de agua De un modo general convendraacute seguir las mismas reglas indicadas para los terr enos poco permeables El empleo de la dinamita parece ser ventajoso pues la violencia de esshyte exposivo origina grietas y fisuras que favorecen la filo tracioacuten
Terrenos muy permeables y heterogeacuteneosmiddot-Es frecuenshyte que en estos terrenos haya dos circulaciones de aguas superpuestas por S2r generalmente muy profunda la capa inferior presenta moacutes intereacutes el alumbramiento de la capa superior
e-Manera de calcular la cantidad de agua subterraacuteshynea- El mejor meacutetodo para calcular la capacidad de una fuente subterraacutenea es hacer ensayos de bombeo durante un tiempo suficient8mente lergo para alcanzar un equilimiddot brio cproximado entre la entrega y la demanda Rara vez seraacute praacutectico continuar taes ensayos hasta alcanzar el equilibrio perfecto pues en la mayoriacutea de los casos seriacutea
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esto labor de varios antildeos Por otra parte los ensayos d 2 corta duracioacuten generalmente dan resultados falsos o al menos engantildeosos
a-Velocidad del flujo- -La velocidad del flujo de una corriente subterraacutenea es funcioacuten de la pendiente o gradiente hidraacuteulica y de la resistencia que ofrecen las partiacuteculas del suelo
La pendiente puede dete rminarse faacutecilmente haciendo sondeos hasta el nivel de las aguas subterraacuteneas teniendo cuidado de medirla en la direccioacuten de maacuteximo declive Si sobre el estrato permeable se encuentra otro maacutes o menos impermeable el agua correraacute en el inferior bajo una preshysioacuten superior a la atmosfeacuterica La pendiente se encontraraacute determinando la altura a que sube el agua en los tubos colocados en el estrato poroso Daben sacarse muestras del material e investigar su tamantildeo y porosidad Lo poroshysidad estaacute influenciada no soacutelo por el tamantildeo de los grashynos sino tambieacuten por el grado de compactacioacuten de la forshymacioacuten es por esto por lo que e lla soacutelo puede calcularse aproximadamente El tamantildeo de los granos se determina por medio de tamices
Habiendo encontrado estos e~ementos nos resta expreshysar la relacioacuten entre ellos y la velocidad del flujo
Los experimentos de Darcy Hagen y Hazen han deshymostrado que la rata a la cual un aguo fluye o traveacutes de arena o grava fina sigue aproximadamente las leyes que rigen paro el flujo en tubos capilares es decir la velocishydad es aproximadamente proporcional o h l siendo h la carga hidrostaacutetica y l la distancia que el agua recorre
Para diferentes clases de materiales la velocidad deshypende del tamantildeo de los poros siendo eacutesta una funcioacuten del tamantildeo de los granos y del grado de compactacioacuten Para una arena de tamantildeo uniforme y un grado dado de compactacioacuten se encuentra que la velocidad del flujo es aproximadamente proporcional al cuadrado del diaacutemetro de los granos expresardo el grado de compactacioacuten en teacutermino de porcentaje de poros se encuentra que para mashyteriales de igual tamantildeo la velocidad del flujo es aproxishymadamente proporcional al cuadrado de la relacioacuten de porosidad El voluIJ1en del flujo que viene o ser igual a
-1536 shy
la volocidad multipicada por el aacuterea de la seCCIOD neta
seraacute entonces proporcional al cubo de la porosidad La enorme variedad en tamantildeo y porosidad de las
arenas y gravas hace bClstante difiacutecil la aplicacioacuten de foacutermulas matemaacuteticas y resultados experimentales a las
condiciones de trabajo Sin embargo los resultados obtenidos por Hazen en
filtros de areno son de bastante importancia en esta mashy
teria La formacioacuten por eacutel obtenida y que se aplica a areshy
na de un tamantildeo efectivo de 01-30 mts es
h(t+IOO
v = cd~ ~ - 60--)
siendo
v la velocidad en metros por diacutea de una columna soacuteshy
lida de la misma 32ccioacuten que la de la arena
c una constante que variacutea entre 400 y 1000 d el tamantildeo efectivo de los granos de arena en mmts
h la carga hidrostaacutellca que causa el movimiento
1 e l espesor de la capa de Clrena t lo temperatura en grados Fahrenheit
El valor de la consonante e variacutea con la compactacioacuten y uniformidad de la arena La v elocidad del flujo a traveacutes
de los p oros se encontraraacute dividiendo la ecuocioacuten anterior por la relacioacuten de porosidad p Despreciando las correccioshy
nes de temperatura la velocidad en pies por diacutea seraacute
d middote shyv 33 X x s K s donde
p
v velocidad promedio a traveacutes de los poros de la areshy
na en pies por diacutea
d tamantildeo efectivo de la arena en mmts
p relacioacuten de porosidad
s gradiente hidraacuteulica
cd~
K = 33 X --- = velocidCld para la pendiente unitaria p
La porosidad p variacutea entre 40 para arena maacutes o meshy
nos uniforme y 30 o menos para arena maacutes compacta o
- IS37 shy
de un grado de uniformidad menor El teacutermino e p que reshypresenta la influencia de la porosidad sobre la velocidad se puede calcular en 1000 040 = 2500 para p = 40 Y
400 030 = 1330 para p = 30 Estos resultados concuerdan con los experimentos de Slichter que establece que la veshylocidad del fluj o es aproximadamente proporcional 01 cuashydrado de la relacioacuten de porosidad Partiendo de esta base y asumiendo c = 1000 para p = 40 calcularemos los vashylores de K
Valores de K o velocidad del flujo en pies por diacutea para S= 1 -
Porosi dad
Muy Fina Fina Media Gruesa
Muy
Gruesa GRAVA fiNA
2i
10 ~I
middot10
010 Oi
on IH 21
020 ~H
3S n l
U~
030
II
22
040
L
iexcl
~n
050 11 24 tl
fil
080 ll
iexcliexclO
1011 1-0
100 iexcln
11111 IliO
2iU
200 ~oo
~~II
1111
1~1l
3 00 470 SIiO
1middot1(1(1
2~O(J
Lembke calculoacute los siguientes va~ores para K basado en los experimentos de Darcy Krober y otros
Material 1lt en pies or dia
Arena y grava 9400 Arena gruesa 2800 Arena media 760 Arena fina 150
Slich ter dio los siguientes valores de K para una poshyrosidad de 32 y una temperatura de 50deg
Material Taln~ iexcllO efectivo 1lt en pies Por diacutea
Arena fina 010-020 16 a 65 Arena media 025-045 100 330 Arena gruesa 050-095 400 1550 Grava fina 100-500 1600 40000
No debe esperarse mucha exactitud de los coacutemputos hechos por los procesos antes descritos ellos sirven como una guiacutea general para estudios maacutes precisos e indican liacuteshymites razonables de estos valores
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b-Canlidad de agua--Habiendo determinado la veoshycidad del flujo la porosidad del material y la seccioacuten transversal del estrato poroso en aacutengulo recto a la direcshycioacuten del flujo la rata total seraacute el producto de estos tres factores
Q = velocidad X (aacuterea de ~a seccioacuten X porosidad) = v Ap = KsAp las unidades empleadas son el pie y el diacutea
Las irregularidades de la seccioacuten pendiente y moteria les afectaraacuten maacutes o menos los resultados 103 caacutelculos he chos en esto ferma no tAndraacuten un valor considerable en el estudio de las fuentes de agua subterraacutenecs pero siacute sershyviraacuten para modificar las id8as erroacuteneas que sobre su cashypacidad se tienen con frecuencia
En la tabla que a continuacioacuten insertamos se dan las ratas de flujo en galones por diacutea y por pie cuadrado de seccioacuten para arenas de diferentes grados de menudez y
porosidad y para un) pendiente de 1 Para otras pendienshytes multipliacutequese el nuacutemero de la tabla por la pendiente expresada en decimales
Muy Muy
Porosidad Fina Fina Media Gruesa Gruesa G R A V A F I N A
40 smiddot cw i IU JlUO 200n iacuteWU SIlIlII l llllll 7 lIflll 0 1 171l IXU H~1l 1100 7UU iexcl wo lilHl1l lHIIOIl
2-Estanques de almacenamiento
Estos recipientes se usan para regular el flujo del agua de tal manera que se acomode a las necesidades evitando el gasto excesivo cuando el abas tecimiento excede a la demanda y conservaacutendola para ser usada cuando ocurra lo contrario
El almacenamiento de agua para las necesidades del riego requiere condiciones topograacuteficas especiales para ser financieramente posible Tales condiciones deben hacer poshysible el a lmacenamiento de grandes cantidades de agua de tal manera que las estructuras necesarias sean de dishy
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rrensiones y costo moderado comparacias con la cantidad de agua almacenada Con respecto a las particularidades topograacuteficas los sitios que se acomodan a ests fin se pueshyden dividir en cuatro clases
l- Lagunas naturales 2- Aquellos cue estaacuten localizados en liacuteneas de dre naje
natural 3- Depresiones naturales 4-Estanques artificiales Las lagunas naturales son impor tantes reguladores del
gua de drenaje que reciben Controlando la salido por medio de represas y compuertas reguadoras puede aproshyvecharse gran pa rte de las existencias a muy bajo precio
Los sitios maacutes comunes para el almacenamiento de -lgua son los comprendIdos en el NI 2 pero requieren mushycho cuidado para la descarga de las crecidos y en geneshyral son muy costosos en proporcioacuten a su capacidad
Las depresiones naturales o logos secos provienen del hundimiento de cavernas subterraacuteneas formadas por la acshycioacuten erosiva de los aguas subterraacuteneos Estas depresiones son inapropiadas para el almacenamiento a causa del faacuteshyci escape que pueden e ncontrar las aguas por los grietas que se encuentran en sus vecindades
Los estanques artificiales exigen trabajos especiales de e xcavacioacuten en general son excesivamente costosos y soacutelo se recomienda su construccioacuten en caso de que el aguo tenga un costo elevado
Eleccioacuten del sitio- Las principales circunstancias que afectan la posibilidad y valor de un sitio para almacenashymiento son
l - Su relacioacuten con los regadiacuteos 2- Su relacioacuten con el abas tecimiento 3-Su topografiacutea 4- Su geologiacutea Debe hacerse un examen cuidadoso de la regioacuten donde
se desea localizar el almacenamien to a fin de descubrir toshydos los si tios posibles y poder escoger e l que ofrezca conshydiciones maacutes ventajosas
El estanque debe estar situado lo bastante alto para poder dlstrlbuiacuter el agua por gravedad y tan cerca de los
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regadiacuteos que las peacuterdidas por transporte sean miacutenimas Ademaacutes debe ser iexclal el sitio que intercepte una cantidad suficiente de agua o que se la pueda conducir a eacutel
Geologiacutea del sitio- Habiendo estudiado la topografiacutea e hidrografiacutea de l lugar debe estudiarse cuidadosamente su geologiacutea a fin de conocer el caraacutecter y profundidad de los astratos inferiores La conformacioacuten geoloacutegica debe ser tal que contribuya a la eficiencia del almacenamiento Los lugares si tuado3 en vall9s inclinados son gen6ralmente fa shyvorables Como en eacutestos les estratos se inclinan de las colinas al fondo de valle el a gua que cae en aqueacutellas iraacute por percolacioacuten al estanque
En las formaciones de cal y yeso es corriente enconshytrar cavernas que faacutecilmente pueden derrumbarse es por esto por lo que debe e3tudiarse cuidadosamente la geologiacutea de estas formacione3 antes de construIacuter un estanque sobre ellas
Peacuterdidas en los estanques- En re lacioacuten con este toacutepi shyco mencionaremos algunos estanque que han tenido que ser abandonados por lo alto de las peacuterdidas
Estanque de Tumalo- Fue construiacutedo por el Estado de Oregoacuten Durante la diiexclcusioacuten del proyecto un grupo de ingenieros recomendoacute se construyera parcialmente y se hishycieran ensayos sobre su impermeabilidad este consejo no fue seguido y la represa se construyoacute de la altura proyecshytada Terminada la obra se llenoacute el estanque hasta que e l agua a lcanzoacute una altura de 20 pies sobre el orificio de salida En estas circunstancias se abrioacute un hueco en el fondo que descargaba 200 pies cuacutebicos por segundo y que raacutepidamente vacioacute el estanque Este hueco fue taponado y vuelto a llenar el receptaacuteculo pero las nuevas grietas que se abrieron no permitie-ron que el agua volviera a alcanzar la altura inicial Las peacuterdidas subieron tanto que le quitashyron todo valor al estanque como lugar de almacenamiento
Estanque Hondo- Cerca de Roswell Nuevo Meacutejico se construyoacute este estanque aprovechando una depresioacuten nashytural La depres ioacuten se aumentoacute por la unioacuten de las colinas circundantes por medio de diques El agua se suministroacute por medio de un canal de alimentacioacuten Las fugas se preshysentaron inmediatamente que estuvo lleno el estanque y
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aumentaron raacutepidamente debido al ensanchamiento de los huecos y grietas que se abrieron en el fondo Muchos esshyfuerzos se hicieron para restringir las peacuterdidas pero tedas fracasaron y el estanque tuvo que ser abandonado
La roca de la regioacuten era principalmente yeso que coshymo anteriormente se dijo es inapropiado para este in ya que en estas formaciones se encuentran muchas cavernas Es seguro que la depresioacuten que se escogioacute para el almacenashymiento se formoacute debido al hundimiento de alguna caverna
Las siguientes recomendaciones generales pueden ser de alguna utilidad para la escogencia del lugar apropiado
l- Eviacutetense los lugares cercanos a las formaciones de y eso y cal
2- -Las fcrmaciones volcaacutenicas deben estudiarse cuidashydosamente pues en ellas es corriente encontrar grietas o cavidades
3- Las areniscas de grano grueso ofrecen alguacuten peligro
4- Las depresiones naturales no son recomendables y deben evitarse si se encuentral1 en las cercaniacuteas de rocas cavernosas o si reposan sobre material grueso que ofrece salida faacutecil al agua
Sedimentacioacuten en los estanques- Sabemos que todas las corrientes naturales eradan sus canales y llevan maacutes e menos limo en suspensioacuten Cuando se concluye una re presa a traveacutes de una corriente la sedimentacioacuten de los limos debida a l estancamiento del agua puede llegar a disminuiacuter grandemente la capacidad del estanque si n o e remueve
El problema relativo a la sedimentacioacuten en los estan ques construiacutedos sobre corrientes portadoras de limo ha sishydo cuidIdosamente estudiado y se han expuesto muchas teoriacuteas sobre su solucioacuten pero ninguna de ellas ha sido confirmdcr por la pTaacutectica
Se han hecho muchos esfuerzos para determinar el factor exacto que exprese la relacioacuten entre el peso de un limo seco obtenido por observacioacuten y el volumen del misshymo limo como se deposita en el fondo de los estanques
La tabla siguiente muestra el resultado de cuatro enshysayos
-- 1542 -shy
Observedor Peso de I P C Limo huacutemedo Lbs
Limo seco P2S0 Lbs
Densidad
Follet Coghlcm Hughes Lawson
Promedio
1047 89 5
530 923 76 1 860 770
264 255 260
Las variaciones se deben en parte al diferente caraacutecshyter y peso de los limos ensayados Por esto el promedio (77 lbs pie cuacutebico) soacutelo debe tomarse como un va lor aproximado
El80bierno de los EE UU ha hecho observaciones sistemaacuteticas del limo que lleva el Riacuteo Grande desde 1897 hasta 1912 W N Folle es tudioacute cuiciadosamente las dishyversas observaciones y los resultados por eacutel obtenidos opashyrecen compendiados en la siguiente obla
Antildeo Aguaiacute acres pies Limo- Limo - acre s pies
Las observaciones se hicieron de la siguiente manera Se tomaron muestras del agua turbia del riacuteo se removioacute el limo por sedimentacioacuten y filtracioacuten se le secoacute a 60deg e y lueacutego se le p2SOacute Los porcientajes son por volumen y
se les calculoacute tomando como base que un pie cuacutebico de lim o en el estanque pesa despueacutes de secado 53 lbs
Despueacutes de considerar los resultados de los experimenshytos efectuados en India y Ameacuterica Etcheverry concluye asiacute
I- Un pie cuacutebico de limo saturado sedimentado en un tubo por un antildeo contiene alrededor de 30 lbs de limo seco El porcientaje por volumen de lodo saturado es jgual al porcientaje por peso multiplicado por 2l
2- Un pie cuacutebico de limo huacutemedo como se deposita bajo condiciones naturales el por volumen de lodo huacutemiddotmiddot medo es igual al por peso multiplicado por 12
3- Un pie cuacutebico de lodo seco pesa alrededor de 90 lbs
Remocioacuten del limo depositado- La represa Assuan en Egipto forma sobre el Nilo un estcnque de gran capacidad y considerable volumen de limo La gran capacidad del estanque se debe principalmente a la suave pendiente del riacuteo pues debido a eacutesta la represa logra represar las aguas unas 40 millas aguas arriba formando asiacute un estanque largo pero angosto La represa estaacute provista de 180 comshypuertas que permanecen abiertas mientras dura la crecida anual permitiendo asiacute que la corriente torrencial arrastre su linIO a traveacutes del estanque y al mismo tiempo saque parte del que se depositoacute el antildeo anterior
Este meacutetodo de remocioacuten parece ser efectivo pues sosshytiene la capacidad de almacenamiento para las necesidashydes actuales del riego pero eacutel exige el gasto de la mayor parte del agua en antildeos normales y su eficiencia depende mucho de las circunstancias locales (estanque angosto) pues bajo estas condiciones una corriente raacutepida es muy efectishyva para sacar el sedimento depositado Por otra parte las variaciones del Nilo son tan regulares que permiten la ashydopcioacuten de un programa predeterminado lo que es geneshyralmente imposible en otras corrientes
La combinacioacuten de estas condiciones es tan rara que la solucioacuten adoptada no tiene ap~icacioacuten en la mayoriacutea de
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los casos y presenta por lo tanlo muy poco in tereacutes como solucioacuten general al problema de que nO$ ocupamos
El ingeniero norteamericano W W Follelt propuso el siguienl meacutetod0 para ramover el limo del estanque Eleshyphanl Bulte
En lo mitad del estanque se construiraacute una pequentildea represa de 40- 50 pies de altura formando asiacute un pequeshyntildeo estanque dentro del principal Esia pequentildea represa esshytaraacute provista de una torre de esclultas eacutestas daraacuten acceso a un conducto que desembocaraacute en el valle pasando por la represo principal
Cuando el estaiexclque principal se esteacute llenando e l peshyquentildeo recibiraacute el agua del riacuteo y gran parte del limo se depositaraacute en eacutel an tes de que el agua pase por sus vershytederos al principal Cuando el estanque pequentildeo esteacute poshyco lleno las aguas turbias se haraacuten pasar por el conducto arrastraraacuten el limo depositado en el pequentildeo estanque y llevaraacuten su carga fertilizante a los regadiacuteos Si se necesishytare agua adicional se sacaraacute del estanque principal
La principal ventaja de este meacutetodo estriba en que con serva las propiedades fertilizantes del agua aumentando asiacute la fertilidad de las tierras que con ella se rieguen
3-Corrientes de aciexclua- La derivacioacuten de una corrienshyte de agua abarca esencialmente tres obras Una barrera un sistema de compuertas y un canal de derivacioacuten
La barrera se dispone a traveacutes de la corriente debajo de la presa de agua y en el lugar donde las orillas esteacuten maacutes cercanas Ella levanta los aguas y las conduce al cashynal de derivacioacuten
El tipo de la barrera depende del caudal de la corrienshyte que se quiere derivar
En un simple arroyo la oparacioacuten es sencilliacutesima Alshygunas piedras grandes y troncos de aacuterboles bastan para establecer barreras muy resistentes Las figuas I y 2 exshyplican la disposicioacuten de una de estas barreras Siempre conshyviene proteger con un zampeado de madera o piedra la parte maacutes abajo de ~a barrera para evitar el desgaste en las avenidas
Crevat describe asiacute las cbras de una presa de agua en el riacuteo Ain Uno de los problemas maacutes difiacuteciles en un proshy
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Planta dfgt la burrera rUacuteili( ~a c ll yo lorlf rtmiddotnr(iexcl ~ 1ta lJ rilo 2
yecto de derivacioacuten es el establecimiento de la presa de agua sobre todo cuando el riacuteo es ancho y torrencial Y hay que prevenir la invasioacuten del cascajo y la arena gruesa
Cuando sea posible conviene aprovechar un recodo del riacuteo donde disminuye la velocidad y por consiguiente au-
Fig 2 HI1TIra 1I1~li( a tn IIn arroyo COrl ~ ( g Uacutell A B (Itshy la fi~ 1
- 1546 shy
menta la altura del agua En la orilla (Fig 3) se construye con grandes piedras talladas un muro de 30 mts de lonshygitud cuya base al nivel de las aguas bajas estaacute proteshygida por un enlosado de cemento de 3 mts de ancho para facilitar el deslizamiento del cascajo que puede ser consishyderable durante las crecidas
Este muro A por tener que servir de vertedero es vershytical por la parte del riacuteo con 030 mts de altura sobre el nivel de la orilla y estaacute sostenido exteriormente por un tashylud de cemento de muy alargada pendiente que forma el
Plano timiddot una harrera y toma dI aglla
fondo de un pequentildeo depoacutesito B faacutecilmente vaciable desshypueacutes de las crecidas por medio de una gran compuerta
En la parte inferior del depoacutesito B hay que establecer un macizo de mamposteriacutea que forma la cabeza del canal F en el que se habraacuten abierto dos tuacuteneles e de dos meshytros de anchura y un metro de altura cuya entrada puede cerrarse con compuertas de hierro reforzadas con nervios El agua al pasar por estos dos tuacuteneles desemboca en el canal de derivacioacuten F que alliacute debe ser poco profundo pero ancho (5 mts) estrechaacutendose en seguida progresivashy
menle hasta que alcance el tiro de agua y anchura norshymales
Fn el muro de defensa A del recipiente B se coloca lna compuerta inmediatamente delante de la~ aberturas de toma d9 agua y debajo de la barrera
Transversalmeiexclte al riacuteo y en el extremo inferior de l vertedero se construye un soacutelido zampeado de fondo E recshytiliacuteneo algo maacutes alto quoacute el fondo leI riacuteo y que se vaya eevando un poco hacia la derecha d se eleva de 050 el nivel de la corriente y se echa nuevamente contra el vershytedero A xl propio tiempo que se ancha un poco el cauce
Chaipeniier de Cossigny habla de una barrera de cashyballetes que con frecuencia se ve en el sur de Francia
Para estableceo a traveacutes del caue del riacuteo se fijan una serie de caballetes como lo representan las figuras 4 y S donde A es una estaca gruesa inclinashyda y C C los sosteshynes Sobre estos cabashylletes se clava una seshyrie de tablas sobre las
Fi2~ 5 cuales se echa desde riacuteo arriba grava RiacuteoFrente de una brre13 de caJallrlt s
- 1548 shy
abajo se defiende al pie de la obra con pentildeascos sosshytenidos con estacas
Las barreras importantes se construyen de piedra o de cemento empezando por trazar el armazoacuten de la barrera Aprovechando la eacutepoca del arlO en que el riacuteo lleva poca agua se clavan a traveacutes una serie de soacutelidas estacas cushyyos extremos superiores delineuroan el perfil transversal de la barrera Estas estacas se unen entre siacute y en ambos senshytidos por medio de cruceros Entre elios se hincan tablones Terminada la armazoacuten se llenan los huecos con guijarros y piedras y lueacutego se rellenan los intersticios con grava y tierra La parte superior de la barrera se recubre con un thecho de carpinteriacutea o bien con losas que formen una esshypecie de embaldosado entre los cruceros
A fin de obtener una barrera maacutes fuerte se puede hashycer la siguiente variacioacuten Una vez terminada la armazoacuten se colocan apoyados conira los tab~ones sacos llenos de cemento que no tarda en f~aguar Estos sacos forman un muro muy resistente Se acaba de construiacuter la barrera lleshynando con cemento el interior limitado por el muro La cashyra superior se resguarda de la accioacuten del agua con un reshyvestimiento de mortero hidraacuteulico para el cual se puede emplear ladrillos
Las compuertas colocadas a la entrada del canal comshypletan el conjunto de las obras de derivacioacuten y sirven para llevor el agua de uno a otro canal
Hay considerable nuacutemero de modelos de compuertas desde las mayores que se aplican para cerrar los canales hasta las menores para abrir y cerrar las atarjeas En prinshycipio una compu9rta se compone de un quicio horizontal que ocupa el fondo del agua y dos montantes verticales ~obre los que se desliza el ventanillo enlazados por un dintel en el extremo superior El quicio y los montantes pueden ser de madera o de piedra El ventanillo es la parshyte movible de la compuerta y se acciona ya a mano ya por medio dG palanca o cremalera seguacuten el tamantildeo Las partes superior e inferior de las compuertas deben protegershyse contra las socavaciones por planchas de madera o por construccioacuten de mamposteriacutea
En suelos flojos se draga el fondo hasta encontrar roshy
-l549 - shy
shy________ -shy _ __ ___J
s lzaltln ue IIna compllfmiddotlla
ca o tierra firme y lueacutego se pone a traveacutes una hilera de
estacas sobre la cual descansa la compuerta a cada lado
de esta primera arma zoacuten se amontonan sacos de cemento
La3 figuras 6 y 7 rlt-presentan un modelo de compuerta
ordina ria Los figuras 8 y 9 representan la compuerta p e-
r~ 7 Planta de tilla (Olllplltmiddotrta
-shy 10
qUEntildea de hierro muy pr-aacutecti ca que se emplea para abrir y cerrO las atarjeas de riego La figura 9 indica claramenshyo
te coacutemo se mantiene fija esta compuerta por medio de dos grandes piedras indinadas que pueden sustituiacuterse por dos puntales de madera
En cuanto al canal de derivacioacuten tambieacuten llamado de alimentacioacuten se ceba en la corrient de agua un poco por
P t(JlUntildea compucrta para atarjta~ lit Jil~o
encima de la barrem Abierto o cerrado por una compuerta debe seguir en su trazado la parte superior del te rreno y presentar el mayor relieve posible Maacutes adelante hablar8shymas sobre eacutel
Evaluacioacuten del caudal de una corrienle- El caudal de una corriente de agua es igual al producto del aacuterea de io seccioacuten bantildeada por la veloc idad media por segundo del agua
r-iacute~ 9
l a middotolllpllrla dmiddot la fiiexcl 8 olorarla en la otnlrada d e 1 alarju
Es necesario obtener el perfil de la corriente en varios lugares y promediar los resultados Para obtener un periil se tiende una cuerda de una a otra orilla perpendicuarmiddot mente a la direccioacuten de la corriente y lo maacutes cerca posib~ de su superficie A distancias regulares sentildealadas en la cuerda se practican sondeos que dan la profundidad d e l
- 1551 shy
agua en cada una de las divisiones Obtenido el perfil con estos datos se sumaraacuten los trapecios parciales para obtAshyner el aacuterea de la seccioacuten dantildeada
La velocidad media de ~ agua se deduce de la velocishydad media en la superficie es igual al producto de eacutesta por el coeficiente 08 en los canales y riacuteos de dimensiones medianas y po 06887 en arroyos y atarjeas La velocidad en la superficie puede calcularse faacutecilmente de la siguienshyte manera A unos 3CJL-40 metros Daacutes arriba del paraje cuyo p3rfil se ha encontrado se echan unos cilindros de madera gruesa o corcho y con un cronoacutemetro se cuenta e l tiempo que gastan en recorrer la distancia comprendida enshytre el Jugar donde se echaron y olro previamente fijado 30-40 mIs maacutes abajo del lugar del perfil La operacioacuten debe repetirse varias veces y promediar los resultados
En vez de valerse del flotador para determinar la vsshylocidad de la corriente suelen emplearse los medidores de velocidad o corriente (Current Meter) Existen varios modeshylos de estos aparatos los maacutes usados son el de Haskell y
61 de Price En el modelo Price existen dos tipos el eleacutecshytrico y el acuacutestico Por se r estos aparatos suficientemente conocidos y venir acompantildeados de instrucciones para su uso no nos detenemos a explicarlos
Cuando el cauce es de seccioacuten bastante regular es preferible usar una compuerta para medir el caudal
Compuerta rectangular- De sus experimentos con esta clase de compuertas Francis dedujo la siguiente foacutermula
Q = 333 H (L - 02 H) siendo Q = descarga en pies cuacutebicos por segundo L = longitud de la compuerta 6n pies H = altura del agua sobre la compuerta en pies Cuando la velocidad de aproximacioacuten tiene un valor
suficientemente alto para afectar los resultados deben hushycerse las correcciones necesarias Francis propuso la sishyguiente foacutermula para este caso
Q = 333 (L - 02 H) [ (h HYh - h~h 1 donde h = allura debida a la velocidad de aproximacioacuten
Compuerta de Cippoletti- Las foacutermulas correspondienshytes a los dos casos mendonados para la compuerta regushylar son
Las figuras 10 y 11 representan la compuerta rectangushylar y la de Cippolstt i respectivamente
CAPITULO V
Uso de bombas para el riego
La praacutectico de elevar agua de un nivel inferior a otro superior para usarlo en el riego es sin duda tan antigua
1553 shy
como el riego mIsmo En China India y otros paiacuteses orienmiddot tales todaviacutea se acostumbra regar tiel ras maacutes ollas que los canales que conducen el agua elevaacutendola con potencio
bullhumana c animal unos pocos pies Naturalmenta que e~to
se puede efectuar soacuteo cuando la altura es moderada y el trabajo muy barato
Molinos de vienlo- La fuerza del vienio se empleoacute prishymitivamente para las necesidades del riego y auacuten hoy se usa frecwmtemente para elevar aguo de pozos para 103
necesidades domeacutesticas y para el riego de jardines y peshyquentildeos huertos Aunque la fuerza no represente gasto alshyguno el bombeo por medio de molinos de viento resulta en promedio maacutes costoso que cualquier otro meacutetodo excepshytuando aquellos que usan fuerza animal Esto se debe a la pequentildea potencia desarrol ~ada por estos aparatos la inshyconstancio del vie~to y la gran atencioacuten y reparacioacuten que exigen los molinos de viento Por estas razones el costo del bombeo por este sistema hace prohibitivo su empleo exshycepto para cultivos intensos de pequentildeos tarrenos donde se esperan grandes beneficios
Los molinos de viento se usan extensamente en el vashylle de San Joaquiacuten (California) y en los grandes llanos de las Montantildeas Rocosas para obtener agua para el riego El principal inconveniente de estos molinos es su insegushyridad pues su funcionamiento depende completamente de la fuerza del viento
A causa de esta inseguridad los molinos nunca deben usarse para regar sin proveerse de un estanque ampliO pashyra almacenar el agua Debe instalarse un recipiente de gran capacidad a fin de poder almacenar el agua durante los diacuteas que no se la usa para regar Este recipiente se puede obtener usando uno de los tanques elevados que suminisshytran los constructores de molinos de viento o si el molino se puede instalar en un punto alto de la hacienda se pueshyde excavar un estanque paro el almacenamiento
En promedio se necesita una velocidad del viento 5- 6 millas por hora para mover un molino La tabla siguiente da la fuerza del viento para las velocidades ordinarias
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Velocidad del viento y potencia
Millas por Pie por Presioacuten Millas por Pies por Presioacuten
La tabla siguiente tomada de un trabajo de Mr A R Wolff sobre molinos de viento muestra la capacidad y
economiacutea de un molino experimental con rueda de distinshyto diaacutemetro asumiendo una velocidad promedio del vienshyto de 10 millas por hora durante ocho diarias
CAPACIDAD DE LOS MOLINOS DE VIENTO
Tamantildeo Rtvoluclunes Galones de agua levantados por minuto H P de la rueda de la rueda bull una altura de desarrollados
pie
25 50 75 100 150 200
ID no-u lB fjfj tiu 41 1112 l~ ij-HO t3 n u 11 8 8 1 O ~ I H iexclO-i 4bull 1 ~~ 6 ) -I ~ 1U 1 S -l 02- Hi ~I-iexclO ji -U JI (iexcl 1liacute JI 1 98 SO 0 11 18 10- (- 911 j2 2middot1-1 J1 J ) D I ~n 1 bull -40 1lfI UI 1 IO X l J ~ JI l I I O1X 2J W-li ~ 124 J01 0 111) 40 1 Hi3 ~H1 134
- 1555 shy
Al disentildear un molino de viento para bombear agua deben considerarse dos cosas El momento de torsioacuten y la velocidad de la rueda en relacioacuten con la de la bomba La primera debe ser lo maacutes gronde posible a fin de que el molino arranque con un viento suave la segunda no debe ser muy alta para las bombas en un molino pequentildeo ni demasiado baja para uno grande De lo anterior deducimos que el tamantildeo de un molino es un elemento importante en el arreglo de sus aspas
El aacutengulo entre cualquier porcioacuten de una aspa y el plano de la rueda se denomina aacutengulo del viento para obtener el mayor momento de torsioacuten al arranque este aacutenshygulo debe ser el complemento de los mejores aacutengulos de incidencia o entre 70deg- 55 Se ha Encontrado en la praacutecshytica que el aacutengulo del viento no alcanza estos valores sienshydo muy recomendable usar 43deg La tabla siguiente da los resultados de los experimentos de J A Griffith con cinco clases de molinos norteamericanos
CAPACIDAD Y EFICIENCIA
STOVER
Diaacutemetro exterior de la rueda pies 115 inferior 45
Area bruta de la rueda pies cuadrados 1040 Angulo del viento en la extremidad exterior de las aspas 43 Diaacutemetro y carrera de la bomba pulgadas 3 X 4 Altura promedio del agua durante el ensayo pies 292
A maacutexima eficiencia
Ve locidad del viento millas por hora 58 Velocidad del molino revoluciones por minuto 130 H P 0011 H P por 100 pies cuadrados de aacuterea bruta 0011 Eficiencia neta maacutexima tanto por ciento 87
-- J556 --shy
Promedio de 100 horas localidad bonancible
Promedio del agua elevada galones por hora 1530 Promedio de los H P desarrollados por l 00 pies~ 0022
0023 Eficiencia neta maacutexima 21
Promedio de 100 horas localidad borrascosa
Promedio del agua elevada galones por hora 2870 Promedio de los H P desarrollados por 100 pies~ 0041
0043 Eficiencia neta maacutexima 028
De varios molinos
Parkins ~fthoue Allhouse Carlyle
16 1416 1016 983 60 45 383 416
2010 1570 81 800 36 30 5028u
3 X lOyiexcl 3 X 10 3 X 4 58 3 X 4 liquest 39 663 387 307
---shyMaacutequinas de combustioacuten interna- Las maacutequinas moshy
de rnas de combuslioacuten interna de gas y vapor no soacutelo con-sum e 1 pJCo combustible sino que son adaptabI8s unishydades pequentildeas ademaacutes req u ieren poca vigilancia para un buen manejo y las reparaciones se efectuacutean faacutecilmenshyte Estas ve1 tajas importantes hcn heclo generalizar el uso de esta clase de maacutequinas
Maacutequinas de vapor- A lgunas de la s maacutes grandes planshytas d2 bombas para riego usan el vapor como fuerza moshyIriz En las islas Hawai se emplean grandes bombas moshyvida s por vapor para e levar agua a 550 pies y regar cantildea de azuacutear Grandes plantas a vapor se emplean para eleshyvar grandes can tidades de agua a pequentildeas alturas y reshygar las plan taciones de arroz en Louisiana (EE UU ) Las grandes plantas usan la maacutequina reciacuteproca y la bomba directamente conectada En algunos casos se puede obteshyner mayoiexcl- eficiencia usando turbinas de vapor las que por su alta velocidad S9 prestan para mover generadores eleacutecshytricos los cuales a su vez pueden suplir corriente a bombas instaladas en dist intos pun tos Es te meacutetodo de distribucioacuten es especia lmen te venta joso cuando el agua se obtiene de muchos pozos El costo de esta clase de plantas estaacute geneshyralmente fuera del alcance individual y por esto la mayoshyriacutea de ellas son manejadas por grandes compantildeiacuteas o por Jos municipalidades
Bombas- La bomba centriacutefuga es la maacutes usada para regar
La bomba centriacutefuga eleva el agua por medio de un disco provisto de cuchillas curvas que giran raacutepidamente dentro de una caacutemara que se ajusta lo maacutes posible dejanshydo el juego necesario para el movimiento raacutepido Las cushychillas fuerzan el agua a traveacutes del tubo de salida Algunas veces se sumergen dentro del agua que va a bombearse
-- 1558-shy
o se colocan unos pocos p ies encima del n ivel del agu a
en cuy o caso se necesita cebarlas
La bomba centriacute fuga es la maacutes recomendable cuando
se tr Ita de elevar grandes cantidades de agua a pequentildeas
a lturas Sus principales ven tajas son sencillez seguridad
bajo cos to y poca probabilidad de dantildeo por c ieno etc
Cuando hcm sido biEn d isentildeadas acanzan eficiencias de
maacutes de 80 para altu ras de 30- 60 pies Las peacuterdidas a
la entrada del tubo de succioacuten yola sal ida del de desshy
carga se d isminuyen grandemente ensanchaacutendolos progreshy
sivamente al salir de la bomba
El profesor W B Gregory da la siguiente tabla para
ilustrar la ventaja qu e se obtiene al ensanchar los tubos
de succioacuten y descarga
BOMBA CENTRIFUGA - ALTURA DE ELEVACION 5 PIES
Peacuterdida de Peacuterdid a de Pda por fr ic-Forma del tubo altura a la altura bull la cioacute usando Altura Bnfic~
a 3 028 031 024 583 240 291 a 4 009 0 10 02 4 543 280 340
----shyAriete hidraacuteulico- Es ta maacutequina usa un gran v o lumen
de agua que cae de una pequentildea altura para elevar una
cantidad menor de agua a una altura mayor
En este aparato un tubo A conduce el agua a la caja
de la vaacutelvu la B ~ l tubo estaacute en comun icacioacuten con la caacuteshy
mara de a ire C de la cual arra nra e l tubo de descarga D
La vaacutelvula B s(~ abi e hacia abajo y se hace de un peso
tal que permanezca abierta cuando el agua circule a veshy
locidad moderada pero se c ierre raacutepidamente cuando la
velocidad del agua a lcance un valor determinado Cuando
la vaacute~vula se cierra el agu a se detiene suacutebitamente proshy
duciendo un golpe de ariete que abre la vaacutelvula de la caacuteshy
mara de aire comprimiendo eacuteste y haciendo pasar una
parte d e eacutel al tubo de descarga Cuando se iguala la preshy
-- 1)59-shy
sioacuten la vaacutelvula de la caacutemara de aire se cierra pero el flujo en el tubo D continuacutea durante un periacuteodo corto a caushysa de la expansioacuten del aire comprimido en la caacutemara C Como el aire de esta caacutemara es absorbido gradualmente y expulsado por el agua debe proveerse para su renuevo pues de otra manera la elici-encia del ariete disminuiriacutea Cuando el agua en el tubo A estaacute detenida la vaacutelvula B cae el agua empieza a moverse y el proceso se repite
El flujo de un ariete hidraacuteulico es pues una serie de pulsaciones y a cada impuso debe vampncerse la inercia de la columna de agua que se encuentra en el tubo D Si dos arietes se conectan en el mismo tubo de descarga pero de tal manera que sus pulsaciores no coincidan la descarga seraacute maacutes continua y se economizaraacute energiacutea estas ventashyjas se obtienen en mayor escala al aumentar el nuacutemero de arietes conectados Veacutease fig 12
i)
rs 2 l iacute
llUSlraciuacuten dd prin cipill dd ik hiJraacuteulicu
CAPITULO VI
Canales y alarieas de riego
Cualquiera que sea el meacutetodo de riego que se haya esshycogido su praacutectica requiere cierto nuacutemero de canales y atarieas Vamos a definir estos canales y atarjeas y a inshydicar las principales consideraciones que rigen su consshytruccioacuten
Todo riego supone una presa de agua en un canal riacuteo etc Esta agua por medio de un canal de derivacioacuten se
--1560shy- -
lleva a los regadiacuteos De cua lquier forma que sea en eacutel o en sus ra mificac iones na cen y se alimen ton zan jas de meshynores dimensiones llamadas atarjeas de distribucioacuten las cuales llevan el agua a las atarieas de riego
Como todo riego debe ir acompantildeado de una desecashycioacuten del suelo es necesario construIacuter atarjeas de desaguumle que lleven el agua usada a los canales de evacuacioacuten En ciertos casos las atarjeas de riego una vez vaciacutea s sirshyven para el desaguumle
Seccioacuten de los canales y de las atarieas- Los canale s de a limentacioacuten de distribucioacuten y de evacuacioacuten tienen seccioacuten trapezoidal (Fig 13) Las otarjeas de riego y de desshyaguumle son rectangulares (Fig 14) Soacutelo miden 5-15 ctms de profundidad
Un canal de riego se com pone de las siguientes parshytes (ver lig 13)
El fondo D F sobre e l cual fl uye e l agua
-1561
La altura O E = h del egua Las banquetas A B H 1 que sostienen el agua por cashy
da lado Los taludes formados por las caras laterales B D F H El periacutemetro mojado P o la lopgitud e D + D F + F G La seccioacuten uacutetil S del canal eo la superficie que tiene
por base G C y D F y por a~ tura O E El radio medkl R es igual a S P La pendiente de Jos taludes m se determina por la
relacioacuten G Kj F K
Pendiente de los taludes de los canales y de las aacutetarshyjeas principales- Las pendientes de los taludes dependen de la natura leza del terreno Hus ta 15 ctms de profundidad son verticales Pasando de esta profundidad y para atarjeas abiertas en desfonde se dan las siguientes pendien tes
Roca m l O Arcilla pura m 1 033 = 303 Tierra arcillosa m 1 05 200 Tierra arenosa m 1 15 = 066
Para Jos taluds de fosos cmstruiacutedos en terrapleacuten
Arcilla pura m 1 05 = 200 Tierra arcillosa m 1 075 = 133 Tierra arenosa m 1 225 = 044
Para el mismo terreno si m es la inclinacioacuten del tashylud en desfonde 10 inclinacioacuten m del talud de terrapleacuten es igual a
2 3 m 1 1
- +shym 2m
Pendiente de los canales--Cuanto maacutes fuerte es la penshydiente maacutes se puede reducir la seccioacuten de un canal para la misma descarga Conviene pues construiacuterlos con la mashyyor pendiente a fin de disminuiacuter los trabaj os de excavacioacuten Por otra parte hay que considerar que una pendiente fuershy
-- 1562 -shy
te disminuye por la raduccioacuten de seccJOn la superficie de contacto y por consiguiente la filtracioacuten Ademaacutes la veloshycidad del agua no debe pasar de determinados valores seguacuten el terreno pues produciriacutea erosiones en las paredes
Velocidades de las que no conviene exceder en los diferentes terrenos
Velocidad limite Pendlent
por segundo por kmt
Arcillas blandas 0152 mts 0045 mts
Arenas 0305 0136
Gravas 0609 0433
Guijarros 0914 0570
Piedras en grandes fragmentos 1220 1509
Guijarros aglomerados 1520 211 S
Rocas blandas 1830 2786
Rocas duras 3050 7342
Tambieacuten existe un liacutemite inferior de velocidad que no se debe traspasar pues se forman depoacutesitos que destruyen
los cauces Los depoacutesitos principian a formarse por debajo de una
velocidad media de 025 mts por segundo en corrientes de agua fangosa 030 cargada de
arena fina 050 mts por segundo en corrientes de agua cargada de
arena gruesa Por consiguiente la velocidad no bajaraacute de 050-080
mts en el canal principal a fin de que no se deposite la arena gruesa
No deberaacute ser inferior a 025- 040 mts en los canashyles de distribucioacuten para que en ellos se deposite la areshyna gruesa que si llegara a las atarieas de riego podriacutea ser perjudicial Como estos canales no se usan continuashymente seraacute faacutecil quitar los depoacutesitos asiacute formados
Canal de conduccioacuten- La pendiente de eacuteste depende
- 1563 shy
oel nivel de la presa de agua y de la altura de la parte maacutes alta que deba regarse
Generalmente su pendiente variacutea de 00007-00014 mts por m La velocidad no excede de 080 mts por segundo La seccioacuten es trapezoidal y debe ir disminuyendo a medishyda que el canal avanza como que tiene que servir a meshynor extensioacuten
Este canal debe estar dispuesto de tal forma que en su punto de unioacuten con el riacuteo quede su nivel maacutes baio que el quicio de la presa a fin de poder instalar un aparato de afor Siempre debe estar provisto de una compuerta de modo que sea faacutecil impedir o regular la entrada dol agua para poder efectuar reparaciones o prevenir una crecida de la corrien te alimentadora
A fin de evitar la erosioacuten conviene lapizar con ceacutesped las paredes laterales y el fondo
Atarieas de distribucioacuten- Deriacutevanse del canal de conshyduccioacuten y llevan el agua a las atarieas de riego Son casi horizontales con pendientes de 0001-0015 mts por m La velocidad del agua no debe ser inferior a 025-040 mts
Se ponen en comunicacioacuten con las atarieas de riego por medio de un tubo de aiiacuteareriacutea o de una caia rectangushylar de madera Esta abertura debe poderse cerrar con una compuerta
Atarieas de riego- E1 general deben ser tan poco proshyfundas como sea posible Con frecuencia se les da un pershyiexcljI rectangular En la unioacuten con las atcrieas de distribucioacuten pueden tener de 30- 35 clms de anche para lueacutego ir disshymi1uye1do
El fondo e3 generalmente horizontal y sus bordes esshytaacuten ligeramente inclinados seguacuten lo direccioacuten de la corrienshyte y se aproximan a medida quo se aleian de las atarieas de distribucioacuten
Atarieas de desaguumle--Las atarieas de desaguumle recogen las agu)s despueacutes de regar y la3 llevan a los canales de evacuacioacuten Son doblemente uacutetiles pues secan el suelo y
permiten volver a usar las aguas para el riego de nuevas extensiones
- 1564shy
Los bordes estaacuten cortados verticalmente Su anchura ordinariamente es de O l5- --030 mts
Canales de evacuacioacuten- El ca nal de evacuacioacuten recishybe el agua de los desaguumles y la conduce al riacuteo o a regar otras tierras Debe ocupa r lo parte maacutes baja del terreno Debe tener una seccioacuten suficiente para el agua que recibe Tiene forma trapezoida Sus paredes deben protegerse conshytra el desgaste por medio de ceacutesped
Caacutelculo de las dimensiones de los canales y de las atarjeas principales- Hemos dicho que la seccioacuten de los canales y atarjeas principales es trapezoidal La seCClOn de las secundarias es triangular o rectangular Generalmenshyte no S9 ca~culan Es necesario determinar lo maacutes exactashymente posible las dimen5iones de los canales y atorjeas principales Las foacutermulas emp16cdas dan resultados aproxishymados que la experiencia modifica A continuacioacuten damos las foacutermulas de Darcy perfecc ionadas por M Bazin
ConsideremQs la seccioacuten re presentada en la fig 13 Y llamemos
1 D F = longitud del fondo
h O E = la altura
S aacuterea de la seccioacuten
U velocidad mediacutea del agua velocidad media en la superficie X 080
Q = descarga
I = la pendi2nte
P periacutemetro moiado
R = radio medio
Estas cantidades estaacuten relacionadas de la siguiente mashynera
(1) R I = b U~ oacute U = C RT(2)
(3) Q = S U Oacute Q = S C rRI (4)
C = 1 b es un coeficiente que depende de la rugoshysidad de las paredes del canal M Bazin ha expresado su valor asiacute
1565 - shy
87
C = 1 Vb = - ---- + tiacute
VR ltiacute tiene los siguientes valores
Paredes muy lisas (cemento madera lisa) tiacute = 006 Paredes lisas (taba ladrillo) tiacute = 016
poco lisas de mamposteriacutea tiacute = 046 de naturaleza mixta Ciacute = 085
Canales de tierra en condicion3s ordinarias tiacute 130 Canales de tierra con resistencia excepcional tiacute = 175
Maacutes adelante daremos los valores del coeficiente C en funcioacuten del radio R y los valores del coeficiente o de la loacutermua (l) corre3pondientes a los valores dAl coeficiente
C = 1 vT-
Ganguillet y Kulter adoptan tambieacuten la foacutermula
u C RTpero daacutendole a C el siguiente valor
O 00155
23 + + n
C 000155
1+ 23 + --- n
( ) V R
El nuacutemero n variacutea con la naturaleza de las paredAS y tiene los siguientes valores
n ln Paredes muy uniformes ceuromento madera
cepillada 0010 100 Paredes linos piedra tallada ladriilos 0013 77 Paredes poso uniformes 0017 58 Paredes rugosas piedras en bruto 0020 50 Paredes de tierra 0025 40 Paredes de grava 0030 33 Paredes irregulares de grava y mal cuidadas 0035 29 Paredes muy irregulares 0040 35
- 1566 shy
Las dJmensiones de los canal83 deben 118nar otras conshydiciones que determinan las foacutermulas anteriores
En primer lugar la tangente trigonomeacutetrica m queda determinada por la naturaleza del terreno Luego si circunsshytancias especiales no exigen la adopcioacuten de una profundishydad conviene dadas 1 y m dar a la seccioacuten la forma que corresponda a la maacutexima descarga por unidad de aacuterea de ella Esta seraacute evidentemente la seccioacuten maacutes econoacuteshymica De la foacutermula (3) Q = S U deducimos que para una superliacutecie dada S la descarga Q es maacutexima con U POI
consiguiente para una pendiente dada y teniendo en cuen shyta la foacutermula (2) U = e VRT con R o tambieacuten pll8sto que R = S P cuando P es miacutenimo
D8 la Hg 14 deducimos que
(5) S h (1 + h m)
(6) P + 2 h m V1 + m~ (6) P = I + 2 hmv 1 + m~
S h ( I + hm) (7) R
P + 2 hm 1 + m~ y por caacutelculo deducimos que P es miacutenimo cuando
h + V I + m~ (8)
2 ro
En este caso los lados B D H F D F son tangentes a Jo circunferencia descrita desde O como centro y con h como radio
Si sustiacutetuIacutemos en (7) 1 por su valor sacado de (8) obshytendremos
2 m h h ( + hm)
+ VI + m (9) R +
2 mh 2h V 1 + m~
+ ml+vl+ m~
- 1567 shy
--- -
1+ iexcl-1 + rn~ ]iexcl 2 = X
rn 4
es decir el radio medio es igual a la mitad de lu profunshydidad del agua
La relacioacuten h 1 que determina la seccioacuten oacuteptima soacuteshylo depeeacutelde para S e 1 dados del valor m El valor de h 1 en (8) permite calcular faacutecilmente h y 1 conociendo S y m Reempazando 1 por su valor en funcioacuten de h en la ecuashyc ioacuten (5) 1endremos
(lO) S =
( h
2 m h
1 + 1 1 + m~ h+-111
)
h~ 2 l 1-+ m~ -----shy 1
m
mS lh
11 J J h = ( 2 V 1 + m - 1 )
Seguacuten esto S2 ve que cuanio maacutes se acerquen los taludes del canal a la vertical mayor es h y por consiguienshyte R Conviene adoptar para R el mayor valor posible pues asiacute no disminuye la anchura del canal de pendiente dada 1 y se aumenta la velocidad media d el agua que es proshyporcional a R
Cuando las circunstancias obligan la adopcioacuten de una profundidad determinada la ecuacioacuten S = h (l + h m) soacutelo contiene la incoacutegnita 1
Empleo de las foacutermulas uso de las tablas ejemplos middotnumeacutericos--Los problsmas que se presentan maacutes frecuenshytemente son
I- Conocida la seccioacuten transversal de un canal y su pendiente calcular su descarga
JI- Conocido el rendimiento del canal y su pendiente
- 1571 shy
calcular las dimensiones que debe tener su seccioacuten transshyversal y la velocidad media del agua
CASO iexcl- Se a plican las siguientes foacutermulas
h (1 + h m) (S) S = h (1 + h m) (7) R
1 + 2 h 1 + m~
m
y lueacutego
(2) U = C m 1)Y2 (1) Q _ S C (R 1) 1j~
La foacutermula (S) ncs do e l aacuterea la (1) el radio medio pues h I Y 111 SO1 conocidos Las foacutermulas (2 y 4) permiten ca lcular U y Q
EJEMPLO Calcular el rendimie llto de un canal de ti eshyITU sabiendo que 1 = lmts h = 121 1 = 00002 y la inclinacioacuten de los taludes es 45
La aplicacioacuten de las foacutermulas (5 y 7) nos da
S = 2867 mts~ y R = 060 mts
El valor de C seguacuten la tabla de Bazin es 325 y seguacuten la de Kutte r 35 Tomamos e l promedio de estos dos valoshyres o sea 3375
Aplicando las foacutermulas (4 y 2) obtendremos
Q = 098 mts y U 037 mts
CASO II- Si existen circunstancias que obliguen a adopshytar una profundidad determinada se aplicaraacuten las foacutermushylas de la seccioacuten maacutes ventajosa es decir las foacutermulas sishyguientes bull
Q~m S (9) h b U~ b - shy~ (1 + m~ )11 ) = 2 R (l) R I
12 - 1) S~
Se principiaraacute por adoptar para b un valor provisional y para escogerlo seguacuten el rendimiento se evaluaraacute el vashylor posible de R y por consiguiente el de C seguacuten la tashybla de Bazin La tabla de los valores de b daraacute un valor que se adoptaraacute provisionalmente Una vez hallado el vashy
- 1572 shy
lar da R se rectificaraacute e l de b Se volveraacute a calcular R y
se continuaraacuten estas aproximaciones hasta que se encuenshytren para C y b valores que no difieran sensiblemente de Jos anteriores La ecuacioacuten (1) contendraacute R elevada a la quinta potencia y deberaacute resolverse por logaritmos
EJEMPLO Un canal debe tener un rendimiento de 2 lIltS de agua por segundo con una pendiente de 00002 por mts Cuaacutel debe ser su perfil transversal en la tierra con taludes inclinados 45
Supongamos R = 1 mt entonces seguacuten la tabla d e Bozin C = 378 y seguacuten lo de Kutte r C = 40 Toma mos 81 pro lllcd io C = 389 Para b obtenemos 000066
In
Lu IOacuteI JI1 U 111 (0) du x
Pero s iendo m 1 sacamos
m 0547
y obte ndremos 4R~ S 4W
0547
Lo foacutermula (1) nos da
R X 00002 000066 4
S~
R S~ 132
y sustituyendo S po~ su valor
16 R
(0547F 132 R 075
Seguacuten las tablas de Bazin y Kutter los valores respecshytivos de C pondiente de b tend
son de b remos
348 es
y 00
37 Adoptamos 0077 Sustituyendo
359 este
el valor nuevo
corresshyvalor
- shy 1573 shy
4 4 R~ 0547 S TI X 00002 000077 (
s~
R = 075
Lo vola re s d~ e y de b no difieren sonsibloTrl ento de los que acabamos de adoptar Tomaremos pues para TI el va le r 076 mis entoncos h = 152
4 (076 )~
S 442 Jll l s ~
0547
Q 2
u 047 mts S 422
La foacutermula (8) permite dete rmina r l
2 m h 2 X 152 126 y e l problema
1 + ( + m~)Y2 1 + (2)1
queda resuelto Pero puede ocurrir que por circunstancias especiales no
se pueda adoptar el perfil maacutes econoacutemico Entonces se coshynoc 3 la profundidad h o la anchura 1 por lo tanto
S = h (1 + h m)
Q2
R 1 b --- en que R estaacute expresado en funcioacuten S2
de h y de I y permitiraacute hallar por tanteo h o I y S Supongamos que por causa de la existencia de un submiddot
suelo rocoso la profundidad del canal no debe exceder de un mI y que la descmga sea de 2 mts pOI segundo y la pendiente 00002
Procederemos asiacute
Puesto que h 9S a lo sumo igual Q 1 mI el radio meshydio puede evaluarse en 050 mts Las tablas dan para e 306 y 34 adoptamos 32 y entonces b = 000098
1574
Q2
De la ecuacioacuten R I b --- deducimos S2
000098 X 4 S~ 392 S 625
050 X 00002
La foacutermula S = h (l + h m) da 525
La foacutermula (6) nos da P = 807
s 625 R 077 mts
P 807
Se partiraacute de este nuevo valor de R para repetir los caacutelculos
Las tablas dan para R = 077 mts C = 35 y 37 Adoptamos C = 36 entonces b = 000077
Tenemos
000077 X 4 S 40 S 632 1 532
077 X 00002
P 814 Y R = 077
Adoptaremos para el perfil de este canal de 2 mts de descarga por segundo
1 = 532 h = 1 mI R = 077
La velocidad media del agua seraacute
u = Q S = 2 632 = 031 mts
CAPITULO VII
Sistemas de rieqo
Hay muchos procedimientos de riego seguacuten la naturashyleza del terreno su pendiente los cultivos o la cantidad de agua de que se dispone
- 1575 shy
A continuacioacuten describiremos los siguientes sistemas Por sumersioacuten por filtracioacuten por desbordamiento
El riego por sumersioacuten se dIvide en tres meacutetodos el ri ego por filtracioacuten en dos y el por desbordamiento tambieacuten en dos De todos eros hablaremos separadamente
Riego por sumersioacuten
El sistema d3 riego por sumersioacuten llamado tambieacuten en manta consiste en cubrir el suelo con una capa de agua que permanece sobre eacutel un tiempo maacutes o menos largo
Generalmente requiere que el terreno sea sensiblemenshyte horizontal de pendiente suave 2 0 00 a lo sumo y que no sea impermeable La superficie regable se rodea de peshyquentildeos diques Si la pendiente fuese fuerte habriacutean de ser a l tos y emplear maacutes agua con lo que se perderiacutea la prinshycipal ventaja de este sistema que es su sencillez y ecoshyncmiacutea
Este procedimiento es uno de los mejores para el rieshygo de praderas cuya pendiente sea de 1-15 mmts por metro Comprende tres meacutetodos distintos
IO-La sumersioacuten naturcl que resulta del desbordashymiento espontaacuteneo de una corriente de agua o de la inunshydacioacuten artificial proveniente del levantamiento de las aguas
29- La sumersioacuten artificial 5encilla en que las aguas permanecen estanadas mientras dura el riego
3y- La sumersioacutell atificial con cJrculacioacuten continuiexcl en que el agua ircula suavemente por la superficie del terreno sumergido
Cuando se riaga con aguas que acarrean limos y areshynas estos materiales generalmente corgados de materias fertili~antes se depositan sobre el suelo Entonces el riego por sumersioacuten va acompantildeado del erdorquinamiento
Sumersioacuten natural- Muchos terrenos estaacuten expuestos a las crecidas de las corrientes de agua que los atraviesan Esta sumersioacuten natural es fuente de grandes riquezas Tashyles s)n Egipto y las pompos de la imeacuterica del Sur En Francia grandes extensiones de ter reno deben su fertilidad a riegos perioacutedicos de esto naturaleza
Las condiciones esenciales de estos sumersiones natushy
1576 shy
rales son pendientes longitudinales muy suaves (040- 045
mts por kmt como promedio) y pendientes transversales
bastante aceurontuadus para que las aguas de las crecidas
vuelvan faacutecilmente a su cauce primitivo
Sumersioacuten artificial sencilla- Exige un suelo de poca
pendiente que no exceda de 2 0 00 a menos de restringir
mucho ia extensioacuten dE las parcelas sumergidas
Si la pendiente fuese fuerte no se depositariacutean los seshy
dimentos perdiendo asiacute este meacutetodo su principal ventaja
Ademaacutes se correriacutea el riesgo de que las aguas arrastraran
la tierra vegetal Finalmente seriacutea necesario que las cuenshycas sumergidas estuvieran rodeadas de diques muy altos
lo que hariacutea perder las ventajas econoacutemicas de este sisshy
tema
Consiste en sumergir el suelo bajo una capa de detershy
minado espesor durante un periacuteodo de tiempo variable
El terreno se divide en compartimientos regulares roshy
deados dE pequentildeos diques que retienen el agua
Generalmente las aguas despueacutes de regar un comparshy
timiento superior pasan a regar uno inferior
Los compartimientos tienen extensioacuten variable En geneshy
ral no exceden de 10-30 aacutereas Se les puede dar una anshychura de 50 mts y una longitud variable seguacuten la pendienshy
te del terreno Los diques que los rodean exceden en todas
partes a 25 ctms al nivel del agua
La altura media del agua sobre la superficie del sueshy
lo es de 15 ctms En el punto maacutes alto del nivel del agua
25 ctms
En el centro de cada compartimiento y en sentido de su longitud se abre una atarjea g (lig 15) que sirve a la
vez de conduccioacuten y desecamiento
A este objeto puede ir acompantildeado de pequentildeas a tarshy
jeas h En el origen y en la extremidad de cada compartishy
miento la atarjea g lleva una en trada de madera con comshy
puerta para retener el agua o dejarla pasar
La atarjea g debe tener una pendiente aproximada de
0001 mts mL La anchura en el fondo y su profundidad
dependen de la superficie del compartimiento y de la cantishydad de agua que conduciraacute
--1577-shy
La fig 15 denota la subdivisioacuten del terreno en cuatro recipientes que forman otros tantos saetines cuya longitud depende de la pendiente del terreno
Es preciso que el nivel del agua en el segundo comparshytimiento sea inferigtr de 1- 2 ctms al fondo de la atariea g del primero Asiacute se logra que el agua pase del primero al SEgundo compartimiento
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Hiego por ~lIhm(~r~ ioacuten Planta ltle unn in~tala(- i(ln de cuatro C(Jlllparlimi-(-middotnto~
Ventajas e inconvenientes de este sistema- Permite reshygar superficies de poca pendiente con ca1tidades de agua demasiado pequentildeas para utiliza ras de otro modo Transshyforma en tierras feacutertiles suelos mediocres siempre que no sean impermeables y que las aguas contengan limos carshygados de principios nutritivos Su instalacioacuten y vigilancia son sencillas y baratas
En suelos impermeables da malos resultados Rara vez se puede aplicar en el momento de la vegetacioacuten y mientras dura impide la aireacioacuten del suelo
- - 1578 - shy
El riego por sumersioacuten se emplea principalmpnte en el cultivo del arroz
Riego de los arrozales- EI arrozal ha de estar compleshytamente cubierto por el agua pero sin quedar estancada sino circulando con muy poca velocidad Sin agua no gershyminariacutea la semilla y en cambio si quedara estancada enshyfermaria 0 planta y podriacutea ser causa de una epidemia pashyluacutedica en la regioacuten
El terreno destinado al cultivo del arroz ha de ser enshyteramente llano y con la pendiente necesaria para la lenshyta circulacioacuten del agua El campo se divide en parcelas delimitadas por pequentildeos diques de tierra
Unas como B (Fig 16) estaacuten trazadas longitudinalmenshyte en el sentido de las labores y del movimiento del agua al paso que otras la sentildealadas con la letra e van en dishyreccioacuten perpendicular a las primeras
Una vez construIacutedos los diques se da el agua a las parce las D y J de modo que la capa liacutequida tenga unos 12 ctms de espesor Hecho 6stO se practican en el dique inmediatamente infel ior unas abe rturas E de 20- 30 ctms
de ancho por donde flushyye el agua a las parceshylas inferiores Asiacute se conshytinuacutea hasta regar todo el arrozal El agua se reshycoge en la atariea d e desaguumle A
El consumo de a g ua se calcula en 24 Its por segundo y por hec taacuterea
Sumersioacuten artificial con derrame continuo--Cuanshydo se dispone de gran can tidad de agua la cirshyculacioacuten puede ser conshytinua sin alterar las disshyposiciones precedentegt
El agua de riego desshypueacutes de alcanzar el nishy
ni~po s i c i(lfl dI un arrozal divirl gtln ( 1
lahla~ n -lIadriluacutel erus L ri ego
- - 1579-shy
vel normal en el compartimiento regado pasa lentamente al inferior y se reemplaza con nueva agua Este procedishymiento priva menos del aire a las plantas que e l estallCU miento permanente
El movimiento d8 las aguas se regula dE-~ tal manera que la can tidad siexclJida por la parte inferior sea igual a Jo que Gntra por la superior De 83t8 modo se llega raacutepidashymente a resultados excelentes
Conviene enviar agua nueva o los compartimientos inshyferiores disponiendo alrededor del cqmpo un canal de cirshycunvalacioacuten El agua debe vaciar por encima de las comshypuertas a fin ds qU8 no arrastre los sedimentos En general los compartimientos tienen dimensiones mayores que los de sumersioacuten sencilla Si la pendiente es muy fuerte conviene disponer oblicuamente diques interiores que impidan la erosioacuten del suelo Los diques que bordean las parcelas tieshynen aproximadaments 150 mts de ancho en la corona y un nivel de 30- 40 ctms sobre el de las aguas
Rieqo por filtracioacuten
Este sistema comprende dos subdivisiones
19 Por filtracioacuten del aqua en el suelo por atarieas proshyfundas- Es un procsdimiento muy imperfecto desde el punshyto de vista d3 los resultados pero muy sencillo y econoacuteshymico Em p lea las zanjas excavadas en los terrenos para sanearlos
Esencialmente consiste en cerrar las compuertas que regulan los diferentes canales de desecamiento El agua de lluvia etc fluye asiacute poco a poco pgtr estos canales y si el suelo es permeable lo humedece al atravesar las pareshydes laterales de e llos pudiendo llegar por capilaridad hasshyta las raiacuteces
Este procedimiento soacutelo es practicable cuando el terreshyno es bastante permeable y de poca pendiente En suelos poco permeabls los resulta dos no son satisfactorios el agua fluye bien por los cana ~ es pero no logra humedecer la tierra
La lig 17 muestra la disposicioacuten de los canales a a b b y Ja de la compuerta d que cuando estaacute cerrada deshy
- 1580
termina el retroceso del agua que se va elevando en los canales y penetra en el suelo Abriendo jo compuerta se inicia la salida del agua y consecuentemente el desecashymien~o del terreno
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F~( 11 J)i sposieiHl para htlnHd e(~e r IIn 1IITfJ1U drenadu al ail
J i~ Hi middotiexclo po fiJI radmiddotn
29 Filtracioacuten del agua por atarieas abiertas superficiales - middot-Este meacutetodo se aplica sobre todo a Jos tierras labradas y
entre otros a 103 cultivos hortiacutec81as Difiere esencialmente del anterior en que las atarieas estaacuten mucho maacutes proacutexishymas en que son superficiales y el agua penetra en el sueshylo y en el subsuelo p8r las paredes y por el fondo
El agua circula por atarieas paralelas que limitan las parcelas de los cultives No debe tocar ni las hoias ni los tedios Por esta razoacuten se emplea e l agua de cloacas para los cultivos hortelanos Como no se ponen en contacto con as hoias ni con los tallos no pueden contaminar esta parshyte comestible de los vegatales Sin embargo uacuteltimamente se ha dicho que las aguas de cloacas contaminan las parshytes aeacutereas de las hortalizas con geacutermenes nocivos y se ha prohibido su empleo para el cultivo de las hortalizas que se toman sin coccioacuten
Este meacutetodo es tanto maacutes eficaz cuanto maacutes proacuteximas
1581 shy
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esteacuten las zanias que se trazan con el arado y estaacuten seshy
paradas unos 060- 080 mts La lig 18 indico la disposicioacuten del suelo La liacutenea a b
representa el canal de conduccioacuten a c el canal de riego del campo d designan los surcos que no terminan en el canal a c La limpieza que necesita el funcionamiento del sistema deteriora pronto este canal Debe construiacuterse una atari ea auxiliar e f comunicada con el canal a c por meshy
_-1582 - shy
dio de pequentildeos cortes g Este canal auxiliar se abre con el arado y se termina cuidadosamente con la pala Es anshycho y tiene una profundidad de unos la ctms
Riego por desbordamiento
Puede efectuarse de las maneras siguientes con reshygueras de nivel y planos inclinados que describiremos sucesivamente
A shy Por regueras de nivel Fundamentoshy EI terreno a regar estaacute surcado por regueras horizontales de desbordashymiento en que el agua rebosa el borde inferior y se exshytiende en forma de laacutemina continua
Pendiente del terrenoshy No debe ser excesivamente peshyquentildea pues entonces la circulacioacuten de la laacutemina de agua se efectuariacutea defectuosamente se admite como necesaria una pendiente de 3 Si 0 pendiente fuere excesiva en vez de una laacutemina continua se formariacutea una serie de arroshyyos que socavariacutean el terreno este peligro debe evitarse haciendo las regueras suficientemente proacuteximas
Descripcioacuten y funcionatnientoshy Las regueras de reparshyticioacuten se trazan en la direccioacuten aproximada de las liacuteneas de maacutexima pendiente fig 19 Si se interrumpe una regueshyra de distribucioacuten remansando el agua eacutesta entraraacute en la reguera de nivel inmediata anterior la cual se llenaraacute y desbordaraacute invadiendo el terreno el exceso se recogeraacute en el colector inmediato inferior el cual lo transportaraacute al canal de desaguumle
b middotmiddot l~vcro diexclhi Clon
rig 9
Alimentacioacuten de regueras sucesivas por una misma tomashy En vez de recoger las aguas sobrantes de una reshyguera directamente en un colector se recogen en otra reshyguera la cual una vez desbordada las deja pasar a otra y asiacute a varias no pasando de 4 oacute 5 seguacuten el caudal de
-1583 -
agua de que se disponga Parece que asiacute pudiera hacerse extensivo a todo el campo con una sola toma superior en la reguera de reparticioacuten pero no debe olvidarse que el agua que llegase a las regueras inferiores estariacutea escasa en oxiacutegeno y principios fertilizantes Esta es la razoacuten de las tomas sucesivas
Perfil longitudinal de las reguerasshy En la praacutectica no
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Uig 19) Riego por curvas de nivel
debe d6rseles una pendiente superior al 0003 intercalando cascadas si fuere preciso esto se refiere a las regueras de reparticioacuten Las regueras de distribucioacuten deben ser perfecshytamente horizontales
Seccioacuten transversal de las reguerasshy Las regueras de nivel deben ser poco proundas a fin de disminuiacuter la preshysioacuten del agua y por tanto su infiltracioacuten Es aconsejable
- 1584 -
UllO anchura de 20 ctms con una profundidad no mayor
de S clms Las acequias y regueras d e reparticioacuten se calcushy
bn seguacuten las foacutermulas hidraacuteulicas
B shy Por planos inclinadosshy Son tales les ven tajas del
riego por regueras de n ivel que se procura em plear un
sistema anaacutelogo aunque el terreno no tengo lo pendiente
necesaria
Principio--Si lo pendiente es inferior al 003 se terramiddot
1 I
Cor~e por A B F iJ20
I I
I
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Ri eacuteo t por p la n o~ in(linado pUl dobl e ari5la
plena formando un escolonado d e planos inclinados que
permito el riego por reguera~ de nivel
Descripcioacutenshy la reguera de reparticioacuten se coloca a una
altura conveniente para que el agua pueda en trar a las
regueras de nivel practicadas en la parte superior de los
planos en forma que llena de agua se vierta por ellos
recogiendo el exceso en colectores lig 20 El agua sobranshy
te puede ser muy abundante en tal caso el colector al ishy
- 185 shy
menta a su vez o tra serie de planos actuando a mane ra de reguera de reparticioacuten
Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
Planos inclinados naturales- Supongamos fig 21 un terreno de pequentildea pendiente S8 construye en terrapleacuten una reguera de d istribucioacuten con los produc tos de la excavacioacuten del colector inmediato E primer antildeo el riego seraacute defectuoshyso pero en los antildeos sucesivos mejoraraacuten los terraplenes y planos incl inados merced a la aportacioacuten del limo por las mismas aguas
0(oacute v lt
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ltiexcl - =-=~ ~ ~ ~-= -=--=--=-shy~ ~ Fig21
Planos inclinados artificiales-Consisten en cons truiacuterlos directamen te con tierra sacada del terreno m ismo lo cual exige terraplenes y movimientos importantes de tierra (fig 22)
TfrImiddotO)COfi
~S~iacutelllflmiddot ~~f~~
Tts 22
Datos para la formacioacuten de un proyecto de riego por planos inclinados- Se atenderaacute en primer lugar a que las acequias y regueras de reparticioacuten sean capaces de sumishynistrar el agua necesaria y los colectores de desaguar los sobran tes Las regueras de distribucioacuten seguiraacuten sensibleshymente las curvas de nivel a fin de q ue los planos incl inashydos conserven una longitud constante y que las regueras de dis tribucioacuten sigan la direccioacuten de la pendiente del terreshyno La anchura de Jos escalones no seraacute excesiva a fin de evitar los grandes movimientos de tierra En general tienen 4 oacute 5 mts y si el terreno tiene fuerte pendiente lleshygan a tener 10 Oacute 12 mts La pendiente de los planos inclishynados seraacute de 003 como miacutenimum
La mayoriacutea de los suelos de las regiones huacutemedas y aacuteridas especialmen te cuando han sido regadas estaacuten pershymanentemente saturadas de agua a cierta profundidad el liacutemite superior de la masa saturada se llama superficie de saturacioacuten (Water-table)
Agua libre--Cuondo un sue lo saturado con agua estaacute provisto de buenos drenajes una porcioacuten del agua seraacute ~acada por la accioacuten de la gravedad y reemp~azada por aire A esta agua se le denomina agua libre
Agua capilar- El suelo asiacute drenado permaneceraacute toshydaviacutea huacutemedo pues una parte del agua seraacute retenida por la atraccioacuten capilar de los poros Esta es la llamada agua capilar Su porcentaje variacutea con la naturaleza del suelo es mayor en suelos arcillosos que en arenosos La entrada del aire proveniente de la salida del agua libre y la preshysencia del agua capilar ponen al suelQ en condiciones fashy
-- 1522-shy
vorables para la siembra El agua capilar seraacute absorbida por las plantas o evaporada y entonces e l suelo se clasishyficaraacute como seco
Agua higroscoacutepica- EI suelo asiacute secado contendraacute toshydaviacutea algo de agua llamada higroscoacutepica La humedad higroscoacutepica de los suelos variacutea con su textura desde 1 en arena gruesa hasta 10 en arcilb La cantidad de agua higroscoacutepica es insuficiente para el consumo de las plantas y no se considera en los caacutelculos sobre riego
Movimiento capilar- EI agua capilar va hacia el sueshylo maacutes seco bajo la accioacuten de ]0 atraccioacuten capilar En lo superficie de saturacioacuten todos los poros del suelo estaacute n llenos con agua Encima de este nivel el suelo tiene su capacidad capilar Le cantidad de agua capilar variacutea de la superficie de saturacioacuten hacia arriba a una rata unifoshyme en los suelos de textura uniforme A cierto distancia de la supe rficie de saturacioacuten es cero Esta distancia variacutea d8sshyde l para arena gruesa hasta 6 o maacutes para arcilla pesada
La siguiente tabla elaborada por Lyon y Fippin muesshytra la extensioacuten y rata de la capilaridad
CLASE DEL SUELO Altura capilar en pulgadas
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El cieno da una altura mayor aunque a una rata meshy
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Coeficiente de marchitamiento- (Wilting coefficient) El punto en el cual la vegetacioacuten empieza a marchitarse y muere por falta de humedad se llama coeficiente de marshychitamiento El agua uacuteti l para el consumo de las plantas es pues e exceso del agua capilar sobre el coeficiente de marchitamiento La cantidad de agua en los suelos no deshybe pasa r de su capacidad capilar ni bajar de su coeficie nshyte de marchitamiento
Agua necesaria-middot- La cantidad de agua necesaria para
- 1523 -shy
el riego de pende del caraacutecter de l sue lo de la profundidad hasta la cual se desee humedecerlo y de la humedad que fa contenga
A continuacioacuten incluiacutemos una tabla de bastante utilidad
PORCENTAJES POR PESO DE LA CAPACIDAD PARA VARIOS SUELOS
Clas del suelo Coeficiente Wiltlng Cpacidnd Capacidad Capacidad
La capacidad uacutetil seguacuten se de duce de lo anterior es la diferencia entre la capacidad capilar y el coeficiente de marchitamien too
De la tabla anterior deducimos que si un barro o marshyga alcanza al coeficiente de marchitamiento contiene toshydaviacutea 134 de agua por peso y puede retener por capishylaridad 46 de agua adicional o 4 lbs pie cuacutebico En estas condiciones se requeririacutea 1 4 de pie cuacutebico para lleshynar un pie cuadrado de superficie de este suelo a una promiddot fundidad de 42 pies y a su capacidad capilar esto es se requeririacutea 3 de profundidad al aplicar el agua al suelo
Similarmente un barro arenoso bajo las mismas conshydiciones necesitariacutea 75 maacutes de agua o una profundidad de 51 4 pulgadas la arena gruesa necesitariacutea 7Y2 Y la arshycilla 3
CAPITULO III
Alimento de las plantas
El agua es el constituyente maacutes abundante de la planshyta y por lo tanto el elemento maacutes importante del alimento
- 1521 shy
de e~ la Ademaacutes de e sto el aguo es el vehiacuteculo necesario paro llevar en solucioacuten todos los otros e)ementos indispenshysables para lo nutricioacuten de lo planto
La cantidad de aguo necesaria paro lo formacioacuten de uno unidad de tejido variacuteo grandemente con lo clase de lo planto y con lo cantidad de materia alimenticio
Libras de agua necesarias para la formacioacuten de una libra de materia seca
Lawe y Gilberl H ellreigel Wollmy Klng Widlsoa Promedio
El aguo llevo el alimento necesario o los plantos en dos formas o) en suspensioacuten y b) en disolucioacuten
o) Los aguas llevan siempre en mayor o menor canshytidad elementos en suspensioacuten que depositan en los tieshyrras hacieacutendolos accesibles a los plantos Los elementos llevados en suspensioacuten forman porte del limo arrostrado por los aguas que ha sido tomado de los terrenos por donde han pasado para depositarlos maacutes tarde cuando el aguo pierde su velocidad en cantidad proporcional al arrastre y o la peacuterdida de velocidad
Los cantidades de limo arrastradcs variacutean entre amshyplios liacutemites En JD0 mismo corriente de aguo variacutean con los crecidos Veacuteanse algunos cifras suministrados por difeshyrentes observaciones que daraacuten ideo de los enormes canshytidades que pueden ser arrastrados
Var 12000000 Loira 6000000 Ga rona 5700000 Sena 200 000 Ma me 105000
Herveacute-Mangon ha es tudiado este a sunto con mucho cuishydado Sus observaciones en el Durance pueden resumirse asiacute
El peso tota l de 103 limos acarreados por este riacuteo en Merindol en dos ai10S (1859- middot1861) fue de 17923321 Tons
Admitiendo que estos limos depositados en el suelo peshysen por teacutermino medio 1600 kgs mts cuacutebicos su volumen hubiera sido de 11077071 mts cuacutebicos
Si este limo se depositase iacutentegramente en e l suelo cushybririacutea en un antildeo con una capa de 001 mts de espesor una superficie de 110770 hectaacutereas
Antildeade Herveacute-Mangon que en el departamento de Vaushycluse se consideran muy feacutertiles ~as tierras arables que poseen 030 mts de espesor de este valioso aluvioacuten o sea 3000 mts cuacutebicos iacute hectaacuterea El volumen de limo arrastrashydo en un ai10 por el Durance en Merindol representa una superficie de primera calidad de 11077071 3000 = 3692 hectaacutereas
Algunos anaacutelisis quiacutemicos de limos practicados por Herveacute-Mangon daraacuten una buena idea sobre su importancia
Limo del Durance- Can tidad media anual de limo conshytenida en un metro cuacutebico de agua 1454 gro Composicioacuten media por ciento y por antildeo
Promedios Men suare s Extrorno s
Residuo arcillosiliciacutelico insoluble 4502 46650 Aluacutemina y peroacutexido de hierro 372 4650 Nitroacutegeno 006 0098 Carbonato de cal 4127 41470 Carbono 041 0686 Agua y productos no dosificados 952 6446
- 1526 shy
Limo del Var-Composicioacuten centesimal Residuo insoluble 4428 Aluacutemina y peroacutexido de hierro 503 Carbonato de middot cal 3853 Nitroacutegeno 012 Carbono 012 Agua y productos no dosificados 1504
Veamos ahora algunos anaacutelisis practicados recienteshymente por M Muumlntz y que indican la cantidad de limo en varias corrien tes de agua y de los cuatro principales eleshymentos de fertilidad
Cre8mos conveniente exponer la composicioacuten del amoshyso limo del Nilo Los anaacutelisis del Dr Letheby indican las siguienies cifras por ciento
Crecida Esllalo
Materias orgaacutenica3 1502 1037 Acido fosfoacuterlco 178 057 Col 206 318 Magnesia 112 099 Potasa 182 106 Sosa 091 062 Aluacutemina y oacutexido de hierro 2092 2355 Acido carboacutenico y peacuterdidCIs 128 144
Es laacutestima qua este anaacutelisis no comprenda el nitroacutegeno que tanta importancia tiene como fertilizante esta falta se puede suplir promediando los anaacutelisis de Poyen y Chamshypian que dan 09-13 por mil de nitroacutegeno
El valor fertilizante de los limos de algunos riacuteos del Suroeste de EE UU comparado con lo requerido por una tonelada de alfalfa aparece en la tabla siguiente
- ]527 shy
MaUrla ferlillzanle por acre Pie de agua
RIO Feeha Acldo 10sl Polasa NltroacuteVeno Invesllgador
Riacuteo Grande 1893-94 314 3255 2440 Goss Riacuteo Salado 1899-1900 105 265 900 Forbes Riacuteo Colorado maacutex 1900-0 I 4356 4446 6970 RIacuteo Colorado mIacuten 1900-01 226 163 103 1 ton de alfalfa 167 330 4200 Goss
Para apreciar la abundancia y cccioacuten fertilizante de los limos recordaremos ahora la composicioacuten por mil de una buena tierra vegeial del limo de una corriente de agua (Francia) del limo del Nilo y del Gstieacutelcol de granja
Tierra veoelal Coriente de agua Nilo Esliereol d (Francia) Granja
b) Al igual de las aportaciones de limo las cantidades de elementos disu3ltos llevados por las aguas variacutean cor la naturaleza de los terrenos que atraviesan
Las aguas son maacutes eficaces cuando contienen elementos que soja existen en pequentildea cant idad en el suelo que con ellas se debe regar
Aguas lluvias- Los anaacutelisis de las aguas lluvias han demostrado que ellas contienen nitroacutegeno combinado carshy
bonato y nitrato amoacutenico moterias orgaacutenicas clorura soacutedishyco suliato soacutedic) oacutexido de hierro oxiacutegeno nitroacutegeno y aacutecishydo carboacuten ico Los proporciones de estos compuestos variacutean con la localidad en las ciudades el agua lluvia estaacute maacutes cargada de aacutecido carboacutenico de materias orgaacutenicas y mishynerales que en el cnmpo En la formacioacuten de aacutecido niacutetrico tienen mucha influencia las tempestades
Cien litros de agua lluvia hervida han dado Nitroacutegeno 1308 lts
Oxiacutegeno 0637
Acido carboacutenico 0128
2073
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En general se puede admitir un promedio anual de 808 kgs de nitroacutegeno combinado (amoniacuteaco y aacutecido niacutetrico) por hectaacutereas y por antildeo
Aguas de arroyos y riacuteos- La composicioacuten de estas ashyguas variacutea tanto seguacuten la eacutepoca del antildeo en que se opere y el procedimiento que se siga para obtener la muestra que es bastante difiacutecil comparar los resultados de los dishyversos experimentos
Las aguas corrientes en contacto con el aire disuelven los gases contenidos en eacutel La absorcioacuten de oxiacutegeno es relativamente mayor que la de nitroacutegeno En general las cantidades de gases disueltos variacutean con la temperatura y para el gas carboacutenico con la composicioacuten de las aguas
Seguacuten Poggiale y Herveacute-Mangon el agua del Sena conteniacutea a DU y 760 mmts
La cantidad de nitroacutegeno y materias minerales conteshynidas en las aguas de que nos ocupamos variacutean grandeshymente y para dar idea del orden y magnitud de las misshymas citaremos los datos de algunas aguas seguacuten M Muumlntz
MATERIAS Bourne Isere Rodano Sourgcs Durance gr gr gr gr gr
Nitroacutegeno niacutetrico por m 0038 0223 0828 0104 e285 amoniacal 0100 0 110 0130 0036 00 I O orgaacutenico 0130 0 140 0230 0130 0140
TOTALES 90626 126907 120 lOa 103336 171089 Peso total de la
mal en di lOO 175 158 160 240
Si suponemos que la cantidad total de agua de riego
- ]529
repartida en una regioacuten sea de 16000 mts cuacutebicos por hecshytaacuterea y por antildeo resultaraacute por ejemplo en el Isere que e l nitroacutegeno aportado por ellas seraacute 0473 X 16000 = 7568 grs o sea 75 kgs que es bastante apreciable En algunos casos resultan cifras muy elevadas asiacute Herveacute-Mangon ha encon trado que una pradera de los Vosgos recibe 208 kgs de nitroacutegeno mediante los canale de riego resultando in shynecesaria la aplicacioacuten de este abono
CAPITULO IV
Fuentes de abastecimiento
Las aguas que se emplean para regar puede n provenir 10 De las corrientes subterraacuteneas 29 De los es tanques o depoacutesitos de a lmacenamiento 30 De Jos corrientes de agua
1-Corrientes subterraacuteneas
A-Origen- EI origen de las aguas subterraacuteneas no estaacute establecido cientiacuteficamente maacutes que desde hace pocos antildeos el estudio de los fenoacutemenos geoloacutegicos antiguos y
recientes y el de la meteoro logia han permitido a distin shyguidos observadores determinar las muacuteltiples acciones y reacciones que las aguas ejercen a traveacutes de la corteza terrestre
Muchas fueron las teoriacuteas que sobre el origen de las aguas subterraacuteneas se emitieron Sin referirnos a una anshytiguumledad muy remota diremos que la teoriacutea correcta fue creciendo en importancia y confirmaacutendose cada vez maacutes
En 1847 J Degousse menciona las causas de la preshysencia del agua en las capas geoloacutegicas que estaacuten cershyca de la superficie del suelo En resumen la cantidad de agua que e levada por la evaporacioacuten en la atmoacutesfera recae en forma de lluvia niebla nieve etc sobre los continente s es maacutes que suficiente para alimentar las coshyrrie ntes de agua que circulan en su superficie o en sus cashyvidades interiores
Hoy que innumerables trabajos de minas y sobre toshydo de sondeos profundos destinados a la busca de agua
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heacuteln perforado la superficie del suelo que el reglmen de las corrientes de agua y la accioacuten de las lluvias sobre eacutel ha sido estudiado ninguna duda es ya posible Las obsershyvaciones llegadas de todas las regiones geo~oacutegicas prueban que la alimentacioacuten de todas las corrientes de agua sushyperficiales o subterraacuteneas de todas las capas estaacute asegushyrada uacutenicamente por las aguas de la atmoacutesfera
B-Manera de encontrar y buscar las aguas subterraacuteshyneas- Para encontrar las aguas subterraacuteneas se pueden dar solamente ideas generales Las aguas para que hagan su aparicioacuten en el subsuelo necesitan un recipiente un hueco en eacutel Para el hiJroacutelogo seraacute siempre tarea difiacutecil tener que buscar agua sobre todo si se trata de grandes cantidades de aguas subterraacuteneas en las capas geoloacutegicas antiguas pues en las rocas de esta edad la estratigrafiacutea de las capas perme-lbles de las roturas y de los abismos es de una naturaleza tan complicada y tan difiacutecil de comshyprobar que los medJos hidroloacutegicos son aplicables solashymente en casos determinados Por otra parte las rocas deshytriacuteticas de las edades geoloacutegicas maacutes recientes del cuashyternario diluvial o actual ofrecen un campo de investigamiddot cioacuten maacutes favorable
Por la misma formacioacuten de la superficie el hidroacutelogo podraacute deducir muchas veces si el subsuelo se presta para llevar aguas Son de importancia las deposiciones arenoshysas producidas por la atmoacutesfera las dunas de las cuales muchas ciudades se abastecen de agua Las deposiciones Cuaternarias se distinguen por su regularidad sin embargo es frecuente encontrar buenas condiciones hidroloacutegicas en las formaciones arenosos del terciario
Excelentes indicios ofrecen los pozos existentes se deshyberaacuten anotar las variaciones de nivel y las entregas de agua Si el pozo no se ha secado ni aun en los tiempos de mayor sequiacutea y si no se ha procedido nunca a profunshydizarlo se debe pensar que hay un buen portador de aguas Si el nivel del agua en el pozo baja muy poco aunque se saquen grandes cantidades de agua se tiene indicios de que el subsuelo procede de buenas capas permeables
Los terrenos seguacuten su naturaleza quiacutemica y fiacutesica roshyturas y grietas que los atraviesan son capaces de retener
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o dejar filtrar maacutes o menos agua desde el punto de vista de esta propielad los dividiremos en permeables e impershymeables
Las aguas de lluvia al caer sobre el suelo empiezan por impregnar la capa superficial facilitando asiacute su absorshycioacuten por las plantas ot[) arte se evapora al contacto con el sueo cuya temperatura os genelUlmente superior a la del aire el resto del agua trata de seguir a los arroyos o riacuteos a menos que durante el trayecto estas aguas sean absorbidas por la porosidad del suelo
La parte de agua que no eS utilizada por la vegetacioacuten desciende lentamente hasta encontrar una capa impermeashyble que a obligu a escurrirse siguiendo su conterno
Si las raiacuteces son numerosas e importantes constituiraacuten una especie de filtro subterraacuteneo que haraacute regular el reacutegishymen de las aguas subterraacuteneas al contrario en terrenos donde la vegetacioacuten es escasa las aguas arrastran la tieshyrra vegetal y el reacutegimen subterraacuteneo saraacute irregular De esshyto deducimos la importancia de los bosques pues ellos son reguladores de la humedad del suelo dan origen a mananshytialas y moderan el escurrimiento de las aguas superficiales
Las rocas superficiales permeab~es provienen generalshymente de la disgregacioacuten de las rocas soacutelidas sea por las reaccienes quiacutemicas por la accioacuten de las aguas del calor etc Las rocas silicosas o cuarzosas (cuarzo pizarras siliacuteceas areniscas) se transforman en arenas maacutes o menos gruesas en cascajo en guijarros y cantos rodados Las rocas grashyniacuteticas gneis pizarras micaacuteceas es decir las recas de los terrenos cristalinos a base de feldespatos se descomponshydraacuten en tierras arcillosas o caolinas ricas en aacutelcalis y en arenas Les esquistos se transformaraacuten en tierras silicoshysos o arcillosas Las calizas y las margas calizas daraacuten tierras y arenas calizas
De todas estas rocas la maacutes permeable es el aluvioacuten esto se comprueba observcrdo la facilidad con la cual bashyja el nivel de los pozos cuando se ha secado cierta cantidad de agua Se mide la permeabilidad desnivelando la capa de agua de un pozo por medio de bombas la modificashycioacuten del nivel del agua para un gasto determinado permite evaluar la permeqbilidad
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Las arenas silicosas areniscas seguacuten su grado de ceshymentacioacuten las callzas friables y porosas) son tambieacuten roshycas permeables
La tabla siguiente da la porosidad de varias formacioshynes en porcentaje por volumen
Formacioacuten Localidad Porosidad Invutlu~dor
VolUlll
Dolomita Joliet 111 27 Merril Caliza (ooliacuteti- Bedford Ind 98
cas) Dolomita Winona Min 17 Arenisca Jordaacuten Min 237
Tiza Inglater-a 1444 Humber Arena 3545 Arena y grava 2S30 Suelo arenoso Carolinn del Arenisca de S 43 Whitney
Postdam Ablemans Wis 7 12 Buckley
Para compreacuteJbor la exist2ncia de aguas subterraacuteneas debe estudiarse si e llas estaacuten en e s tado de reposo o moshyvimiento En el primer caso s~ tendraacute una aglomeracioacuten de aguas que pueden agotarse Dor la extraccioacuten permanenshyte En el segundo la aglomeracioacuten daraacute un rendimiento continuo que se sostendraacute mlentrcs no se saque una canshytidad mayor que la que alimenta las existencias
A fin de informarse de sus movimientos debe iexcllevanshytarse un plano de las alturas de las capas del nivel de las oguas subterraacuteneas La construccioacuten del subsuelo se ha de relevar primeramente por medio de tres pozos situados siempre que sea posible en los veacutertices de un triaacutengulo equilaacutetero Deben determinarse las capas que forman el teshyrreno la manera como se suceden e l espesor y la situashy
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cioacuten de ellas y anotarse los resultados en un libro de pershyforacioacuten que tendraacute el siguiente rayado
Pozo N 200 mts a l S de perforado entre el
y
Nuacutemero de Altura Espesor de Profundidad Naturaleza la capa Mts la capa Mts Bajo la supo del terreno
Mts
Cuando se llegue a la capa portadora de las aguas se colocaraacute un tubo de observacioacuten en el pozo para determishynar el nivel del agua subterraacutenea y sacar muestras de ella El tubo de observacioacuten tiene un diaacutemetro de 4 5 hasta lY2 y estaacute provisto en su extremidad inferior de un filtro de un metro de largo
El extremo que llevo e l filtro se fabrica de un tubo pershyforado revestido exteriormente con un tejido de trencilla Al colocar el tubo de observacioacuten dentro de la perforacioacuten deix~ reJenarse con arena lavada el espacio entre ambos y lueacutego quitar los tubos de perforacioacuten Debe hacerse lueacutego una nivelacioacuten para determinar las alturas de los extremos superioras de los tubos de observacioacuten y la situacioacuten de jo niveles de 103 aguas subterraacuteneas
Conocidos los signos exteriores que revelan la presenshycia de las aguas subterraacuteneas conviene tener en cuento algunos caracteres geoloacutegicos del terreno para proceder con maacutes acierto el e alumbramiento de las aguas Estos cashyracteres principales son
Terrenos poco permeables que descansan sobre un terreno impermeable--La topografiacutea de un terreno de este geacutenero es faacutecil conocerla consul tondo los mapas con curshyvas de nivel La liacutenea de mayor pendiente indica la dishyreccioacuten en que las aguas subterraacuteneas son maacutes abundanshytes porque generalmente la capa impermeable del subsueshylo estaacute inclinada en direccioacuten de la liacutenea de maacutexima penshydiente en a~gunos casos la pendiente de la capa impermeashyble sigue otra direccioacuten y en tonces la liacutenea en que se enshycontraraacute la mayor cantidad de agua seraacute la diagonal del paralelogramo
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Cuando la capa impermeable presenta ondulaciones como es frecuente las aguas subterraacuteneas se acumulan en las depresiones del terreno impermeable que corresponden aproximadamente a las depresiones superfi ciales en este punto deberaacuten practicarse los pozos
Terrenos de aluvioacuten y descompuestos-Las aguas subshyterraacuteneas de estos terrenos estaacuten muy cerca del suelo Pashyra obtener en ellos un gran caudal de agua se abren los pozos en los sitios en que la corriente de agua subterraacutenea tiene mayor velocidad Para averiguarlo suelen emplearse dos metodos el de Thien que consiste en abrir dos talashydros o pequentildeos pozos y tirar sal marina en el pozo maacutes alto determinando el tiempo que demora el agua salada en aparecer en el pozo maacutes bajo El otro metodo que es maacutes praacutectico es de Schuchter y consiste en practicar dos pozos en uno de los cuales se vierte cloruro de amonio electrolizando e l suelo por una corriente electrica la aguja de un galvanoacutemetro permite averiguar la llegada de la solucioacuten al otro pozo por disminuIacuter notablemente en este momento la resistencia del circuito eleacutectrico asiacute formado
Terrenos muy permeables y homogeacuteneos- Si eacutestos desshycansan sobre uno capa arcillosa bastaraacute hacer suficienteshymente profundo el pczo para encontrar la capa de agua De un modo general convendraacute seguir las mismas reglas indicadas para los terr enos poco permeables El empleo de la dinamita parece ser ventajoso pues la violencia de esshyte exposivo origina grietas y fisuras que favorecen la filo tracioacuten
Terrenos muy permeables y heterogeacuteneosmiddot-Es frecuenshyte que en estos terrenos haya dos circulaciones de aguas superpuestas por S2r generalmente muy profunda la capa inferior presenta moacutes intereacutes el alumbramiento de la capa superior
e-Manera de calcular la cantidad de agua subterraacuteshynea- El mejor meacutetodo para calcular la capacidad de una fuente subterraacutenea es hacer ensayos de bombeo durante un tiempo suficient8mente lergo para alcanzar un equilimiddot brio cproximado entre la entrega y la demanda Rara vez seraacute praacutectico continuar taes ensayos hasta alcanzar el equilibrio perfecto pues en la mayoriacutea de los casos seriacutea
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esto labor de varios antildeos Por otra parte los ensayos d 2 corta duracioacuten generalmente dan resultados falsos o al menos engantildeosos
a-Velocidad del flujo- -La velocidad del flujo de una corriente subterraacutenea es funcioacuten de la pendiente o gradiente hidraacuteulica y de la resistencia que ofrecen las partiacuteculas del suelo
La pendiente puede dete rminarse faacutecilmente haciendo sondeos hasta el nivel de las aguas subterraacuteneas teniendo cuidado de medirla en la direccioacuten de maacuteximo declive Si sobre el estrato permeable se encuentra otro maacutes o menos impermeable el agua correraacute en el inferior bajo una preshysioacuten superior a la atmosfeacuterica La pendiente se encontraraacute determinando la altura a que sube el agua en los tubos colocados en el estrato poroso Daben sacarse muestras del material e investigar su tamantildeo y porosidad Lo poroshysidad estaacute influenciada no soacutelo por el tamantildeo de los grashynos sino tambieacuten por el grado de compactacioacuten de la forshymacioacuten es por esto por lo que e lla soacutelo puede calcularse aproximadamente El tamantildeo de los granos se determina por medio de tamices
Habiendo encontrado estos e~ementos nos resta expreshysar la relacioacuten entre ellos y la velocidad del flujo
Los experimentos de Darcy Hagen y Hazen han deshymostrado que la rata a la cual un aguo fluye o traveacutes de arena o grava fina sigue aproximadamente las leyes que rigen paro el flujo en tubos capilares es decir la velocishydad es aproximadamente proporcional o h l siendo h la carga hidrostaacutetica y l la distancia que el agua recorre
Para diferentes clases de materiales la velocidad deshypende del tamantildeo de los poros siendo eacutesta una funcioacuten del tamantildeo de los granos y del grado de compactacioacuten Para una arena de tamantildeo uniforme y un grado dado de compactacioacuten se encuentra que la velocidad del flujo es aproximadamente proporcional al cuadrado del diaacutemetro de los granos expresardo el grado de compactacioacuten en teacutermino de porcentaje de poros se encuentra que para mashyteriales de igual tamantildeo la velocidad del flujo es aproxishymadamente proporcional al cuadrado de la relacioacuten de porosidad El voluIJ1en del flujo que viene o ser igual a
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la volocidad multipicada por el aacuterea de la seCCIOD neta
seraacute entonces proporcional al cubo de la porosidad La enorme variedad en tamantildeo y porosidad de las
arenas y gravas hace bClstante difiacutecil la aplicacioacuten de foacutermulas matemaacuteticas y resultados experimentales a las
condiciones de trabajo Sin embargo los resultados obtenidos por Hazen en
filtros de areno son de bastante importancia en esta mashy
teria La formacioacuten por eacutel obtenida y que se aplica a areshy
na de un tamantildeo efectivo de 01-30 mts es
h(t+IOO
v = cd~ ~ - 60--)
siendo
v la velocidad en metros por diacutea de una columna soacuteshy
lida de la misma 32ccioacuten que la de la arena
c una constante que variacutea entre 400 y 1000 d el tamantildeo efectivo de los granos de arena en mmts
h la carga hidrostaacutellca que causa el movimiento
1 e l espesor de la capa de Clrena t lo temperatura en grados Fahrenheit
El valor de la consonante e variacutea con la compactacioacuten y uniformidad de la arena La v elocidad del flujo a traveacutes
de los p oros se encontraraacute dividiendo la ecuocioacuten anterior por la relacioacuten de porosidad p Despreciando las correccioshy
nes de temperatura la velocidad en pies por diacutea seraacute
d middote shyv 33 X x s K s donde
p
v velocidad promedio a traveacutes de los poros de la areshy
na en pies por diacutea
d tamantildeo efectivo de la arena en mmts
p relacioacuten de porosidad
s gradiente hidraacuteulica
cd~
K = 33 X --- = velocidCld para la pendiente unitaria p
La porosidad p variacutea entre 40 para arena maacutes o meshy
nos uniforme y 30 o menos para arena maacutes compacta o
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de un grado de uniformidad menor El teacutermino e p que reshypresenta la influencia de la porosidad sobre la velocidad se puede calcular en 1000 040 = 2500 para p = 40 Y
400 030 = 1330 para p = 30 Estos resultados concuerdan con los experimentos de Slichter que establece que la veshylocidad del fluj o es aproximadamente proporcional 01 cuashydrado de la relacioacuten de porosidad Partiendo de esta base y asumiendo c = 1000 para p = 40 calcularemos los vashylores de K
Valores de K o velocidad del flujo en pies por diacutea para S= 1 -
Porosi dad
Muy Fina Fina Media Gruesa
Muy
Gruesa GRAVA fiNA
2i
10 ~I
middot10
010 Oi
on IH 21
020 ~H
3S n l
U~
030
II
22
040
L
iexcl
~n
050 11 24 tl
fil
080 ll
iexcliexclO
1011 1-0
100 iexcln
11111 IliO
2iU
200 ~oo
~~II
1111
1~1l
3 00 470 SIiO
1middot1(1(1
2~O(J
Lembke calculoacute los siguientes va~ores para K basado en los experimentos de Darcy Krober y otros
Material 1lt en pies or dia
Arena y grava 9400 Arena gruesa 2800 Arena media 760 Arena fina 150
Slich ter dio los siguientes valores de K para una poshyrosidad de 32 y una temperatura de 50deg
Material Taln~ iexcllO efectivo 1lt en pies Por diacutea
Arena fina 010-020 16 a 65 Arena media 025-045 100 330 Arena gruesa 050-095 400 1550 Grava fina 100-500 1600 40000
No debe esperarse mucha exactitud de los coacutemputos hechos por los procesos antes descritos ellos sirven como una guiacutea general para estudios maacutes precisos e indican liacuteshymites razonables de estos valores
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b-Canlidad de agua--Habiendo determinado la veoshycidad del flujo la porosidad del material y la seccioacuten transversal del estrato poroso en aacutengulo recto a la direcshycioacuten del flujo la rata total seraacute el producto de estos tres factores
Q = velocidad X (aacuterea de ~a seccioacuten X porosidad) = v Ap = KsAp las unidades empleadas son el pie y el diacutea
Las irregularidades de la seccioacuten pendiente y moteria les afectaraacuten maacutes o menos los resultados 103 caacutelculos he chos en esto ferma no tAndraacuten un valor considerable en el estudio de las fuentes de agua subterraacutenecs pero siacute sershyviraacuten para modificar las id8as erroacuteneas que sobre su cashypacidad se tienen con frecuencia
En la tabla que a continuacioacuten insertamos se dan las ratas de flujo en galones por diacutea y por pie cuadrado de seccioacuten para arenas de diferentes grados de menudez y
porosidad y para un) pendiente de 1 Para otras pendienshytes multipliacutequese el nuacutemero de la tabla por la pendiente expresada en decimales
Muy Muy
Porosidad Fina Fina Media Gruesa Gruesa G R A V A F I N A
40 smiddot cw i IU JlUO 200n iacuteWU SIlIlII l llllll 7 lIflll 0 1 171l IXU H~1l 1100 7UU iexcl wo lilHl1l lHIIOIl
2-Estanques de almacenamiento
Estos recipientes se usan para regular el flujo del agua de tal manera que se acomode a las necesidades evitando el gasto excesivo cuando el abas tecimiento excede a la demanda y conservaacutendola para ser usada cuando ocurra lo contrario
El almacenamiento de agua para las necesidades del riego requiere condiciones topograacuteficas especiales para ser financieramente posible Tales condiciones deben hacer poshysible el a lmacenamiento de grandes cantidades de agua de tal manera que las estructuras necesarias sean de dishy
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rrensiones y costo moderado comparacias con la cantidad de agua almacenada Con respecto a las particularidades topograacuteficas los sitios que se acomodan a ests fin se pueshyden dividir en cuatro clases
l- Lagunas naturales 2- Aquellos cue estaacuten localizados en liacuteneas de dre naje
natural 3- Depresiones naturales 4-Estanques artificiales Las lagunas naturales son impor tantes reguladores del
gua de drenaje que reciben Controlando la salido por medio de represas y compuertas reguadoras puede aproshyvecharse gran pa rte de las existencias a muy bajo precio
Los sitios maacutes comunes para el almacenamiento de -lgua son los comprendIdos en el NI 2 pero requieren mushycho cuidado para la descarga de las crecidos y en geneshyral son muy costosos en proporcioacuten a su capacidad
Las depresiones naturales o logos secos provienen del hundimiento de cavernas subterraacuteneas formadas por la acshycioacuten erosiva de los aguas subterraacuteneos Estas depresiones son inapropiadas para el almacenamiento a causa del faacuteshyci escape que pueden e ncontrar las aguas por los grietas que se encuentran en sus vecindades
Los estanques artificiales exigen trabajos especiales de e xcavacioacuten en general son excesivamente costosos y soacutelo se recomienda su construccioacuten en caso de que el aguo tenga un costo elevado
Eleccioacuten del sitio- Las principales circunstancias que afectan la posibilidad y valor de un sitio para almacenashymiento son
l - Su relacioacuten con los regadiacuteos 2- Su relacioacuten con el abas tecimiento 3-Su topografiacutea 4- Su geologiacutea Debe hacerse un examen cuidadoso de la regioacuten donde
se desea localizar el almacenamien to a fin de descubrir toshydos los si tios posibles y poder escoger e l que ofrezca conshydiciones maacutes ventajosas
El estanque debe estar situado lo bastante alto para poder dlstrlbuiacuter el agua por gravedad y tan cerca de los
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regadiacuteos que las peacuterdidas por transporte sean miacutenimas Ademaacutes debe ser iexclal el sitio que intercepte una cantidad suficiente de agua o que se la pueda conducir a eacutel
Geologiacutea del sitio- Habiendo estudiado la topografiacutea e hidrografiacutea de l lugar debe estudiarse cuidadosamente su geologiacutea a fin de conocer el caraacutecter y profundidad de los astratos inferiores La conformacioacuten geoloacutegica debe ser tal que contribuya a la eficiencia del almacenamiento Los lugares si tuado3 en vall9s inclinados son gen6ralmente fa shyvorables Como en eacutestos les estratos se inclinan de las colinas al fondo de valle el a gua que cae en aqueacutellas iraacute por percolacioacuten al estanque
En las formaciones de cal y yeso es corriente enconshytrar cavernas que faacutecilmente pueden derrumbarse es por esto por lo que debe e3tudiarse cuidadosamente la geologiacutea de estas formacione3 antes de construIacuter un estanque sobre ellas
Peacuterdidas en los estanques- En re lacioacuten con este toacutepi shyco mencionaremos algunos estanque que han tenido que ser abandonados por lo alto de las peacuterdidas
Estanque de Tumalo- Fue construiacutedo por el Estado de Oregoacuten Durante la diiexclcusioacuten del proyecto un grupo de ingenieros recomendoacute se construyera parcialmente y se hishycieran ensayos sobre su impermeabilidad este consejo no fue seguido y la represa se construyoacute de la altura proyecshytada Terminada la obra se llenoacute el estanque hasta que e l agua a lcanzoacute una altura de 20 pies sobre el orificio de salida En estas circunstancias se abrioacute un hueco en el fondo que descargaba 200 pies cuacutebicos por segundo y que raacutepidamente vacioacute el estanque Este hueco fue taponado y vuelto a llenar el receptaacuteculo pero las nuevas grietas que se abrieron no permitie-ron que el agua volviera a alcanzar la altura inicial Las peacuterdidas subieron tanto que le quitashyron todo valor al estanque como lugar de almacenamiento
Estanque Hondo- Cerca de Roswell Nuevo Meacutejico se construyoacute este estanque aprovechando una depresioacuten nashytural La depres ioacuten se aumentoacute por la unioacuten de las colinas circundantes por medio de diques El agua se suministroacute por medio de un canal de alimentacioacuten Las fugas se preshysentaron inmediatamente que estuvo lleno el estanque y
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aumentaron raacutepidamente debido al ensanchamiento de los huecos y grietas que se abrieron en el fondo Muchos esshyfuerzos se hicieron para restringir las peacuterdidas pero tedas fracasaron y el estanque tuvo que ser abandonado
La roca de la regioacuten era principalmente yeso que coshymo anteriormente se dijo es inapropiado para este in ya que en estas formaciones se encuentran muchas cavernas Es seguro que la depresioacuten que se escogioacute para el almacenashymiento se formoacute debido al hundimiento de alguna caverna
Las siguientes recomendaciones generales pueden ser de alguna utilidad para la escogencia del lugar apropiado
l- Eviacutetense los lugares cercanos a las formaciones de y eso y cal
2- -Las fcrmaciones volcaacutenicas deben estudiarse cuidashydosamente pues en ellas es corriente encontrar grietas o cavidades
3- Las areniscas de grano grueso ofrecen alguacuten peligro
4- Las depresiones naturales no son recomendables y deben evitarse si se encuentral1 en las cercaniacuteas de rocas cavernosas o si reposan sobre material grueso que ofrece salida faacutecil al agua
Sedimentacioacuten en los estanques- Sabemos que todas las corrientes naturales eradan sus canales y llevan maacutes e menos limo en suspensioacuten Cuando se concluye una re presa a traveacutes de una corriente la sedimentacioacuten de los limos debida a l estancamiento del agua puede llegar a disminuiacuter grandemente la capacidad del estanque si n o e remueve
El problema relativo a la sedimentacioacuten en los estan ques construiacutedos sobre corrientes portadoras de limo ha sishydo cuidIdosamente estudiado y se han expuesto muchas teoriacuteas sobre su solucioacuten pero ninguna de ellas ha sido confirmdcr por la pTaacutectica
Se han hecho muchos esfuerzos para determinar el factor exacto que exprese la relacioacuten entre el peso de un limo seco obtenido por observacioacuten y el volumen del misshymo limo como se deposita en el fondo de los estanques
La tabla siguiente muestra el resultado de cuatro enshysayos
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Observedor Peso de I P C Limo huacutemedo Lbs
Limo seco P2S0 Lbs
Densidad
Follet Coghlcm Hughes Lawson
Promedio
1047 89 5
530 923 76 1 860 770
264 255 260
Las variaciones se deben en parte al diferente caraacutecshyter y peso de los limos ensayados Por esto el promedio (77 lbs pie cuacutebico) soacutelo debe tomarse como un va lor aproximado
El80bierno de los EE UU ha hecho observaciones sistemaacuteticas del limo que lleva el Riacuteo Grande desde 1897 hasta 1912 W N Folle es tudioacute cuiciadosamente las dishyversas observaciones y los resultados por eacutel obtenidos opashyrecen compendiados en la siguiente obla
Antildeo Aguaiacute acres pies Limo- Limo - acre s pies
Las observaciones se hicieron de la siguiente manera Se tomaron muestras del agua turbia del riacuteo se removioacute el limo por sedimentacioacuten y filtracioacuten se le secoacute a 60deg e y lueacutego se le p2SOacute Los porcientajes son por volumen y
se les calculoacute tomando como base que un pie cuacutebico de lim o en el estanque pesa despueacutes de secado 53 lbs
Despueacutes de considerar los resultados de los experimenshytos efectuados en India y Ameacuterica Etcheverry concluye asiacute
I- Un pie cuacutebico de limo saturado sedimentado en un tubo por un antildeo contiene alrededor de 30 lbs de limo seco El porcientaje por volumen de lodo saturado es jgual al porcientaje por peso multiplicado por 2l
2- Un pie cuacutebico de limo huacutemedo como se deposita bajo condiciones naturales el por volumen de lodo huacutemiddotmiddot medo es igual al por peso multiplicado por 12
3- Un pie cuacutebico de lodo seco pesa alrededor de 90 lbs
Remocioacuten del limo depositado- La represa Assuan en Egipto forma sobre el Nilo un estcnque de gran capacidad y considerable volumen de limo La gran capacidad del estanque se debe principalmente a la suave pendiente del riacuteo pues debido a eacutesta la represa logra represar las aguas unas 40 millas aguas arriba formando asiacute un estanque largo pero angosto La represa estaacute provista de 180 comshypuertas que permanecen abiertas mientras dura la crecida anual permitiendo asiacute que la corriente torrencial arrastre su linIO a traveacutes del estanque y al mismo tiempo saque parte del que se depositoacute el antildeo anterior
Este meacutetodo de remocioacuten parece ser efectivo pues sosshytiene la capacidad de almacenamiento para las necesidashydes actuales del riego pero eacutel exige el gasto de la mayor parte del agua en antildeos normales y su eficiencia depende mucho de las circunstancias locales (estanque angosto) pues bajo estas condiciones una corriente raacutepida es muy efectishyva para sacar el sedimento depositado Por otra parte las variaciones del Nilo son tan regulares que permiten la ashydopcioacuten de un programa predeterminado lo que es geneshyralmente imposible en otras corrientes
La combinacioacuten de estas condiciones es tan rara que la solucioacuten adoptada no tiene ap~icacioacuten en la mayoriacutea de
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los casos y presenta por lo tanlo muy poco in tereacutes como solucioacuten general al problema de que nO$ ocupamos
El ingeniero norteamericano W W Follelt propuso el siguienl meacutetod0 para ramover el limo del estanque Eleshyphanl Bulte
En lo mitad del estanque se construiraacute una pequentildea represa de 40- 50 pies de altura formando asiacute un pequeshyntildeo estanque dentro del principal Esia pequentildea represa esshytaraacute provista de una torre de esclultas eacutestas daraacuten acceso a un conducto que desembocaraacute en el valle pasando por la represo principal
Cuando el estaiexclque principal se esteacute llenando e l peshyquentildeo recibiraacute el agua del riacuteo y gran parte del limo se depositaraacute en eacutel an tes de que el agua pase por sus vershytederos al principal Cuando el estanque pequentildeo esteacute poshyco lleno las aguas turbias se haraacuten pasar por el conducto arrastraraacuten el limo depositado en el pequentildeo estanque y llevaraacuten su carga fertilizante a los regadiacuteos Si se necesishytare agua adicional se sacaraacute del estanque principal
La principal ventaja de este meacutetodo estriba en que con serva las propiedades fertilizantes del agua aumentando asiacute la fertilidad de las tierras que con ella se rieguen
3-Corrientes de aciexclua- La derivacioacuten de una corrienshyte de agua abarca esencialmente tres obras Una barrera un sistema de compuertas y un canal de derivacioacuten
La barrera se dispone a traveacutes de la corriente debajo de la presa de agua y en el lugar donde las orillas esteacuten maacutes cercanas Ella levanta los aguas y las conduce al cashynal de derivacioacuten
El tipo de la barrera depende del caudal de la corrienshyte que se quiere derivar
En un simple arroyo la oparacioacuten es sencilliacutesima Alshygunas piedras grandes y troncos de aacuterboles bastan para establecer barreras muy resistentes Las figuas I y 2 exshyplican la disposicioacuten de una de estas barreras Siempre conshyviene proteger con un zampeado de madera o piedra la parte maacutes abajo de ~a barrera para evitar el desgaste en las avenidas
Crevat describe asiacute las cbras de una presa de agua en el riacuteo Ain Uno de los problemas maacutes difiacuteciles en un proshy
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Planta dfgt la burrera rUacuteili( ~a c ll yo lorlf rtmiddotnr(iexcl ~ 1ta lJ rilo 2
yecto de derivacioacuten es el establecimiento de la presa de agua sobre todo cuando el riacuteo es ancho y torrencial Y hay que prevenir la invasioacuten del cascajo y la arena gruesa
Cuando sea posible conviene aprovechar un recodo del riacuteo donde disminuye la velocidad y por consiguiente au-
Fig 2 HI1TIra 1I1~li( a tn IIn arroyo COrl ~ ( g Uacutell A B (Itshy la fi~ 1
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menta la altura del agua En la orilla (Fig 3) se construye con grandes piedras talladas un muro de 30 mts de lonshygitud cuya base al nivel de las aguas bajas estaacute proteshygida por un enlosado de cemento de 3 mts de ancho para facilitar el deslizamiento del cascajo que puede ser consishyderable durante las crecidas
Este muro A por tener que servir de vertedero es vershytical por la parte del riacuteo con 030 mts de altura sobre el nivel de la orilla y estaacute sostenido exteriormente por un tashylud de cemento de muy alargada pendiente que forma el
Plano timiddot una harrera y toma dI aglla
fondo de un pequentildeo depoacutesito B faacutecilmente vaciable desshypueacutes de las crecidas por medio de una gran compuerta
En la parte inferior del depoacutesito B hay que establecer un macizo de mamposteriacutea que forma la cabeza del canal F en el que se habraacuten abierto dos tuacuteneles e de dos meshytros de anchura y un metro de altura cuya entrada puede cerrarse con compuertas de hierro reforzadas con nervios El agua al pasar por estos dos tuacuteneles desemboca en el canal de derivacioacuten F que alliacute debe ser poco profundo pero ancho (5 mts) estrechaacutendose en seguida progresivashy
menle hasta que alcance el tiro de agua y anchura norshymales
Fn el muro de defensa A del recipiente B se coloca lna compuerta inmediatamente delante de la~ aberturas de toma d9 agua y debajo de la barrera
Transversalmeiexclte al riacuteo y en el extremo inferior de l vertedero se construye un soacutelido zampeado de fondo E recshytiliacuteneo algo maacutes alto quoacute el fondo leI riacuteo y que se vaya eevando un poco hacia la derecha d se eleva de 050 el nivel de la corriente y se echa nuevamente contra el vershytedero A xl propio tiempo que se ancha un poco el cauce
Chaipeniier de Cossigny habla de una barrera de cashyballetes que con frecuencia se ve en el sur de Francia
Para estableceo a traveacutes del caue del riacuteo se fijan una serie de caballetes como lo representan las figuras 4 y S donde A es una estaca gruesa inclinashyda y C C los sosteshynes Sobre estos cabashylletes se clava una seshyrie de tablas sobre las
Fi2~ 5 cuales se echa desde riacuteo arriba grava RiacuteoFrente de una brre13 de caJallrlt s
- 1548 shy
abajo se defiende al pie de la obra con pentildeascos sosshytenidos con estacas
Las barreras importantes se construyen de piedra o de cemento empezando por trazar el armazoacuten de la barrera Aprovechando la eacutepoca del arlO en que el riacuteo lleva poca agua se clavan a traveacutes una serie de soacutelidas estacas cushyyos extremos superiores delineuroan el perfil transversal de la barrera Estas estacas se unen entre siacute y en ambos senshytidos por medio de cruceros Entre elios se hincan tablones Terminada la armazoacuten se llenan los huecos con guijarros y piedras y lueacutego se rellenan los intersticios con grava y tierra La parte superior de la barrera se recubre con un thecho de carpinteriacutea o bien con losas que formen una esshypecie de embaldosado entre los cruceros
A fin de obtener una barrera maacutes fuerte se puede hashycer la siguiente variacioacuten Una vez terminada la armazoacuten se colocan apoyados conira los tab~ones sacos llenos de cemento que no tarda en f~aguar Estos sacos forman un muro muy resistente Se acaba de construiacuter la barrera lleshynando con cemento el interior limitado por el muro La cashyra superior se resguarda de la accioacuten del agua con un reshyvestimiento de mortero hidraacuteulico para el cual se puede emplear ladrillos
Las compuertas colocadas a la entrada del canal comshypletan el conjunto de las obras de derivacioacuten y sirven para llevor el agua de uno a otro canal
Hay considerable nuacutemero de modelos de compuertas desde las mayores que se aplican para cerrar los canales hasta las menores para abrir y cerrar las atarjeas En prinshycipio una compu9rta se compone de un quicio horizontal que ocupa el fondo del agua y dos montantes verticales ~obre los que se desliza el ventanillo enlazados por un dintel en el extremo superior El quicio y los montantes pueden ser de madera o de piedra El ventanillo es la parshyte movible de la compuerta y se acciona ya a mano ya por medio dG palanca o cremalera seguacuten el tamantildeo Las partes superior e inferior de las compuertas deben protegershyse contra las socavaciones por planchas de madera o por construccioacuten de mamposteriacutea
En suelos flojos se draga el fondo hasta encontrar roshy
-l549 - shy
shy________ -shy _ __ ___J
s lzaltln ue IIna compllfmiddotlla
ca o tierra firme y lueacutego se pone a traveacutes una hilera de
estacas sobre la cual descansa la compuerta a cada lado
de esta primera arma zoacuten se amontonan sacos de cemento
La3 figuras 6 y 7 rlt-presentan un modelo de compuerta
ordina ria Los figuras 8 y 9 representan la compuerta p e-
r~ 7 Planta de tilla (Olllplltmiddotrta
-shy 10
qUEntildea de hierro muy pr-aacutecti ca que se emplea para abrir y cerrO las atarjeas de riego La figura 9 indica claramenshyo
te coacutemo se mantiene fija esta compuerta por medio de dos grandes piedras indinadas que pueden sustituiacuterse por dos puntales de madera
En cuanto al canal de derivacioacuten tambieacuten llamado de alimentacioacuten se ceba en la corrient de agua un poco por
P t(JlUntildea compucrta para atarjta~ lit Jil~o
encima de la barrem Abierto o cerrado por una compuerta debe seguir en su trazado la parte superior del te rreno y presentar el mayor relieve posible Maacutes adelante hablar8shymas sobre eacutel
Evaluacioacuten del caudal de una corrienle- El caudal de una corriente de agua es igual al producto del aacuterea de io seccioacuten bantildeada por la veloc idad media por segundo del agua
r-iacute~ 9
l a middotolllpllrla dmiddot la fiiexcl 8 olorarla en la otnlrada d e 1 alarju
Es necesario obtener el perfil de la corriente en varios lugares y promediar los resultados Para obtener un periil se tiende una cuerda de una a otra orilla perpendicuarmiddot mente a la direccioacuten de la corriente y lo maacutes cerca posib~ de su superficie A distancias regulares sentildealadas en la cuerda se practican sondeos que dan la profundidad d e l
- 1551 shy
agua en cada una de las divisiones Obtenido el perfil con estos datos se sumaraacuten los trapecios parciales para obtAshyner el aacuterea de la seccioacuten dantildeada
La velocidad media de ~ agua se deduce de la velocishydad media en la superficie es igual al producto de eacutesta por el coeficiente 08 en los canales y riacuteos de dimensiones medianas y po 06887 en arroyos y atarjeas La velocidad en la superficie puede calcularse faacutecilmente de la siguienshyte manera A unos 3CJL-40 metros Daacutes arriba del paraje cuyo p3rfil se ha encontrado se echan unos cilindros de madera gruesa o corcho y con un cronoacutemetro se cuenta e l tiempo que gastan en recorrer la distancia comprendida enshytre el Jugar donde se echaron y olro previamente fijado 30-40 mIs maacutes abajo del lugar del perfil La operacioacuten debe repetirse varias veces y promediar los resultados
En vez de valerse del flotador para determinar la vsshylocidad de la corriente suelen emplearse los medidores de velocidad o corriente (Current Meter) Existen varios modeshylos de estos aparatos los maacutes usados son el de Haskell y
61 de Price En el modelo Price existen dos tipos el eleacutecshytrico y el acuacutestico Por se r estos aparatos suficientemente conocidos y venir acompantildeados de instrucciones para su uso no nos detenemos a explicarlos
Cuando el cauce es de seccioacuten bastante regular es preferible usar una compuerta para medir el caudal
Compuerta rectangular- De sus experimentos con esta clase de compuertas Francis dedujo la siguiente foacutermula
Q = 333 H (L - 02 H) siendo Q = descarga en pies cuacutebicos por segundo L = longitud de la compuerta 6n pies H = altura del agua sobre la compuerta en pies Cuando la velocidad de aproximacioacuten tiene un valor
suficientemente alto para afectar los resultados deben hushycerse las correcciones necesarias Francis propuso la sishyguiente foacutermula para este caso
Q = 333 (L - 02 H) [ (h HYh - h~h 1 donde h = allura debida a la velocidad de aproximacioacuten
Compuerta de Cippoletti- Las foacutermulas correspondienshytes a los dos casos mendonados para la compuerta regushylar son
Las figuras 10 y 11 representan la compuerta rectangushylar y la de Cippolstt i respectivamente
CAPITULO V
Uso de bombas para el riego
La praacutectico de elevar agua de un nivel inferior a otro superior para usarlo en el riego es sin duda tan antigua
1553 shy
como el riego mIsmo En China India y otros paiacuteses orienmiddot tales todaviacutea se acostumbra regar tiel ras maacutes ollas que los canales que conducen el agua elevaacutendola con potencio
bullhumana c animal unos pocos pies Naturalmenta que e~to
se puede efectuar soacuteo cuando la altura es moderada y el trabajo muy barato
Molinos de vienlo- La fuerza del vienio se empleoacute prishymitivamente para las necesidades del riego y auacuten hoy se usa frecwmtemente para elevar aguo de pozos para 103
necesidades domeacutesticas y para el riego de jardines y peshyquentildeos huertos Aunque la fuerza no represente gasto alshyguno el bombeo por medio de molinos de viento resulta en promedio maacutes costoso que cualquier otro meacutetodo excepshytuando aquellos que usan fuerza animal Esto se debe a la pequentildea potencia desarrol ~ada por estos aparatos la inshyconstancio del vie~to y la gran atencioacuten y reparacioacuten que exigen los molinos de viento Por estas razones el costo del bombeo por este sistema hace prohibitivo su empleo exshycepto para cultivos intensos de pequentildeos tarrenos donde se esperan grandes beneficios
Los molinos de viento se usan extensamente en el vashylle de San Joaquiacuten (California) y en los grandes llanos de las Montantildeas Rocosas para obtener agua para el riego El principal inconveniente de estos molinos es su insegushyridad pues su funcionamiento depende completamente de la fuerza del viento
A causa de esta inseguridad los molinos nunca deben usarse para regar sin proveerse de un estanque ampliO pashyra almacenar el agua Debe instalarse un recipiente de gran capacidad a fin de poder almacenar el agua durante los diacuteas que no se la usa para regar Este recipiente se puede obtener usando uno de los tanques elevados que suminisshytran los constructores de molinos de viento o si el molino se puede instalar en un punto alto de la hacienda se pueshyde excavar un estanque paro el almacenamiento
En promedio se necesita una velocidad del viento 5- 6 millas por hora para mover un molino La tabla siguiente da la fuerza del viento para las velocidades ordinarias
-1554
Velocidad del viento y potencia
Millas por Pie por Presioacuten Millas por Pies por Presioacuten
La tabla siguiente tomada de un trabajo de Mr A R Wolff sobre molinos de viento muestra la capacidad y
economiacutea de un molino experimental con rueda de distinshyto diaacutemetro asumiendo una velocidad promedio del vienshyto de 10 millas por hora durante ocho diarias
CAPACIDAD DE LOS MOLINOS DE VIENTO
Tamantildeo Rtvoluclunes Galones de agua levantados por minuto H P de la rueda de la rueda bull una altura de desarrollados
pie
25 50 75 100 150 200
ID no-u lB fjfj tiu 41 1112 l~ ij-HO t3 n u 11 8 8 1 O ~ I H iexclO-i 4bull 1 ~~ 6 ) -I ~ 1U 1 S -l 02- Hi ~I-iexclO ji -U JI (iexcl 1liacute JI 1 98 SO 0 11 18 10- (- 911 j2 2middot1-1 J1 J ) D I ~n 1 bull -40 1lfI UI 1 IO X l J ~ JI l I I O1X 2J W-li ~ 124 J01 0 111) 40 1 Hi3 ~H1 134
- 1555 shy
Al disentildear un molino de viento para bombear agua deben considerarse dos cosas El momento de torsioacuten y la velocidad de la rueda en relacioacuten con la de la bomba La primera debe ser lo maacutes gronde posible a fin de que el molino arranque con un viento suave la segunda no debe ser muy alta para las bombas en un molino pequentildeo ni demasiado baja para uno grande De lo anterior deducimos que el tamantildeo de un molino es un elemento importante en el arreglo de sus aspas
El aacutengulo entre cualquier porcioacuten de una aspa y el plano de la rueda se denomina aacutengulo del viento para obtener el mayor momento de torsioacuten al arranque este aacutenshygulo debe ser el complemento de los mejores aacutengulos de incidencia o entre 70deg- 55 Se ha Encontrado en la praacutecshytica que el aacutengulo del viento no alcanza estos valores sienshydo muy recomendable usar 43deg La tabla siguiente da los resultados de los experimentos de J A Griffith con cinco clases de molinos norteamericanos
CAPACIDAD Y EFICIENCIA
STOVER
Diaacutemetro exterior de la rueda pies 115 inferior 45
Area bruta de la rueda pies cuadrados 1040 Angulo del viento en la extremidad exterior de las aspas 43 Diaacutemetro y carrera de la bomba pulgadas 3 X 4 Altura promedio del agua durante el ensayo pies 292
A maacutexima eficiencia
Ve locidad del viento millas por hora 58 Velocidad del molino revoluciones por minuto 130 H P 0011 H P por 100 pies cuadrados de aacuterea bruta 0011 Eficiencia neta maacutexima tanto por ciento 87
-- J556 --shy
Promedio de 100 horas localidad bonancible
Promedio del agua elevada galones por hora 1530 Promedio de los H P desarrollados por l 00 pies~ 0022
0023 Eficiencia neta maacutexima 21
Promedio de 100 horas localidad borrascosa
Promedio del agua elevada galones por hora 2870 Promedio de los H P desarrollados por 100 pies~ 0041
0043 Eficiencia neta maacutexima 028
De varios molinos
Parkins ~fthoue Allhouse Carlyle
16 1416 1016 983 60 45 383 416
2010 1570 81 800 36 30 5028u
3 X lOyiexcl 3 X 10 3 X 4 58 3 X 4 liquest 39 663 387 307
---shyMaacutequinas de combustioacuten interna- Las maacutequinas moshy
de rnas de combuslioacuten interna de gas y vapor no soacutelo con-sum e 1 pJCo combustible sino que son adaptabI8s unishydades pequentildeas ademaacutes req u ieren poca vigilancia para un buen manejo y las reparaciones se efectuacutean faacutecilmenshyte Estas ve1 tajas importantes hcn heclo generalizar el uso de esta clase de maacutequinas
Maacutequinas de vapor- A lgunas de la s maacutes grandes planshytas d2 bombas para riego usan el vapor como fuerza moshyIriz En las islas Hawai se emplean grandes bombas moshyvida s por vapor para e levar agua a 550 pies y regar cantildea de azuacutear Grandes plantas a vapor se emplean para eleshyvar grandes can tidades de agua a pequentildeas alturas y reshygar las plan taciones de arroz en Louisiana (EE UU ) Las grandes plantas usan la maacutequina reciacuteproca y la bomba directamente conectada En algunos casos se puede obteshyner mayoiexcl- eficiencia usando turbinas de vapor las que por su alta velocidad S9 prestan para mover generadores eleacutecshytricos los cuales a su vez pueden suplir corriente a bombas instaladas en dist intos pun tos Es te meacutetodo de distribucioacuten es especia lmen te venta joso cuando el agua se obtiene de muchos pozos El costo de esta clase de plantas estaacute geneshyralmente fuera del alcance individual y por esto la mayoshyriacutea de ellas son manejadas por grandes compantildeiacuteas o por Jos municipalidades
Bombas- La bomba centriacutefuga es la maacutes usada para regar
La bomba centriacutefuga eleva el agua por medio de un disco provisto de cuchillas curvas que giran raacutepidamente dentro de una caacutemara que se ajusta lo maacutes posible dejanshydo el juego necesario para el movimiento raacutepido Las cushychillas fuerzan el agua a traveacutes del tubo de salida Algunas veces se sumergen dentro del agua que va a bombearse
-- 1558-shy
o se colocan unos pocos p ies encima del n ivel del agu a
en cuy o caso se necesita cebarlas
La bomba centriacute fuga es la maacutes recomendable cuando
se tr Ita de elevar grandes cantidades de agua a pequentildeas
a lturas Sus principales ven tajas son sencillez seguridad
bajo cos to y poca probabilidad de dantildeo por c ieno etc
Cuando hcm sido biEn d isentildeadas acanzan eficiencias de
maacutes de 80 para altu ras de 30- 60 pies Las peacuterdidas a
la entrada del tubo de succioacuten yola sal ida del de desshy
carga se d isminuyen grandemente ensanchaacutendolos progreshy
sivamente al salir de la bomba
El profesor W B Gregory da la siguiente tabla para
ilustrar la ventaja qu e se obtiene al ensanchar los tubos
de succioacuten y descarga
BOMBA CENTRIFUGA - ALTURA DE ELEVACION 5 PIES
Peacuterdida de Peacuterdid a de Pda por fr ic-Forma del tubo altura a la altura bull la cioacute usando Altura Bnfic~
a 3 028 031 024 583 240 291 a 4 009 0 10 02 4 543 280 340
----shyAriete hidraacuteulico- Es ta maacutequina usa un gran v o lumen
de agua que cae de una pequentildea altura para elevar una
cantidad menor de agua a una altura mayor
En este aparato un tubo A conduce el agua a la caja
de la vaacutelvu la B ~ l tubo estaacute en comun icacioacuten con la caacuteshy
mara de a ire C de la cual arra nra e l tubo de descarga D
La vaacutelvula B s(~ abi e hacia abajo y se hace de un peso
tal que permanezca abierta cuando el agua circule a veshy
locidad moderada pero se c ierre raacutepidamente cuando la
velocidad del agua a lcance un valor determinado Cuando
la vaacute~vula se cierra el agu a se detiene suacutebitamente proshy
duciendo un golpe de ariete que abre la vaacutelvula de la caacuteshy
mara de aire comprimiendo eacuteste y haciendo pasar una
parte d e eacutel al tubo de descarga Cuando se iguala la preshy
-- 1)59-shy
sioacuten la vaacutelvula de la caacutemara de aire se cierra pero el flujo en el tubo D continuacutea durante un periacuteodo corto a caushysa de la expansioacuten del aire comprimido en la caacutemara C Como el aire de esta caacutemara es absorbido gradualmente y expulsado por el agua debe proveerse para su renuevo pues de otra manera la elici-encia del ariete disminuiriacutea Cuando el agua en el tubo A estaacute detenida la vaacutelvula B cae el agua empieza a moverse y el proceso se repite
El flujo de un ariete hidraacuteulico es pues una serie de pulsaciones y a cada impuso debe vampncerse la inercia de la columna de agua que se encuentra en el tubo D Si dos arietes se conectan en el mismo tubo de descarga pero de tal manera que sus pulsaciores no coincidan la descarga seraacute maacutes continua y se economizaraacute energiacutea estas ventashyjas se obtienen en mayor escala al aumentar el nuacutemero de arietes conectados Veacutease fig 12
i)
rs 2 l iacute
llUSlraciuacuten dd prin cipill dd ik hiJraacuteulicu
CAPITULO VI
Canales y alarieas de riego
Cualquiera que sea el meacutetodo de riego que se haya esshycogido su praacutectica requiere cierto nuacutemero de canales y atarieas Vamos a definir estos canales y atarjeas y a inshydicar las principales consideraciones que rigen su consshytruccioacuten
Todo riego supone una presa de agua en un canal riacuteo etc Esta agua por medio de un canal de derivacioacuten se
--1560shy- -
lleva a los regadiacuteos De cua lquier forma que sea en eacutel o en sus ra mificac iones na cen y se alimen ton zan jas de meshynores dimensiones llamadas atarjeas de distribucioacuten las cuales llevan el agua a las atarieas de riego
Como todo riego debe ir acompantildeado de una desecashycioacuten del suelo es necesario construIacuter atarjeas de desaguumle que lleven el agua usada a los canales de evacuacioacuten En ciertos casos las atarjeas de riego una vez vaciacutea s sirshyven para el desaguumle
Seccioacuten de los canales y de las atarieas- Los canale s de a limentacioacuten de distribucioacuten y de evacuacioacuten tienen seccioacuten trapezoidal (Fig 13) Las otarjeas de riego y de desshyaguumle son rectangulares (Fig 14) Soacutelo miden 5-15 ctms de profundidad
Un canal de riego se com pone de las siguientes parshytes (ver lig 13)
El fondo D F sobre e l cual fl uye e l agua
-1561
La altura O E = h del egua Las banquetas A B H 1 que sostienen el agua por cashy
da lado Los taludes formados por las caras laterales B D F H El periacutemetro mojado P o la lopgitud e D + D F + F G La seccioacuten uacutetil S del canal eo la superficie que tiene
por base G C y D F y por a~ tura O E El radio medkl R es igual a S P La pendiente de Jos taludes m se determina por la
relacioacuten G Kj F K
Pendiente de los taludes de los canales y de las aacutetarshyjeas principales- Las pendientes de los taludes dependen de la natura leza del terreno Hus ta 15 ctms de profundidad son verticales Pasando de esta profundidad y para atarjeas abiertas en desfonde se dan las siguientes pendien tes
Roca m l O Arcilla pura m 1 033 = 303 Tierra arcillosa m 1 05 200 Tierra arenosa m 1 15 = 066
Para Jos taluds de fosos cmstruiacutedos en terrapleacuten
Arcilla pura m 1 05 = 200 Tierra arcillosa m 1 075 = 133 Tierra arenosa m 1 225 = 044
Para el mismo terreno si m es la inclinacioacuten del tashylud en desfonde 10 inclinacioacuten m del talud de terrapleacuten es igual a
2 3 m 1 1
- +shym 2m
Pendiente de los canales--Cuanto maacutes fuerte es la penshydiente maacutes se puede reducir la seccioacuten de un canal para la misma descarga Conviene pues construiacuterlos con la mashyyor pendiente a fin de disminuiacuter los trabaj os de excavacioacuten Por otra parte hay que considerar que una pendiente fuershy
-- 1562 -shy
te disminuye por la raduccioacuten de seccJOn la superficie de contacto y por consiguiente la filtracioacuten Ademaacutes la veloshycidad del agua no debe pasar de determinados valores seguacuten el terreno pues produciriacutea erosiones en las paredes
Velocidades de las que no conviene exceder en los diferentes terrenos
Velocidad limite Pendlent
por segundo por kmt
Arcillas blandas 0152 mts 0045 mts
Arenas 0305 0136
Gravas 0609 0433
Guijarros 0914 0570
Piedras en grandes fragmentos 1220 1509
Guijarros aglomerados 1520 211 S
Rocas blandas 1830 2786
Rocas duras 3050 7342
Tambieacuten existe un liacutemite inferior de velocidad que no se debe traspasar pues se forman depoacutesitos que destruyen
los cauces Los depoacutesitos principian a formarse por debajo de una
velocidad media de 025 mts por segundo en corrientes de agua fangosa 030 cargada de
arena fina 050 mts por segundo en corrientes de agua cargada de
arena gruesa Por consiguiente la velocidad no bajaraacute de 050-080
mts en el canal principal a fin de que no se deposite la arena gruesa
No deberaacute ser inferior a 025- 040 mts en los canashyles de distribucioacuten para que en ellos se deposite la areshyna gruesa que si llegara a las atarieas de riego podriacutea ser perjudicial Como estos canales no se usan continuashymente seraacute faacutecil quitar los depoacutesitos asiacute formados
Canal de conduccioacuten- La pendiente de eacuteste depende
- 1563 shy
oel nivel de la presa de agua y de la altura de la parte maacutes alta que deba regarse
Generalmente su pendiente variacutea de 00007-00014 mts por m La velocidad no excede de 080 mts por segundo La seccioacuten es trapezoidal y debe ir disminuyendo a medishyda que el canal avanza como que tiene que servir a meshynor extensioacuten
Este canal debe estar dispuesto de tal forma que en su punto de unioacuten con el riacuteo quede su nivel maacutes baio que el quicio de la presa a fin de poder instalar un aparato de afor Siempre debe estar provisto de una compuerta de modo que sea faacutecil impedir o regular la entrada dol agua para poder efectuar reparaciones o prevenir una crecida de la corrien te alimentadora
A fin de evitar la erosioacuten conviene lapizar con ceacutesped las paredes laterales y el fondo
Atarieas de distribucioacuten- Deriacutevanse del canal de conshyduccioacuten y llevan el agua a las atarieas de riego Son casi horizontales con pendientes de 0001-0015 mts por m La velocidad del agua no debe ser inferior a 025-040 mts
Se ponen en comunicacioacuten con las atarieas de riego por medio de un tubo de aiiacuteareriacutea o de una caia rectangushylar de madera Esta abertura debe poderse cerrar con una compuerta
Atarieas de riego- E1 general deben ser tan poco proshyfundas como sea posible Con frecuencia se les da un pershyiexcljI rectangular En la unioacuten con las atcrieas de distribucioacuten pueden tener de 30- 35 clms de anche para lueacutego ir disshymi1uye1do
El fondo e3 generalmente horizontal y sus bordes esshytaacuten ligeramente inclinados seguacuten lo direccioacuten de la corrienshyte y se aproximan a medida quo se aleian de las atarieas de distribucioacuten
Atarieas de desaguumle--Las atarieas de desaguumle recogen las agu)s despueacutes de regar y la3 llevan a los canales de evacuacioacuten Son doblemente uacutetiles pues secan el suelo y
permiten volver a usar las aguas para el riego de nuevas extensiones
- 1564shy
Los bordes estaacuten cortados verticalmente Su anchura ordinariamente es de O l5- --030 mts
Canales de evacuacioacuten- El ca nal de evacuacioacuten recishybe el agua de los desaguumles y la conduce al riacuteo o a regar otras tierras Debe ocupa r lo parte maacutes baja del terreno Debe tener una seccioacuten suficiente para el agua que recibe Tiene forma trapezoida Sus paredes deben protegerse conshytra el desgaste por medio de ceacutesped
Caacutelculo de las dimensiones de los canales y de las atarjeas principales- Hemos dicho que la seccioacuten de los canales y atarjeas principales es trapezoidal La seCClOn de las secundarias es triangular o rectangular Generalmenshyte no S9 ca~culan Es necesario determinar lo maacutes exactashymente posible las dimen5iones de los canales y atorjeas principales Las foacutermulas emp16cdas dan resultados aproxishymados que la experiencia modifica A continuacioacuten damos las foacutermulas de Darcy perfecc ionadas por M Bazin
ConsideremQs la seccioacuten re presentada en la fig 13 Y llamemos
1 D F = longitud del fondo
h O E = la altura
S aacuterea de la seccioacuten
U velocidad mediacutea del agua velocidad media en la superficie X 080
Q = descarga
I = la pendi2nte
P periacutemetro moiado
R = radio medio
Estas cantidades estaacuten relacionadas de la siguiente mashynera
(1) R I = b U~ oacute U = C RT(2)
(3) Q = S U Oacute Q = S C rRI (4)
C = 1 b es un coeficiente que depende de la rugoshysidad de las paredes del canal M Bazin ha expresado su valor asiacute
1565 - shy
87
C = 1 Vb = - ---- + tiacute
VR ltiacute tiene los siguientes valores
Paredes muy lisas (cemento madera lisa) tiacute = 006 Paredes lisas (taba ladrillo) tiacute = 016
poco lisas de mamposteriacutea tiacute = 046 de naturaleza mixta Ciacute = 085
Canales de tierra en condicion3s ordinarias tiacute 130 Canales de tierra con resistencia excepcional tiacute = 175
Maacutes adelante daremos los valores del coeficiente C en funcioacuten del radio R y los valores del coeficiente o de la loacutermua (l) corre3pondientes a los valores dAl coeficiente
C = 1 vT-
Ganguillet y Kulter adoptan tambieacuten la foacutermula
u C RTpero daacutendole a C el siguiente valor
O 00155
23 + + n
C 000155
1+ 23 + --- n
( ) V R
El nuacutemero n variacutea con la naturaleza de las paredAS y tiene los siguientes valores
n ln Paredes muy uniformes ceuromento madera
cepillada 0010 100 Paredes linos piedra tallada ladriilos 0013 77 Paredes poso uniformes 0017 58 Paredes rugosas piedras en bruto 0020 50 Paredes de tierra 0025 40 Paredes de grava 0030 33 Paredes irregulares de grava y mal cuidadas 0035 29 Paredes muy irregulares 0040 35
- 1566 shy
Las dJmensiones de los canal83 deben 118nar otras conshydiciones que determinan las foacutermulas anteriores
En primer lugar la tangente trigonomeacutetrica m queda determinada por la naturaleza del terreno Luego si circunsshytancias especiales no exigen la adopcioacuten de una profundishydad conviene dadas 1 y m dar a la seccioacuten la forma que corresponda a la maacutexima descarga por unidad de aacuterea de ella Esta seraacute evidentemente la seccioacuten maacutes econoacuteshymica De la foacutermula (3) Q = S U deducimos que para una superliacutecie dada S la descarga Q es maacutexima con U POI
consiguiente para una pendiente dada y teniendo en cuen shyta la foacutermula (2) U = e VRT con R o tambieacuten pll8sto que R = S P cuando P es miacutenimo
D8 la Hg 14 deducimos que
(5) S h (1 + h m)
(6) P + 2 h m V1 + m~ (6) P = I + 2 hmv 1 + m~
S h ( I + hm) (7) R
P + 2 hm 1 + m~ y por caacutelculo deducimos que P es miacutenimo cuando
h + V I + m~ (8)
2 ro
En este caso los lados B D H F D F son tangentes a Jo circunferencia descrita desde O como centro y con h como radio
Si sustiacutetuIacutemos en (7) 1 por su valor sacado de (8) obshytendremos
2 m h h ( + hm)
+ VI + m (9) R +
2 mh 2h V 1 + m~
+ ml+vl+ m~
- 1567 shy
--- -
1+ iexcl-1 + rn~ ]iexcl 2 = X
rn 4
es decir el radio medio es igual a la mitad de lu profunshydidad del agua
La relacioacuten h 1 que determina la seccioacuten oacuteptima soacuteshylo depeeacutelde para S e 1 dados del valor m El valor de h 1 en (8) permite calcular faacutecilmente h y 1 conociendo S y m Reempazando 1 por su valor en funcioacuten de h en la ecuashyc ioacuten (5) 1endremos
(lO) S =
( h
2 m h
1 + 1 1 + m~ h+-111
)
h~ 2 l 1-+ m~ -----shy 1
m
mS lh
11 J J h = ( 2 V 1 + m - 1 )
Seguacuten esto S2 ve que cuanio maacutes se acerquen los taludes del canal a la vertical mayor es h y por consiguienshyte R Conviene adoptar para R el mayor valor posible pues asiacute no disminuye la anchura del canal de pendiente dada 1 y se aumenta la velocidad media d el agua que es proshyporcional a R
Cuando las circunstancias obligan la adopcioacuten de una profundidad determinada la ecuacioacuten S = h (l + h m) soacutelo contiene la incoacutegnita 1
Empleo de las foacutermulas uso de las tablas ejemplos middotnumeacutericos--Los problsmas que se presentan maacutes frecuenshytemente son
I- Conocida la seccioacuten transversal de un canal y su pendiente calcular su descarga
JI- Conocido el rendimiento del canal y su pendiente
- 1571 shy
calcular las dimensiones que debe tener su seccioacuten transshyversal y la velocidad media del agua
CASO iexcl- Se a plican las siguientes foacutermulas
h (1 + h m) (S) S = h (1 + h m) (7) R
1 + 2 h 1 + m~
m
y lueacutego
(2) U = C m 1)Y2 (1) Q _ S C (R 1) 1j~
La foacutermula (S) ncs do e l aacuterea la (1) el radio medio pues h I Y 111 SO1 conocidos Las foacutermulas (2 y 4) permiten ca lcular U y Q
EJEMPLO Calcular el rendimie llto de un canal de ti eshyITU sabiendo que 1 = lmts h = 121 1 = 00002 y la inclinacioacuten de los taludes es 45
La aplicacioacuten de las foacutermulas (5 y 7) nos da
S = 2867 mts~ y R = 060 mts
El valor de C seguacuten la tabla de Bazin es 325 y seguacuten la de Kutte r 35 Tomamos e l promedio de estos dos valoshyres o sea 3375
Aplicando las foacutermulas (4 y 2) obtendremos
Q = 098 mts y U 037 mts
CASO II- Si existen circunstancias que obliguen a adopshytar una profundidad determinada se aplicaraacuten las foacutermushylas de la seccioacuten maacutes ventajosa es decir las foacutermulas sishyguientes bull
Q~m S (9) h b U~ b - shy~ (1 + m~ )11 ) = 2 R (l) R I
12 - 1) S~
Se principiaraacute por adoptar para b un valor provisional y para escogerlo seguacuten el rendimiento se evaluaraacute el vashylor posible de R y por consiguiente el de C seguacuten la tashybla de Bazin La tabla de los valores de b daraacute un valor que se adoptaraacute provisionalmente Una vez hallado el vashy
- 1572 shy
lar da R se rectificaraacute e l de b Se volveraacute a calcular R y
se continuaraacuten estas aproximaciones hasta que se encuenshytren para C y b valores que no difieran sensiblemente de Jos anteriores La ecuacioacuten (1) contendraacute R elevada a la quinta potencia y deberaacute resolverse por logaritmos
EJEMPLO Un canal debe tener un rendimiento de 2 lIltS de agua por segundo con una pendiente de 00002 por mts Cuaacutel debe ser su perfil transversal en la tierra con taludes inclinados 45
Supongamos R = 1 mt entonces seguacuten la tabla d e Bozin C = 378 y seguacuten lo de Kutte r C = 40 Toma mos 81 pro lllcd io C = 389 Para b obtenemos 000066
In
Lu IOacuteI JI1 U 111 (0) du x
Pero s iendo m 1 sacamos
m 0547
y obte ndremos 4R~ S 4W
0547
Lo foacutermula (1) nos da
R X 00002 000066 4
S~
R S~ 132
y sustituyendo S po~ su valor
16 R
(0547F 132 R 075
Seguacuten las tablas de Bazin y Kutter los valores respecshytivos de C pondiente de b tend
son de b remos
348 es
y 00
37 Adoptamos 0077 Sustituyendo
359 este
el valor nuevo
corresshyvalor
- shy 1573 shy
4 4 R~ 0547 S TI X 00002 000077 (
s~
R = 075
Lo vola re s d~ e y de b no difieren sonsibloTrl ento de los que acabamos de adoptar Tomaremos pues para TI el va le r 076 mis entoncos h = 152
4 (076 )~
S 442 Jll l s ~
0547
Q 2
u 047 mts S 422
La foacutermula (8) permite dete rmina r l
2 m h 2 X 152 126 y e l problema
1 + ( + m~)Y2 1 + (2)1
queda resuelto Pero puede ocurrir que por circunstancias especiales no
se pueda adoptar el perfil maacutes econoacutemico Entonces se coshynoc 3 la profundidad h o la anchura 1 por lo tanto
S = h (1 + h m)
Q2
R 1 b --- en que R estaacute expresado en funcioacuten S2
de h y de I y permitiraacute hallar por tanteo h o I y S Supongamos que por causa de la existencia de un submiddot
suelo rocoso la profundidad del canal no debe exceder de un mI y que la descmga sea de 2 mts pOI segundo y la pendiente 00002
Procederemos asiacute
Puesto que h 9S a lo sumo igual Q 1 mI el radio meshydio puede evaluarse en 050 mts Las tablas dan para e 306 y 34 adoptamos 32 y entonces b = 000098
1574
Q2
De la ecuacioacuten R I b --- deducimos S2
000098 X 4 S~ 392 S 625
050 X 00002
La foacutermula S = h (l + h m) da 525
La foacutermula (6) nos da P = 807
s 625 R 077 mts
P 807
Se partiraacute de este nuevo valor de R para repetir los caacutelculos
Las tablas dan para R = 077 mts C = 35 y 37 Adoptamos C = 36 entonces b = 000077
Tenemos
000077 X 4 S 40 S 632 1 532
077 X 00002
P 814 Y R = 077
Adoptaremos para el perfil de este canal de 2 mts de descarga por segundo
1 = 532 h = 1 mI R = 077
La velocidad media del agua seraacute
u = Q S = 2 632 = 031 mts
CAPITULO VII
Sistemas de rieqo
Hay muchos procedimientos de riego seguacuten la naturashyleza del terreno su pendiente los cultivos o la cantidad de agua de que se dispone
- 1575 shy
A continuacioacuten describiremos los siguientes sistemas Por sumersioacuten por filtracioacuten por desbordamiento
El riego por sumersioacuten se dIvide en tres meacutetodos el ri ego por filtracioacuten en dos y el por desbordamiento tambieacuten en dos De todos eros hablaremos separadamente
Riego por sumersioacuten
El sistema d3 riego por sumersioacuten llamado tambieacuten en manta consiste en cubrir el suelo con una capa de agua que permanece sobre eacutel un tiempo maacutes o menos largo
Generalmente requiere que el terreno sea sensiblemenshyte horizontal de pendiente suave 2 0 00 a lo sumo y que no sea impermeable La superficie regable se rodea de peshyquentildeos diques Si la pendiente fuese fuerte habriacutean de ser a l tos y emplear maacutes agua con lo que se perderiacutea la prinshycipal ventaja de este sistema que es su sencillez y ecoshyncmiacutea
Este procedimiento es uno de los mejores para el rieshygo de praderas cuya pendiente sea de 1-15 mmts por metro Comprende tres meacutetodos distintos
IO-La sumersioacuten naturcl que resulta del desbordashymiento espontaacuteneo de una corriente de agua o de la inunshydacioacuten artificial proveniente del levantamiento de las aguas
29- La sumersioacuten artificial 5encilla en que las aguas permanecen estanadas mientras dura el riego
3y- La sumersioacutell atificial con cJrculacioacuten continuiexcl en que el agua ircula suavemente por la superficie del terreno sumergido
Cuando se riaga con aguas que acarrean limos y areshynas estos materiales generalmente corgados de materias fertili~antes se depositan sobre el suelo Entonces el riego por sumersioacuten va acompantildeado del erdorquinamiento
Sumersioacuten natural- Muchos terrenos estaacuten expuestos a las crecidas de las corrientes de agua que los atraviesan Esta sumersioacuten natural es fuente de grandes riquezas Tashyles s)n Egipto y las pompos de la imeacuterica del Sur En Francia grandes extensiones de ter reno deben su fertilidad a riegos perioacutedicos de esto naturaleza
Las condiciones esenciales de estos sumersiones natushy
1576 shy
rales son pendientes longitudinales muy suaves (040- 045
mts por kmt como promedio) y pendientes transversales
bastante aceurontuadus para que las aguas de las crecidas
vuelvan faacutecilmente a su cauce primitivo
Sumersioacuten artificial sencilla- Exige un suelo de poca
pendiente que no exceda de 2 0 00 a menos de restringir
mucho ia extensioacuten dE las parcelas sumergidas
Si la pendiente fuese fuerte no se depositariacutean los seshy
dimentos perdiendo asiacute este meacutetodo su principal ventaja
Ademaacutes se correriacutea el riesgo de que las aguas arrastraran
la tierra vegetal Finalmente seriacutea necesario que las cuenshycas sumergidas estuvieran rodeadas de diques muy altos
lo que hariacutea perder las ventajas econoacutemicas de este sisshy
tema
Consiste en sumergir el suelo bajo una capa de detershy
minado espesor durante un periacuteodo de tiempo variable
El terreno se divide en compartimientos regulares roshy
deados dE pequentildeos diques que retienen el agua
Generalmente las aguas despueacutes de regar un comparshy
timiento superior pasan a regar uno inferior
Los compartimientos tienen extensioacuten variable En geneshy
ral no exceden de 10-30 aacutereas Se les puede dar una anshychura de 50 mts y una longitud variable seguacuten la pendienshy
te del terreno Los diques que los rodean exceden en todas
partes a 25 ctms al nivel del agua
La altura media del agua sobre la superficie del sueshy
lo es de 15 ctms En el punto maacutes alto del nivel del agua
25 ctms
En el centro de cada compartimiento y en sentido de su longitud se abre una atarjea g (lig 15) que sirve a la
vez de conduccioacuten y desecamiento
A este objeto puede ir acompantildeado de pequentildeas a tarshy
jeas h En el origen y en la extremidad de cada compartishy
miento la atarjea g lleva una en trada de madera con comshy
puerta para retener el agua o dejarla pasar
La atarjea g debe tener una pendiente aproximada de
0001 mts mL La anchura en el fondo y su profundidad
dependen de la superficie del compartimiento y de la cantishydad de agua que conduciraacute
--1577-shy
La fig 15 denota la subdivisioacuten del terreno en cuatro recipientes que forman otros tantos saetines cuya longitud depende de la pendiente del terreno
Es preciso que el nivel del agua en el segundo comparshytimiento sea inferigtr de 1- 2 ctms al fondo de la atariea g del primero Asiacute se logra que el agua pase del primero al SEgundo compartimiento
ruIiexclrrmIlfjfffj7[J[l]Jf]ffI
JCshy I
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Hiego por ~lIhm(~r~ ioacuten Planta ltle unn in~tala(- i(ln de cuatro C(Jlllparlimi-(-middotnto~
Ventajas e inconvenientes de este sistema- Permite reshygar superficies de poca pendiente con ca1tidades de agua demasiado pequentildeas para utiliza ras de otro modo Transshyforma en tierras feacutertiles suelos mediocres siempre que no sean impermeables y que las aguas contengan limos carshygados de principios nutritivos Su instalacioacuten y vigilancia son sencillas y baratas
En suelos impermeables da malos resultados Rara vez se puede aplicar en el momento de la vegetacioacuten y mientras dura impide la aireacioacuten del suelo
- - 1578 - shy
El riego por sumersioacuten se emplea principalmpnte en el cultivo del arroz
Riego de los arrozales- EI arrozal ha de estar compleshytamente cubierto por el agua pero sin quedar estancada sino circulando con muy poca velocidad Sin agua no gershyminariacutea la semilla y en cambio si quedara estancada enshyfermaria 0 planta y podriacutea ser causa de una epidemia pashyluacutedica en la regioacuten
El terreno destinado al cultivo del arroz ha de ser enshyteramente llano y con la pendiente necesaria para la lenshyta circulacioacuten del agua El campo se divide en parcelas delimitadas por pequentildeos diques de tierra
Unas como B (Fig 16) estaacuten trazadas longitudinalmenshyte en el sentido de las labores y del movimiento del agua al paso que otras la sentildealadas con la letra e van en dishyreccioacuten perpendicular a las primeras
Una vez construIacutedos los diques se da el agua a las parce las D y J de modo que la capa liacutequida tenga unos 12 ctms de espesor Hecho 6stO se practican en el dique inmediatamente infel ior unas abe rturas E de 20- 30 ctms
de ancho por donde flushyye el agua a las parceshylas inferiores Asiacute se conshytinuacutea hasta regar todo el arrozal El agua se reshycoge en la atariea d e desaguumle A
El consumo de a g ua se calcula en 24 Its por segundo y por hec taacuterea
Sumersioacuten artificial con derrame continuo--Cuanshydo se dispone de gran can tidad de agua la cirshyculacioacuten puede ser conshytinua sin alterar las disshyposiciones precedentegt
El agua de riego desshypueacutes de alcanzar el nishy
ni~po s i c i(lfl dI un arrozal divirl gtln ( 1
lahla~ n -lIadriluacutel erus L ri ego
- - 1579-shy
vel normal en el compartimiento regado pasa lentamente al inferior y se reemplaza con nueva agua Este procedishymiento priva menos del aire a las plantas que e l estallCU miento permanente
El movimiento d8 las aguas se regula dE-~ tal manera que la can tidad siexclJida por la parte inferior sea igual a Jo que Gntra por la superior De 83t8 modo se llega raacutepidashymente a resultados excelentes
Conviene enviar agua nueva o los compartimientos inshyferiores disponiendo alrededor del cqmpo un canal de cirshycunvalacioacuten El agua debe vaciar por encima de las comshypuertas a fin ds qU8 no arrastre los sedimentos En general los compartimientos tienen dimensiones mayores que los de sumersioacuten sencilla Si la pendiente es muy fuerte conviene disponer oblicuamente diques interiores que impidan la erosioacuten del suelo Los diques que bordean las parcelas tieshynen aproximadaments 150 mts de ancho en la corona y un nivel de 30- 40 ctms sobre el de las aguas
Rieqo por filtracioacuten
Este sistema comprende dos subdivisiones
19 Por filtracioacuten del aqua en el suelo por atarieas proshyfundas- Es un procsdimiento muy imperfecto desde el punshyto de vista d3 los resultados pero muy sencillo y econoacuteshymico Em p lea las zanjas excavadas en los terrenos para sanearlos
Esencialmente consiste en cerrar las compuertas que regulan los diferentes canales de desecamiento El agua de lluvia etc fluye asiacute poco a poco pgtr estos canales y si el suelo es permeable lo humedece al atravesar las pareshydes laterales de e llos pudiendo llegar por capilaridad hasshyta las raiacuteces
Este procedimiento soacutelo es practicable cuando el terreshyno es bastante permeable y de poca pendiente En suelos poco permeabls los resulta dos no son satisfactorios el agua fluye bien por los cana ~ es pero no logra humedecer la tierra
La lig 17 muestra la disposicioacuten de los canales a a b b y Ja de la compuerta d que cuando estaacute cerrada deshy
- 1580
termina el retroceso del agua que se va elevando en los canales y penetra en el suelo Abriendo jo compuerta se inicia la salida del agua y consecuentemente el desecashymien~o del terreno
A~~J~~Mitrbt~Ir~~M~~1 B
F~( 11 J)i sposieiHl para htlnHd e(~e r IIn 1IITfJ1U drenadu al ail
J i~ Hi middotiexclo po fiJI radmiddotn
29 Filtracioacuten del agua por atarieas abiertas superficiales - middot-Este meacutetodo se aplica sobre todo a Jos tierras labradas y
entre otros a 103 cultivos hortiacutec81as Difiere esencialmente del anterior en que las atarieas estaacuten mucho maacutes proacutexishymas en que son superficiales y el agua penetra en el sueshylo y en el subsuelo p8r las paredes y por el fondo
El agua circula por atarieas paralelas que limitan las parcelas de los cultives No debe tocar ni las hoias ni los tedios Por esta razoacuten se emplea e l agua de cloacas para los cultivos hortelanos Como no se ponen en contacto con as hoias ni con los tallos no pueden contaminar esta parshyte comestible de los vegatales Sin embargo uacuteltimamente se ha dicho que las aguas de cloacas contaminan las parshytes aeacutereas de las hortalizas con geacutermenes nocivos y se ha prohibido su empleo para el cultivo de las hortalizas que se toman sin coccioacuten
Este meacutetodo es tanto maacutes eficaz cuanto maacutes proacuteximas
1581 shy
t ~
1I
I
I
I o
I
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IIII I
l 11
I
111111111 111111 111111 Vtk11 1 1 1 1 6 ~ iexcl
l Ft 8
ni ego por 5-lIrc()~ Di ~pn ~ iciiexclm de la~ atalj pa~
esteacuten las zanias que se trazan con el arado y estaacuten seshy
paradas unos 060- 080 mts La lig 18 indico la disposicioacuten del suelo La liacutenea a b
representa el canal de conduccioacuten a c el canal de riego del campo d designan los surcos que no terminan en el canal a c La limpieza que necesita el funcionamiento del sistema deteriora pronto este canal Debe construiacuterse una atari ea auxiliar e f comunicada con el canal a c por meshy
_-1582 - shy
dio de pequentildeos cortes g Este canal auxiliar se abre con el arado y se termina cuidadosamente con la pala Es anshycho y tiene una profundidad de unos la ctms
Riego por desbordamiento
Puede efectuarse de las maneras siguientes con reshygueras de nivel y planos inclinados que describiremos sucesivamente
A shy Por regueras de nivel Fundamentoshy EI terreno a regar estaacute surcado por regueras horizontales de desbordashymiento en que el agua rebosa el borde inferior y se exshytiende en forma de laacutemina continua
Pendiente del terrenoshy No debe ser excesivamente peshyquentildea pues entonces la circulacioacuten de la laacutemina de agua se efectuariacutea defectuosamente se admite como necesaria una pendiente de 3 Si 0 pendiente fuere excesiva en vez de una laacutemina continua se formariacutea una serie de arroshyyos que socavariacutean el terreno este peligro debe evitarse haciendo las regueras suficientemente proacuteximas
Descripcioacuten y funcionatnientoshy Las regueras de reparshyticioacuten se trazan en la direccioacuten aproximada de las liacuteneas de maacutexima pendiente fig 19 Si se interrumpe una regueshyra de distribucioacuten remansando el agua eacutesta entraraacute en la reguera de nivel inmediata anterior la cual se llenaraacute y desbordaraacute invadiendo el terreno el exceso se recogeraacute en el colector inmediato inferior el cual lo transportaraacute al canal de desaguumle
b middotmiddot l~vcro diexclhi Clon
rig 9
Alimentacioacuten de regueras sucesivas por una misma tomashy En vez de recoger las aguas sobrantes de una reshyguera directamente en un colector se recogen en otra reshyguera la cual una vez desbordada las deja pasar a otra y asiacute a varias no pasando de 4 oacute 5 seguacuten el caudal de
-1583 -
agua de que se disponga Parece que asiacute pudiera hacerse extensivo a todo el campo con una sola toma superior en la reguera de reparticioacuten pero no debe olvidarse que el agua que llegase a las regueras inferiores estariacutea escasa en oxiacutegeno y principios fertilizantes Esta es la razoacuten de las tomas sucesivas
Perfil longitudinal de las reguerasshy En la praacutectica no
iexcliexcl~f o UI a
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I L middot ___ --shy
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-shy ---_ -i
_~_-o---J
Uig 19) Riego por curvas de nivel
debe d6rseles una pendiente superior al 0003 intercalando cascadas si fuere preciso esto se refiere a las regueras de reparticioacuten Las regueras de distribucioacuten deben ser perfecshytamente horizontales
Seccioacuten transversal de las reguerasshy Las regueras de nivel deben ser poco proundas a fin de disminuiacuter la preshysioacuten del agua y por tanto su infiltracioacuten Es aconsejable
- 1584 -
UllO anchura de 20 ctms con una profundidad no mayor
de S clms Las acequias y regueras d e reparticioacuten se calcushy
bn seguacuten las foacutermulas hidraacuteulicas
B shy Por planos inclinadosshy Son tales les ven tajas del
riego por regueras de n ivel que se procura em plear un
sistema anaacutelogo aunque el terreno no tengo lo pendiente
necesaria
Principio--Si lo pendiente es inferior al 003 se terramiddot
1 I
Cor~e por A B F iJ20
I I
I
J
Ri eacuteo t por p la n o~ in(linado pUl dobl e ari5la
plena formando un escolonado d e planos inclinados que
permito el riego por reguera~ de nivel
Descripcioacutenshy la reguera de reparticioacuten se coloca a una
altura conveniente para que el agua pueda en trar a las
regueras de nivel practicadas en la parte superior de los
planos en forma que llena de agua se vierta por ellos
recogiendo el exceso en colectores lig 20 El agua sobranshy
te puede ser muy abundante en tal caso el colector al ishy
- 185 shy
menta a su vez o tra serie de planos actuando a mane ra de reguera de reparticioacuten
Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
Planos inclinados naturales- Supongamos fig 21 un terreno de pequentildea pendiente S8 construye en terrapleacuten una reguera de d istribucioacuten con los produc tos de la excavacioacuten del colector inmediato E primer antildeo el riego seraacute defectuoshyso pero en los antildeos sucesivos mejoraraacuten los terraplenes y planos incl inados merced a la aportacioacuten del limo por las mismas aguas
0(oacute v lt
o
ltiexcl - =-=~ ~ ~ ~-= -=--=--=-shy~ ~ Fig21
Planos inclinados artificiales-Consisten en cons truiacuterlos directamen te con tierra sacada del terreno m ismo lo cual exige terraplenes y movimientos importantes de tierra (fig 22)
TfrImiddotO)COfi
~S~iacutelllflmiddot ~~f~~
Tts 22
Datos para la formacioacuten de un proyecto de riego por planos inclinados- Se atenderaacute en primer lugar a que las acequias y regueras de reparticioacuten sean capaces de sumishynistrar el agua necesaria y los colectores de desaguar los sobran tes Las regueras de distribucioacuten seguiraacuten sensibleshymente las curvas de nivel a fin de q ue los planos incl inashydos conserven una longitud constante y que las regueras de dis tribucioacuten sigan la direccioacuten de la pendiente del terreshyno La anchura de Jos escalones no seraacute excesiva a fin de evitar los grandes movimientos de tierra En general tienen 4 oacute 5 mts y si el terreno tiene fuerte pendiente lleshygan a tener 10 Oacute 12 mts La pendiente de los planos inclishynados seraacute de 003 como miacutenimum
vorables para la siembra El agua capilar seraacute absorbida por las plantas o evaporada y entonces e l suelo se clasishyficaraacute como seco
Agua higroscoacutepica- EI suelo asiacute secado contendraacute toshydaviacutea algo de agua llamada higroscoacutepica La humedad higroscoacutepica de los suelos variacutea con su textura desde 1 en arena gruesa hasta 10 en arcilb La cantidad de agua higroscoacutepica es insuficiente para el consumo de las plantas y no se considera en los caacutelculos sobre riego
Movimiento capilar- EI agua capilar va hacia el sueshylo maacutes seco bajo la accioacuten de ]0 atraccioacuten capilar En lo superficie de saturacioacuten todos los poros del suelo estaacute n llenos con agua Encima de este nivel el suelo tiene su capacidad capilar Le cantidad de agua capilar variacutea de la superficie de saturacioacuten hacia arriba a una rata unifoshyme en los suelos de textura uniforme A cierto distancia de la supe rficie de saturacioacuten es cero Esta distancia variacutea d8sshyde l para arena gruesa hasta 6 o maacutes para arcilla pesada
La siguiente tabla elaborada por Lyon y Fippin muesshytra la extensioacuten y rata de la capilaridad
CLASE DEL SUELO Altura capilar en pulgadas
15 2 1 11 13 19 ni h d ds ds ds ds
lic llo r IIrc lla muy fllliI 7 17 711 ~OO 1011 1 11 ~ O -11(1
rt lI a Ulu y fi na 7li 111 11 1~1 IU co IiO ~j S i
r~lI fina I O ~ iexcl 111 11 Ilti 1 11 1-1 1 liacute 2 1nu nna
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11
111 11
12 III S
El cieno da una altura mayor aunque a una rata meshy
nor
Coeficiente de marchitamiento- (Wilting coefficient) El punto en el cual la vegetacioacuten empieza a marchitarse y muere por falta de humedad se llama coeficiente de marshychitamiento El agua uacuteti l para el consumo de las plantas es pues e exceso del agua capilar sobre el coeficiente de marchitamiento La cantidad de agua en los suelos no deshybe pasa r de su capacidad capilar ni bajar de su coeficie nshyte de marchitamiento
Agua necesaria-middot- La cantidad de agua necesaria para
- 1523 -shy
el riego de pende del caraacutecter de l sue lo de la profundidad hasta la cual se desee humedecerlo y de la humedad que fa contenga
A continuacioacuten incluiacutemos una tabla de bastante utilidad
PORCENTAJES POR PESO DE LA CAPACIDAD PARA VARIOS SUELOS
Clas del suelo Coeficiente Wiltlng Cpacidnd Capacidad Capacidad
La capacidad uacutetil seguacuten se de duce de lo anterior es la diferencia entre la capacidad capilar y el coeficiente de marchitamien too
De la tabla anterior deducimos que si un barro o marshyga alcanza al coeficiente de marchitamiento contiene toshydaviacutea 134 de agua por peso y puede retener por capishylaridad 46 de agua adicional o 4 lbs pie cuacutebico En estas condiciones se requeririacutea 1 4 de pie cuacutebico para lleshynar un pie cuadrado de superficie de este suelo a una promiddot fundidad de 42 pies y a su capacidad capilar esto es se requeririacutea 3 de profundidad al aplicar el agua al suelo
Similarmente un barro arenoso bajo las mismas conshydiciones necesitariacutea 75 maacutes de agua o una profundidad de 51 4 pulgadas la arena gruesa necesitariacutea 7Y2 Y la arshycilla 3
CAPITULO III
Alimento de las plantas
El agua es el constituyente maacutes abundante de la planshyta y por lo tanto el elemento maacutes importante del alimento
- 1521 shy
de e~ la Ademaacutes de e sto el aguo es el vehiacuteculo necesario paro llevar en solucioacuten todos los otros e)ementos indispenshysables para lo nutricioacuten de lo planto
La cantidad de aguo necesaria paro lo formacioacuten de uno unidad de tejido variacuteo grandemente con lo clase de lo planto y con lo cantidad de materia alimenticio
Libras de agua necesarias para la formacioacuten de una libra de materia seca
Lawe y Gilberl H ellreigel Wollmy Klng Widlsoa Promedio
El aguo llevo el alimento necesario o los plantos en dos formas o) en suspensioacuten y b) en disolucioacuten
o) Los aguas llevan siempre en mayor o menor canshytidad elementos en suspensioacuten que depositan en los tieshyrras hacieacutendolos accesibles a los plantos Los elementos llevados en suspensioacuten forman porte del limo arrostrado por los aguas que ha sido tomado de los terrenos por donde han pasado para depositarlos maacutes tarde cuando el aguo pierde su velocidad en cantidad proporcional al arrastre y o la peacuterdida de velocidad
Los cantidades de limo arrastradcs variacutean entre amshyplios liacutemites En JD0 mismo corriente de aguo variacutean con los crecidos Veacuteanse algunos cifras suministrados por difeshyrentes observaciones que daraacuten ideo de los enormes canshytidades que pueden ser arrastrados
Var 12000000 Loira 6000000 Ga rona 5700000 Sena 200 000 Ma me 105000
Herveacute-Mangon ha es tudiado este a sunto con mucho cuishydado Sus observaciones en el Durance pueden resumirse asiacute
El peso tota l de 103 limos acarreados por este riacuteo en Merindol en dos ai10S (1859- middot1861) fue de 17923321 Tons
Admitiendo que estos limos depositados en el suelo peshysen por teacutermino medio 1600 kgs mts cuacutebicos su volumen hubiera sido de 11077071 mts cuacutebicos
Si este limo se depositase iacutentegramente en e l suelo cushybririacutea en un antildeo con una capa de 001 mts de espesor una superficie de 110770 hectaacutereas
Antildeade Herveacute-Mangon que en el departamento de Vaushycluse se consideran muy feacutertiles ~as tierras arables que poseen 030 mts de espesor de este valioso aluvioacuten o sea 3000 mts cuacutebicos iacute hectaacuterea El volumen de limo arrastrashydo en un ai10 por el Durance en Merindol representa una superficie de primera calidad de 11077071 3000 = 3692 hectaacutereas
Algunos anaacutelisis quiacutemicos de limos practicados por Herveacute-Mangon daraacuten una buena idea sobre su importancia
Limo del Durance- Can tidad media anual de limo conshytenida en un metro cuacutebico de agua 1454 gro Composicioacuten media por ciento y por antildeo
Promedios Men suare s Extrorno s
Residuo arcillosiliciacutelico insoluble 4502 46650 Aluacutemina y peroacutexido de hierro 372 4650 Nitroacutegeno 006 0098 Carbonato de cal 4127 41470 Carbono 041 0686 Agua y productos no dosificados 952 6446
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Limo del Var-Composicioacuten centesimal Residuo insoluble 4428 Aluacutemina y peroacutexido de hierro 503 Carbonato de middot cal 3853 Nitroacutegeno 012 Carbono 012 Agua y productos no dosificados 1504
Veamos ahora algunos anaacutelisis practicados recienteshymente por M Muumlntz y que indican la cantidad de limo en varias corrien tes de agua y de los cuatro principales eleshymentos de fertilidad
Cre8mos conveniente exponer la composicioacuten del amoshyso limo del Nilo Los anaacutelisis del Dr Letheby indican las siguienies cifras por ciento
Crecida Esllalo
Materias orgaacutenica3 1502 1037 Acido fosfoacuterlco 178 057 Col 206 318 Magnesia 112 099 Potasa 182 106 Sosa 091 062 Aluacutemina y oacutexido de hierro 2092 2355 Acido carboacutenico y peacuterdidCIs 128 144
Es laacutestima qua este anaacutelisis no comprenda el nitroacutegeno que tanta importancia tiene como fertilizante esta falta se puede suplir promediando los anaacutelisis de Poyen y Chamshypian que dan 09-13 por mil de nitroacutegeno
El valor fertilizante de los limos de algunos riacuteos del Suroeste de EE UU comparado con lo requerido por una tonelada de alfalfa aparece en la tabla siguiente
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MaUrla ferlillzanle por acre Pie de agua
RIO Feeha Acldo 10sl Polasa NltroacuteVeno Invesllgador
Riacuteo Grande 1893-94 314 3255 2440 Goss Riacuteo Salado 1899-1900 105 265 900 Forbes Riacuteo Colorado maacutex 1900-0 I 4356 4446 6970 RIacuteo Colorado mIacuten 1900-01 226 163 103 1 ton de alfalfa 167 330 4200 Goss
Para apreciar la abundancia y cccioacuten fertilizante de los limos recordaremos ahora la composicioacuten por mil de una buena tierra vegeial del limo de una corriente de agua (Francia) del limo del Nilo y del Gstieacutelcol de granja
Tierra veoelal Coriente de agua Nilo Esliereol d (Francia) Granja
b) Al igual de las aportaciones de limo las cantidades de elementos disu3ltos llevados por las aguas variacutean cor la naturaleza de los terrenos que atraviesan
Las aguas son maacutes eficaces cuando contienen elementos que soja existen en pequentildea cant idad en el suelo que con ellas se debe regar
Aguas lluvias- Los anaacutelisis de las aguas lluvias han demostrado que ellas contienen nitroacutegeno combinado carshy
bonato y nitrato amoacutenico moterias orgaacutenicas clorura soacutedishyco suliato soacutedic) oacutexido de hierro oxiacutegeno nitroacutegeno y aacutecishydo carboacuten ico Los proporciones de estos compuestos variacutean con la localidad en las ciudades el agua lluvia estaacute maacutes cargada de aacutecido carboacutenico de materias orgaacutenicas y mishynerales que en el cnmpo En la formacioacuten de aacutecido niacutetrico tienen mucha influencia las tempestades
Cien litros de agua lluvia hervida han dado Nitroacutegeno 1308 lts
Oxiacutegeno 0637
Acido carboacutenico 0128
2073
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En general se puede admitir un promedio anual de 808 kgs de nitroacutegeno combinado (amoniacuteaco y aacutecido niacutetrico) por hectaacutereas y por antildeo
Aguas de arroyos y riacuteos- La composicioacuten de estas ashyguas variacutea tanto seguacuten la eacutepoca del antildeo en que se opere y el procedimiento que se siga para obtener la muestra que es bastante difiacutecil comparar los resultados de los dishyversos experimentos
Las aguas corrientes en contacto con el aire disuelven los gases contenidos en eacutel La absorcioacuten de oxiacutegeno es relativamente mayor que la de nitroacutegeno En general las cantidades de gases disueltos variacutean con la temperatura y para el gas carboacutenico con la composicioacuten de las aguas
Seguacuten Poggiale y Herveacute-Mangon el agua del Sena conteniacutea a DU y 760 mmts
La cantidad de nitroacutegeno y materias minerales conteshynidas en las aguas de que nos ocupamos variacutean grandeshymente y para dar idea del orden y magnitud de las misshymas citaremos los datos de algunas aguas seguacuten M Muumlntz
MATERIAS Bourne Isere Rodano Sourgcs Durance gr gr gr gr gr
Nitroacutegeno niacutetrico por m 0038 0223 0828 0104 e285 amoniacal 0100 0 110 0130 0036 00 I O orgaacutenico 0130 0 140 0230 0130 0140
TOTALES 90626 126907 120 lOa 103336 171089 Peso total de la
mal en di lOO 175 158 160 240
Si suponemos que la cantidad total de agua de riego
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repartida en una regioacuten sea de 16000 mts cuacutebicos por hecshytaacuterea y por antildeo resultaraacute por ejemplo en el Isere que e l nitroacutegeno aportado por ellas seraacute 0473 X 16000 = 7568 grs o sea 75 kgs que es bastante apreciable En algunos casos resultan cifras muy elevadas asiacute Herveacute-Mangon ha encon trado que una pradera de los Vosgos recibe 208 kgs de nitroacutegeno mediante los canale de riego resultando in shynecesaria la aplicacioacuten de este abono
CAPITULO IV
Fuentes de abastecimiento
Las aguas que se emplean para regar puede n provenir 10 De las corrientes subterraacuteneas 29 De los es tanques o depoacutesitos de a lmacenamiento 30 De Jos corrientes de agua
1-Corrientes subterraacuteneas
A-Origen- EI origen de las aguas subterraacuteneas no estaacute establecido cientiacuteficamente maacutes que desde hace pocos antildeos el estudio de los fenoacutemenos geoloacutegicos antiguos y
recientes y el de la meteoro logia han permitido a distin shyguidos observadores determinar las muacuteltiples acciones y reacciones que las aguas ejercen a traveacutes de la corteza terrestre
Muchas fueron las teoriacuteas que sobre el origen de las aguas subterraacuteneas se emitieron Sin referirnos a una anshytiguumledad muy remota diremos que la teoriacutea correcta fue creciendo en importancia y confirmaacutendose cada vez maacutes
En 1847 J Degousse menciona las causas de la preshysencia del agua en las capas geoloacutegicas que estaacuten cershyca de la superficie del suelo En resumen la cantidad de agua que e levada por la evaporacioacuten en la atmoacutesfera recae en forma de lluvia niebla nieve etc sobre los continente s es maacutes que suficiente para alimentar las coshyrrie ntes de agua que circulan en su superficie o en sus cashyvidades interiores
Hoy que innumerables trabajos de minas y sobre toshydo de sondeos profundos destinados a la busca de agua
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heacuteln perforado la superficie del suelo que el reglmen de las corrientes de agua y la accioacuten de las lluvias sobre eacutel ha sido estudiado ninguna duda es ya posible Las obsershyvaciones llegadas de todas las regiones geo~oacutegicas prueban que la alimentacioacuten de todas las corrientes de agua sushyperficiales o subterraacuteneas de todas las capas estaacute asegushyrada uacutenicamente por las aguas de la atmoacutesfera
B-Manera de encontrar y buscar las aguas subterraacuteshyneas- Para encontrar las aguas subterraacuteneas se pueden dar solamente ideas generales Las aguas para que hagan su aparicioacuten en el subsuelo necesitan un recipiente un hueco en eacutel Para el hiJroacutelogo seraacute siempre tarea difiacutecil tener que buscar agua sobre todo si se trata de grandes cantidades de aguas subterraacuteneas en las capas geoloacutegicas antiguas pues en las rocas de esta edad la estratigrafiacutea de las capas perme-lbles de las roturas y de los abismos es de una naturaleza tan complicada y tan difiacutecil de comshyprobar que los medJos hidroloacutegicos son aplicables solashymente en casos determinados Por otra parte las rocas deshytriacuteticas de las edades geoloacutegicas maacutes recientes del cuashyternario diluvial o actual ofrecen un campo de investigamiddot cioacuten maacutes favorable
Por la misma formacioacuten de la superficie el hidroacutelogo podraacute deducir muchas veces si el subsuelo se presta para llevar aguas Son de importancia las deposiciones arenoshysas producidas por la atmoacutesfera las dunas de las cuales muchas ciudades se abastecen de agua Las deposiciones Cuaternarias se distinguen por su regularidad sin embargo es frecuente encontrar buenas condiciones hidroloacutegicas en las formaciones arenosos del terciario
Excelentes indicios ofrecen los pozos existentes se deshyberaacuten anotar las variaciones de nivel y las entregas de agua Si el pozo no se ha secado ni aun en los tiempos de mayor sequiacutea y si no se ha procedido nunca a profunshydizarlo se debe pensar que hay un buen portador de aguas Si el nivel del agua en el pozo baja muy poco aunque se saquen grandes cantidades de agua se tiene indicios de que el subsuelo procede de buenas capas permeables
Los terrenos seguacuten su naturaleza quiacutemica y fiacutesica roshyturas y grietas que los atraviesan son capaces de retener
- - ]31
o dejar filtrar maacutes o menos agua desde el punto de vista de esta propielad los dividiremos en permeables e impershymeables
Las aguas de lluvia al caer sobre el suelo empiezan por impregnar la capa superficial facilitando asiacute su absorshycioacuten por las plantas ot[) arte se evapora al contacto con el sueo cuya temperatura os genelUlmente superior a la del aire el resto del agua trata de seguir a los arroyos o riacuteos a menos que durante el trayecto estas aguas sean absorbidas por la porosidad del suelo
La parte de agua que no eS utilizada por la vegetacioacuten desciende lentamente hasta encontrar una capa impermeashyble que a obligu a escurrirse siguiendo su conterno
Si las raiacuteces son numerosas e importantes constituiraacuten una especie de filtro subterraacuteneo que haraacute regular el reacutegishymen de las aguas subterraacuteneas al contrario en terrenos donde la vegetacioacuten es escasa las aguas arrastran la tieshyrra vegetal y el reacutegimen subterraacuteneo saraacute irregular De esshyto deducimos la importancia de los bosques pues ellos son reguladores de la humedad del suelo dan origen a mananshytialas y moderan el escurrimiento de las aguas superficiales
Las rocas superficiales permeab~es provienen generalshymente de la disgregacioacuten de las rocas soacutelidas sea por las reaccienes quiacutemicas por la accioacuten de las aguas del calor etc Las rocas silicosas o cuarzosas (cuarzo pizarras siliacuteceas areniscas) se transforman en arenas maacutes o menos gruesas en cascajo en guijarros y cantos rodados Las rocas grashyniacuteticas gneis pizarras micaacuteceas es decir las recas de los terrenos cristalinos a base de feldespatos se descomponshydraacuten en tierras arcillosas o caolinas ricas en aacutelcalis y en arenas Les esquistos se transformaraacuten en tierras silicoshysos o arcillosas Las calizas y las margas calizas daraacuten tierras y arenas calizas
De todas estas rocas la maacutes permeable es el aluvioacuten esto se comprueba observcrdo la facilidad con la cual bashyja el nivel de los pozos cuando se ha secado cierta cantidad de agua Se mide la permeabilidad desnivelando la capa de agua de un pozo por medio de bombas la modificashycioacuten del nivel del agua para un gasto determinado permite evaluar la permeqbilidad
- 1512
Las arenas silicosas areniscas seguacuten su grado de ceshymentacioacuten las callzas friables y porosas) son tambieacuten roshycas permeables
La tabla siguiente da la porosidad de varias formacioshynes en porcentaje por volumen
Formacioacuten Localidad Porosidad Invutlu~dor
VolUlll
Dolomita Joliet 111 27 Merril Caliza (ooliacuteti- Bedford Ind 98
cas) Dolomita Winona Min 17 Arenisca Jordaacuten Min 237
Tiza Inglater-a 1444 Humber Arena 3545 Arena y grava 2S30 Suelo arenoso Carolinn del Arenisca de S 43 Whitney
Postdam Ablemans Wis 7 12 Buckley
Para compreacuteJbor la exist2ncia de aguas subterraacuteneas debe estudiarse si e llas estaacuten en e s tado de reposo o moshyvimiento En el primer caso s~ tendraacute una aglomeracioacuten de aguas que pueden agotarse Dor la extraccioacuten permanenshyte En el segundo la aglomeracioacuten daraacute un rendimiento continuo que se sostendraacute mlentrcs no se saque una canshytidad mayor que la que alimenta las existencias
A fin de informarse de sus movimientos debe iexcllevanshytarse un plano de las alturas de las capas del nivel de las oguas subterraacuteneas La construccioacuten del subsuelo se ha de relevar primeramente por medio de tres pozos situados siempre que sea posible en los veacutertices de un triaacutengulo equilaacutetero Deben determinarse las capas que forman el teshyrreno la manera como se suceden e l espesor y la situashy
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cioacuten de ellas y anotarse los resultados en un libro de pershyforacioacuten que tendraacute el siguiente rayado
Pozo N 200 mts a l S de perforado entre el
y
Nuacutemero de Altura Espesor de Profundidad Naturaleza la capa Mts la capa Mts Bajo la supo del terreno
Mts
Cuando se llegue a la capa portadora de las aguas se colocaraacute un tubo de observacioacuten en el pozo para determishynar el nivel del agua subterraacutenea y sacar muestras de ella El tubo de observacioacuten tiene un diaacutemetro de 4 5 hasta lY2 y estaacute provisto en su extremidad inferior de un filtro de un metro de largo
El extremo que llevo e l filtro se fabrica de un tubo pershyforado revestido exteriormente con un tejido de trencilla Al colocar el tubo de observacioacuten dentro de la perforacioacuten deix~ reJenarse con arena lavada el espacio entre ambos y lueacutego quitar los tubos de perforacioacuten Debe hacerse lueacutego una nivelacioacuten para determinar las alturas de los extremos superioras de los tubos de observacioacuten y la situacioacuten de jo niveles de 103 aguas subterraacuteneas
Conocidos los signos exteriores que revelan la presenshycia de las aguas subterraacuteneas conviene tener en cuento algunos caracteres geoloacutegicos del terreno para proceder con maacutes acierto el e alumbramiento de las aguas Estos cashyracteres principales son
Terrenos poco permeables que descansan sobre un terreno impermeable--La topografiacutea de un terreno de este geacutenero es faacutecil conocerla consul tondo los mapas con curshyvas de nivel La liacutenea de mayor pendiente indica la dishyreccioacuten en que las aguas subterraacuteneas son maacutes abundanshytes porque generalmente la capa impermeable del subsueshylo estaacute inclinada en direccioacuten de la liacutenea de maacutexima penshydiente en a~gunos casos la pendiente de la capa impermeashyble sigue otra direccioacuten y en tonces la liacutenea en que se enshycontraraacute la mayor cantidad de agua seraacute la diagonal del paralelogramo
- - lSll -shy
Cuando la capa impermeable presenta ondulaciones como es frecuente las aguas subterraacuteneas se acumulan en las depresiones del terreno impermeable que corresponden aproximadamente a las depresiones superfi ciales en este punto deberaacuten practicarse los pozos
Terrenos de aluvioacuten y descompuestos-Las aguas subshyterraacuteneas de estos terrenos estaacuten muy cerca del suelo Pashyra obtener en ellos un gran caudal de agua se abren los pozos en los sitios en que la corriente de agua subterraacutenea tiene mayor velocidad Para averiguarlo suelen emplearse dos metodos el de Thien que consiste en abrir dos talashydros o pequentildeos pozos y tirar sal marina en el pozo maacutes alto determinando el tiempo que demora el agua salada en aparecer en el pozo maacutes bajo El otro metodo que es maacutes praacutectico es de Schuchter y consiste en practicar dos pozos en uno de los cuales se vierte cloruro de amonio electrolizando e l suelo por una corriente electrica la aguja de un galvanoacutemetro permite averiguar la llegada de la solucioacuten al otro pozo por disminuIacuter notablemente en este momento la resistencia del circuito eleacutectrico asiacute formado
Terrenos muy permeables y homogeacuteneos- Si eacutestos desshycansan sobre uno capa arcillosa bastaraacute hacer suficienteshymente profundo el pczo para encontrar la capa de agua De un modo general convendraacute seguir las mismas reglas indicadas para los terr enos poco permeables El empleo de la dinamita parece ser ventajoso pues la violencia de esshyte exposivo origina grietas y fisuras que favorecen la filo tracioacuten
Terrenos muy permeables y heterogeacuteneosmiddot-Es frecuenshyte que en estos terrenos haya dos circulaciones de aguas superpuestas por S2r generalmente muy profunda la capa inferior presenta moacutes intereacutes el alumbramiento de la capa superior
e-Manera de calcular la cantidad de agua subterraacuteshynea- El mejor meacutetodo para calcular la capacidad de una fuente subterraacutenea es hacer ensayos de bombeo durante un tiempo suficient8mente lergo para alcanzar un equilimiddot brio cproximado entre la entrega y la demanda Rara vez seraacute praacutectico continuar taes ensayos hasta alcanzar el equilibrio perfecto pues en la mayoriacutea de los casos seriacutea
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esto labor de varios antildeos Por otra parte los ensayos d 2 corta duracioacuten generalmente dan resultados falsos o al menos engantildeosos
a-Velocidad del flujo- -La velocidad del flujo de una corriente subterraacutenea es funcioacuten de la pendiente o gradiente hidraacuteulica y de la resistencia que ofrecen las partiacuteculas del suelo
La pendiente puede dete rminarse faacutecilmente haciendo sondeos hasta el nivel de las aguas subterraacuteneas teniendo cuidado de medirla en la direccioacuten de maacuteximo declive Si sobre el estrato permeable se encuentra otro maacutes o menos impermeable el agua correraacute en el inferior bajo una preshysioacuten superior a la atmosfeacuterica La pendiente se encontraraacute determinando la altura a que sube el agua en los tubos colocados en el estrato poroso Daben sacarse muestras del material e investigar su tamantildeo y porosidad Lo poroshysidad estaacute influenciada no soacutelo por el tamantildeo de los grashynos sino tambieacuten por el grado de compactacioacuten de la forshymacioacuten es por esto por lo que e lla soacutelo puede calcularse aproximadamente El tamantildeo de los granos se determina por medio de tamices
Habiendo encontrado estos e~ementos nos resta expreshysar la relacioacuten entre ellos y la velocidad del flujo
Los experimentos de Darcy Hagen y Hazen han deshymostrado que la rata a la cual un aguo fluye o traveacutes de arena o grava fina sigue aproximadamente las leyes que rigen paro el flujo en tubos capilares es decir la velocishydad es aproximadamente proporcional o h l siendo h la carga hidrostaacutetica y l la distancia que el agua recorre
Para diferentes clases de materiales la velocidad deshypende del tamantildeo de los poros siendo eacutesta una funcioacuten del tamantildeo de los granos y del grado de compactacioacuten Para una arena de tamantildeo uniforme y un grado dado de compactacioacuten se encuentra que la velocidad del flujo es aproximadamente proporcional al cuadrado del diaacutemetro de los granos expresardo el grado de compactacioacuten en teacutermino de porcentaje de poros se encuentra que para mashyteriales de igual tamantildeo la velocidad del flujo es aproxishymadamente proporcional al cuadrado de la relacioacuten de porosidad El voluIJ1en del flujo que viene o ser igual a
-1536 shy
la volocidad multipicada por el aacuterea de la seCCIOD neta
seraacute entonces proporcional al cubo de la porosidad La enorme variedad en tamantildeo y porosidad de las
arenas y gravas hace bClstante difiacutecil la aplicacioacuten de foacutermulas matemaacuteticas y resultados experimentales a las
condiciones de trabajo Sin embargo los resultados obtenidos por Hazen en
filtros de areno son de bastante importancia en esta mashy
teria La formacioacuten por eacutel obtenida y que se aplica a areshy
na de un tamantildeo efectivo de 01-30 mts es
h(t+IOO
v = cd~ ~ - 60--)
siendo
v la velocidad en metros por diacutea de una columna soacuteshy
lida de la misma 32ccioacuten que la de la arena
c una constante que variacutea entre 400 y 1000 d el tamantildeo efectivo de los granos de arena en mmts
h la carga hidrostaacutellca que causa el movimiento
1 e l espesor de la capa de Clrena t lo temperatura en grados Fahrenheit
El valor de la consonante e variacutea con la compactacioacuten y uniformidad de la arena La v elocidad del flujo a traveacutes
de los p oros se encontraraacute dividiendo la ecuocioacuten anterior por la relacioacuten de porosidad p Despreciando las correccioshy
nes de temperatura la velocidad en pies por diacutea seraacute
d middote shyv 33 X x s K s donde
p
v velocidad promedio a traveacutes de los poros de la areshy
na en pies por diacutea
d tamantildeo efectivo de la arena en mmts
p relacioacuten de porosidad
s gradiente hidraacuteulica
cd~
K = 33 X --- = velocidCld para la pendiente unitaria p
La porosidad p variacutea entre 40 para arena maacutes o meshy
nos uniforme y 30 o menos para arena maacutes compacta o
- IS37 shy
de un grado de uniformidad menor El teacutermino e p que reshypresenta la influencia de la porosidad sobre la velocidad se puede calcular en 1000 040 = 2500 para p = 40 Y
400 030 = 1330 para p = 30 Estos resultados concuerdan con los experimentos de Slichter que establece que la veshylocidad del fluj o es aproximadamente proporcional 01 cuashydrado de la relacioacuten de porosidad Partiendo de esta base y asumiendo c = 1000 para p = 40 calcularemos los vashylores de K
Valores de K o velocidad del flujo en pies por diacutea para S= 1 -
Porosi dad
Muy Fina Fina Media Gruesa
Muy
Gruesa GRAVA fiNA
2i
10 ~I
middot10
010 Oi
on IH 21
020 ~H
3S n l
U~
030
II
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L
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~n
050 11 24 tl
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080 ll
iexcliexclO
1011 1-0
100 iexcln
11111 IliO
2iU
200 ~oo
~~II
1111
1~1l
3 00 470 SIiO
1middot1(1(1
2~O(J
Lembke calculoacute los siguientes va~ores para K basado en los experimentos de Darcy Krober y otros
Material 1lt en pies or dia
Arena y grava 9400 Arena gruesa 2800 Arena media 760 Arena fina 150
Slich ter dio los siguientes valores de K para una poshyrosidad de 32 y una temperatura de 50deg
Material Taln~ iexcllO efectivo 1lt en pies Por diacutea
Arena fina 010-020 16 a 65 Arena media 025-045 100 330 Arena gruesa 050-095 400 1550 Grava fina 100-500 1600 40000
No debe esperarse mucha exactitud de los coacutemputos hechos por los procesos antes descritos ellos sirven como una guiacutea general para estudios maacutes precisos e indican liacuteshymites razonables de estos valores
- 1538shy
b-Canlidad de agua--Habiendo determinado la veoshycidad del flujo la porosidad del material y la seccioacuten transversal del estrato poroso en aacutengulo recto a la direcshycioacuten del flujo la rata total seraacute el producto de estos tres factores
Q = velocidad X (aacuterea de ~a seccioacuten X porosidad) = v Ap = KsAp las unidades empleadas son el pie y el diacutea
Las irregularidades de la seccioacuten pendiente y moteria les afectaraacuten maacutes o menos los resultados 103 caacutelculos he chos en esto ferma no tAndraacuten un valor considerable en el estudio de las fuentes de agua subterraacutenecs pero siacute sershyviraacuten para modificar las id8as erroacuteneas que sobre su cashypacidad se tienen con frecuencia
En la tabla que a continuacioacuten insertamos se dan las ratas de flujo en galones por diacutea y por pie cuadrado de seccioacuten para arenas de diferentes grados de menudez y
porosidad y para un) pendiente de 1 Para otras pendienshytes multipliacutequese el nuacutemero de la tabla por la pendiente expresada en decimales
Muy Muy
Porosidad Fina Fina Media Gruesa Gruesa G R A V A F I N A
40 smiddot cw i IU JlUO 200n iacuteWU SIlIlII l llllll 7 lIflll 0 1 171l IXU H~1l 1100 7UU iexcl wo lilHl1l lHIIOIl
2-Estanques de almacenamiento
Estos recipientes se usan para regular el flujo del agua de tal manera que se acomode a las necesidades evitando el gasto excesivo cuando el abas tecimiento excede a la demanda y conservaacutendola para ser usada cuando ocurra lo contrario
El almacenamiento de agua para las necesidades del riego requiere condiciones topograacuteficas especiales para ser financieramente posible Tales condiciones deben hacer poshysible el a lmacenamiento de grandes cantidades de agua de tal manera que las estructuras necesarias sean de dishy
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rrensiones y costo moderado comparacias con la cantidad de agua almacenada Con respecto a las particularidades topograacuteficas los sitios que se acomodan a ests fin se pueshyden dividir en cuatro clases
l- Lagunas naturales 2- Aquellos cue estaacuten localizados en liacuteneas de dre naje
natural 3- Depresiones naturales 4-Estanques artificiales Las lagunas naturales son impor tantes reguladores del
gua de drenaje que reciben Controlando la salido por medio de represas y compuertas reguadoras puede aproshyvecharse gran pa rte de las existencias a muy bajo precio
Los sitios maacutes comunes para el almacenamiento de -lgua son los comprendIdos en el NI 2 pero requieren mushycho cuidado para la descarga de las crecidos y en geneshyral son muy costosos en proporcioacuten a su capacidad
Las depresiones naturales o logos secos provienen del hundimiento de cavernas subterraacuteneas formadas por la acshycioacuten erosiva de los aguas subterraacuteneos Estas depresiones son inapropiadas para el almacenamiento a causa del faacuteshyci escape que pueden e ncontrar las aguas por los grietas que se encuentran en sus vecindades
Los estanques artificiales exigen trabajos especiales de e xcavacioacuten en general son excesivamente costosos y soacutelo se recomienda su construccioacuten en caso de que el aguo tenga un costo elevado
Eleccioacuten del sitio- Las principales circunstancias que afectan la posibilidad y valor de un sitio para almacenashymiento son
l - Su relacioacuten con los regadiacuteos 2- Su relacioacuten con el abas tecimiento 3-Su topografiacutea 4- Su geologiacutea Debe hacerse un examen cuidadoso de la regioacuten donde
se desea localizar el almacenamien to a fin de descubrir toshydos los si tios posibles y poder escoger e l que ofrezca conshydiciones maacutes ventajosas
El estanque debe estar situado lo bastante alto para poder dlstrlbuiacuter el agua por gravedad y tan cerca de los
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regadiacuteos que las peacuterdidas por transporte sean miacutenimas Ademaacutes debe ser iexclal el sitio que intercepte una cantidad suficiente de agua o que se la pueda conducir a eacutel
Geologiacutea del sitio- Habiendo estudiado la topografiacutea e hidrografiacutea de l lugar debe estudiarse cuidadosamente su geologiacutea a fin de conocer el caraacutecter y profundidad de los astratos inferiores La conformacioacuten geoloacutegica debe ser tal que contribuya a la eficiencia del almacenamiento Los lugares si tuado3 en vall9s inclinados son gen6ralmente fa shyvorables Como en eacutestos les estratos se inclinan de las colinas al fondo de valle el a gua que cae en aqueacutellas iraacute por percolacioacuten al estanque
En las formaciones de cal y yeso es corriente enconshytrar cavernas que faacutecilmente pueden derrumbarse es por esto por lo que debe e3tudiarse cuidadosamente la geologiacutea de estas formacione3 antes de construIacuter un estanque sobre ellas
Peacuterdidas en los estanques- En re lacioacuten con este toacutepi shyco mencionaremos algunos estanque que han tenido que ser abandonados por lo alto de las peacuterdidas
Estanque de Tumalo- Fue construiacutedo por el Estado de Oregoacuten Durante la diiexclcusioacuten del proyecto un grupo de ingenieros recomendoacute se construyera parcialmente y se hishycieran ensayos sobre su impermeabilidad este consejo no fue seguido y la represa se construyoacute de la altura proyecshytada Terminada la obra se llenoacute el estanque hasta que e l agua a lcanzoacute una altura de 20 pies sobre el orificio de salida En estas circunstancias se abrioacute un hueco en el fondo que descargaba 200 pies cuacutebicos por segundo y que raacutepidamente vacioacute el estanque Este hueco fue taponado y vuelto a llenar el receptaacuteculo pero las nuevas grietas que se abrieron no permitie-ron que el agua volviera a alcanzar la altura inicial Las peacuterdidas subieron tanto que le quitashyron todo valor al estanque como lugar de almacenamiento
Estanque Hondo- Cerca de Roswell Nuevo Meacutejico se construyoacute este estanque aprovechando una depresioacuten nashytural La depres ioacuten se aumentoacute por la unioacuten de las colinas circundantes por medio de diques El agua se suministroacute por medio de un canal de alimentacioacuten Las fugas se preshysentaron inmediatamente que estuvo lleno el estanque y
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aumentaron raacutepidamente debido al ensanchamiento de los huecos y grietas que se abrieron en el fondo Muchos esshyfuerzos se hicieron para restringir las peacuterdidas pero tedas fracasaron y el estanque tuvo que ser abandonado
La roca de la regioacuten era principalmente yeso que coshymo anteriormente se dijo es inapropiado para este in ya que en estas formaciones se encuentran muchas cavernas Es seguro que la depresioacuten que se escogioacute para el almacenashymiento se formoacute debido al hundimiento de alguna caverna
Las siguientes recomendaciones generales pueden ser de alguna utilidad para la escogencia del lugar apropiado
l- Eviacutetense los lugares cercanos a las formaciones de y eso y cal
2- -Las fcrmaciones volcaacutenicas deben estudiarse cuidashydosamente pues en ellas es corriente encontrar grietas o cavidades
3- Las areniscas de grano grueso ofrecen alguacuten peligro
4- Las depresiones naturales no son recomendables y deben evitarse si se encuentral1 en las cercaniacuteas de rocas cavernosas o si reposan sobre material grueso que ofrece salida faacutecil al agua
Sedimentacioacuten en los estanques- Sabemos que todas las corrientes naturales eradan sus canales y llevan maacutes e menos limo en suspensioacuten Cuando se concluye una re presa a traveacutes de una corriente la sedimentacioacuten de los limos debida a l estancamiento del agua puede llegar a disminuiacuter grandemente la capacidad del estanque si n o e remueve
El problema relativo a la sedimentacioacuten en los estan ques construiacutedos sobre corrientes portadoras de limo ha sishydo cuidIdosamente estudiado y se han expuesto muchas teoriacuteas sobre su solucioacuten pero ninguna de ellas ha sido confirmdcr por la pTaacutectica
Se han hecho muchos esfuerzos para determinar el factor exacto que exprese la relacioacuten entre el peso de un limo seco obtenido por observacioacuten y el volumen del misshymo limo como se deposita en el fondo de los estanques
La tabla siguiente muestra el resultado de cuatro enshysayos
-- 1542 -shy
Observedor Peso de I P C Limo huacutemedo Lbs
Limo seco P2S0 Lbs
Densidad
Follet Coghlcm Hughes Lawson
Promedio
1047 89 5
530 923 76 1 860 770
264 255 260
Las variaciones se deben en parte al diferente caraacutecshyter y peso de los limos ensayados Por esto el promedio (77 lbs pie cuacutebico) soacutelo debe tomarse como un va lor aproximado
El80bierno de los EE UU ha hecho observaciones sistemaacuteticas del limo que lleva el Riacuteo Grande desde 1897 hasta 1912 W N Folle es tudioacute cuiciadosamente las dishyversas observaciones y los resultados por eacutel obtenidos opashyrecen compendiados en la siguiente obla
Antildeo Aguaiacute acres pies Limo- Limo - acre s pies
Las observaciones se hicieron de la siguiente manera Se tomaron muestras del agua turbia del riacuteo se removioacute el limo por sedimentacioacuten y filtracioacuten se le secoacute a 60deg e y lueacutego se le p2SOacute Los porcientajes son por volumen y
se les calculoacute tomando como base que un pie cuacutebico de lim o en el estanque pesa despueacutes de secado 53 lbs
Despueacutes de considerar los resultados de los experimenshytos efectuados en India y Ameacuterica Etcheverry concluye asiacute
I- Un pie cuacutebico de limo saturado sedimentado en un tubo por un antildeo contiene alrededor de 30 lbs de limo seco El porcientaje por volumen de lodo saturado es jgual al porcientaje por peso multiplicado por 2l
2- Un pie cuacutebico de limo huacutemedo como se deposita bajo condiciones naturales el por volumen de lodo huacutemiddotmiddot medo es igual al por peso multiplicado por 12
3- Un pie cuacutebico de lodo seco pesa alrededor de 90 lbs
Remocioacuten del limo depositado- La represa Assuan en Egipto forma sobre el Nilo un estcnque de gran capacidad y considerable volumen de limo La gran capacidad del estanque se debe principalmente a la suave pendiente del riacuteo pues debido a eacutesta la represa logra represar las aguas unas 40 millas aguas arriba formando asiacute un estanque largo pero angosto La represa estaacute provista de 180 comshypuertas que permanecen abiertas mientras dura la crecida anual permitiendo asiacute que la corriente torrencial arrastre su linIO a traveacutes del estanque y al mismo tiempo saque parte del que se depositoacute el antildeo anterior
Este meacutetodo de remocioacuten parece ser efectivo pues sosshytiene la capacidad de almacenamiento para las necesidashydes actuales del riego pero eacutel exige el gasto de la mayor parte del agua en antildeos normales y su eficiencia depende mucho de las circunstancias locales (estanque angosto) pues bajo estas condiciones una corriente raacutepida es muy efectishyva para sacar el sedimento depositado Por otra parte las variaciones del Nilo son tan regulares que permiten la ashydopcioacuten de un programa predeterminado lo que es geneshyralmente imposible en otras corrientes
La combinacioacuten de estas condiciones es tan rara que la solucioacuten adoptada no tiene ap~icacioacuten en la mayoriacutea de
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los casos y presenta por lo tanlo muy poco in tereacutes como solucioacuten general al problema de que nO$ ocupamos
El ingeniero norteamericano W W Follelt propuso el siguienl meacutetod0 para ramover el limo del estanque Eleshyphanl Bulte
En lo mitad del estanque se construiraacute una pequentildea represa de 40- 50 pies de altura formando asiacute un pequeshyntildeo estanque dentro del principal Esia pequentildea represa esshytaraacute provista de una torre de esclultas eacutestas daraacuten acceso a un conducto que desembocaraacute en el valle pasando por la represo principal
Cuando el estaiexclque principal se esteacute llenando e l peshyquentildeo recibiraacute el agua del riacuteo y gran parte del limo se depositaraacute en eacutel an tes de que el agua pase por sus vershytederos al principal Cuando el estanque pequentildeo esteacute poshyco lleno las aguas turbias se haraacuten pasar por el conducto arrastraraacuten el limo depositado en el pequentildeo estanque y llevaraacuten su carga fertilizante a los regadiacuteos Si se necesishytare agua adicional se sacaraacute del estanque principal
La principal ventaja de este meacutetodo estriba en que con serva las propiedades fertilizantes del agua aumentando asiacute la fertilidad de las tierras que con ella se rieguen
3-Corrientes de aciexclua- La derivacioacuten de una corrienshyte de agua abarca esencialmente tres obras Una barrera un sistema de compuertas y un canal de derivacioacuten
La barrera se dispone a traveacutes de la corriente debajo de la presa de agua y en el lugar donde las orillas esteacuten maacutes cercanas Ella levanta los aguas y las conduce al cashynal de derivacioacuten
El tipo de la barrera depende del caudal de la corrienshyte que se quiere derivar
En un simple arroyo la oparacioacuten es sencilliacutesima Alshygunas piedras grandes y troncos de aacuterboles bastan para establecer barreras muy resistentes Las figuas I y 2 exshyplican la disposicioacuten de una de estas barreras Siempre conshyviene proteger con un zampeado de madera o piedra la parte maacutes abajo de ~a barrera para evitar el desgaste en las avenidas
Crevat describe asiacute las cbras de una presa de agua en el riacuteo Ain Uno de los problemas maacutes difiacuteciles en un proshy
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J 050
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Planta dfgt la burrera rUacuteili( ~a c ll yo lorlf rtmiddotnr(iexcl ~ 1ta lJ rilo 2
yecto de derivacioacuten es el establecimiento de la presa de agua sobre todo cuando el riacuteo es ancho y torrencial Y hay que prevenir la invasioacuten del cascajo y la arena gruesa
Cuando sea posible conviene aprovechar un recodo del riacuteo donde disminuye la velocidad y por consiguiente au-
Fig 2 HI1TIra 1I1~li( a tn IIn arroyo COrl ~ ( g Uacutell A B (Itshy la fi~ 1
- 1546 shy
menta la altura del agua En la orilla (Fig 3) se construye con grandes piedras talladas un muro de 30 mts de lonshygitud cuya base al nivel de las aguas bajas estaacute proteshygida por un enlosado de cemento de 3 mts de ancho para facilitar el deslizamiento del cascajo que puede ser consishyderable durante las crecidas
Este muro A por tener que servir de vertedero es vershytical por la parte del riacuteo con 030 mts de altura sobre el nivel de la orilla y estaacute sostenido exteriormente por un tashylud de cemento de muy alargada pendiente que forma el
Plano timiddot una harrera y toma dI aglla
fondo de un pequentildeo depoacutesito B faacutecilmente vaciable desshypueacutes de las crecidas por medio de una gran compuerta
En la parte inferior del depoacutesito B hay que establecer un macizo de mamposteriacutea que forma la cabeza del canal F en el que se habraacuten abierto dos tuacuteneles e de dos meshytros de anchura y un metro de altura cuya entrada puede cerrarse con compuertas de hierro reforzadas con nervios El agua al pasar por estos dos tuacuteneles desemboca en el canal de derivacioacuten F que alliacute debe ser poco profundo pero ancho (5 mts) estrechaacutendose en seguida progresivashy
menle hasta que alcance el tiro de agua y anchura norshymales
Fn el muro de defensa A del recipiente B se coloca lna compuerta inmediatamente delante de la~ aberturas de toma d9 agua y debajo de la barrera
Transversalmeiexclte al riacuteo y en el extremo inferior de l vertedero se construye un soacutelido zampeado de fondo E recshytiliacuteneo algo maacutes alto quoacute el fondo leI riacuteo y que se vaya eevando un poco hacia la derecha d se eleva de 050 el nivel de la corriente y se echa nuevamente contra el vershytedero A xl propio tiempo que se ancha un poco el cauce
Chaipeniier de Cossigny habla de una barrera de cashyballetes que con frecuencia se ve en el sur de Francia
Para estableceo a traveacutes del caue del riacuteo se fijan una serie de caballetes como lo representan las figuras 4 y S donde A es una estaca gruesa inclinashyda y C C los sosteshynes Sobre estos cabashylletes se clava una seshyrie de tablas sobre las
Fi2~ 5 cuales se echa desde riacuteo arriba grava RiacuteoFrente de una brre13 de caJallrlt s
- 1548 shy
abajo se defiende al pie de la obra con pentildeascos sosshytenidos con estacas
Las barreras importantes se construyen de piedra o de cemento empezando por trazar el armazoacuten de la barrera Aprovechando la eacutepoca del arlO en que el riacuteo lleva poca agua se clavan a traveacutes una serie de soacutelidas estacas cushyyos extremos superiores delineuroan el perfil transversal de la barrera Estas estacas se unen entre siacute y en ambos senshytidos por medio de cruceros Entre elios se hincan tablones Terminada la armazoacuten se llenan los huecos con guijarros y piedras y lueacutego se rellenan los intersticios con grava y tierra La parte superior de la barrera se recubre con un thecho de carpinteriacutea o bien con losas que formen una esshypecie de embaldosado entre los cruceros
A fin de obtener una barrera maacutes fuerte se puede hashycer la siguiente variacioacuten Una vez terminada la armazoacuten se colocan apoyados conira los tab~ones sacos llenos de cemento que no tarda en f~aguar Estos sacos forman un muro muy resistente Se acaba de construiacuter la barrera lleshynando con cemento el interior limitado por el muro La cashyra superior se resguarda de la accioacuten del agua con un reshyvestimiento de mortero hidraacuteulico para el cual se puede emplear ladrillos
Las compuertas colocadas a la entrada del canal comshypletan el conjunto de las obras de derivacioacuten y sirven para llevor el agua de uno a otro canal
Hay considerable nuacutemero de modelos de compuertas desde las mayores que se aplican para cerrar los canales hasta las menores para abrir y cerrar las atarjeas En prinshycipio una compu9rta se compone de un quicio horizontal que ocupa el fondo del agua y dos montantes verticales ~obre los que se desliza el ventanillo enlazados por un dintel en el extremo superior El quicio y los montantes pueden ser de madera o de piedra El ventanillo es la parshyte movible de la compuerta y se acciona ya a mano ya por medio dG palanca o cremalera seguacuten el tamantildeo Las partes superior e inferior de las compuertas deben protegershyse contra las socavaciones por planchas de madera o por construccioacuten de mamposteriacutea
En suelos flojos se draga el fondo hasta encontrar roshy
-l549 - shy
shy________ -shy _ __ ___J
s lzaltln ue IIna compllfmiddotlla
ca o tierra firme y lueacutego se pone a traveacutes una hilera de
estacas sobre la cual descansa la compuerta a cada lado
de esta primera arma zoacuten se amontonan sacos de cemento
La3 figuras 6 y 7 rlt-presentan un modelo de compuerta
ordina ria Los figuras 8 y 9 representan la compuerta p e-
r~ 7 Planta de tilla (Olllplltmiddotrta
-shy 10
qUEntildea de hierro muy pr-aacutecti ca que se emplea para abrir y cerrO las atarjeas de riego La figura 9 indica claramenshyo
te coacutemo se mantiene fija esta compuerta por medio de dos grandes piedras indinadas que pueden sustituiacuterse por dos puntales de madera
En cuanto al canal de derivacioacuten tambieacuten llamado de alimentacioacuten se ceba en la corrient de agua un poco por
P t(JlUntildea compucrta para atarjta~ lit Jil~o
encima de la barrem Abierto o cerrado por una compuerta debe seguir en su trazado la parte superior del te rreno y presentar el mayor relieve posible Maacutes adelante hablar8shymas sobre eacutel
Evaluacioacuten del caudal de una corrienle- El caudal de una corriente de agua es igual al producto del aacuterea de io seccioacuten bantildeada por la veloc idad media por segundo del agua
r-iacute~ 9
l a middotolllpllrla dmiddot la fiiexcl 8 olorarla en la otnlrada d e 1 alarju
Es necesario obtener el perfil de la corriente en varios lugares y promediar los resultados Para obtener un periil se tiende una cuerda de una a otra orilla perpendicuarmiddot mente a la direccioacuten de la corriente y lo maacutes cerca posib~ de su superficie A distancias regulares sentildealadas en la cuerda se practican sondeos que dan la profundidad d e l
- 1551 shy
agua en cada una de las divisiones Obtenido el perfil con estos datos se sumaraacuten los trapecios parciales para obtAshyner el aacuterea de la seccioacuten dantildeada
La velocidad media de ~ agua se deduce de la velocishydad media en la superficie es igual al producto de eacutesta por el coeficiente 08 en los canales y riacuteos de dimensiones medianas y po 06887 en arroyos y atarjeas La velocidad en la superficie puede calcularse faacutecilmente de la siguienshyte manera A unos 3CJL-40 metros Daacutes arriba del paraje cuyo p3rfil se ha encontrado se echan unos cilindros de madera gruesa o corcho y con un cronoacutemetro se cuenta e l tiempo que gastan en recorrer la distancia comprendida enshytre el Jugar donde se echaron y olro previamente fijado 30-40 mIs maacutes abajo del lugar del perfil La operacioacuten debe repetirse varias veces y promediar los resultados
En vez de valerse del flotador para determinar la vsshylocidad de la corriente suelen emplearse los medidores de velocidad o corriente (Current Meter) Existen varios modeshylos de estos aparatos los maacutes usados son el de Haskell y
61 de Price En el modelo Price existen dos tipos el eleacutecshytrico y el acuacutestico Por se r estos aparatos suficientemente conocidos y venir acompantildeados de instrucciones para su uso no nos detenemos a explicarlos
Cuando el cauce es de seccioacuten bastante regular es preferible usar una compuerta para medir el caudal
Compuerta rectangular- De sus experimentos con esta clase de compuertas Francis dedujo la siguiente foacutermula
Q = 333 H (L - 02 H) siendo Q = descarga en pies cuacutebicos por segundo L = longitud de la compuerta 6n pies H = altura del agua sobre la compuerta en pies Cuando la velocidad de aproximacioacuten tiene un valor
suficientemente alto para afectar los resultados deben hushycerse las correcciones necesarias Francis propuso la sishyguiente foacutermula para este caso
Q = 333 (L - 02 H) [ (h HYh - h~h 1 donde h = allura debida a la velocidad de aproximacioacuten
Compuerta de Cippoletti- Las foacutermulas correspondienshytes a los dos casos mendonados para la compuerta regushylar son
Las figuras 10 y 11 representan la compuerta rectangushylar y la de Cippolstt i respectivamente
CAPITULO V
Uso de bombas para el riego
La praacutectico de elevar agua de un nivel inferior a otro superior para usarlo en el riego es sin duda tan antigua
1553 shy
como el riego mIsmo En China India y otros paiacuteses orienmiddot tales todaviacutea se acostumbra regar tiel ras maacutes ollas que los canales que conducen el agua elevaacutendola con potencio
bullhumana c animal unos pocos pies Naturalmenta que e~to
se puede efectuar soacuteo cuando la altura es moderada y el trabajo muy barato
Molinos de vienlo- La fuerza del vienio se empleoacute prishymitivamente para las necesidades del riego y auacuten hoy se usa frecwmtemente para elevar aguo de pozos para 103
necesidades domeacutesticas y para el riego de jardines y peshyquentildeos huertos Aunque la fuerza no represente gasto alshyguno el bombeo por medio de molinos de viento resulta en promedio maacutes costoso que cualquier otro meacutetodo excepshytuando aquellos que usan fuerza animal Esto se debe a la pequentildea potencia desarrol ~ada por estos aparatos la inshyconstancio del vie~to y la gran atencioacuten y reparacioacuten que exigen los molinos de viento Por estas razones el costo del bombeo por este sistema hace prohibitivo su empleo exshycepto para cultivos intensos de pequentildeos tarrenos donde se esperan grandes beneficios
Los molinos de viento se usan extensamente en el vashylle de San Joaquiacuten (California) y en los grandes llanos de las Montantildeas Rocosas para obtener agua para el riego El principal inconveniente de estos molinos es su insegushyridad pues su funcionamiento depende completamente de la fuerza del viento
A causa de esta inseguridad los molinos nunca deben usarse para regar sin proveerse de un estanque ampliO pashyra almacenar el agua Debe instalarse un recipiente de gran capacidad a fin de poder almacenar el agua durante los diacuteas que no se la usa para regar Este recipiente se puede obtener usando uno de los tanques elevados que suminisshytran los constructores de molinos de viento o si el molino se puede instalar en un punto alto de la hacienda se pueshyde excavar un estanque paro el almacenamiento
En promedio se necesita una velocidad del viento 5- 6 millas por hora para mover un molino La tabla siguiente da la fuerza del viento para las velocidades ordinarias
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Velocidad del viento y potencia
Millas por Pie por Presioacuten Millas por Pies por Presioacuten
La tabla siguiente tomada de un trabajo de Mr A R Wolff sobre molinos de viento muestra la capacidad y
economiacutea de un molino experimental con rueda de distinshyto diaacutemetro asumiendo una velocidad promedio del vienshyto de 10 millas por hora durante ocho diarias
CAPACIDAD DE LOS MOLINOS DE VIENTO
Tamantildeo Rtvoluclunes Galones de agua levantados por minuto H P de la rueda de la rueda bull una altura de desarrollados
pie
25 50 75 100 150 200
ID no-u lB fjfj tiu 41 1112 l~ ij-HO t3 n u 11 8 8 1 O ~ I H iexclO-i 4bull 1 ~~ 6 ) -I ~ 1U 1 S -l 02- Hi ~I-iexclO ji -U JI (iexcl 1liacute JI 1 98 SO 0 11 18 10- (- 911 j2 2middot1-1 J1 J ) D I ~n 1 bull -40 1lfI UI 1 IO X l J ~ JI l I I O1X 2J W-li ~ 124 J01 0 111) 40 1 Hi3 ~H1 134
- 1555 shy
Al disentildear un molino de viento para bombear agua deben considerarse dos cosas El momento de torsioacuten y la velocidad de la rueda en relacioacuten con la de la bomba La primera debe ser lo maacutes gronde posible a fin de que el molino arranque con un viento suave la segunda no debe ser muy alta para las bombas en un molino pequentildeo ni demasiado baja para uno grande De lo anterior deducimos que el tamantildeo de un molino es un elemento importante en el arreglo de sus aspas
El aacutengulo entre cualquier porcioacuten de una aspa y el plano de la rueda se denomina aacutengulo del viento para obtener el mayor momento de torsioacuten al arranque este aacutenshygulo debe ser el complemento de los mejores aacutengulos de incidencia o entre 70deg- 55 Se ha Encontrado en la praacutecshytica que el aacutengulo del viento no alcanza estos valores sienshydo muy recomendable usar 43deg La tabla siguiente da los resultados de los experimentos de J A Griffith con cinco clases de molinos norteamericanos
CAPACIDAD Y EFICIENCIA
STOVER
Diaacutemetro exterior de la rueda pies 115 inferior 45
Area bruta de la rueda pies cuadrados 1040 Angulo del viento en la extremidad exterior de las aspas 43 Diaacutemetro y carrera de la bomba pulgadas 3 X 4 Altura promedio del agua durante el ensayo pies 292
A maacutexima eficiencia
Ve locidad del viento millas por hora 58 Velocidad del molino revoluciones por minuto 130 H P 0011 H P por 100 pies cuadrados de aacuterea bruta 0011 Eficiencia neta maacutexima tanto por ciento 87
-- J556 --shy
Promedio de 100 horas localidad bonancible
Promedio del agua elevada galones por hora 1530 Promedio de los H P desarrollados por l 00 pies~ 0022
0023 Eficiencia neta maacutexima 21
Promedio de 100 horas localidad borrascosa
Promedio del agua elevada galones por hora 2870 Promedio de los H P desarrollados por 100 pies~ 0041
0043 Eficiencia neta maacutexima 028
De varios molinos
Parkins ~fthoue Allhouse Carlyle
16 1416 1016 983 60 45 383 416
2010 1570 81 800 36 30 5028u
3 X lOyiexcl 3 X 10 3 X 4 58 3 X 4 liquest 39 663 387 307
---shyMaacutequinas de combustioacuten interna- Las maacutequinas moshy
de rnas de combuslioacuten interna de gas y vapor no soacutelo con-sum e 1 pJCo combustible sino que son adaptabI8s unishydades pequentildeas ademaacutes req u ieren poca vigilancia para un buen manejo y las reparaciones se efectuacutean faacutecilmenshyte Estas ve1 tajas importantes hcn heclo generalizar el uso de esta clase de maacutequinas
Maacutequinas de vapor- A lgunas de la s maacutes grandes planshytas d2 bombas para riego usan el vapor como fuerza moshyIriz En las islas Hawai se emplean grandes bombas moshyvida s por vapor para e levar agua a 550 pies y regar cantildea de azuacutear Grandes plantas a vapor se emplean para eleshyvar grandes can tidades de agua a pequentildeas alturas y reshygar las plan taciones de arroz en Louisiana (EE UU ) Las grandes plantas usan la maacutequina reciacuteproca y la bomba directamente conectada En algunos casos se puede obteshyner mayoiexcl- eficiencia usando turbinas de vapor las que por su alta velocidad S9 prestan para mover generadores eleacutecshytricos los cuales a su vez pueden suplir corriente a bombas instaladas en dist intos pun tos Es te meacutetodo de distribucioacuten es especia lmen te venta joso cuando el agua se obtiene de muchos pozos El costo de esta clase de plantas estaacute geneshyralmente fuera del alcance individual y por esto la mayoshyriacutea de ellas son manejadas por grandes compantildeiacuteas o por Jos municipalidades
Bombas- La bomba centriacutefuga es la maacutes usada para regar
La bomba centriacutefuga eleva el agua por medio de un disco provisto de cuchillas curvas que giran raacutepidamente dentro de una caacutemara que se ajusta lo maacutes posible dejanshydo el juego necesario para el movimiento raacutepido Las cushychillas fuerzan el agua a traveacutes del tubo de salida Algunas veces se sumergen dentro del agua que va a bombearse
-- 1558-shy
o se colocan unos pocos p ies encima del n ivel del agu a
en cuy o caso se necesita cebarlas
La bomba centriacute fuga es la maacutes recomendable cuando
se tr Ita de elevar grandes cantidades de agua a pequentildeas
a lturas Sus principales ven tajas son sencillez seguridad
bajo cos to y poca probabilidad de dantildeo por c ieno etc
Cuando hcm sido biEn d isentildeadas acanzan eficiencias de
maacutes de 80 para altu ras de 30- 60 pies Las peacuterdidas a
la entrada del tubo de succioacuten yola sal ida del de desshy
carga se d isminuyen grandemente ensanchaacutendolos progreshy
sivamente al salir de la bomba
El profesor W B Gregory da la siguiente tabla para
ilustrar la ventaja qu e se obtiene al ensanchar los tubos
de succioacuten y descarga
BOMBA CENTRIFUGA - ALTURA DE ELEVACION 5 PIES
Peacuterdida de Peacuterdid a de Pda por fr ic-Forma del tubo altura a la altura bull la cioacute usando Altura Bnfic~
a 3 028 031 024 583 240 291 a 4 009 0 10 02 4 543 280 340
----shyAriete hidraacuteulico- Es ta maacutequina usa un gran v o lumen
de agua que cae de una pequentildea altura para elevar una
cantidad menor de agua a una altura mayor
En este aparato un tubo A conduce el agua a la caja
de la vaacutelvu la B ~ l tubo estaacute en comun icacioacuten con la caacuteshy
mara de a ire C de la cual arra nra e l tubo de descarga D
La vaacutelvula B s(~ abi e hacia abajo y se hace de un peso
tal que permanezca abierta cuando el agua circule a veshy
locidad moderada pero se c ierre raacutepidamente cuando la
velocidad del agua a lcance un valor determinado Cuando
la vaacute~vula se cierra el agu a se detiene suacutebitamente proshy
duciendo un golpe de ariete que abre la vaacutelvula de la caacuteshy
mara de aire comprimiendo eacuteste y haciendo pasar una
parte d e eacutel al tubo de descarga Cuando se iguala la preshy
-- 1)59-shy
sioacuten la vaacutelvula de la caacutemara de aire se cierra pero el flujo en el tubo D continuacutea durante un periacuteodo corto a caushysa de la expansioacuten del aire comprimido en la caacutemara C Como el aire de esta caacutemara es absorbido gradualmente y expulsado por el agua debe proveerse para su renuevo pues de otra manera la elici-encia del ariete disminuiriacutea Cuando el agua en el tubo A estaacute detenida la vaacutelvula B cae el agua empieza a moverse y el proceso se repite
El flujo de un ariete hidraacuteulico es pues una serie de pulsaciones y a cada impuso debe vampncerse la inercia de la columna de agua que se encuentra en el tubo D Si dos arietes se conectan en el mismo tubo de descarga pero de tal manera que sus pulsaciores no coincidan la descarga seraacute maacutes continua y se economizaraacute energiacutea estas ventashyjas se obtienen en mayor escala al aumentar el nuacutemero de arietes conectados Veacutease fig 12
i)
rs 2 l iacute
llUSlraciuacuten dd prin cipill dd ik hiJraacuteulicu
CAPITULO VI
Canales y alarieas de riego
Cualquiera que sea el meacutetodo de riego que se haya esshycogido su praacutectica requiere cierto nuacutemero de canales y atarieas Vamos a definir estos canales y atarjeas y a inshydicar las principales consideraciones que rigen su consshytruccioacuten
Todo riego supone una presa de agua en un canal riacuteo etc Esta agua por medio de un canal de derivacioacuten se
--1560shy- -
lleva a los regadiacuteos De cua lquier forma que sea en eacutel o en sus ra mificac iones na cen y se alimen ton zan jas de meshynores dimensiones llamadas atarjeas de distribucioacuten las cuales llevan el agua a las atarieas de riego
Como todo riego debe ir acompantildeado de una desecashycioacuten del suelo es necesario construIacuter atarjeas de desaguumle que lleven el agua usada a los canales de evacuacioacuten En ciertos casos las atarjeas de riego una vez vaciacutea s sirshyven para el desaguumle
Seccioacuten de los canales y de las atarieas- Los canale s de a limentacioacuten de distribucioacuten y de evacuacioacuten tienen seccioacuten trapezoidal (Fig 13) Las otarjeas de riego y de desshyaguumle son rectangulares (Fig 14) Soacutelo miden 5-15 ctms de profundidad
Un canal de riego se com pone de las siguientes parshytes (ver lig 13)
El fondo D F sobre e l cual fl uye e l agua
-1561
La altura O E = h del egua Las banquetas A B H 1 que sostienen el agua por cashy
da lado Los taludes formados por las caras laterales B D F H El periacutemetro mojado P o la lopgitud e D + D F + F G La seccioacuten uacutetil S del canal eo la superficie que tiene
por base G C y D F y por a~ tura O E El radio medkl R es igual a S P La pendiente de Jos taludes m se determina por la
relacioacuten G Kj F K
Pendiente de los taludes de los canales y de las aacutetarshyjeas principales- Las pendientes de los taludes dependen de la natura leza del terreno Hus ta 15 ctms de profundidad son verticales Pasando de esta profundidad y para atarjeas abiertas en desfonde se dan las siguientes pendien tes
Roca m l O Arcilla pura m 1 033 = 303 Tierra arcillosa m 1 05 200 Tierra arenosa m 1 15 = 066
Para Jos taluds de fosos cmstruiacutedos en terrapleacuten
Arcilla pura m 1 05 = 200 Tierra arcillosa m 1 075 = 133 Tierra arenosa m 1 225 = 044
Para el mismo terreno si m es la inclinacioacuten del tashylud en desfonde 10 inclinacioacuten m del talud de terrapleacuten es igual a
2 3 m 1 1
- +shym 2m
Pendiente de los canales--Cuanto maacutes fuerte es la penshydiente maacutes se puede reducir la seccioacuten de un canal para la misma descarga Conviene pues construiacuterlos con la mashyyor pendiente a fin de disminuiacuter los trabaj os de excavacioacuten Por otra parte hay que considerar que una pendiente fuershy
-- 1562 -shy
te disminuye por la raduccioacuten de seccJOn la superficie de contacto y por consiguiente la filtracioacuten Ademaacutes la veloshycidad del agua no debe pasar de determinados valores seguacuten el terreno pues produciriacutea erosiones en las paredes
Velocidades de las que no conviene exceder en los diferentes terrenos
Velocidad limite Pendlent
por segundo por kmt
Arcillas blandas 0152 mts 0045 mts
Arenas 0305 0136
Gravas 0609 0433
Guijarros 0914 0570
Piedras en grandes fragmentos 1220 1509
Guijarros aglomerados 1520 211 S
Rocas blandas 1830 2786
Rocas duras 3050 7342
Tambieacuten existe un liacutemite inferior de velocidad que no se debe traspasar pues se forman depoacutesitos que destruyen
los cauces Los depoacutesitos principian a formarse por debajo de una
velocidad media de 025 mts por segundo en corrientes de agua fangosa 030 cargada de
arena fina 050 mts por segundo en corrientes de agua cargada de
arena gruesa Por consiguiente la velocidad no bajaraacute de 050-080
mts en el canal principal a fin de que no se deposite la arena gruesa
No deberaacute ser inferior a 025- 040 mts en los canashyles de distribucioacuten para que en ellos se deposite la areshyna gruesa que si llegara a las atarieas de riego podriacutea ser perjudicial Como estos canales no se usan continuashymente seraacute faacutecil quitar los depoacutesitos asiacute formados
Canal de conduccioacuten- La pendiente de eacuteste depende
- 1563 shy
oel nivel de la presa de agua y de la altura de la parte maacutes alta que deba regarse
Generalmente su pendiente variacutea de 00007-00014 mts por m La velocidad no excede de 080 mts por segundo La seccioacuten es trapezoidal y debe ir disminuyendo a medishyda que el canal avanza como que tiene que servir a meshynor extensioacuten
Este canal debe estar dispuesto de tal forma que en su punto de unioacuten con el riacuteo quede su nivel maacutes baio que el quicio de la presa a fin de poder instalar un aparato de afor Siempre debe estar provisto de una compuerta de modo que sea faacutecil impedir o regular la entrada dol agua para poder efectuar reparaciones o prevenir una crecida de la corrien te alimentadora
A fin de evitar la erosioacuten conviene lapizar con ceacutesped las paredes laterales y el fondo
Atarieas de distribucioacuten- Deriacutevanse del canal de conshyduccioacuten y llevan el agua a las atarieas de riego Son casi horizontales con pendientes de 0001-0015 mts por m La velocidad del agua no debe ser inferior a 025-040 mts
Se ponen en comunicacioacuten con las atarieas de riego por medio de un tubo de aiiacuteareriacutea o de una caia rectangushylar de madera Esta abertura debe poderse cerrar con una compuerta
Atarieas de riego- E1 general deben ser tan poco proshyfundas como sea posible Con frecuencia se les da un pershyiexcljI rectangular En la unioacuten con las atcrieas de distribucioacuten pueden tener de 30- 35 clms de anche para lueacutego ir disshymi1uye1do
El fondo e3 generalmente horizontal y sus bordes esshytaacuten ligeramente inclinados seguacuten lo direccioacuten de la corrienshyte y se aproximan a medida quo se aleian de las atarieas de distribucioacuten
Atarieas de desaguumle--Las atarieas de desaguumle recogen las agu)s despueacutes de regar y la3 llevan a los canales de evacuacioacuten Son doblemente uacutetiles pues secan el suelo y
permiten volver a usar las aguas para el riego de nuevas extensiones
- 1564shy
Los bordes estaacuten cortados verticalmente Su anchura ordinariamente es de O l5- --030 mts
Canales de evacuacioacuten- El ca nal de evacuacioacuten recishybe el agua de los desaguumles y la conduce al riacuteo o a regar otras tierras Debe ocupa r lo parte maacutes baja del terreno Debe tener una seccioacuten suficiente para el agua que recibe Tiene forma trapezoida Sus paredes deben protegerse conshytra el desgaste por medio de ceacutesped
Caacutelculo de las dimensiones de los canales y de las atarjeas principales- Hemos dicho que la seccioacuten de los canales y atarjeas principales es trapezoidal La seCClOn de las secundarias es triangular o rectangular Generalmenshyte no S9 ca~culan Es necesario determinar lo maacutes exactashymente posible las dimen5iones de los canales y atorjeas principales Las foacutermulas emp16cdas dan resultados aproxishymados que la experiencia modifica A continuacioacuten damos las foacutermulas de Darcy perfecc ionadas por M Bazin
ConsideremQs la seccioacuten re presentada en la fig 13 Y llamemos
1 D F = longitud del fondo
h O E = la altura
S aacuterea de la seccioacuten
U velocidad mediacutea del agua velocidad media en la superficie X 080
Q = descarga
I = la pendi2nte
P periacutemetro moiado
R = radio medio
Estas cantidades estaacuten relacionadas de la siguiente mashynera
(1) R I = b U~ oacute U = C RT(2)
(3) Q = S U Oacute Q = S C rRI (4)
C = 1 b es un coeficiente que depende de la rugoshysidad de las paredes del canal M Bazin ha expresado su valor asiacute
1565 - shy
87
C = 1 Vb = - ---- + tiacute
VR ltiacute tiene los siguientes valores
Paredes muy lisas (cemento madera lisa) tiacute = 006 Paredes lisas (taba ladrillo) tiacute = 016
poco lisas de mamposteriacutea tiacute = 046 de naturaleza mixta Ciacute = 085
Canales de tierra en condicion3s ordinarias tiacute 130 Canales de tierra con resistencia excepcional tiacute = 175
Maacutes adelante daremos los valores del coeficiente C en funcioacuten del radio R y los valores del coeficiente o de la loacutermua (l) corre3pondientes a los valores dAl coeficiente
C = 1 vT-
Ganguillet y Kulter adoptan tambieacuten la foacutermula
u C RTpero daacutendole a C el siguiente valor
O 00155
23 + + n
C 000155
1+ 23 + --- n
( ) V R
El nuacutemero n variacutea con la naturaleza de las paredAS y tiene los siguientes valores
n ln Paredes muy uniformes ceuromento madera
cepillada 0010 100 Paredes linos piedra tallada ladriilos 0013 77 Paredes poso uniformes 0017 58 Paredes rugosas piedras en bruto 0020 50 Paredes de tierra 0025 40 Paredes de grava 0030 33 Paredes irregulares de grava y mal cuidadas 0035 29 Paredes muy irregulares 0040 35
- 1566 shy
Las dJmensiones de los canal83 deben 118nar otras conshydiciones que determinan las foacutermulas anteriores
En primer lugar la tangente trigonomeacutetrica m queda determinada por la naturaleza del terreno Luego si circunsshytancias especiales no exigen la adopcioacuten de una profundishydad conviene dadas 1 y m dar a la seccioacuten la forma que corresponda a la maacutexima descarga por unidad de aacuterea de ella Esta seraacute evidentemente la seccioacuten maacutes econoacuteshymica De la foacutermula (3) Q = S U deducimos que para una superliacutecie dada S la descarga Q es maacutexima con U POI
consiguiente para una pendiente dada y teniendo en cuen shyta la foacutermula (2) U = e VRT con R o tambieacuten pll8sto que R = S P cuando P es miacutenimo
D8 la Hg 14 deducimos que
(5) S h (1 + h m)
(6) P + 2 h m V1 + m~ (6) P = I + 2 hmv 1 + m~
S h ( I + hm) (7) R
P + 2 hm 1 + m~ y por caacutelculo deducimos que P es miacutenimo cuando
h + V I + m~ (8)
2 ro
En este caso los lados B D H F D F son tangentes a Jo circunferencia descrita desde O como centro y con h como radio
Si sustiacutetuIacutemos en (7) 1 por su valor sacado de (8) obshytendremos
2 m h h ( + hm)
+ VI + m (9) R +
2 mh 2h V 1 + m~
+ ml+vl+ m~
- 1567 shy
--- -
1+ iexcl-1 + rn~ ]iexcl 2 = X
rn 4
es decir el radio medio es igual a la mitad de lu profunshydidad del agua
La relacioacuten h 1 que determina la seccioacuten oacuteptima soacuteshylo depeeacutelde para S e 1 dados del valor m El valor de h 1 en (8) permite calcular faacutecilmente h y 1 conociendo S y m Reempazando 1 por su valor en funcioacuten de h en la ecuashyc ioacuten (5) 1endremos
(lO) S =
( h
2 m h
1 + 1 1 + m~ h+-111
)
h~ 2 l 1-+ m~ -----shy 1
m
mS lh
11 J J h = ( 2 V 1 + m - 1 )
Seguacuten esto S2 ve que cuanio maacutes se acerquen los taludes del canal a la vertical mayor es h y por consiguienshyte R Conviene adoptar para R el mayor valor posible pues asiacute no disminuye la anchura del canal de pendiente dada 1 y se aumenta la velocidad media d el agua que es proshyporcional a R
Cuando las circunstancias obligan la adopcioacuten de una profundidad determinada la ecuacioacuten S = h (l + h m) soacutelo contiene la incoacutegnita 1
Empleo de las foacutermulas uso de las tablas ejemplos middotnumeacutericos--Los problsmas que se presentan maacutes frecuenshytemente son
I- Conocida la seccioacuten transversal de un canal y su pendiente calcular su descarga
JI- Conocido el rendimiento del canal y su pendiente
- 1571 shy
calcular las dimensiones que debe tener su seccioacuten transshyversal y la velocidad media del agua
CASO iexcl- Se a plican las siguientes foacutermulas
h (1 + h m) (S) S = h (1 + h m) (7) R
1 + 2 h 1 + m~
m
y lueacutego
(2) U = C m 1)Y2 (1) Q _ S C (R 1) 1j~
La foacutermula (S) ncs do e l aacuterea la (1) el radio medio pues h I Y 111 SO1 conocidos Las foacutermulas (2 y 4) permiten ca lcular U y Q
EJEMPLO Calcular el rendimie llto de un canal de ti eshyITU sabiendo que 1 = lmts h = 121 1 = 00002 y la inclinacioacuten de los taludes es 45
La aplicacioacuten de las foacutermulas (5 y 7) nos da
S = 2867 mts~ y R = 060 mts
El valor de C seguacuten la tabla de Bazin es 325 y seguacuten la de Kutte r 35 Tomamos e l promedio de estos dos valoshyres o sea 3375
Aplicando las foacutermulas (4 y 2) obtendremos
Q = 098 mts y U 037 mts
CASO II- Si existen circunstancias que obliguen a adopshytar una profundidad determinada se aplicaraacuten las foacutermushylas de la seccioacuten maacutes ventajosa es decir las foacutermulas sishyguientes bull
Q~m S (9) h b U~ b - shy~ (1 + m~ )11 ) = 2 R (l) R I
12 - 1) S~
Se principiaraacute por adoptar para b un valor provisional y para escogerlo seguacuten el rendimiento se evaluaraacute el vashylor posible de R y por consiguiente el de C seguacuten la tashybla de Bazin La tabla de los valores de b daraacute un valor que se adoptaraacute provisionalmente Una vez hallado el vashy
- 1572 shy
lar da R se rectificaraacute e l de b Se volveraacute a calcular R y
se continuaraacuten estas aproximaciones hasta que se encuenshytren para C y b valores que no difieran sensiblemente de Jos anteriores La ecuacioacuten (1) contendraacute R elevada a la quinta potencia y deberaacute resolverse por logaritmos
EJEMPLO Un canal debe tener un rendimiento de 2 lIltS de agua por segundo con una pendiente de 00002 por mts Cuaacutel debe ser su perfil transversal en la tierra con taludes inclinados 45
Supongamos R = 1 mt entonces seguacuten la tabla d e Bozin C = 378 y seguacuten lo de Kutte r C = 40 Toma mos 81 pro lllcd io C = 389 Para b obtenemos 000066
In
Lu IOacuteI JI1 U 111 (0) du x
Pero s iendo m 1 sacamos
m 0547
y obte ndremos 4R~ S 4W
0547
Lo foacutermula (1) nos da
R X 00002 000066 4
S~
R S~ 132
y sustituyendo S po~ su valor
16 R
(0547F 132 R 075
Seguacuten las tablas de Bazin y Kutter los valores respecshytivos de C pondiente de b tend
son de b remos
348 es
y 00
37 Adoptamos 0077 Sustituyendo
359 este
el valor nuevo
corresshyvalor
- shy 1573 shy
4 4 R~ 0547 S TI X 00002 000077 (
s~
R = 075
Lo vola re s d~ e y de b no difieren sonsibloTrl ento de los que acabamos de adoptar Tomaremos pues para TI el va le r 076 mis entoncos h = 152
4 (076 )~
S 442 Jll l s ~
0547
Q 2
u 047 mts S 422
La foacutermula (8) permite dete rmina r l
2 m h 2 X 152 126 y e l problema
1 + ( + m~)Y2 1 + (2)1
queda resuelto Pero puede ocurrir que por circunstancias especiales no
se pueda adoptar el perfil maacutes econoacutemico Entonces se coshynoc 3 la profundidad h o la anchura 1 por lo tanto
S = h (1 + h m)
Q2
R 1 b --- en que R estaacute expresado en funcioacuten S2
de h y de I y permitiraacute hallar por tanteo h o I y S Supongamos que por causa de la existencia de un submiddot
suelo rocoso la profundidad del canal no debe exceder de un mI y que la descmga sea de 2 mts pOI segundo y la pendiente 00002
Procederemos asiacute
Puesto que h 9S a lo sumo igual Q 1 mI el radio meshydio puede evaluarse en 050 mts Las tablas dan para e 306 y 34 adoptamos 32 y entonces b = 000098
1574
Q2
De la ecuacioacuten R I b --- deducimos S2
000098 X 4 S~ 392 S 625
050 X 00002
La foacutermula S = h (l + h m) da 525
La foacutermula (6) nos da P = 807
s 625 R 077 mts
P 807
Se partiraacute de este nuevo valor de R para repetir los caacutelculos
Las tablas dan para R = 077 mts C = 35 y 37 Adoptamos C = 36 entonces b = 000077
Tenemos
000077 X 4 S 40 S 632 1 532
077 X 00002
P 814 Y R = 077
Adoptaremos para el perfil de este canal de 2 mts de descarga por segundo
1 = 532 h = 1 mI R = 077
La velocidad media del agua seraacute
u = Q S = 2 632 = 031 mts
CAPITULO VII
Sistemas de rieqo
Hay muchos procedimientos de riego seguacuten la naturashyleza del terreno su pendiente los cultivos o la cantidad de agua de que se dispone
- 1575 shy
A continuacioacuten describiremos los siguientes sistemas Por sumersioacuten por filtracioacuten por desbordamiento
El riego por sumersioacuten se dIvide en tres meacutetodos el ri ego por filtracioacuten en dos y el por desbordamiento tambieacuten en dos De todos eros hablaremos separadamente
Riego por sumersioacuten
El sistema d3 riego por sumersioacuten llamado tambieacuten en manta consiste en cubrir el suelo con una capa de agua que permanece sobre eacutel un tiempo maacutes o menos largo
Generalmente requiere que el terreno sea sensiblemenshyte horizontal de pendiente suave 2 0 00 a lo sumo y que no sea impermeable La superficie regable se rodea de peshyquentildeos diques Si la pendiente fuese fuerte habriacutean de ser a l tos y emplear maacutes agua con lo que se perderiacutea la prinshycipal ventaja de este sistema que es su sencillez y ecoshyncmiacutea
Este procedimiento es uno de los mejores para el rieshygo de praderas cuya pendiente sea de 1-15 mmts por metro Comprende tres meacutetodos distintos
IO-La sumersioacuten naturcl que resulta del desbordashymiento espontaacuteneo de una corriente de agua o de la inunshydacioacuten artificial proveniente del levantamiento de las aguas
29- La sumersioacuten artificial 5encilla en que las aguas permanecen estanadas mientras dura el riego
3y- La sumersioacutell atificial con cJrculacioacuten continuiexcl en que el agua ircula suavemente por la superficie del terreno sumergido
Cuando se riaga con aguas que acarrean limos y areshynas estos materiales generalmente corgados de materias fertili~antes se depositan sobre el suelo Entonces el riego por sumersioacuten va acompantildeado del erdorquinamiento
Sumersioacuten natural- Muchos terrenos estaacuten expuestos a las crecidas de las corrientes de agua que los atraviesan Esta sumersioacuten natural es fuente de grandes riquezas Tashyles s)n Egipto y las pompos de la imeacuterica del Sur En Francia grandes extensiones de ter reno deben su fertilidad a riegos perioacutedicos de esto naturaleza
Las condiciones esenciales de estos sumersiones natushy
1576 shy
rales son pendientes longitudinales muy suaves (040- 045
mts por kmt como promedio) y pendientes transversales
bastante aceurontuadus para que las aguas de las crecidas
vuelvan faacutecilmente a su cauce primitivo
Sumersioacuten artificial sencilla- Exige un suelo de poca
pendiente que no exceda de 2 0 00 a menos de restringir
mucho ia extensioacuten dE las parcelas sumergidas
Si la pendiente fuese fuerte no se depositariacutean los seshy
dimentos perdiendo asiacute este meacutetodo su principal ventaja
Ademaacutes se correriacutea el riesgo de que las aguas arrastraran
la tierra vegetal Finalmente seriacutea necesario que las cuenshycas sumergidas estuvieran rodeadas de diques muy altos
lo que hariacutea perder las ventajas econoacutemicas de este sisshy
tema
Consiste en sumergir el suelo bajo una capa de detershy
minado espesor durante un periacuteodo de tiempo variable
El terreno se divide en compartimientos regulares roshy
deados dE pequentildeos diques que retienen el agua
Generalmente las aguas despueacutes de regar un comparshy
timiento superior pasan a regar uno inferior
Los compartimientos tienen extensioacuten variable En geneshy
ral no exceden de 10-30 aacutereas Se les puede dar una anshychura de 50 mts y una longitud variable seguacuten la pendienshy
te del terreno Los diques que los rodean exceden en todas
partes a 25 ctms al nivel del agua
La altura media del agua sobre la superficie del sueshy
lo es de 15 ctms En el punto maacutes alto del nivel del agua
25 ctms
En el centro de cada compartimiento y en sentido de su longitud se abre una atarjea g (lig 15) que sirve a la
vez de conduccioacuten y desecamiento
A este objeto puede ir acompantildeado de pequentildeas a tarshy
jeas h En el origen y en la extremidad de cada compartishy
miento la atarjea g lleva una en trada de madera con comshy
puerta para retener el agua o dejarla pasar
La atarjea g debe tener una pendiente aproximada de
0001 mts mL La anchura en el fondo y su profundidad
dependen de la superficie del compartimiento y de la cantishydad de agua que conduciraacute
--1577-shy
La fig 15 denota la subdivisioacuten del terreno en cuatro recipientes que forman otros tantos saetines cuya longitud depende de la pendiente del terreno
Es preciso que el nivel del agua en el segundo comparshytimiento sea inferigtr de 1- 2 ctms al fondo de la atariea g del primero Asiacute se logra que el agua pase del primero al SEgundo compartimiento
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Hiego por ~lIhm(~r~ ioacuten Planta ltle unn in~tala(- i(ln de cuatro C(Jlllparlimi-(-middotnto~
Ventajas e inconvenientes de este sistema- Permite reshygar superficies de poca pendiente con ca1tidades de agua demasiado pequentildeas para utiliza ras de otro modo Transshyforma en tierras feacutertiles suelos mediocres siempre que no sean impermeables y que las aguas contengan limos carshygados de principios nutritivos Su instalacioacuten y vigilancia son sencillas y baratas
En suelos impermeables da malos resultados Rara vez se puede aplicar en el momento de la vegetacioacuten y mientras dura impide la aireacioacuten del suelo
- - 1578 - shy
El riego por sumersioacuten se emplea principalmpnte en el cultivo del arroz
Riego de los arrozales- EI arrozal ha de estar compleshytamente cubierto por el agua pero sin quedar estancada sino circulando con muy poca velocidad Sin agua no gershyminariacutea la semilla y en cambio si quedara estancada enshyfermaria 0 planta y podriacutea ser causa de una epidemia pashyluacutedica en la regioacuten
El terreno destinado al cultivo del arroz ha de ser enshyteramente llano y con la pendiente necesaria para la lenshyta circulacioacuten del agua El campo se divide en parcelas delimitadas por pequentildeos diques de tierra
Unas como B (Fig 16) estaacuten trazadas longitudinalmenshyte en el sentido de las labores y del movimiento del agua al paso que otras la sentildealadas con la letra e van en dishyreccioacuten perpendicular a las primeras
Una vez construIacutedos los diques se da el agua a las parce las D y J de modo que la capa liacutequida tenga unos 12 ctms de espesor Hecho 6stO se practican en el dique inmediatamente infel ior unas abe rturas E de 20- 30 ctms
de ancho por donde flushyye el agua a las parceshylas inferiores Asiacute se conshytinuacutea hasta regar todo el arrozal El agua se reshycoge en la atariea d e desaguumle A
El consumo de a g ua se calcula en 24 Its por segundo y por hec taacuterea
Sumersioacuten artificial con derrame continuo--Cuanshydo se dispone de gran can tidad de agua la cirshyculacioacuten puede ser conshytinua sin alterar las disshyposiciones precedentegt
El agua de riego desshypueacutes de alcanzar el nishy
ni~po s i c i(lfl dI un arrozal divirl gtln ( 1
lahla~ n -lIadriluacutel erus L ri ego
- - 1579-shy
vel normal en el compartimiento regado pasa lentamente al inferior y se reemplaza con nueva agua Este procedishymiento priva menos del aire a las plantas que e l estallCU miento permanente
El movimiento d8 las aguas se regula dE-~ tal manera que la can tidad siexclJida por la parte inferior sea igual a Jo que Gntra por la superior De 83t8 modo se llega raacutepidashymente a resultados excelentes
Conviene enviar agua nueva o los compartimientos inshyferiores disponiendo alrededor del cqmpo un canal de cirshycunvalacioacuten El agua debe vaciar por encima de las comshypuertas a fin ds qU8 no arrastre los sedimentos En general los compartimientos tienen dimensiones mayores que los de sumersioacuten sencilla Si la pendiente es muy fuerte conviene disponer oblicuamente diques interiores que impidan la erosioacuten del suelo Los diques que bordean las parcelas tieshynen aproximadaments 150 mts de ancho en la corona y un nivel de 30- 40 ctms sobre el de las aguas
Rieqo por filtracioacuten
Este sistema comprende dos subdivisiones
19 Por filtracioacuten del aqua en el suelo por atarieas proshyfundas- Es un procsdimiento muy imperfecto desde el punshyto de vista d3 los resultados pero muy sencillo y econoacuteshymico Em p lea las zanjas excavadas en los terrenos para sanearlos
Esencialmente consiste en cerrar las compuertas que regulan los diferentes canales de desecamiento El agua de lluvia etc fluye asiacute poco a poco pgtr estos canales y si el suelo es permeable lo humedece al atravesar las pareshydes laterales de e llos pudiendo llegar por capilaridad hasshyta las raiacuteces
Este procedimiento soacutelo es practicable cuando el terreshyno es bastante permeable y de poca pendiente En suelos poco permeabls los resulta dos no son satisfactorios el agua fluye bien por los cana ~ es pero no logra humedecer la tierra
La lig 17 muestra la disposicioacuten de los canales a a b b y Ja de la compuerta d que cuando estaacute cerrada deshy
- 1580
termina el retroceso del agua que se va elevando en los canales y penetra en el suelo Abriendo jo compuerta se inicia la salida del agua y consecuentemente el desecashymien~o del terreno
A~~J~~Mitrbt~Ir~~M~~1 B
F~( 11 J)i sposieiHl para htlnHd e(~e r IIn 1IITfJ1U drenadu al ail
J i~ Hi middotiexclo po fiJI radmiddotn
29 Filtracioacuten del agua por atarieas abiertas superficiales - middot-Este meacutetodo se aplica sobre todo a Jos tierras labradas y
entre otros a 103 cultivos hortiacutec81as Difiere esencialmente del anterior en que las atarieas estaacuten mucho maacutes proacutexishymas en que son superficiales y el agua penetra en el sueshylo y en el subsuelo p8r las paredes y por el fondo
El agua circula por atarieas paralelas que limitan las parcelas de los cultives No debe tocar ni las hoias ni los tedios Por esta razoacuten se emplea e l agua de cloacas para los cultivos hortelanos Como no se ponen en contacto con as hoias ni con los tallos no pueden contaminar esta parshyte comestible de los vegatales Sin embargo uacuteltimamente se ha dicho que las aguas de cloacas contaminan las parshytes aeacutereas de las hortalizas con geacutermenes nocivos y se ha prohibido su empleo para el cultivo de las hortalizas que se toman sin coccioacuten
Este meacutetodo es tanto maacutes eficaz cuanto maacutes proacuteximas
1581 shy
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ni ego por 5-lIrc()~ Di ~pn ~ iciiexclm de la~ atalj pa~
esteacuten las zanias que se trazan con el arado y estaacuten seshy
paradas unos 060- 080 mts La lig 18 indico la disposicioacuten del suelo La liacutenea a b
representa el canal de conduccioacuten a c el canal de riego del campo d designan los surcos que no terminan en el canal a c La limpieza que necesita el funcionamiento del sistema deteriora pronto este canal Debe construiacuterse una atari ea auxiliar e f comunicada con el canal a c por meshy
_-1582 - shy
dio de pequentildeos cortes g Este canal auxiliar se abre con el arado y se termina cuidadosamente con la pala Es anshycho y tiene una profundidad de unos la ctms
Riego por desbordamiento
Puede efectuarse de las maneras siguientes con reshygueras de nivel y planos inclinados que describiremos sucesivamente
A shy Por regueras de nivel Fundamentoshy EI terreno a regar estaacute surcado por regueras horizontales de desbordashymiento en que el agua rebosa el borde inferior y se exshytiende en forma de laacutemina continua
Pendiente del terrenoshy No debe ser excesivamente peshyquentildea pues entonces la circulacioacuten de la laacutemina de agua se efectuariacutea defectuosamente se admite como necesaria una pendiente de 3 Si 0 pendiente fuere excesiva en vez de una laacutemina continua se formariacutea una serie de arroshyyos que socavariacutean el terreno este peligro debe evitarse haciendo las regueras suficientemente proacuteximas
Descripcioacuten y funcionatnientoshy Las regueras de reparshyticioacuten se trazan en la direccioacuten aproximada de las liacuteneas de maacutexima pendiente fig 19 Si se interrumpe una regueshyra de distribucioacuten remansando el agua eacutesta entraraacute en la reguera de nivel inmediata anterior la cual se llenaraacute y desbordaraacute invadiendo el terreno el exceso se recogeraacute en el colector inmediato inferior el cual lo transportaraacute al canal de desaguumle
b middotmiddot l~vcro diexclhi Clon
rig 9
Alimentacioacuten de regueras sucesivas por una misma tomashy En vez de recoger las aguas sobrantes de una reshyguera directamente en un colector se recogen en otra reshyguera la cual una vez desbordada las deja pasar a otra y asiacute a varias no pasando de 4 oacute 5 seguacuten el caudal de
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agua de que se disponga Parece que asiacute pudiera hacerse extensivo a todo el campo con una sola toma superior en la reguera de reparticioacuten pero no debe olvidarse que el agua que llegase a las regueras inferiores estariacutea escasa en oxiacutegeno y principios fertilizantes Esta es la razoacuten de las tomas sucesivas
Perfil longitudinal de las reguerasshy En la praacutectica no
iexcliexcl~f o UI a
I iquest
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I L middot ___ --shy
I D--1 t~uHO c o tor
- I 001 I 00 I
I 0 bull ___ J
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_~_-o---J
Uig 19) Riego por curvas de nivel
debe d6rseles una pendiente superior al 0003 intercalando cascadas si fuere preciso esto se refiere a las regueras de reparticioacuten Las regueras de distribucioacuten deben ser perfecshytamente horizontales
Seccioacuten transversal de las reguerasshy Las regueras de nivel deben ser poco proundas a fin de disminuiacuter la preshysioacuten del agua y por tanto su infiltracioacuten Es aconsejable
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UllO anchura de 20 ctms con una profundidad no mayor
de S clms Las acequias y regueras d e reparticioacuten se calcushy
bn seguacuten las foacutermulas hidraacuteulicas
B shy Por planos inclinadosshy Son tales les ven tajas del
riego por regueras de n ivel que se procura em plear un
sistema anaacutelogo aunque el terreno no tengo lo pendiente
necesaria
Principio--Si lo pendiente es inferior al 003 se terramiddot
1 I
Cor~e por A B F iJ20
I I
I
J
Ri eacuteo t por p la n o~ in(linado pUl dobl e ari5la
plena formando un escolonado d e planos inclinados que
permito el riego por reguera~ de nivel
Descripcioacutenshy la reguera de reparticioacuten se coloca a una
altura conveniente para que el agua pueda en trar a las
regueras de nivel practicadas en la parte superior de los
planos en forma que llena de agua se vierta por ellos
recogiendo el exceso en colectores lig 20 El agua sobranshy
te puede ser muy abundante en tal caso el colector al ishy
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menta a su vez o tra serie de planos actuando a mane ra de reguera de reparticioacuten
Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
Planos inclinados naturales- Supongamos fig 21 un terreno de pequentildea pendiente S8 construye en terrapleacuten una reguera de d istribucioacuten con los produc tos de la excavacioacuten del colector inmediato E primer antildeo el riego seraacute defectuoshyso pero en los antildeos sucesivos mejoraraacuten los terraplenes y planos incl inados merced a la aportacioacuten del limo por las mismas aguas
0(oacute v lt
o
ltiexcl - =-=~ ~ ~ ~-= -=--=--=-shy~ ~ Fig21
Planos inclinados artificiales-Consisten en cons truiacuterlos directamen te con tierra sacada del terreno m ismo lo cual exige terraplenes y movimientos importantes de tierra (fig 22)
TfrImiddotO)COfi
~S~iacutelllflmiddot ~~f~~
Tts 22
Datos para la formacioacuten de un proyecto de riego por planos inclinados- Se atenderaacute en primer lugar a que las acequias y regueras de reparticioacuten sean capaces de sumishynistrar el agua necesaria y los colectores de desaguar los sobran tes Las regueras de distribucioacuten seguiraacuten sensibleshymente las curvas de nivel a fin de q ue los planos incl inashydos conserven una longitud constante y que las regueras de dis tribucioacuten sigan la direccioacuten de la pendiente del terreshyno La anchura de Jos escalones no seraacute excesiva a fin de evitar los grandes movimientos de tierra En general tienen 4 oacute 5 mts y si el terreno tiene fuerte pendiente lleshygan a tener 10 Oacute 12 mts La pendiente de los planos inclishynados seraacute de 003 como miacutenimum
el riego de pende del caraacutecter de l sue lo de la profundidad hasta la cual se desee humedecerlo y de la humedad que fa contenga
A continuacioacuten incluiacutemos una tabla de bastante utilidad
PORCENTAJES POR PESO DE LA CAPACIDAD PARA VARIOS SUELOS
Clas del suelo Coeficiente Wiltlng Cpacidnd Capacidad Capacidad
La capacidad uacutetil seguacuten se de duce de lo anterior es la diferencia entre la capacidad capilar y el coeficiente de marchitamien too
De la tabla anterior deducimos que si un barro o marshyga alcanza al coeficiente de marchitamiento contiene toshydaviacutea 134 de agua por peso y puede retener por capishylaridad 46 de agua adicional o 4 lbs pie cuacutebico En estas condiciones se requeririacutea 1 4 de pie cuacutebico para lleshynar un pie cuadrado de superficie de este suelo a una promiddot fundidad de 42 pies y a su capacidad capilar esto es se requeririacutea 3 de profundidad al aplicar el agua al suelo
Similarmente un barro arenoso bajo las mismas conshydiciones necesitariacutea 75 maacutes de agua o una profundidad de 51 4 pulgadas la arena gruesa necesitariacutea 7Y2 Y la arshycilla 3
CAPITULO III
Alimento de las plantas
El agua es el constituyente maacutes abundante de la planshyta y por lo tanto el elemento maacutes importante del alimento
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de e~ la Ademaacutes de e sto el aguo es el vehiacuteculo necesario paro llevar en solucioacuten todos los otros e)ementos indispenshysables para lo nutricioacuten de lo planto
La cantidad de aguo necesaria paro lo formacioacuten de uno unidad de tejido variacuteo grandemente con lo clase de lo planto y con lo cantidad de materia alimenticio
Libras de agua necesarias para la formacioacuten de una libra de materia seca
Lawe y Gilberl H ellreigel Wollmy Klng Widlsoa Promedio
El aguo llevo el alimento necesario o los plantos en dos formas o) en suspensioacuten y b) en disolucioacuten
o) Los aguas llevan siempre en mayor o menor canshytidad elementos en suspensioacuten que depositan en los tieshyrras hacieacutendolos accesibles a los plantos Los elementos llevados en suspensioacuten forman porte del limo arrostrado por los aguas que ha sido tomado de los terrenos por donde han pasado para depositarlos maacutes tarde cuando el aguo pierde su velocidad en cantidad proporcional al arrastre y o la peacuterdida de velocidad
Los cantidades de limo arrastradcs variacutean entre amshyplios liacutemites En JD0 mismo corriente de aguo variacutean con los crecidos Veacuteanse algunos cifras suministrados por difeshyrentes observaciones que daraacuten ideo de los enormes canshytidades que pueden ser arrastrados
Var 12000000 Loira 6000000 Ga rona 5700000 Sena 200 000 Ma me 105000
Herveacute-Mangon ha es tudiado este a sunto con mucho cuishydado Sus observaciones en el Durance pueden resumirse asiacute
El peso tota l de 103 limos acarreados por este riacuteo en Merindol en dos ai10S (1859- middot1861) fue de 17923321 Tons
Admitiendo que estos limos depositados en el suelo peshysen por teacutermino medio 1600 kgs mts cuacutebicos su volumen hubiera sido de 11077071 mts cuacutebicos
Si este limo se depositase iacutentegramente en e l suelo cushybririacutea en un antildeo con una capa de 001 mts de espesor una superficie de 110770 hectaacutereas
Antildeade Herveacute-Mangon que en el departamento de Vaushycluse se consideran muy feacutertiles ~as tierras arables que poseen 030 mts de espesor de este valioso aluvioacuten o sea 3000 mts cuacutebicos iacute hectaacuterea El volumen de limo arrastrashydo en un ai10 por el Durance en Merindol representa una superficie de primera calidad de 11077071 3000 = 3692 hectaacutereas
Algunos anaacutelisis quiacutemicos de limos practicados por Herveacute-Mangon daraacuten una buena idea sobre su importancia
Limo del Durance- Can tidad media anual de limo conshytenida en un metro cuacutebico de agua 1454 gro Composicioacuten media por ciento y por antildeo
Promedios Men suare s Extrorno s
Residuo arcillosiliciacutelico insoluble 4502 46650 Aluacutemina y peroacutexido de hierro 372 4650 Nitroacutegeno 006 0098 Carbonato de cal 4127 41470 Carbono 041 0686 Agua y productos no dosificados 952 6446
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Limo del Var-Composicioacuten centesimal Residuo insoluble 4428 Aluacutemina y peroacutexido de hierro 503 Carbonato de middot cal 3853 Nitroacutegeno 012 Carbono 012 Agua y productos no dosificados 1504
Veamos ahora algunos anaacutelisis practicados recienteshymente por M Muumlntz y que indican la cantidad de limo en varias corrien tes de agua y de los cuatro principales eleshymentos de fertilidad
Cre8mos conveniente exponer la composicioacuten del amoshyso limo del Nilo Los anaacutelisis del Dr Letheby indican las siguienies cifras por ciento
Crecida Esllalo
Materias orgaacutenica3 1502 1037 Acido fosfoacuterlco 178 057 Col 206 318 Magnesia 112 099 Potasa 182 106 Sosa 091 062 Aluacutemina y oacutexido de hierro 2092 2355 Acido carboacutenico y peacuterdidCIs 128 144
Es laacutestima qua este anaacutelisis no comprenda el nitroacutegeno que tanta importancia tiene como fertilizante esta falta se puede suplir promediando los anaacutelisis de Poyen y Chamshypian que dan 09-13 por mil de nitroacutegeno
El valor fertilizante de los limos de algunos riacuteos del Suroeste de EE UU comparado con lo requerido por una tonelada de alfalfa aparece en la tabla siguiente
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MaUrla ferlillzanle por acre Pie de agua
RIO Feeha Acldo 10sl Polasa NltroacuteVeno Invesllgador
Riacuteo Grande 1893-94 314 3255 2440 Goss Riacuteo Salado 1899-1900 105 265 900 Forbes Riacuteo Colorado maacutex 1900-0 I 4356 4446 6970 RIacuteo Colorado mIacuten 1900-01 226 163 103 1 ton de alfalfa 167 330 4200 Goss
Para apreciar la abundancia y cccioacuten fertilizante de los limos recordaremos ahora la composicioacuten por mil de una buena tierra vegeial del limo de una corriente de agua (Francia) del limo del Nilo y del Gstieacutelcol de granja
Tierra veoelal Coriente de agua Nilo Esliereol d (Francia) Granja
b) Al igual de las aportaciones de limo las cantidades de elementos disu3ltos llevados por las aguas variacutean cor la naturaleza de los terrenos que atraviesan
Las aguas son maacutes eficaces cuando contienen elementos que soja existen en pequentildea cant idad en el suelo que con ellas se debe regar
Aguas lluvias- Los anaacutelisis de las aguas lluvias han demostrado que ellas contienen nitroacutegeno combinado carshy
bonato y nitrato amoacutenico moterias orgaacutenicas clorura soacutedishyco suliato soacutedic) oacutexido de hierro oxiacutegeno nitroacutegeno y aacutecishydo carboacuten ico Los proporciones de estos compuestos variacutean con la localidad en las ciudades el agua lluvia estaacute maacutes cargada de aacutecido carboacutenico de materias orgaacutenicas y mishynerales que en el cnmpo En la formacioacuten de aacutecido niacutetrico tienen mucha influencia las tempestades
Cien litros de agua lluvia hervida han dado Nitroacutegeno 1308 lts
Oxiacutegeno 0637
Acido carboacutenico 0128
2073
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En general se puede admitir un promedio anual de 808 kgs de nitroacutegeno combinado (amoniacuteaco y aacutecido niacutetrico) por hectaacutereas y por antildeo
Aguas de arroyos y riacuteos- La composicioacuten de estas ashyguas variacutea tanto seguacuten la eacutepoca del antildeo en que se opere y el procedimiento que se siga para obtener la muestra que es bastante difiacutecil comparar los resultados de los dishyversos experimentos
Las aguas corrientes en contacto con el aire disuelven los gases contenidos en eacutel La absorcioacuten de oxiacutegeno es relativamente mayor que la de nitroacutegeno En general las cantidades de gases disueltos variacutean con la temperatura y para el gas carboacutenico con la composicioacuten de las aguas
Seguacuten Poggiale y Herveacute-Mangon el agua del Sena conteniacutea a DU y 760 mmts
La cantidad de nitroacutegeno y materias minerales conteshynidas en las aguas de que nos ocupamos variacutean grandeshymente y para dar idea del orden y magnitud de las misshymas citaremos los datos de algunas aguas seguacuten M Muumlntz
MATERIAS Bourne Isere Rodano Sourgcs Durance gr gr gr gr gr
Nitroacutegeno niacutetrico por m 0038 0223 0828 0104 e285 amoniacal 0100 0 110 0130 0036 00 I O orgaacutenico 0130 0 140 0230 0130 0140
TOTALES 90626 126907 120 lOa 103336 171089 Peso total de la
mal en di lOO 175 158 160 240
Si suponemos que la cantidad total de agua de riego
- ]529
repartida en una regioacuten sea de 16000 mts cuacutebicos por hecshytaacuterea y por antildeo resultaraacute por ejemplo en el Isere que e l nitroacutegeno aportado por ellas seraacute 0473 X 16000 = 7568 grs o sea 75 kgs que es bastante apreciable En algunos casos resultan cifras muy elevadas asiacute Herveacute-Mangon ha encon trado que una pradera de los Vosgos recibe 208 kgs de nitroacutegeno mediante los canale de riego resultando in shynecesaria la aplicacioacuten de este abono
CAPITULO IV
Fuentes de abastecimiento
Las aguas que se emplean para regar puede n provenir 10 De las corrientes subterraacuteneas 29 De los es tanques o depoacutesitos de a lmacenamiento 30 De Jos corrientes de agua
1-Corrientes subterraacuteneas
A-Origen- EI origen de las aguas subterraacuteneas no estaacute establecido cientiacuteficamente maacutes que desde hace pocos antildeos el estudio de los fenoacutemenos geoloacutegicos antiguos y
recientes y el de la meteoro logia han permitido a distin shyguidos observadores determinar las muacuteltiples acciones y reacciones que las aguas ejercen a traveacutes de la corteza terrestre
Muchas fueron las teoriacuteas que sobre el origen de las aguas subterraacuteneas se emitieron Sin referirnos a una anshytiguumledad muy remota diremos que la teoriacutea correcta fue creciendo en importancia y confirmaacutendose cada vez maacutes
En 1847 J Degousse menciona las causas de la preshysencia del agua en las capas geoloacutegicas que estaacuten cershyca de la superficie del suelo En resumen la cantidad de agua que e levada por la evaporacioacuten en la atmoacutesfera recae en forma de lluvia niebla nieve etc sobre los continente s es maacutes que suficiente para alimentar las coshyrrie ntes de agua que circulan en su superficie o en sus cashyvidades interiores
Hoy que innumerables trabajos de minas y sobre toshydo de sondeos profundos destinados a la busca de agua
-- 1530- shy
heacuteln perforado la superficie del suelo que el reglmen de las corrientes de agua y la accioacuten de las lluvias sobre eacutel ha sido estudiado ninguna duda es ya posible Las obsershyvaciones llegadas de todas las regiones geo~oacutegicas prueban que la alimentacioacuten de todas las corrientes de agua sushyperficiales o subterraacuteneas de todas las capas estaacute asegushyrada uacutenicamente por las aguas de la atmoacutesfera
B-Manera de encontrar y buscar las aguas subterraacuteshyneas- Para encontrar las aguas subterraacuteneas se pueden dar solamente ideas generales Las aguas para que hagan su aparicioacuten en el subsuelo necesitan un recipiente un hueco en eacutel Para el hiJroacutelogo seraacute siempre tarea difiacutecil tener que buscar agua sobre todo si se trata de grandes cantidades de aguas subterraacuteneas en las capas geoloacutegicas antiguas pues en las rocas de esta edad la estratigrafiacutea de las capas perme-lbles de las roturas y de los abismos es de una naturaleza tan complicada y tan difiacutecil de comshyprobar que los medJos hidroloacutegicos son aplicables solashymente en casos determinados Por otra parte las rocas deshytriacuteticas de las edades geoloacutegicas maacutes recientes del cuashyternario diluvial o actual ofrecen un campo de investigamiddot cioacuten maacutes favorable
Por la misma formacioacuten de la superficie el hidroacutelogo podraacute deducir muchas veces si el subsuelo se presta para llevar aguas Son de importancia las deposiciones arenoshysas producidas por la atmoacutesfera las dunas de las cuales muchas ciudades se abastecen de agua Las deposiciones Cuaternarias se distinguen por su regularidad sin embargo es frecuente encontrar buenas condiciones hidroloacutegicas en las formaciones arenosos del terciario
Excelentes indicios ofrecen los pozos existentes se deshyberaacuten anotar las variaciones de nivel y las entregas de agua Si el pozo no se ha secado ni aun en los tiempos de mayor sequiacutea y si no se ha procedido nunca a profunshydizarlo se debe pensar que hay un buen portador de aguas Si el nivel del agua en el pozo baja muy poco aunque se saquen grandes cantidades de agua se tiene indicios de que el subsuelo procede de buenas capas permeables
Los terrenos seguacuten su naturaleza quiacutemica y fiacutesica roshyturas y grietas que los atraviesan son capaces de retener
- - ]31
o dejar filtrar maacutes o menos agua desde el punto de vista de esta propielad los dividiremos en permeables e impershymeables
Las aguas de lluvia al caer sobre el suelo empiezan por impregnar la capa superficial facilitando asiacute su absorshycioacuten por las plantas ot[) arte se evapora al contacto con el sueo cuya temperatura os genelUlmente superior a la del aire el resto del agua trata de seguir a los arroyos o riacuteos a menos que durante el trayecto estas aguas sean absorbidas por la porosidad del suelo
La parte de agua que no eS utilizada por la vegetacioacuten desciende lentamente hasta encontrar una capa impermeashyble que a obligu a escurrirse siguiendo su conterno
Si las raiacuteces son numerosas e importantes constituiraacuten una especie de filtro subterraacuteneo que haraacute regular el reacutegishymen de las aguas subterraacuteneas al contrario en terrenos donde la vegetacioacuten es escasa las aguas arrastran la tieshyrra vegetal y el reacutegimen subterraacuteneo saraacute irregular De esshyto deducimos la importancia de los bosques pues ellos son reguladores de la humedad del suelo dan origen a mananshytialas y moderan el escurrimiento de las aguas superficiales
Las rocas superficiales permeab~es provienen generalshymente de la disgregacioacuten de las rocas soacutelidas sea por las reaccienes quiacutemicas por la accioacuten de las aguas del calor etc Las rocas silicosas o cuarzosas (cuarzo pizarras siliacuteceas areniscas) se transforman en arenas maacutes o menos gruesas en cascajo en guijarros y cantos rodados Las rocas grashyniacuteticas gneis pizarras micaacuteceas es decir las recas de los terrenos cristalinos a base de feldespatos se descomponshydraacuten en tierras arcillosas o caolinas ricas en aacutelcalis y en arenas Les esquistos se transformaraacuten en tierras silicoshysos o arcillosas Las calizas y las margas calizas daraacuten tierras y arenas calizas
De todas estas rocas la maacutes permeable es el aluvioacuten esto se comprueba observcrdo la facilidad con la cual bashyja el nivel de los pozos cuando se ha secado cierta cantidad de agua Se mide la permeabilidad desnivelando la capa de agua de un pozo por medio de bombas la modificashycioacuten del nivel del agua para un gasto determinado permite evaluar la permeqbilidad
- 1512
Las arenas silicosas areniscas seguacuten su grado de ceshymentacioacuten las callzas friables y porosas) son tambieacuten roshycas permeables
La tabla siguiente da la porosidad de varias formacioshynes en porcentaje por volumen
Formacioacuten Localidad Porosidad Invutlu~dor
VolUlll
Dolomita Joliet 111 27 Merril Caliza (ooliacuteti- Bedford Ind 98
cas) Dolomita Winona Min 17 Arenisca Jordaacuten Min 237
Tiza Inglater-a 1444 Humber Arena 3545 Arena y grava 2S30 Suelo arenoso Carolinn del Arenisca de S 43 Whitney
Postdam Ablemans Wis 7 12 Buckley
Para compreacuteJbor la exist2ncia de aguas subterraacuteneas debe estudiarse si e llas estaacuten en e s tado de reposo o moshyvimiento En el primer caso s~ tendraacute una aglomeracioacuten de aguas que pueden agotarse Dor la extraccioacuten permanenshyte En el segundo la aglomeracioacuten daraacute un rendimiento continuo que se sostendraacute mlentrcs no se saque una canshytidad mayor que la que alimenta las existencias
A fin de informarse de sus movimientos debe iexcllevanshytarse un plano de las alturas de las capas del nivel de las oguas subterraacuteneas La construccioacuten del subsuelo se ha de relevar primeramente por medio de tres pozos situados siempre que sea posible en los veacutertices de un triaacutengulo equilaacutetero Deben determinarse las capas que forman el teshyrreno la manera como se suceden e l espesor y la situashy
- - 1133 - shy
cioacuten de ellas y anotarse los resultados en un libro de pershyforacioacuten que tendraacute el siguiente rayado
Pozo N 200 mts a l S de perforado entre el
y
Nuacutemero de Altura Espesor de Profundidad Naturaleza la capa Mts la capa Mts Bajo la supo del terreno
Mts
Cuando se llegue a la capa portadora de las aguas se colocaraacute un tubo de observacioacuten en el pozo para determishynar el nivel del agua subterraacutenea y sacar muestras de ella El tubo de observacioacuten tiene un diaacutemetro de 4 5 hasta lY2 y estaacute provisto en su extremidad inferior de un filtro de un metro de largo
El extremo que llevo e l filtro se fabrica de un tubo pershyforado revestido exteriormente con un tejido de trencilla Al colocar el tubo de observacioacuten dentro de la perforacioacuten deix~ reJenarse con arena lavada el espacio entre ambos y lueacutego quitar los tubos de perforacioacuten Debe hacerse lueacutego una nivelacioacuten para determinar las alturas de los extremos superioras de los tubos de observacioacuten y la situacioacuten de jo niveles de 103 aguas subterraacuteneas
Conocidos los signos exteriores que revelan la presenshycia de las aguas subterraacuteneas conviene tener en cuento algunos caracteres geoloacutegicos del terreno para proceder con maacutes acierto el e alumbramiento de las aguas Estos cashyracteres principales son
Terrenos poco permeables que descansan sobre un terreno impermeable--La topografiacutea de un terreno de este geacutenero es faacutecil conocerla consul tondo los mapas con curshyvas de nivel La liacutenea de mayor pendiente indica la dishyreccioacuten en que las aguas subterraacuteneas son maacutes abundanshytes porque generalmente la capa impermeable del subsueshylo estaacute inclinada en direccioacuten de la liacutenea de maacutexima penshydiente en a~gunos casos la pendiente de la capa impermeashyble sigue otra direccioacuten y en tonces la liacutenea en que se enshycontraraacute la mayor cantidad de agua seraacute la diagonal del paralelogramo
- - lSll -shy
Cuando la capa impermeable presenta ondulaciones como es frecuente las aguas subterraacuteneas se acumulan en las depresiones del terreno impermeable que corresponden aproximadamente a las depresiones superfi ciales en este punto deberaacuten practicarse los pozos
Terrenos de aluvioacuten y descompuestos-Las aguas subshyterraacuteneas de estos terrenos estaacuten muy cerca del suelo Pashyra obtener en ellos un gran caudal de agua se abren los pozos en los sitios en que la corriente de agua subterraacutenea tiene mayor velocidad Para averiguarlo suelen emplearse dos metodos el de Thien que consiste en abrir dos talashydros o pequentildeos pozos y tirar sal marina en el pozo maacutes alto determinando el tiempo que demora el agua salada en aparecer en el pozo maacutes bajo El otro metodo que es maacutes praacutectico es de Schuchter y consiste en practicar dos pozos en uno de los cuales se vierte cloruro de amonio electrolizando e l suelo por una corriente electrica la aguja de un galvanoacutemetro permite averiguar la llegada de la solucioacuten al otro pozo por disminuIacuter notablemente en este momento la resistencia del circuito eleacutectrico asiacute formado
Terrenos muy permeables y homogeacuteneos- Si eacutestos desshycansan sobre uno capa arcillosa bastaraacute hacer suficienteshymente profundo el pczo para encontrar la capa de agua De un modo general convendraacute seguir las mismas reglas indicadas para los terr enos poco permeables El empleo de la dinamita parece ser ventajoso pues la violencia de esshyte exposivo origina grietas y fisuras que favorecen la filo tracioacuten
Terrenos muy permeables y heterogeacuteneosmiddot-Es frecuenshyte que en estos terrenos haya dos circulaciones de aguas superpuestas por S2r generalmente muy profunda la capa inferior presenta moacutes intereacutes el alumbramiento de la capa superior
e-Manera de calcular la cantidad de agua subterraacuteshynea- El mejor meacutetodo para calcular la capacidad de una fuente subterraacutenea es hacer ensayos de bombeo durante un tiempo suficient8mente lergo para alcanzar un equilimiddot brio cproximado entre la entrega y la demanda Rara vez seraacute praacutectico continuar taes ensayos hasta alcanzar el equilibrio perfecto pues en la mayoriacutea de los casos seriacutea
-15 ~5 -
esto labor de varios antildeos Por otra parte los ensayos d 2 corta duracioacuten generalmente dan resultados falsos o al menos engantildeosos
a-Velocidad del flujo- -La velocidad del flujo de una corriente subterraacutenea es funcioacuten de la pendiente o gradiente hidraacuteulica y de la resistencia que ofrecen las partiacuteculas del suelo
La pendiente puede dete rminarse faacutecilmente haciendo sondeos hasta el nivel de las aguas subterraacuteneas teniendo cuidado de medirla en la direccioacuten de maacuteximo declive Si sobre el estrato permeable se encuentra otro maacutes o menos impermeable el agua correraacute en el inferior bajo una preshysioacuten superior a la atmosfeacuterica La pendiente se encontraraacute determinando la altura a que sube el agua en los tubos colocados en el estrato poroso Daben sacarse muestras del material e investigar su tamantildeo y porosidad Lo poroshysidad estaacute influenciada no soacutelo por el tamantildeo de los grashynos sino tambieacuten por el grado de compactacioacuten de la forshymacioacuten es por esto por lo que e lla soacutelo puede calcularse aproximadamente El tamantildeo de los granos se determina por medio de tamices
Habiendo encontrado estos e~ementos nos resta expreshysar la relacioacuten entre ellos y la velocidad del flujo
Los experimentos de Darcy Hagen y Hazen han deshymostrado que la rata a la cual un aguo fluye o traveacutes de arena o grava fina sigue aproximadamente las leyes que rigen paro el flujo en tubos capilares es decir la velocishydad es aproximadamente proporcional o h l siendo h la carga hidrostaacutetica y l la distancia que el agua recorre
Para diferentes clases de materiales la velocidad deshypende del tamantildeo de los poros siendo eacutesta una funcioacuten del tamantildeo de los granos y del grado de compactacioacuten Para una arena de tamantildeo uniforme y un grado dado de compactacioacuten se encuentra que la velocidad del flujo es aproximadamente proporcional al cuadrado del diaacutemetro de los granos expresardo el grado de compactacioacuten en teacutermino de porcentaje de poros se encuentra que para mashyteriales de igual tamantildeo la velocidad del flujo es aproxishymadamente proporcional al cuadrado de la relacioacuten de porosidad El voluIJ1en del flujo que viene o ser igual a
-1536 shy
la volocidad multipicada por el aacuterea de la seCCIOD neta
seraacute entonces proporcional al cubo de la porosidad La enorme variedad en tamantildeo y porosidad de las
arenas y gravas hace bClstante difiacutecil la aplicacioacuten de foacutermulas matemaacuteticas y resultados experimentales a las
condiciones de trabajo Sin embargo los resultados obtenidos por Hazen en
filtros de areno son de bastante importancia en esta mashy
teria La formacioacuten por eacutel obtenida y que se aplica a areshy
na de un tamantildeo efectivo de 01-30 mts es
h(t+IOO
v = cd~ ~ - 60--)
siendo
v la velocidad en metros por diacutea de una columna soacuteshy
lida de la misma 32ccioacuten que la de la arena
c una constante que variacutea entre 400 y 1000 d el tamantildeo efectivo de los granos de arena en mmts
h la carga hidrostaacutellca que causa el movimiento
1 e l espesor de la capa de Clrena t lo temperatura en grados Fahrenheit
El valor de la consonante e variacutea con la compactacioacuten y uniformidad de la arena La v elocidad del flujo a traveacutes
de los p oros se encontraraacute dividiendo la ecuocioacuten anterior por la relacioacuten de porosidad p Despreciando las correccioshy
nes de temperatura la velocidad en pies por diacutea seraacute
d middote shyv 33 X x s K s donde
p
v velocidad promedio a traveacutes de los poros de la areshy
na en pies por diacutea
d tamantildeo efectivo de la arena en mmts
p relacioacuten de porosidad
s gradiente hidraacuteulica
cd~
K = 33 X --- = velocidCld para la pendiente unitaria p
La porosidad p variacutea entre 40 para arena maacutes o meshy
nos uniforme y 30 o menos para arena maacutes compacta o
- IS37 shy
de un grado de uniformidad menor El teacutermino e p que reshypresenta la influencia de la porosidad sobre la velocidad se puede calcular en 1000 040 = 2500 para p = 40 Y
400 030 = 1330 para p = 30 Estos resultados concuerdan con los experimentos de Slichter que establece que la veshylocidad del fluj o es aproximadamente proporcional 01 cuashydrado de la relacioacuten de porosidad Partiendo de esta base y asumiendo c = 1000 para p = 40 calcularemos los vashylores de K
Valores de K o velocidad del flujo en pies por diacutea para S= 1 -
Porosi dad
Muy Fina Fina Media Gruesa
Muy
Gruesa GRAVA fiNA
2i
10 ~I
middot10
010 Oi
on IH 21
020 ~H
3S n l
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~n
050 11 24 tl
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1011 1-0
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11111 IliO
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1111
1~1l
3 00 470 SIiO
1middot1(1(1
2~O(J
Lembke calculoacute los siguientes va~ores para K basado en los experimentos de Darcy Krober y otros
Material 1lt en pies or dia
Arena y grava 9400 Arena gruesa 2800 Arena media 760 Arena fina 150
Slich ter dio los siguientes valores de K para una poshyrosidad de 32 y una temperatura de 50deg
Material Taln~ iexcllO efectivo 1lt en pies Por diacutea
Arena fina 010-020 16 a 65 Arena media 025-045 100 330 Arena gruesa 050-095 400 1550 Grava fina 100-500 1600 40000
No debe esperarse mucha exactitud de los coacutemputos hechos por los procesos antes descritos ellos sirven como una guiacutea general para estudios maacutes precisos e indican liacuteshymites razonables de estos valores
- 1538shy
b-Canlidad de agua--Habiendo determinado la veoshycidad del flujo la porosidad del material y la seccioacuten transversal del estrato poroso en aacutengulo recto a la direcshycioacuten del flujo la rata total seraacute el producto de estos tres factores
Q = velocidad X (aacuterea de ~a seccioacuten X porosidad) = v Ap = KsAp las unidades empleadas son el pie y el diacutea
Las irregularidades de la seccioacuten pendiente y moteria les afectaraacuten maacutes o menos los resultados 103 caacutelculos he chos en esto ferma no tAndraacuten un valor considerable en el estudio de las fuentes de agua subterraacutenecs pero siacute sershyviraacuten para modificar las id8as erroacuteneas que sobre su cashypacidad se tienen con frecuencia
En la tabla que a continuacioacuten insertamos se dan las ratas de flujo en galones por diacutea y por pie cuadrado de seccioacuten para arenas de diferentes grados de menudez y
porosidad y para un) pendiente de 1 Para otras pendienshytes multipliacutequese el nuacutemero de la tabla por la pendiente expresada en decimales
Muy Muy
Porosidad Fina Fina Media Gruesa Gruesa G R A V A F I N A
40 smiddot cw i IU JlUO 200n iacuteWU SIlIlII l llllll 7 lIflll 0 1 171l IXU H~1l 1100 7UU iexcl wo lilHl1l lHIIOIl
2-Estanques de almacenamiento
Estos recipientes se usan para regular el flujo del agua de tal manera que se acomode a las necesidades evitando el gasto excesivo cuando el abas tecimiento excede a la demanda y conservaacutendola para ser usada cuando ocurra lo contrario
El almacenamiento de agua para las necesidades del riego requiere condiciones topograacuteficas especiales para ser financieramente posible Tales condiciones deben hacer poshysible el a lmacenamiento de grandes cantidades de agua de tal manera que las estructuras necesarias sean de dishy
- 1539 shy
rrensiones y costo moderado comparacias con la cantidad de agua almacenada Con respecto a las particularidades topograacuteficas los sitios que se acomodan a ests fin se pueshyden dividir en cuatro clases
l- Lagunas naturales 2- Aquellos cue estaacuten localizados en liacuteneas de dre naje
natural 3- Depresiones naturales 4-Estanques artificiales Las lagunas naturales son impor tantes reguladores del
gua de drenaje que reciben Controlando la salido por medio de represas y compuertas reguadoras puede aproshyvecharse gran pa rte de las existencias a muy bajo precio
Los sitios maacutes comunes para el almacenamiento de -lgua son los comprendIdos en el NI 2 pero requieren mushycho cuidado para la descarga de las crecidos y en geneshyral son muy costosos en proporcioacuten a su capacidad
Las depresiones naturales o logos secos provienen del hundimiento de cavernas subterraacuteneas formadas por la acshycioacuten erosiva de los aguas subterraacuteneos Estas depresiones son inapropiadas para el almacenamiento a causa del faacuteshyci escape que pueden e ncontrar las aguas por los grietas que se encuentran en sus vecindades
Los estanques artificiales exigen trabajos especiales de e xcavacioacuten en general son excesivamente costosos y soacutelo se recomienda su construccioacuten en caso de que el aguo tenga un costo elevado
Eleccioacuten del sitio- Las principales circunstancias que afectan la posibilidad y valor de un sitio para almacenashymiento son
l - Su relacioacuten con los regadiacuteos 2- Su relacioacuten con el abas tecimiento 3-Su topografiacutea 4- Su geologiacutea Debe hacerse un examen cuidadoso de la regioacuten donde
se desea localizar el almacenamien to a fin de descubrir toshydos los si tios posibles y poder escoger e l que ofrezca conshydiciones maacutes ventajosas
El estanque debe estar situado lo bastante alto para poder dlstrlbuiacuter el agua por gravedad y tan cerca de los
- 1540 shy
regadiacuteos que las peacuterdidas por transporte sean miacutenimas Ademaacutes debe ser iexclal el sitio que intercepte una cantidad suficiente de agua o que se la pueda conducir a eacutel
Geologiacutea del sitio- Habiendo estudiado la topografiacutea e hidrografiacutea de l lugar debe estudiarse cuidadosamente su geologiacutea a fin de conocer el caraacutecter y profundidad de los astratos inferiores La conformacioacuten geoloacutegica debe ser tal que contribuya a la eficiencia del almacenamiento Los lugares si tuado3 en vall9s inclinados son gen6ralmente fa shyvorables Como en eacutestos les estratos se inclinan de las colinas al fondo de valle el a gua que cae en aqueacutellas iraacute por percolacioacuten al estanque
En las formaciones de cal y yeso es corriente enconshytrar cavernas que faacutecilmente pueden derrumbarse es por esto por lo que debe e3tudiarse cuidadosamente la geologiacutea de estas formacione3 antes de construIacuter un estanque sobre ellas
Peacuterdidas en los estanques- En re lacioacuten con este toacutepi shyco mencionaremos algunos estanque que han tenido que ser abandonados por lo alto de las peacuterdidas
Estanque de Tumalo- Fue construiacutedo por el Estado de Oregoacuten Durante la diiexclcusioacuten del proyecto un grupo de ingenieros recomendoacute se construyera parcialmente y se hishycieran ensayos sobre su impermeabilidad este consejo no fue seguido y la represa se construyoacute de la altura proyecshytada Terminada la obra se llenoacute el estanque hasta que e l agua a lcanzoacute una altura de 20 pies sobre el orificio de salida En estas circunstancias se abrioacute un hueco en el fondo que descargaba 200 pies cuacutebicos por segundo y que raacutepidamente vacioacute el estanque Este hueco fue taponado y vuelto a llenar el receptaacuteculo pero las nuevas grietas que se abrieron no permitie-ron que el agua volviera a alcanzar la altura inicial Las peacuterdidas subieron tanto que le quitashyron todo valor al estanque como lugar de almacenamiento
Estanque Hondo- Cerca de Roswell Nuevo Meacutejico se construyoacute este estanque aprovechando una depresioacuten nashytural La depres ioacuten se aumentoacute por la unioacuten de las colinas circundantes por medio de diques El agua se suministroacute por medio de un canal de alimentacioacuten Las fugas se preshysentaron inmediatamente que estuvo lleno el estanque y
- - 1541 - shy
aumentaron raacutepidamente debido al ensanchamiento de los huecos y grietas que se abrieron en el fondo Muchos esshyfuerzos se hicieron para restringir las peacuterdidas pero tedas fracasaron y el estanque tuvo que ser abandonado
La roca de la regioacuten era principalmente yeso que coshymo anteriormente se dijo es inapropiado para este in ya que en estas formaciones se encuentran muchas cavernas Es seguro que la depresioacuten que se escogioacute para el almacenashymiento se formoacute debido al hundimiento de alguna caverna
Las siguientes recomendaciones generales pueden ser de alguna utilidad para la escogencia del lugar apropiado
l- Eviacutetense los lugares cercanos a las formaciones de y eso y cal
2- -Las fcrmaciones volcaacutenicas deben estudiarse cuidashydosamente pues en ellas es corriente encontrar grietas o cavidades
3- Las areniscas de grano grueso ofrecen alguacuten peligro
4- Las depresiones naturales no son recomendables y deben evitarse si se encuentral1 en las cercaniacuteas de rocas cavernosas o si reposan sobre material grueso que ofrece salida faacutecil al agua
Sedimentacioacuten en los estanques- Sabemos que todas las corrientes naturales eradan sus canales y llevan maacutes e menos limo en suspensioacuten Cuando se concluye una re presa a traveacutes de una corriente la sedimentacioacuten de los limos debida a l estancamiento del agua puede llegar a disminuiacuter grandemente la capacidad del estanque si n o e remueve
El problema relativo a la sedimentacioacuten en los estan ques construiacutedos sobre corrientes portadoras de limo ha sishydo cuidIdosamente estudiado y se han expuesto muchas teoriacuteas sobre su solucioacuten pero ninguna de ellas ha sido confirmdcr por la pTaacutectica
Se han hecho muchos esfuerzos para determinar el factor exacto que exprese la relacioacuten entre el peso de un limo seco obtenido por observacioacuten y el volumen del misshymo limo como se deposita en el fondo de los estanques
La tabla siguiente muestra el resultado de cuatro enshysayos
-- 1542 -shy
Observedor Peso de I P C Limo huacutemedo Lbs
Limo seco P2S0 Lbs
Densidad
Follet Coghlcm Hughes Lawson
Promedio
1047 89 5
530 923 76 1 860 770
264 255 260
Las variaciones se deben en parte al diferente caraacutecshyter y peso de los limos ensayados Por esto el promedio (77 lbs pie cuacutebico) soacutelo debe tomarse como un va lor aproximado
El80bierno de los EE UU ha hecho observaciones sistemaacuteticas del limo que lleva el Riacuteo Grande desde 1897 hasta 1912 W N Folle es tudioacute cuiciadosamente las dishyversas observaciones y los resultados por eacutel obtenidos opashyrecen compendiados en la siguiente obla
Antildeo Aguaiacute acres pies Limo- Limo - acre s pies
Las observaciones se hicieron de la siguiente manera Se tomaron muestras del agua turbia del riacuteo se removioacute el limo por sedimentacioacuten y filtracioacuten se le secoacute a 60deg e y lueacutego se le p2SOacute Los porcientajes son por volumen y
se les calculoacute tomando como base que un pie cuacutebico de lim o en el estanque pesa despueacutes de secado 53 lbs
Despueacutes de considerar los resultados de los experimenshytos efectuados en India y Ameacuterica Etcheverry concluye asiacute
I- Un pie cuacutebico de limo saturado sedimentado en un tubo por un antildeo contiene alrededor de 30 lbs de limo seco El porcientaje por volumen de lodo saturado es jgual al porcientaje por peso multiplicado por 2l
2- Un pie cuacutebico de limo huacutemedo como se deposita bajo condiciones naturales el por volumen de lodo huacutemiddotmiddot medo es igual al por peso multiplicado por 12
3- Un pie cuacutebico de lodo seco pesa alrededor de 90 lbs
Remocioacuten del limo depositado- La represa Assuan en Egipto forma sobre el Nilo un estcnque de gran capacidad y considerable volumen de limo La gran capacidad del estanque se debe principalmente a la suave pendiente del riacuteo pues debido a eacutesta la represa logra represar las aguas unas 40 millas aguas arriba formando asiacute un estanque largo pero angosto La represa estaacute provista de 180 comshypuertas que permanecen abiertas mientras dura la crecida anual permitiendo asiacute que la corriente torrencial arrastre su linIO a traveacutes del estanque y al mismo tiempo saque parte del que se depositoacute el antildeo anterior
Este meacutetodo de remocioacuten parece ser efectivo pues sosshytiene la capacidad de almacenamiento para las necesidashydes actuales del riego pero eacutel exige el gasto de la mayor parte del agua en antildeos normales y su eficiencia depende mucho de las circunstancias locales (estanque angosto) pues bajo estas condiciones una corriente raacutepida es muy efectishyva para sacar el sedimento depositado Por otra parte las variaciones del Nilo son tan regulares que permiten la ashydopcioacuten de un programa predeterminado lo que es geneshyralmente imposible en otras corrientes
La combinacioacuten de estas condiciones es tan rara que la solucioacuten adoptada no tiene ap~icacioacuten en la mayoriacutea de
-- 1544-shy
los casos y presenta por lo tanlo muy poco in tereacutes como solucioacuten general al problema de que nO$ ocupamos
El ingeniero norteamericano W W Follelt propuso el siguienl meacutetod0 para ramover el limo del estanque Eleshyphanl Bulte
En lo mitad del estanque se construiraacute una pequentildea represa de 40- 50 pies de altura formando asiacute un pequeshyntildeo estanque dentro del principal Esia pequentildea represa esshytaraacute provista de una torre de esclultas eacutestas daraacuten acceso a un conducto que desembocaraacute en el valle pasando por la represo principal
Cuando el estaiexclque principal se esteacute llenando e l peshyquentildeo recibiraacute el agua del riacuteo y gran parte del limo se depositaraacute en eacutel an tes de que el agua pase por sus vershytederos al principal Cuando el estanque pequentildeo esteacute poshyco lleno las aguas turbias se haraacuten pasar por el conducto arrastraraacuten el limo depositado en el pequentildeo estanque y llevaraacuten su carga fertilizante a los regadiacuteos Si se necesishytare agua adicional se sacaraacute del estanque principal
La principal ventaja de este meacutetodo estriba en que con serva las propiedades fertilizantes del agua aumentando asiacute la fertilidad de las tierras que con ella se rieguen
3-Corrientes de aciexclua- La derivacioacuten de una corrienshyte de agua abarca esencialmente tres obras Una barrera un sistema de compuertas y un canal de derivacioacuten
La barrera se dispone a traveacutes de la corriente debajo de la presa de agua y en el lugar donde las orillas esteacuten maacutes cercanas Ella levanta los aguas y las conduce al cashynal de derivacioacuten
El tipo de la barrera depende del caudal de la corrienshyte que se quiere derivar
En un simple arroyo la oparacioacuten es sencilliacutesima Alshygunas piedras grandes y troncos de aacuterboles bastan para establecer barreras muy resistentes Las figuas I y 2 exshyplican la disposicioacuten de una de estas barreras Siempre conshyviene proteger con un zampeado de madera o piedra la parte maacutes abajo de ~a barrera para evitar el desgaste en las avenidas
Crevat describe asiacute las cbras de una presa de agua en el riacuteo Ain Uno de los problemas maacutes difiacuteciles en un proshy
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Planta dfgt la burrera rUacuteili( ~a c ll yo lorlf rtmiddotnr(iexcl ~ 1ta lJ rilo 2
yecto de derivacioacuten es el establecimiento de la presa de agua sobre todo cuando el riacuteo es ancho y torrencial Y hay que prevenir la invasioacuten del cascajo y la arena gruesa
Cuando sea posible conviene aprovechar un recodo del riacuteo donde disminuye la velocidad y por consiguiente au-
Fig 2 HI1TIra 1I1~li( a tn IIn arroyo COrl ~ ( g Uacutell A B (Itshy la fi~ 1
- 1546 shy
menta la altura del agua En la orilla (Fig 3) se construye con grandes piedras talladas un muro de 30 mts de lonshygitud cuya base al nivel de las aguas bajas estaacute proteshygida por un enlosado de cemento de 3 mts de ancho para facilitar el deslizamiento del cascajo que puede ser consishyderable durante las crecidas
Este muro A por tener que servir de vertedero es vershytical por la parte del riacuteo con 030 mts de altura sobre el nivel de la orilla y estaacute sostenido exteriormente por un tashylud de cemento de muy alargada pendiente que forma el
Plano timiddot una harrera y toma dI aglla
fondo de un pequentildeo depoacutesito B faacutecilmente vaciable desshypueacutes de las crecidas por medio de una gran compuerta
En la parte inferior del depoacutesito B hay que establecer un macizo de mamposteriacutea que forma la cabeza del canal F en el que se habraacuten abierto dos tuacuteneles e de dos meshytros de anchura y un metro de altura cuya entrada puede cerrarse con compuertas de hierro reforzadas con nervios El agua al pasar por estos dos tuacuteneles desemboca en el canal de derivacioacuten F que alliacute debe ser poco profundo pero ancho (5 mts) estrechaacutendose en seguida progresivashy
menle hasta que alcance el tiro de agua y anchura norshymales
Fn el muro de defensa A del recipiente B se coloca lna compuerta inmediatamente delante de la~ aberturas de toma d9 agua y debajo de la barrera
Transversalmeiexclte al riacuteo y en el extremo inferior de l vertedero se construye un soacutelido zampeado de fondo E recshytiliacuteneo algo maacutes alto quoacute el fondo leI riacuteo y que se vaya eevando un poco hacia la derecha d se eleva de 050 el nivel de la corriente y se echa nuevamente contra el vershytedero A xl propio tiempo que se ancha un poco el cauce
Chaipeniier de Cossigny habla de una barrera de cashyballetes que con frecuencia se ve en el sur de Francia
Para estableceo a traveacutes del caue del riacuteo se fijan una serie de caballetes como lo representan las figuras 4 y S donde A es una estaca gruesa inclinashyda y C C los sosteshynes Sobre estos cabashylletes se clava una seshyrie de tablas sobre las
Fi2~ 5 cuales se echa desde riacuteo arriba grava RiacuteoFrente de una brre13 de caJallrlt s
- 1548 shy
abajo se defiende al pie de la obra con pentildeascos sosshytenidos con estacas
Las barreras importantes se construyen de piedra o de cemento empezando por trazar el armazoacuten de la barrera Aprovechando la eacutepoca del arlO en que el riacuteo lleva poca agua se clavan a traveacutes una serie de soacutelidas estacas cushyyos extremos superiores delineuroan el perfil transversal de la barrera Estas estacas se unen entre siacute y en ambos senshytidos por medio de cruceros Entre elios se hincan tablones Terminada la armazoacuten se llenan los huecos con guijarros y piedras y lueacutego se rellenan los intersticios con grava y tierra La parte superior de la barrera se recubre con un thecho de carpinteriacutea o bien con losas que formen una esshypecie de embaldosado entre los cruceros
A fin de obtener una barrera maacutes fuerte se puede hashycer la siguiente variacioacuten Una vez terminada la armazoacuten se colocan apoyados conira los tab~ones sacos llenos de cemento que no tarda en f~aguar Estos sacos forman un muro muy resistente Se acaba de construiacuter la barrera lleshynando con cemento el interior limitado por el muro La cashyra superior se resguarda de la accioacuten del agua con un reshyvestimiento de mortero hidraacuteulico para el cual se puede emplear ladrillos
Las compuertas colocadas a la entrada del canal comshypletan el conjunto de las obras de derivacioacuten y sirven para llevor el agua de uno a otro canal
Hay considerable nuacutemero de modelos de compuertas desde las mayores que se aplican para cerrar los canales hasta las menores para abrir y cerrar las atarjeas En prinshycipio una compu9rta se compone de un quicio horizontal que ocupa el fondo del agua y dos montantes verticales ~obre los que se desliza el ventanillo enlazados por un dintel en el extremo superior El quicio y los montantes pueden ser de madera o de piedra El ventanillo es la parshyte movible de la compuerta y se acciona ya a mano ya por medio dG palanca o cremalera seguacuten el tamantildeo Las partes superior e inferior de las compuertas deben protegershyse contra las socavaciones por planchas de madera o por construccioacuten de mamposteriacutea
En suelos flojos se draga el fondo hasta encontrar roshy
-l549 - shy
shy________ -shy _ __ ___J
s lzaltln ue IIna compllfmiddotlla
ca o tierra firme y lueacutego se pone a traveacutes una hilera de
estacas sobre la cual descansa la compuerta a cada lado
de esta primera arma zoacuten se amontonan sacos de cemento
La3 figuras 6 y 7 rlt-presentan un modelo de compuerta
ordina ria Los figuras 8 y 9 representan la compuerta p e-
r~ 7 Planta de tilla (Olllplltmiddotrta
-shy 10
qUEntildea de hierro muy pr-aacutecti ca que se emplea para abrir y cerrO las atarjeas de riego La figura 9 indica claramenshyo
te coacutemo se mantiene fija esta compuerta por medio de dos grandes piedras indinadas que pueden sustituiacuterse por dos puntales de madera
En cuanto al canal de derivacioacuten tambieacuten llamado de alimentacioacuten se ceba en la corrient de agua un poco por
P t(JlUntildea compucrta para atarjta~ lit Jil~o
encima de la barrem Abierto o cerrado por una compuerta debe seguir en su trazado la parte superior del te rreno y presentar el mayor relieve posible Maacutes adelante hablar8shymas sobre eacutel
Evaluacioacuten del caudal de una corrienle- El caudal de una corriente de agua es igual al producto del aacuterea de io seccioacuten bantildeada por la veloc idad media por segundo del agua
r-iacute~ 9
l a middotolllpllrla dmiddot la fiiexcl 8 olorarla en la otnlrada d e 1 alarju
Es necesario obtener el perfil de la corriente en varios lugares y promediar los resultados Para obtener un periil se tiende una cuerda de una a otra orilla perpendicuarmiddot mente a la direccioacuten de la corriente y lo maacutes cerca posib~ de su superficie A distancias regulares sentildealadas en la cuerda se practican sondeos que dan la profundidad d e l
- 1551 shy
agua en cada una de las divisiones Obtenido el perfil con estos datos se sumaraacuten los trapecios parciales para obtAshyner el aacuterea de la seccioacuten dantildeada
La velocidad media de ~ agua se deduce de la velocishydad media en la superficie es igual al producto de eacutesta por el coeficiente 08 en los canales y riacuteos de dimensiones medianas y po 06887 en arroyos y atarjeas La velocidad en la superficie puede calcularse faacutecilmente de la siguienshyte manera A unos 3CJL-40 metros Daacutes arriba del paraje cuyo p3rfil se ha encontrado se echan unos cilindros de madera gruesa o corcho y con un cronoacutemetro se cuenta e l tiempo que gastan en recorrer la distancia comprendida enshytre el Jugar donde se echaron y olro previamente fijado 30-40 mIs maacutes abajo del lugar del perfil La operacioacuten debe repetirse varias veces y promediar los resultados
En vez de valerse del flotador para determinar la vsshylocidad de la corriente suelen emplearse los medidores de velocidad o corriente (Current Meter) Existen varios modeshylos de estos aparatos los maacutes usados son el de Haskell y
61 de Price En el modelo Price existen dos tipos el eleacutecshytrico y el acuacutestico Por se r estos aparatos suficientemente conocidos y venir acompantildeados de instrucciones para su uso no nos detenemos a explicarlos
Cuando el cauce es de seccioacuten bastante regular es preferible usar una compuerta para medir el caudal
Compuerta rectangular- De sus experimentos con esta clase de compuertas Francis dedujo la siguiente foacutermula
Q = 333 H (L - 02 H) siendo Q = descarga en pies cuacutebicos por segundo L = longitud de la compuerta 6n pies H = altura del agua sobre la compuerta en pies Cuando la velocidad de aproximacioacuten tiene un valor
suficientemente alto para afectar los resultados deben hushycerse las correcciones necesarias Francis propuso la sishyguiente foacutermula para este caso
Q = 333 (L - 02 H) [ (h HYh - h~h 1 donde h = allura debida a la velocidad de aproximacioacuten
Compuerta de Cippoletti- Las foacutermulas correspondienshytes a los dos casos mendonados para la compuerta regushylar son
Las figuras 10 y 11 representan la compuerta rectangushylar y la de Cippolstt i respectivamente
CAPITULO V
Uso de bombas para el riego
La praacutectico de elevar agua de un nivel inferior a otro superior para usarlo en el riego es sin duda tan antigua
1553 shy
como el riego mIsmo En China India y otros paiacuteses orienmiddot tales todaviacutea se acostumbra regar tiel ras maacutes ollas que los canales que conducen el agua elevaacutendola con potencio
bullhumana c animal unos pocos pies Naturalmenta que e~to
se puede efectuar soacuteo cuando la altura es moderada y el trabajo muy barato
Molinos de vienlo- La fuerza del vienio se empleoacute prishymitivamente para las necesidades del riego y auacuten hoy se usa frecwmtemente para elevar aguo de pozos para 103
necesidades domeacutesticas y para el riego de jardines y peshyquentildeos huertos Aunque la fuerza no represente gasto alshyguno el bombeo por medio de molinos de viento resulta en promedio maacutes costoso que cualquier otro meacutetodo excepshytuando aquellos que usan fuerza animal Esto se debe a la pequentildea potencia desarrol ~ada por estos aparatos la inshyconstancio del vie~to y la gran atencioacuten y reparacioacuten que exigen los molinos de viento Por estas razones el costo del bombeo por este sistema hace prohibitivo su empleo exshycepto para cultivos intensos de pequentildeos tarrenos donde se esperan grandes beneficios
Los molinos de viento se usan extensamente en el vashylle de San Joaquiacuten (California) y en los grandes llanos de las Montantildeas Rocosas para obtener agua para el riego El principal inconveniente de estos molinos es su insegushyridad pues su funcionamiento depende completamente de la fuerza del viento
A causa de esta inseguridad los molinos nunca deben usarse para regar sin proveerse de un estanque ampliO pashyra almacenar el agua Debe instalarse un recipiente de gran capacidad a fin de poder almacenar el agua durante los diacuteas que no se la usa para regar Este recipiente se puede obtener usando uno de los tanques elevados que suminisshytran los constructores de molinos de viento o si el molino se puede instalar en un punto alto de la hacienda se pueshyde excavar un estanque paro el almacenamiento
En promedio se necesita una velocidad del viento 5- 6 millas por hora para mover un molino La tabla siguiente da la fuerza del viento para las velocidades ordinarias
-1554
Velocidad del viento y potencia
Millas por Pie por Presioacuten Millas por Pies por Presioacuten
La tabla siguiente tomada de un trabajo de Mr A R Wolff sobre molinos de viento muestra la capacidad y
economiacutea de un molino experimental con rueda de distinshyto diaacutemetro asumiendo una velocidad promedio del vienshyto de 10 millas por hora durante ocho diarias
CAPACIDAD DE LOS MOLINOS DE VIENTO
Tamantildeo Rtvoluclunes Galones de agua levantados por minuto H P de la rueda de la rueda bull una altura de desarrollados
pie
25 50 75 100 150 200
ID no-u lB fjfj tiu 41 1112 l~ ij-HO t3 n u 11 8 8 1 O ~ I H iexclO-i 4bull 1 ~~ 6 ) -I ~ 1U 1 S -l 02- Hi ~I-iexclO ji -U JI (iexcl 1liacute JI 1 98 SO 0 11 18 10- (- 911 j2 2middot1-1 J1 J ) D I ~n 1 bull -40 1lfI UI 1 IO X l J ~ JI l I I O1X 2J W-li ~ 124 J01 0 111) 40 1 Hi3 ~H1 134
- 1555 shy
Al disentildear un molino de viento para bombear agua deben considerarse dos cosas El momento de torsioacuten y la velocidad de la rueda en relacioacuten con la de la bomba La primera debe ser lo maacutes gronde posible a fin de que el molino arranque con un viento suave la segunda no debe ser muy alta para las bombas en un molino pequentildeo ni demasiado baja para uno grande De lo anterior deducimos que el tamantildeo de un molino es un elemento importante en el arreglo de sus aspas
El aacutengulo entre cualquier porcioacuten de una aspa y el plano de la rueda se denomina aacutengulo del viento para obtener el mayor momento de torsioacuten al arranque este aacutenshygulo debe ser el complemento de los mejores aacutengulos de incidencia o entre 70deg- 55 Se ha Encontrado en la praacutecshytica que el aacutengulo del viento no alcanza estos valores sienshydo muy recomendable usar 43deg La tabla siguiente da los resultados de los experimentos de J A Griffith con cinco clases de molinos norteamericanos
CAPACIDAD Y EFICIENCIA
STOVER
Diaacutemetro exterior de la rueda pies 115 inferior 45
Area bruta de la rueda pies cuadrados 1040 Angulo del viento en la extremidad exterior de las aspas 43 Diaacutemetro y carrera de la bomba pulgadas 3 X 4 Altura promedio del agua durante el ensayo pies 292
A maacutexima eficiencia
Ve locidad del viento millas por hora 58 Velocidad del molino revoluciones por minuto 130 H P 0011 H P por 100 pies cuadrados de aacuterea bruta 0011 Eficiencia neta maacutexima tanto por ciento 87
-- J556 --shy
Promedio de 100 horas localidad bonancible
Promedio del agua elevada galones por hora 1530 Promedio de los H P desarrollados por l 00 pies~ 0022
0023 Eficiencia neta maacutexima 21
Promedio de 100 horas localidad borrascosa
Promedio del agua elevada galones por hora 2870 Promedio de los H P desarrollados por 100 pies~ 0041
0043 Eficiencia neta maacutexima 028
De varios molinos
Parkins ~fthoue Allhouse Carlyle
16 1416 1016 983 60 45 383 416
2010 1570 81 800 36 30 5028u
3 X lOyiexcl 3 X 10 3 X 4 58 3 X 4 liquest 39 663 387 307
---shyMaacutequinas de combustioacuten interna- Las maacutequinas moshy
de rnas de combuslioacuten interna de gas y vapor no soacutelo con-sum e 1 pJCo combustible sino que son adaptabI8s unishydades pequentildeas ademaacutes req u ieren poca vigilancia para un buen manejo y las reparaciones se efectuacutean faacutecilmenshyte Estas ve1 tajas importantes hcn heclo generalizar el uso de esta clase de maacutequinas
Maacutequinas de vapor- A lgunas de la s maacutes grandes planshytas d2 bombas para riego usan el vapor como fuerza moshyIriz En las islas Hawai se emplean grandes bombas moshyvida s por vapor para e levar agua a 550 pies y regar cantildea de azuacutear Grandes plantas a vapor se emplean para eleshyvar grandes can tidades de agua a pequentildeas alturas y reshygar las plan taciones de arroz en Louisiana (EE UU ) Las grandes plantas usan la maacutequina reciacuteproca y la bomba directamente conectada En algunos casos se puede obteshyner mayoiexcl- eficiencia usando turbinas de vapor las que por su alta velocidad S9 prestan para mover generadores eleacutecshytricos los cuales a su vez pueden suplir corriente a bombas instaladas en dist intos pun tos Es te meacutetodo de distribucioacuten es especia lmen te venta joso cuando el agua se obtiene de muchos pozos El costo de esta clase de plantas estaacute geneshyralmente fuera del alcance individual y por esto la mayoshyriacutea de ellas son manejadas por grandes compantildeiacuteas o por Jos municipalidades
Bombas- La bomba centriacutefuga es la maacutes usada para regar
La bomba centriacutefuga eleva el agua por medio de un disco provisto de cuchillas curvas que giran raacutepidamente dentro de una caacutemara que se ajusta lo maacutes posible dejanshydo el juego necesario para el movimiento raacutepido Las cushychillas fuerzan el agua a traveacutes del tubo de salida Algunas veces se sumergen dentro del agua que va a bombearse
-- 1558-shy
o se colocan unos pocos p ies encima del n ivel del agu a
en cuy o caso se necesita cebarlas
La bomba centriacute fuga es la maacutes recomendable cuando
se tr Ita de elevar grandes cantidades de agua a pequentildeas
a lturas Sus principales ven tajas son sencillez seguridad
bajo cos to y poca probabilidad de dantildeo por c ieno etc
Cuando hcm sido biEn d isentildeadas acanzan eficiencias de
maacutes de 80 para altu ras de 30- 60 pies Las peacuterdidas a
la entrada del tubo de succioacuten yola sal ida del de desshy
carga se d isminuyen grandemente ensanchaacutendolos progreshy
sivamente al salir de la bomba
El profesor W B Gregory da la siguiente tabla para
ilustrar la ventaja qu e se obtiene al ensanchar los tubos
de succioacuten y descarga
BOMBA CENTRIFUGA - ALTURA DE ELEVACION 5 PIES
Peacuterdida de Peacuterdid a de Pda por fr ic-Forma del tubo altura a la altura bull la cioacute usando Altura Bnfic~
a 3 028 031 024 583 240 291 a 4 009 0 10 02 4 543 280 340
----shyAriete hidraacuteulico- Es ta maacutequina usa un gran v o lumen
de agua que cae de una pequentildea altura para elevar una
cantidad menor de agua a una altura mayor
En este aparato un tubo A conduce el agua a la caja
de la vaacutelvu la B ~ l tubo estaacute en comun icacioacuten con la caacuteshy
mara de a ire C de la cual arra nra e l tubo de descarga D
La vaacutelvula B s(~ abi e hacia abajo y se hace de un peso
tal que permanezca abierta cuando el agua circule a veshy
locidad moderada pero se c ierre raacutepidamente cuando la
velocidad del agua a lcance un valor determinado Cuando
la vaacute~vula se cierra el agu a se detiene suacutebitamente proshy
duciendo un golpe de ariete que abre la vaacutelvula de la caacuteshy
mara de aire comprimiendo eacuteste y haciendo pasar una
parte d e eacutel al tubo de descarga Cuando se iguala la preshy
-- 1)59-shy
sioacuten la vaacutelvula de la caacutemara de aire se cierra pero el flujo en el tubo D continuacutea durante un periacuteodo corto a caushysa de la expansioacuten del aire comprimido en la caacutemara C Como el aire de esta caacutemara es absorbido gradualmente y expulsado por el agua debe proveerse para su renuevo pues de otra manera la elici-encia del ariete disminuiriacutea Cuando el agua en el tubo A estaacute detenida la vaacutelvula B cae el agua empieza a moverse y el proceso se repite
El flujo de un ariete hidraacuteulico es pues una serie de pulsaciones y a cada impuso debe vampncerse la inercia de la columna de agua que se encuentra en el tubo D Si dos arietes se conectan en el mismo tubo de descarga pero de tal manera que sus pulsaciores no coincidan la descarga seraacute maacutes continua y se economizaraacute energiacutea estas ventashyjas se obtienen en mayor escala al aumentar el nuacutemero de arietes conectados Veacutease fig 12
i)
rs 2 l iacute
llUSlraciuacuten dd prin cipill dd ik hiJraacuteulicu
CAPITULO VI
Canales y alarieas de riego
Cualquiera que sea el meacutetodo de riego que se haya esshycogido su praacutectica requiere cierto nuacutemero de canales y atarieas Vamos a definir estos canales y atarjeas y a inshydicar las principales consideraciones que rigen su consshytruccioacuten
Todo riego supone una presa de agua en un canal riacuteo etc Esta agua por medio de un canal de derivacioacuten se
--1560shy- -
lleva a los regadiacuteos De cua lquier forma que sea en eacutel o en sus ra mificac iones na cen y se alimen ton zan jas de meshynores dimensiones llamadas atarjeas de distribucioacuten las cuales llevan el agua a las atarieas de riego
Como todo riego debe ir acompantildeado de una desecashycioacuten del suelo es necesario construIacuter atarjeas de desaguumle que lleven el agua usada a los canales de evacuacioacuten En ciertos casos las atarjeas de riego una vez vaciacutea s sirshyven para el desaguumle
Seccioacuten de los canales y de las atarieas- Los canale s de a limentacioacuten de distribucioacuten y de evacuacioacuten tienen seccioacuten trapezoidal (Fig 13) Las otarjeas de riego y de desshyaguumle son rectangulares (Fig 14) Soacutelo miden 5-15 ctms de profundidad
Un canal de riego se com pone de las siguientes parshytes (ver lig 13)
El fondo D F sobre e l cual fl uye e l agua
-1561
La altura O E = h del egua Las banquetas A B H 1 que sostienen el agua por cashy
da lado Los taludes formados por las caras laterales B D F H El periacutemetro mojado P o la lopgitud e D + D F + F G La seccioacuten uacutetil S del canal eo la superficie que tiene
por base G C y D F y por a~ tura O E El radio medkl R es igual a S P La pendiente de Jos taludes m se determina por la
relacioacuten G Kj F K
Pendiente de los taludes de los canales y de las aacutetarshyjeas principales- Las pendientes de los taludes dependen de la natura leza del terreno Hus ta 15 ctms de profundidad son verticales Pasando de esta profundidad y para atarjeas abiertas en desfonde se dan las siguientes pendien tes
Roca m l O Arcilla pura m 1 033 = 303 Tierra arcillosa m 1 05 200 Tierra arenosa m 1 15 = 066
Para Jos taluds de fosos cmstruiacutedos en terrapleacuten
Arcilla pura m 1 05 = 200 Tierra arcillosa m 1 075 = 133 Tierra arenosa m 1 225 = 044
Para el mismo terreno si m es la inclinacioacuten del tashylud en desfonde 10 inclinacioacuten m del talud de terrapleacuten es igual a
2 3 m 1 1
- +shym 2m
Pendiente de los canales--Cuanto maacutes fuerte es la penshydiente maacutes se puede reducir la seccioacuten de un canal para la misma descarga Conviene pues construiacuterlos con la mashyyor pendiente a fin de disminuiacuter los trabaj os de excavacioacuten Por otra parte hay que considerar que una pendiente fuershy
-- 1562 -shy
te disminuye por la raduccioacuten de seccJOn la superficie de contacto y por consiguiente la filtracioacuten Ademaacutes la veloshycidad del agua no debe pasar de determinados valores seguacuten el terreno pues produciriacutea erosiones en las paredes
Velocidades de las que no conviene exceder en los diferentes terrenos
Velocidad limite Pendlent
por segundo por kmt
Arcillas blandas 0152 mts 0045 mts
Arenas 0305 0136
Gravas 0609 0433
Guijarros 0914 0570
Piedras en grandes fragmentos 1220 1509
Guijarros aglomerados 1520 211 S
Rocas blandas 1830 2786
Rocas duras 3050 7342
Tambieacuten existe un liacutemite inferior de velocidad que no se debe traspasar pues se forman depoacutesitos que destruyen
los cauces Los depoacutesitos principian a formarse por debajo de una
velocidad media de 025 mts por segundo en corrientes de agua fangosa 030 cargada de
arena fina 050 mts por segundo en corrientes de agua cargada de
arena gruesa Por consiguiente la velocidad no bajaraacute de 050-080
mts en el canal principal a fin de que no se deposite la arena gruesa
No deberaacute ser inferior a 025- 040 mts en los canashyles de distribucioacuten para que en ellos se deposite la areshyna gruesa que si llegara a las atarieas de riego podriacutea ser perjudicial Como estos canales no se usan continuashymente seraacute faacutecil quitar los depoacutesitos asiacute formados
Canal de conduccioacuten- La pendiente de eacuteste depende
- 1563 shy
oel nivel de la presa de agua y de la altura de la parte maacutes alta que deba regarse
Generalmente su pendiente variacutea de 00007-00014 mts por m La velocidad no excede de 080 mts por segundo La seccioacuten es trapezoidal y debe ir disminuyendo a medishyda que el canal avanza como que tiene que servir a meshynor extensioacuten
Este canal debe estar dispuesto de tal forma que en su punto de unioacuten con el riacuteo quede su nivel maacutes baio que el quicio de la presa a fin de poder instalar un aparato de afor Siempre debe estar provisto de una compuerta de modo que sea faacutecil impedir o regular la entrada dol agua para poder efectuar reparaciones o prevenir una crecida de la corrien te alimentadora
A fin de evitar la erosioacuten conviene lapizar con ceacutesped las paredes laterales y el fondo
Atarieas de distribucioacuten- Deriacutevanse del canal de conshyduccioacuten y llevan el agua a las atarieas de riego Son casi horizontales con pendientes de 0001-0015 mts por m La velocidad del agua no debe ser inferior a 025-040 mts
Se ponen en comunicacioacuten con las atarieas de riego por medio de un tubo de aiiacuteareriacutea o de una caia rectangushylar de madera Esta abertura debe poderse cerrar con una compuerta
Atarieas de riego- E1 general deben ser tan poco proshyfundas como sea posible Con frecuencia se les da un pershyiexcljI rectangular En la unioacuten con las atcrieas de distribucioacuten pueden tener de 30- 35 clms de anche para lueacutego ir disshymi1uye1do
El fondo e3 generalmente horizontal y sus bordes esshytaacuten ligeramente inclinados seguacuten lo direccioacuten de la corrienshyte y se aproximan a medida quo se aleian de las atarieas de distribucioacuten
Atarieas de desaguumle--Las atarieas de desaguumle recogen las agu)s despueacutes de regar y la3 llevan a los canales de evacuacioacuten Son doblemente uacutetiles pues secan el suelo y
permiten volver a usar las aguas para el riego de nuevas extensiones
- 1564shy
Los bordes estaacuten cortados verticalmente Su anchura ordinariamente es de O l5- --030 mts
Canales de evacuacioacuten- El ca nal de evacuacioacuten recishybe el agua de los desaguumles y la conduce al riacuteo o a regar otras tierras Debe ocupa r lo parte maacutes baja del terreno Debe tener una seccioacuten suficiente para el agua que recibe Tiene forma trapezoida Sus paredes deben protegerse conshytra el desgaste por medio de ceacutesped
Caacutelculo de las dimensiones de los canales y de las atarjeas principales- Hemos dicho que la seccioacuten de los canales y atarjeas principales es trapezoidal La seCClOn de las secundarias es triangular o rectangular Generalmenshyte no S9 ca~culan Es necesario determinar lo maacutes exactashymente posible las dimen5iones de los canales y atorjeas principales Las foacutermulas emp16cdas dan resultados aproxishymados que la experiencia modifica A continuacioacuten damos las foacutermulas de Darcy perfecc ionadas por M Bazin
ConsideremQs la seccioacuten re presentada en la fig 13 Y llamemos
1 D F = longitud del fondo
h O E = la altura
S aacuterea de la seccioacuten
U velocidad mediacutea del agua velocidad media en la superficie X 080
Q = descarga
I = la pendi2nte
P periacutemetro moiado
R = radio medio
Estas cantidades estaacuten relacionadas de la siguiente mashynera
(1) R I = b U~ oacute U = C RT(2)
(3) Q = S U Oacute Q = S C rRI (4)
C = 1 b es un coeficiente que depende de la rugoshysidad de las paredes del canal M Bazin ha expresado su valor asiacute
1565 - shy
87
C = 1 Vb = - ---- + tiacute
VR ltiacute tiene los siguientes valores
Paredes muy lisas (cemento madera lisa) tiacute = 006 Paredes lisas (taba ladrillo) tiacute = 016
poco lisas de mamposteriacutea tiacute = 046 de naturaleza mixta Ciacute = 085
Canales de tierra en condicion3s ordinarias tiacute 130 Canales de tierra con resistencia excepcional tiacute = 175
Maacutes adelante daremos los valores del coeficiente C en funcioacuten del radio R y los valores del coeficiente o de la loacutermua (l) corre3pondientes a los valores dAl coeficiente
C = 1 vT-
Ganguillet y Kulter adoptan tambieacuten la foacutermula
u C RTpero daacutendole a C el siguiente valor
O 00155
23 + + n
C 000155
1+ 23 + --- n
( ) V R
El nuacutemero n variacutea con la naturaleza de las paredAS y tiene los siguientes valores
n ln Paredes muy uniformes ceuromento madera
cepillada 0010 100 Paredes linos piedra tallada ladriilos 0013 77 Paredes poso uniformes 0017 58 Paredes rugosas piedras en bruto 0020 50 Paredes de tierra 0025 40 Paredes de grava 0030 33 Paredes irregulares de grava y mal cuidadas 0035 29 Paredes muy irregulares 0040 35
- 1566 shy
Las dJmensiones de los canal83 deben 118nar otras conshydiciones que determinan las foacutermulas anteriores
En primer lugar la tangente trigonomeacutetrica m queda determinada por la naturaleza del terreno Luego si circunsshytancias especiales no exigen la adopcioacuten de una profundishydad conviene dadas 1 y m dar a la seccioacuten la forma que corresponda a la maacutexima descarga por unidad de aacuterea de ella Esta seraacute evidentemente la seccioacuten maacutes econoacuteshymica De la foacutermula (3) Q = S U deducimos que para una superliacutecie dada S la descarga Q es maacutexima con U POI
consiguiente para una pendiente dada y teniendo en cuen shyta la foacutermula (2) U = e VRT con R o tambieacuten pll8sto que R = S P cuando P es miacutenimo
D8 la Hg 14 deducimos que
(5) S h (1 + h m)
(6) P + 2 h m V1 + m~ (6) P = I + 2 hmv 1 + m~
S h ( I + hm) (7) R
P + 2 hm 1 + m~ y por caacutelculo deducimos que P es miacutenimo cuando
h + V I + m~ (8)
2 ro
En este caso los lados B D H F D F son tangentes a Jo circunferencia descrita desde O como centro y con h como radio
Si sustiacutetuIacutemos en (7) 1 por su valor sacado de (8) obshytendremos
2 m h h ( + hm)
+ VI + m (9) R +
2 mh 2h V 1 + m~
+ ml+vl+ m~
- 1567 shy
--- -
1+ iexcl-1 + rn~ ]iexcl 2 = X
rn 4
es decir el radio medio es igual a la mitad de lu profunshydidad del agua
La relacioacuten h 1 que determina la seccioacuten oacuteptima soacuteshylo depeeacutelde para S e 1 dados del valor m El valor de h 1 en (8) permite calcular faacutecilmente h y 1 conociendo S y m Reempazando 1 por su valor en funcioacuten de h en la ecuashyc ioacuten (5) 1endremos
(lO) S =
( h
2 m h
1 + 1 1 + m~ h+-111
)
h~ 2 l 1-+ m~ -----shy 1
m
mS lh
11 J J h = ( 2 V 1 + m - 1 )
Seguacuten esto S2 ve que cuanio maacutes se acerquen los taludes del canal a la vertical mayor es h y por consiguienshyte R Conviene adoptar para R el mayor valor posible pues asiacute no disminuye la anchura del canal de pendiente dada 1 y se aumenta la velocidad media d el agua que es proshyporcional a R
Cuando las circunstancias obligan la adopcioacuten de una profundidad determinada la ecuacioacuten S = h (l + h m) soacutelo contiene la incoacutegnita 1
Empleo de las foacutermulas uso de las tablas ejemplos middotnumeacutericos--Los problsmas que se presentan maacutes frecuenshytemente son
I- Conocida la seccioacuten transversal de un canal y su pendiente calcular su descarga
JI- Conocido el rendimiento del canal y su pendiente
- 1571 shy
calcular las dimensiones que debe tener su seccioacuten transshyversal y la velocidad media del agua
CASO iexcl- Se a plican las siguientes foacutermulas
h (1 + h m) (S) S = h (1 + h m) (7) R
1 + 2 h 1 + m~
m
y lueacutego
(2) U = C m 1)Y2 (1) Q _ S C (R 1) 1j~
La foacutermula (S) ncs do e l aacuterea la (1) el radio medio pues h I Y 111 SO1 conocidos Las foacutermulas (2 y 4) permiten ca lcular U y Q
EJEMPLO Calcular el rendimie llto de un canal de ti eshyITU sabiendo que 1 = lmts h = 121 1 = 00002 y la inclinacioacuten de los taludes es 45
La aplicacioacuten de las foacutermulas (5 y 7) nos da
S = 2867 mts~ y R = 060 mts
El valor de C seguacuten la tabla de Bazin es 325 y seguacuten la de Kutte r 35 Tomamos e l promedio de estos dos valoshyres o sea 3375
Aplicando las foacutermulas (4 y 2) obtendremos
Q = 098 mts y U 037 mts
CASO II- Si existen circunstancias que obliguen a adopshytar una profundidad determinada se aplicaraacuten las foacutermushylas de la seccioacuten maacutes ventajosa es decir las foacutermulas sishyguientes bull
Q~m S (9) h b U~ b - shy~ (1 + m~ )11 ) = 2 R (l) R I
12 - 1) S~
Se principiaraacute por adoptar para b un valor provisional y para escogerlo seguacuten el rendimiento se evaluaraacute el vashylor posible de R y por consiguiente el de C seguacuten la tashybla de Bazin La tabla de los valores de b daraacute un valor que se adoptaraacute provisionalmente Una vez hallado el vashy
- 1572 shy
lar da R se rectificaraacute e l de b Se volveraacute a calcular R y
se continuaraacuten estas aproximaciones hasta que se encuenshytren para C y b valores que no difieran sensiblemente de Jos anteriores La ecuacioacuten (1) contendraacute R elevada a la quinta potencia y deberaacute resolverse por logaritmos
EJEMPLO Un canal debe tener un rendimiento de 2 lIltS de agua por segundo con una pendiente de 00002 por mts Cuaacutel debe ser su perfil transversal en la tierra con taludes inclinados 45
Supongamos R = 1 mt entonces seguacuten la tabla d e Bozin C = 378 y seguacuten lo de Kutte r C = 40 Toma mos 81 pro lllcd io C = 389 Para b obtenemos 000066
In
Lu IOacuteI JI1 U 111 (0) du x
Pero s iendo m 1 sacamos
m 0547
y obte ndremos 4R~ S 4W
0547
Lo foacutermula (1) nos da
R X 00002 000066 4
S~
R S~ 132
y sustituyendo S po~ su valor
16 R
(0547F 132 R 075
Seguacuten las tablas de Bazin y Kutter los valores respecshytivos de C pondiente de b tend
son de b remos
348 es
y 00
37 Adoptamos 0077 Sustituyendo
359 este
el valor nuevo
corresshyvalor
- shy 1573 shy
4 4 R~ 0547 S TI X 00002 000077 (
s~
R = 075
Lo vola re s d~ e y de b no difieren sonsibloTrl ento de los que acabamos de adoptar Tomaremos pues para TI el va le r 076 mis entoncos h = 152
4 (076 )~
S 442 Jll l s ~
0547
Q 2
u 047 mts S 422
La foacutermula (8) permite dete rmina r l
2 m h 2 X 152 126 y e l problema
1 + ( + m~)Y2 1 + (2)1
queda resuelto Pero puede ocurrir que por circunstancias especiales no
se pueda adoptar el perfil maacutes econoacutemico Entonces se coshynoc 3 la profundidad h o la anchura 1 por lo tanto
S = h (1 + h m)
Q2
R 1 b --- en que R estaacute expresado en funcioacuten S2
de h y de I y permitiraacute hallar por tanteo h o I y S Supongamos que por causa de la existencia de un submiddot
suelo rocoso la profundidad del canal no debe exceder de un mI y que la descmga sea de 2 mts pOI segundo y la pendiente 00002
Procederemos asiacute
Puesto que h 9S a lo sumo igual Q 1 mI el radio meshydio puede evaluarse en 050 mts Las tablas dan para e 306 y 34 adoptamos 32 y entonces b = 000098
1574
Q2
De la ecuacioacuten R I b --- deducimos S2
000098 X 4 S~ 392 S 625
050 X 00002
La foacutermula S = h (l + h m) da 525
La foacutermula (6) nos da P = 807
s 625 R 077 mts
P 807
Se partiraacute de este nuevo valor de R para repetir los caacutelculos
Las tablas dan para R = 077 mts C = 35 y 37 Adoptamos C = 36 entonces b = 000077
Tenemos
000077 X 4 S 40 S 632 1 532
077 X 00002
P 814 Y R = 077
Adoptaremos para el perfil de este canal de 2 mts de descarga por segundo
1 = 532 h = 1 mI R = 077
La velocidad media del agua seraacute
u = Q S = 2 632 = 031 mts
CAPITULO VII
Sistemas de rieqo
Hay muchos procedimientos de riego seguacuten la naturashyleza del terreno su pendiente los cultivos o la cantidad de agua de que se dispone
- 1575 shy
A continuacioacuten describiremos los siguientes sistemas Por sumersioacuten por filtracioacuten por desbordamiento
El riego por sumersioacuten se dIvide en tres meacutetodos el ri ego por filtracioacuten en dos y el por desbordamiento tambieacuten en dos De todos eros hablaremos separadamente
Riego por sumersioacuten
El sistema d3 riego por sumersioacuten llamado tambieacuten en manta consiste en cubrir el suelo con una capa de agua que permanece sobre eacutel un tiempo maacutes o menos largo
Generalmente requiere que el terreno sea sensiblemenshyte horizontal de pendiente suave 2 0 00 a lo sumo y que no sea impermeable La superficie regable se rodea de peshyquentildeos diques Si la pendiente fuese fuerte habriacutean de ser a l tos y emplear maacutes agua con lo que se perderiacutea la prinshycipal ventaja de este sistema que es su sencillez y ecoshyncmiacutea
Este procedimiento es uno de los mejores para el rieshygo de praderas cuya pendiente sea de 1-15 mmts por metro Comprende tres meacutetodos distintos
IO-La sumersioacuten naturcl que resulta del desbordashymiento espontaacuteneo de una corriente de agua o de la inunshydacioacuten artificial proveniente del levantamiento de las aguas
29- La sumersioacuten artificial 5encilla en que las aguas permanecen estanadas mientras dura el riego
3y- La sumersioacutell atificial con cJrculacioacuten continuiexcl en que el agua ircula suavemente por la superficie del terreno sumergido
Cuando se riaga con aguas que acarrean limos y areshynas estos materiales generalmente corgados de materias fertili~antes se depositan sobre el suelo Entonces el riego por sumersioacuten va acompantildeado del erdorquinamiento
Sumersioacuten natural- Muchos terrenos estaacuten expuestos a las crecidas de las corrientes de agua que los atraviesan Esta sumersioacuten natural es fuente de grandes riquezas Tashyles s)n Egipto y las pompos de la imeacuterica del Sur En Francia grandes extensiones de ter reno deben su fertilidad a riegos perioacutedicos de esto naturaleza
Las condiciones esenciales de estos sumersiones natushy
1576 shy
rales son pendientes longitudinales muy suaves (040- 045
mts por kmt como promedio) y pendientes transversales
bastante aceurontuadus para que las aguas de las crecidas
vuelvan faacutecilmente a su cauce primitivo
Sumersioacuten artificial sencilla- Exige un suelo de poca
pendiente que no exceda de 2 0 00 a menos de restringir
mucho ia extensioacuten dE las parcelas sumergidas
Si la pendiente fuese fuerte no se depositariacutean los seshy
dimentos perdiendo asiacute este meacutetodo su principal ventaja
Ademaacutes se correriacutea el riesgo de que las aguas arrastraran
la tierra vegetal Finalmente seriacutea necesario que las cuenshycas sumergidas estuvieran rodeadas de diques muy altos
lo que hariacutea perder las ventajas econoacutemicas de este sisshy
tema
Consiste en sumergir el suelo bajo una capa de detershy
minado espesor durante un periacuteodo de tiempo variable
El terreno se divide en compartimientos regulares roshy
deados dE pequentildeos diques que retienen el agua
Generalmente las aguas despueacutes de regar un comparshy
timiento superior pasan a regar uno inferior
Los compartimientos tienen extensioacuten variable En geneshy
ral no exceden de 10-30 aacutereas Se les puede dar una anshychura de 50 mts y una longitud variable seguacuten la pendienshy
te del terreno Los diques que los rodean exceden en todas
partes a 25 ctms al nivel del agua
La altura media del agua sobre la superficie del sueshy
lo es de 15 ctms En el punto maacutes alto del nivel del agua
25 ctms
En el centro de cada compartimiento y en sentido de su longitud se abre una atarjea g (lig 15) que sirve a la
vez de conduccioacuten y desecamiento
A este objeto puede ir acompantildeado de pequentildeas a tarshy
jeas h En el origen y en la extremidad de cada compartishy
miento la atarjea g lleva una en trada de madera con comshy
puerta para retener el agua o dejarla pasar
La atarjea g debe tener una pendiente aproximada de
0001 mts mL La anchura en el fondo y su profundidad
dependen de la superficie del compartimiento y de la cantishydad de agua que conduciraacute
--1577-shy
La fig 15 denota la subdivisioacuten del terreno en cuatro recipientes que forman otros tantos saetines cuya longitud depende de la pendiente del terreno
Es preciso que el nivel del agua en el segundo comparshytimiento sea inferigtr de 1- 2 ctms al fondo de la atariea g del primero Asiacute se logra que el agua pase del primero al SEgundo compartimiento
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Hiego por ~lIhm(~r~ ioacuten Planta ltle unn in~tala(- i(ln de cuatro C(Jlllparlimi-(-middotnto~
Ventajas e inconvenientes de este sistema- Permite reshygar superficies de poca pendiente con ca1tidades de agua demasiado pequentildeas para utiliza ras de otro modo Transshyforma en tierras feacutertiles suelos mediocres siempre que no sean impermeables y que las aguas contengan limos carshygados de principios nutritivos Su instalacioacuten y vigilancia son sencillas y baratas
En suelos impermeables da malos resultados Rara vez se puede aplicar en el momento de la vegetacioacuten y mientras dura impide la aireacioacuten del suelo
- - 1578 - shy
El riego por sumersioacuten se emplea principalmpnte en el cultivo del arroz
Riego de los arrozales- EI arrozal ha de estar compleshytamente cubierto por el agua pero sin quedar estancada sino circulando con muy poca velocidad Sin agua no gershyminariacutea la semilla y en cambio si quedara estancada enshyfermaria 0 planta y podriacutea ser causa de una epidemia pashyluacutedica en la regioacuten
El terreno destinado al cultivo del arroz ha de ser enshyteramente llano y con la pendiente necesaria para la lenshyta circulacioacuten del agua El campo se divide en parcelas delimitadas por pequentildeos diques de tierra
Unas como B (Fig 16) estaacuten trazadas longitudinalmenshyte en el sentido de las labores y del movimiento del agua al paso que otras la sentildealadas con la letra e van en dishyreccioacuten perpendicular a las primeras
Una vez construIacutedos los diques se da el agua a las parce las D y J de modo que la capa liacutequida tenga unos 12 ctms de espesor Hecho 6stO se practican en el dique inmediatamente infel ior unas abe rturas E de 20- 30 ctms
de ancho por donde flushyye el agua a las parceshylas inferiores Asiacute se conshytinuacutea hasta regar todo el arrozal El agua se reshycoge en la atariea d e desaguumle A
El consumo de a g ua se calcula en 24 Its por segundo y por hec taacuterea
Sumersioacuten artificial con derrame continuo--Cuanshydo se dispone de gran can tidad de agua la cirshyculacioacuten puede ser conshytinua sin alterar las disshyposiciones precedentegt
El agua de riego desshypueacutes de alcanzar el nishy
ni~po s i c i(lfl dI un arrozal divirl gtln ( 1
lahla~ n -lIadriluacutel erus L ri ego
- - 1579-shy
vel normal en el compartimiento regado pasa lentamente al inferior y se reemplaza con nueva agua Este procedishymiento priva menos del aire a las plantas que e l estallCU miento permanente
El movimiento d8 las aguas se regula dE-~ tal manera que la can tidad siexclJida por la parte inferior sea igual a Jo que Gntra por la superior De 83t8 modo se llega raacutepidashymente a resultados excelentes
Conviene enviar agua nueva o los compartimientos inshyferiores disponiendo alrededor del cqmpo un canal de cirshycunvalacioacuten El agua debe vaciar por encima de las comshypuertas a fin ds qU8 no arrastre los sedimentos En general los compartimientos tienen dimensiones mayores que los de sumersioacuten sencilla Si la pendiente es muy fuerte conviene disponer oblicuamente diques interiores que impidan la erosioacuten del suelo Los diques que bordean las parcelas tieshynen aproximadaments 150 mts de ancho en la corona y un nivel de 30- 40 ctms sobre el de las aguas
Rieqo por filtracioacuten
Este sistema comprende dos subdivisiones
19 Por filtracioacuten del aqua en el suelo por atarieas proshyfundas- Es un procsdimiento muy imperfecto desde el punshyto de vista d3 los resultados pero muy sencillo y econoacuteshymico Em p lea las zanjas excavadas en los terrenos para sanearlos
Esencialmente consiste en cerrar las compuertas que regulan los diferentes canales de desecamiento El agua de lluvia etc fluye asiacute poco a poco pgtr estos canales y si el suelo es permeable lo humedece al atravesar las pareshydes laterales de e llos pudiendo llegar por capilaridad hasshyta las raiacuteces
Este procedimiento soacutelo es practicable cuando el terreshyno es bastante permeable y de poca pendiente En suelos poco permeabls los resulta dos no son satisfactorios el agua fluye bien por los cana ~ es pero no logra humedecer la tierra
La lig 17 muestra la disposicioacuten de los canales a a b b y Ja de la compuerta d que cuando estaacute cerrada deshy
- 1580
termina el retroceso del agua que se va elevando en los canales y penetra en el suelo Abriendo jo compuerta se inicia la salida del agua y consecuentemente el desecashymien~o del terreno
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29 Filtracioacuten del agua por atarieas abiertas superficiales - middot-Este meacutetodo se aplica sobre todo a Jos tierras labradas y
entre otros a 103 cultivos hortiacutec81as Difiere esencialmente del anterior en que las atarieas estaacuten mucho maacutes proacutexishymas en que son superficiales y el agua penetra en el sueshylo y en el subsuelo p8r las paredes y por el fondo
El agua circula por atarieas paralelas que limitan las parcelas de los cultives No debe tocar ni las hoias ni los tedios Por esta razoacuten se emplea e l agua de cloacas para los cultivos hortelanos Como no se ponen en contacto con as hoias ni con los tallos no pueden contaminar esta parshyte comestible de los vegatales Sin embargo uacuteltimamente se ha dicho que las aguas de cloacas contaminan las parshytes aeacutereas de las hortalizas con geacutermenes nocivos y se ha prohibido su empleo para el cultivo de las hortalizas que se toman sin coccioacuten
Este meacutetodo es tanto maacutes eficaz cuanto maacutes proacuteximas
1581 shy
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esteacuten las zanias que se trazan con el arado y estaacuten seshy
paradas unos 060- 080 mts La lig 18 indico la disposicioacuten del suelo La liacutenea a b
representa el canal de conduccioacuten a c el canal de riego del campo d designan los surcos que no terminan en el canal a c La limpieza que necesita el funcionamiento del sistema deteriora pronto este canal Debe construiacuterse una atari ea auxiliar e f comunicada con el canal a c por meshy
_-1582 - shy
dio de pequentildeos cortes g Este canal auxiliar se abre con el arado y se termina cuidadosamente con la pala Es anshycho y tiene una profundidad de unos la ctms
Riego por desbordamiento
Puede efectuarse de las maneras siguientes con reshygueras de nivel y planos inclinados que describiremos sucesivamente
A shy Por regueras de nivel Fundamentoshy EI terreno a regar estaacute surcado por regueras horizontales de desbordashymiento en que el agua rebosa el borde inferior y se exshytiende en forma de laacutemina continua
Pendiente del terrenoshy No debe ser excesivamente peshyquentildea pues entonces la circulacioacuten de la laacutemina de agua se efectuariacutea defectuosamente se admite como necesaria una pendiente de 3 Si 0 pendiente fuere excesiva en vez de una laacutemina continua se formariacutea una serie de arroshyyos que socavariacutean el terreno este peligro debe evitarse haciendo las regueras suficientemente proacuteximas
Descripcioacuten y funcionatnientoshy Las regueras de reparshyticioacuten se trazan en la direccioacuten aproximada de las liacuteneas de maacutexima pendiente fig 19 Si se interrumpe una regueshyra de distribucioacuten remansando el agua eacutesta entraraacute en la reguera de nivel inmediata anterior la cual se llenaraacute y desbordaraacute invadiendo el terreno el exceso se recogeraacute en el colector inmediato inferior el cual lo transportaraacute al canal de desaguumle
b middotmiddot l~vcro diexclhi Clon
rig 9
Alimentacioacuten de regueras sucesivas por una misma tomashy En vez de recoger las aguas sobrantes de una reshyguera directamente en un colector se recogen en otra reshyguera la cual una vez desbordada las deja pasar a otra y asiacute a varias no pasando de 4 oacute 5 seguacuten el caudal de
-1583 -
agua de que se disponga Parece que asiacute pudiera hacerse extensivo a todo el campo con una sola toma superior en la reguera de reparticioacuten pero no debe olvidarse que el agua que llegase a las regueras inferiores estariacutea escasa en oxiacutegeno y principios fertilizantes Esta es la razoacuten de las tomas sucesivas
Perfil longitudinal de las reguerasshy En la praacutectica no
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Uig 19) Riego por curvas de nivel
debe d6rseles una pendiente superior al 0003 intercalando cascadas si fuere preciso esto se refiere a las regueras de reparticioacuten Las regueras de distribucioacuten deben ser perfecshytamente horizontales
Seccioacuten transversal de las reguerasshy Las regueras de nivel deben ser poco proundas a fin de disminuiacuter la preshysioacuten del agua y por tanto su infiltracioacuten Es aconsejable
- 1584 -
UllO anchura de 20 ctms con una profundidad no mayor
de S clms Las acequias y regueras d e reparticioacuten se calcushy
bn seguacuten las foacutermulas hidraacuteulicas
B shy Por planos inclinadosshy Son tales les ven tajas del
riego por regueras de n ivel que se procura em plear un
sistema anaacutelogo aunque el terreno no tengo lo pendiente
necesaria
Principio--Si lo pendiente es inferior al 003 se terramiddot
1 I
Cor~e por A B F iJ20
I I
I
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Ri eacuteo t por p la n o~ in(linado pUl dobl e ari5la
plena formando un escolonado d e planos inclinados que
permito el riego por reguera~ de nivel
Descripcioacutenshy la reguera de reparticioacuten se coloca a una
altura conveniente para que el agua pueda en trar a las
regueras de nivel practicadas en la parte superior de los
planos en forma que llena de agua se vierta por ellos
recogiendo el exceso en colectores lig 20 El agua sobranshy
te puede ser muy abundante en tal caso el colector al ishy
- 185 shy
menta a su vez o tra serie de planos actuando a mane ra de reguera de reparticioacuten
Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
Planos inclinados naturales- Supongamos fig 21 un terreno de pequentildea pendiente S8 construye en terrapleacuten una reguera de d istribucioacuten con los produc tos de la excavacioacuten del colector inmediato E primer antildeo el riego seraacute defectuoshyso pero en los antildeos sucesivos mejoraraacuten los terraplenes y planos incl inados merced a la aportacioacuten del limo por las mismas aguas
0(oacute v lt
o
ltiexcl - =-=~ ~ ~ ~-= -=--=--=-shy~ ~ Fig21
Planos inclinados artificiales-Consisten en cons truiacuterlos directamen te con tierra sacada del terreno m ismo lo cual exige terraplenes y movimientos importantes de tierra (fig 22)
TfrImiddotO)COfi
~S~iacutelllflmiddot ~~f~~
Tts 22
Datos para la formacioacuten de un proyecto de riego por planos inclinados- Se atenderaacute en primer lugar a que las acequias y regueras de reparticioacuten sean capaces de sumishynistrar el agua necesaria y los colectores de desaguar los sobran tes Las regueras de distribucioacuten seguiraacuten sensibleshymente las curvas de nivel a fin de q ue los planos incl inashydos conserven una longitud constante y que las regueras de dis tribucioacuten sigan la direccioacuten de la pendiente del terreshyno La anchura de Jos escalones no seraacute excesiva a fin de evitar los grandes movimientos de tierra En general tienen 4 oacute 5 mts y si el terreno tiene fuerte pendiente lleshygan a tener 10 Oacute 12 mts La pendiente de los planos inclishynados seraacute de 003 como miacutenimum
de e~ la Ademaacutes de e sto el aguo es el vehiacuteculo necesario paro llevar en solucioacuten todos los otros e)ementos indispenshysables para lo nutricioacuten de lo planto
La cantidad de aguo necesaria paro lo formacioacuten de uno unidad de tejido variacuteo grandemente con lo clase de lo planto y con lo cantidad de materia alimenticio
Libras de agua necesarias para la formacioacuten de una libra de materia seca
Lawe y Gilberl H ellreigel Wollmy Klng Widlsoa Promedio
El aguo llevo el alimento necesario o los plantos en dos formas o) en suspensioacuten y b) en disolucioacuten
o) Los aguas llevan siempre en mayor o menor canshytidad elementos en suspensioacuten que depositan en los tieshyrras hacieacutendolos accesibles a los plantos Los elementos llevados en suspensioacuten forman porte del limo arrostrado por los aguas que ha sido tomado de los terrenos por donde han pasado para depositarlos maacutes tarde cuando el aguo pierde su velocidad en cantidad proporcional al arrastre y o la peacuterdida de velocidad
Los cantidades de limo arrastradcs variacutean entre amshyplios liacutemites En JD0 mismo corriente de aguo variacutean con los crecidos Veacuteanse algunos cifras suministrados por difeshyrentes observaciones que daraacuten ideo de los enormes canshytidades que pueden ser arrastrados
Var 12000000 Loira 6000000 Ga rona 5700000 Sena 200 000 Ma me 105000
Herveacute-Mangon ha es tudiado este a sunto con mucho cuishydado Sus observaciones en el Durance pueden resumirse asiacute
El peso tota l de 103 limos acarreados por este riacuteo en Merindol en dos ai10S (1859- middot1861) fue de 17923321 Tons
Admitiendo que estos limos depositados en el suelo peshysen por teacutermino medio 1600 kgs mts cuacutebicos su volumen hubiera sido de 11077071 mts cuacutebicos
Si este limo se depositase iacutentegramente en e l suelo cushybririacutea en un antildeo con una capa de 001 mts de espesor una superficie de 110770 hectaacutereas
Antildeade Herveacute-Mangon que en el departamento de Vaushycluse se consideran muy feacutertiles ~as tierras arables que poseen 030 mts de espesor de este valioso aluvioacuten o sea 3000 mts cuacutebicos iacute hectaacuterea El volumen de limo arrastrashydo en un ai10 por el Durance en Merindol representa una superficie de primera calidad de 11077071 3000 = 3692 hectaacutereas
Algunos anaacutelisis quiacutemicos de limos practicados por Herveacute-Mangon daraacuten una buena idea sobre su importancia
Limo del Durance- Can tidad media anual de limo conshytenida en un metro cuacutebico de agua 1454 gro Composicioacuten media por ciento y por antildeo
Promedios Men suare s Extrorno s
Residuo arcillosiliciacutelico insoluble 4502 46650 Aluacutemina y peroacutexido de hierro 372 4650 Nitroacutegeno 006 0098 Carbonato de cal 4127 41470 Carbono 041 0686 Agua y productos no dosificados 952 6446
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Limo del Var-Composicioacuten centesimal Residuo insoluble 4428 Aluacutemina y peroacutexido de hierro 503 Carbonato de middot cal 3853 Nitroacutegeno 012 Carbono 012 Agua y productos no dosificados 1504
Veamos ahora algunos anaacutelisis practicados recienteshymente por M Muumlntz y que indican la cantidad de limo en varias corrien tes de agua y de los cuatro principales eleshymentos de fertilidad
Cre8mos conveniente exponer la composicioacuten del amoshyso limo del Nilo Los anaacutelisis del Dr Letheby indican las siguienies cifras por ciento
Crecida Esllalo
Materias orgaacutenica3 1502 1037 Acido fosfoacuterlco 178 057 Col 206 318 Magnesia 112 099 Potasa 182 106 Sosa 091 062 Aluacutemina y oacutexido de hierro 2092 2355 Acido carboacutenico y peacuterdidCIs 128 144
Es laacutestima qua este anaacutelisis no comprenda el nitroacutegeno que tanta importancia tiene como fertilizante esta falta se puede suplir promediando los anaacutelisis de Poyen y Chamshypian que dan 09-13 por mil de nitroacutegeno
El valor fertilizante de los limos de algunos riacuteos del Suroeste de EE UU comparado con lo requerido por una tonelada de alfalfa aparece en la tabla siguiente
- ]527 shy
MaUrla ferlillzanle por acre Pie de agua
RIO Feeha Acldo 10sl Polasa NltroacuteVeno Invesllgador
Riacuteo Grande 1893-94 314 3255 2440 Goss Riacuteo Salado 1899-1900 105 265 900 Forbes Riacuteo Colorado maacutex 1900-0 I 4356 4446 6970 RIacuteo Colorado mIacuten 1900-01 226 163 103 1 ton de alfalfa 167 330 4200 Goss
Para apreciar la abundancia y cccioacuten fertilizante de los limos recordaremos ahora la composicioacuten por mil de una buena tierra vegeial del limo de una corriente de agua (Francia) del limo del Nilo y del Gstieacutelcol de granja
Tierra veoelal Coriente de agua Nilo Esliereol d (Francia) Granja
b) Al igual de las aportaciones de limo las cantidades de elementos disu3ltos llevados por las aguas variacutean cor la naturaleza de los terrenos que atraviesan
Las aguas son maacutes eficaces cuando contienen elementos que soja existen en pequentildea cant idad en el suelo que con ellas se debe regar
Aguas lluvias- Los anaacutelisis de las aguas lluvias han demostrado que ellas contienen nitroacutegeno combinado carshy
bonato y nitrato amoacutenico moterias orgaacutenicas clorura soacutedishyco suliato soacutedic) oacutexido de hierro oxiacutegeno nitroacutegeno y aacutecishydo carboacuten ico Los proporciones de estos compuestos variacutean con la localidad en las ciudades el agua lluvia estaacute maacutes cargada de aacutecido carboacutenico de materias orgaacutenicas y mishynerales que en el cnmpo En la formacioacuten de aacutecido niacutetrico tienen mucha influencia las tempestades
Cien litros de agua lluvia hervida han dado Nitroacutegeno 1308 lts
Oxiacutegeno 0637
Acido carboacutenico 0128
2073
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En general se puede admitir un promedio anual de 808 kgs de nitroacutegeno combinado (amoniacuteaco y aacutecido niacutetrico) por hectaacutereas y por antildeo
Aguas de arroyos y riacuteos- La composicioacuten de estas ashyguas variacutea tanto seguacuten la eacutepoca del antildeo en que se opere y el procedimiento que se siga para obtener la muestra que es bastante difiacutecil comparar los resultados de los dishyversos experimentos
Las aguas corrientes en contacto con el aire disuelven los gases contenidos en eacutel La absorcioacuten de oxiacutegeno es relativamente mayor que la de nitroacutegeno En general las cantidades de gases disueltos variacutean con la temperatura y para el gas carboacutenico con la composicioacuten de las aguas
Seguacuten Poggiale y Herveacute-Mangon el agua del Sena conteniacutea a DU y 760 mmts
La cantidad de nitroacutegeno y materias minerales conteshynidas en las aguas de que nos ocupamos variacutean grandeshymente y para dar idea del orden y magnitud de las misshymas citaremos los datos de algunas aguas seguacuten M Muumlntz
MATERIAS Bourne Isere Rodano Sourgcs Durance gr gr gr gr gr
Nitroacutegeno niacutetrico por m 0038 0223 0828 0104 e285 amoniacal 0100 0 110 0130 0036 00 I O orgaacutenico 0130 0 140 0230 0130 0140
TOTALES 90626 126907 120 lOa 103336 171089 Peso total de la
mal en di lOO 175 158 160 240
Si suponemos que la cantidad total de agua de riego
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repartida en una regioacuten sea de 16000 mts cuacutebicos por hecshytaacuterea y por antildeo resultaraacute por ejemplo en el Isere que e l nitroacutegeno aportado por ellas seraacute 0473 X 16000 = 7568 grs o sea 75 kgs que es bastante apreciable En algunos casos resultan cifras muy elevadas asiacute Herveacute-Mangon ha encon trado que una pradera de los Vosgos recibe 208 kgs de nitroacutegeno mediante los canale de riego resultando in shynecesaria la aplicacioacuten de este abono
CAPITULO IV
Fuentes de abastecimiento
Las aguas que se emplean para regar puede n provenir 10 De las corrientes subterraacuteneas 29 De los es tanques o depoacutesitos de a lmacenamiento 30 De Jos corrientes de agua
1-Corrientes subterraacuteneas
A-Origen- EI origen de las aguas subterraacuteneas no estaacute establecido cientiacuteficamente maacutes que desde hace pocos antildeos el estudio de los fenoacutemenos geoloacutegicos antiguos y
recientes y el de la meteoro logia han permitido a distin shyguidos observadores determinar las muacuteltiples acciones y reacciones que las aguas ejercen a traveacutes de la corteza terrestre
Muchas fueron las teoriacuteas que sobre el origen de las aguas subterraacuteneas se emitieron Sin referirnos a una anshytiguumledad muy remota diremos que la teoriacutea correcta fue creciendo en importancia y confirmaacutendose cada vez maacutes
En 1847 J Degousse menciona las causas de la preshysencia del agua en las capas geoloacutegicas que estaacuten cershyca de la superficie del suelo En resumen la cantidad de agua que e levada por la evaporacioacuten en la atmoacutesfera recae en forma de lluvia niebla nieve etc sobre los continente s es maacutes que suficiente para alimentar las coshyrrie ntes de agua que circulan en su superficie o en sus cashyvidades interiores
Hoy que innumerables trabajos de minas y sobre toshydo de sondeos profundos destinados a la busca de agua
-- 1530- shy
heacuteln perforado la superficie del suelo que el reglmen de las corrientes de agua y la accioacuten de las lluvias sobre eacutel ha sido estudiado ninguna duda es ya posible Las obsershyvaciones llegadas de todas las regiones geo~oacutegicas prueban que la alimentacioacuten de todas las corrientes de agua sushyperficiales o subterraacuteneas de todas las capas estaacute asegushyrada uacutenicamente por las aguas de la atmoacutesfera
B-Manera de encontrar y buscar las aguas subterraacuteshyneas- Para encontrar las aguas subterraacuteneas se pueden dar solamente ideas generales Las aguas para que hagan su aparicioacuten en el subsuelo necesitan un recipiente un hueco en eacutel Para el hiJroacutelogo seraacute siempre tarea difiacutecil tener que buscar agua sobre todo si se trata de grandes cantidades de aguas subterraacuteneas en las capas geoloacutegicas antiguas pues en las rocas de esta edad la estratigrafiacutea de las capas perme-lbles de las roturas y de los abismos es de una naturaleza tan complicada y tan difiacutecil de comshyprobar que los medJos hidroloacutegicos son aplicables solashymente en casos determinados Por otra parte las rocas deshytriacuteticas de las edades geoloacutegicas maacutes recientes del cuashyternario diluvial o actual ofrecen un campo de investigamiddot cioacuten maacutes favorable
Por la misma formacioacuten de la superficie el hidroacutelogo podraacute deducir muchas veces si el subsuelo se presta para llevar aguas Son de importancia las deposiciones arenoshysas producidas por la atmoacutesfera las dunas de las cuales muchas ciudades se abastecen de agua Las deposiciones Cuaternarias se distinguen por su regularidad sin embargo es frecuente encontrar buenas condiciones hidroloacutegicas en las formaciones arenosos del terciario
Excelentes indicios ofrecen los pozos existentes se deshyberaacuten anotar las variaciones de nivel y las entregas de agua Si el pozo no se ha secado ni aun en los tiempos de mayor sequiacutea y si no se ha procedido nunca a profunshydizarlo se debe pensar que hay un buen portador de aguas Si el nivel del agua en el pozo baja muy poco aunque se saquen grandes cantidades de agua se tiene indicios de que el subsuelo procede de buenas capas permeables
Los terrenos seguacuten su naturaleza quiacutemica y fiacutesica roshyturas y grietas que los atraviesan son capaces de retener
- - ]31
o dejar filtrar maacutes o menos agua desde el punto de vista de esta propielad los dividiremos en permeables e impershymeables
Las aguas de lluvia al caer sobre el suelo empiezan por impregnar la capa superficial facilitando asiacute su absorshycioacuten por las plantas ot[) arte se evapora al contacto con el sueo cuya temperatura os genelUlmente superior a la del aire el resto del agua trata de seguir a los arroyos o riacuteos a menos que durante el trayecto estas aguas sean absorbidas por la porosidad del suelo
La parte de agua que no eS utilizada por la vegetacioacuten desciende lentamente hasta encontrar una capa impermeashyble que a obligu a escurrirse siguiendo su conterno
Si las raiacuteces son numerosas e importantes constituiraacuten una especie de filtro subterraacuteneo que haraacute regular el reacutegishymen de las aguas subterraacuteneas al contrario en terrenos donde la vegetacioacuten es escasa las aguas arrastran la tieshyrra vegetal y el reacutegimen subterraacuteneo saraacute irregular De esshyto deducimos la importancia de los bosques pues ellos son reguladores de la humedad del suelo dan origen a mananshytialas y moderan el escurrimiento de las aguas superficiales
Las rocas superficiales permeab~es provienen generalshymente de la disgregacioacuten de las rocas soacutelidas sea por las reaccienes quiacutemicas por la accioacuten de las aguas del calor etc Las rocas silicosas o cuarzosas (cuarzo pizarras siliacuteceas areniscas) se transforman en arenas maacutes o menos gruesas en cascajo en guijarros y cantos rodados Las rocas grashyniacuteticas gneis pizarras micaacuteceas es decir las recas de los terrenos cristalinos a base de feldespatos se descomponshydraacuten en tierras arcillosas o caolinas ricas en aacutelcalis y en arenas Les esquistos se transformaraacuten en tierras silicoshysos o arcillosas Las calizas y las margas calizas daraacuten tierras y arenas calizas
De todas estas rocas la maacutes permeable es el aluvioacuten esto se comprueba observcrdo la facilidad con la cual bashyja el nivel de los pozos cuando se ha secado cierta cantidad de agua Se mide la permeabilidad desnivelando la capa de agua de un pozo por medio de bombas la modificashycioacuten del nivel del agua para un gasto determinado permite evaluar la permeqbilidad
- 1512
Las arenas silicosas areniscas seguacuten su grado de ceshymentacioacuten las callzas friables y porosas) son tambieacuten roshycas permeables
La tabla siguiente da la porosidad de varias formacioshynes en porcentaje por volumen
Formacioacuten Localidad Porosidad Invutlu~dor
VolUlll
Dolomita Joliet 111 27 Merril Caliza (ooliacuteti- Bedford Ind 98
cas) Dolomita Winona Min 17 Arenisca Jordaacuten Min 237
Tiza Inglater-a 1444 Humber Arena 3545 Arena y grava 2S30 Suelo arenoso Carolinn del Arenisca de S 43 Whitney
Postdam Ablemans Wis 7 12 Buckley
Para compreacuteJbor la exist2ncia de aguas subterraacuteneas debe estudiarse si e llas estaacuten en e s tado de reposo o moshyvimiento En el primer caso s~ tendraacute una aglomeracioacuten de aguas que pueden agotarse Dor la extraccioacuten permanenshyte En el segundo la aglomeracioacuten daraacute un rendimiento continuo que se sostendraacute mlentrcs no se saque una canshytidad mayor que la que alimenta las existencias
A fin de informarse de sus movimientos debe iexcllevanshytarse un plano de las alturas de las capas del nivel de las oguas subterraacuteneas La construccioacuten del subsuelo se ha de relevar primeramente por medio de tres pozos situados siempre que sea posible en los veacutertices de un triaacutengulo equilaacutetero Deben determinarse las capas que forman el teshyrreno la manera como se suceden e l espesor y la situashy
- - 1133 - shy
cioacuten de ellas y anotarse los resultados en un libro de pershyforacioacuten que tendraacute el siguiente rayado
Pozo N 200 mts a l S de perforado entre el
y
Nuacutemero de Altura Espesor de Profundidad Naturaleza la capa Mts la capa Mts Bajo la supo del terreno
Mts
Cuando se llegue a la capa portadora de las aguas se colocaraacute un tubo de observacioacuten en el pozo para determishynar el nivel del agua subterraacutenea y sacar muestras de ella El tubo de observacioacuten tiene un diaacutemetro de 4 5 hasta lY2 y estaacute provisto en su extremidad inferior de un filtro de un metro de largo
El extremo que llevo e l filtro se fabrica de un tubo pershyforado revestido exteriormente con un tejido de trencilla Al colocar el tubo de observacioacuten dentro de la perforacioacuten deix~ reJenarse con arena lavada el espacio entre ambos y lueacutego quitar los tubos de perforacioacuten Debe hacerse lueacutego una nivelacioacuten para determinar las alturas de los extremos superioras de los tubos de observacioacuten y la situacioacuten de jo niveles de 103 aguas subterraacuteneas
Conocidos los signos exteriores que revelan la presenshycia de las aguas subterraacuteneas conviene tener en cuento algunos caracteres geoloacutegicos del terreno para proceder con maacutes acierto el e alumbramiento de las aguas Estos cashyracteres principales son
Terrenos poco permeables que descansan sobre un terreno impermeable--La topografiacutea de un terreno de este geacutenero es faacutecil conocerla consul tondo los mapas con curshyvas de nivel La liacutenea de mayor pendiente indica la dishyreccioacuten en que las aguas subterraacuteneas son maacutes abundanshytes porque generalmente la capa impermeable del subsueshylo estaacute inclinada en direccioacuten de la liacutenea de maacutexima penshydiente en a~gunos casos la pendiente de la capa impermeashyble sigue otra direccioacuten y en tonces la liacutenea en que se enshycontraraacute la mayor cantidad de agua seraacute la diagonal del paralelogramo
- - lSll -shy
Cuando la capa impermeable presenta ondulaciones como es frecuente las aguas subterraacuteneas se acumulan en las depresiones del terreno impermeable que corresponden aproximadamente a las depresiones superfi ciales en este punto deberaacuten practicarse los pozos
Terrenos de aluvioacuten y descompuestos-Las aguas subshyterraacuteneas de estos terrenos estaacuten muy cerca del suelo Pashyra obtener en ellos un gran caudal de agua se abren los pozos en los sitios en que la corriente de agua subterraacutenea tiene mayor velocidad Para averiguarlo suelen emplearse dos metodos el de Thien que consiste en abrir dos talashydros o pequentildeos pozos y tirar sal marina en el pozo maacutes alto determinando el tiempo que demora el agua salada en aparecer en el pozo maacutes bajo El otro metodo que es maacutes praacutectico es de Schuchter y consiste en practicar dos pozos en uno de los cuales se vierte cloruro de amonio electrolizando e l suelo por una corriente electrica la aguja de un galvanoacutemetro permite averiguar la llegada de la solucioacuten al otro pozo por disminuIacuter notablemente en este momento la resistencia del circuito eleacutectrico asiacute formado
Terrenos muy permeables y homogeacuteneos- Si eacutestos desshycansan sobre uno capa arcillosa bastaraacute hacer suficienteshymente profundo el pczo para encontrar la capa de agua De un modo general convendraacute seguir las mismas reglas indicadas para los terr enos poco permeables El empleo de la dinamita parece ser ventajoso pues la violencia de esshyte exposivo origina grietas y fisuras que favorecen la filo tracioacuten
Terrenos muy permeables y heterogeacuteneosmiddot-Es frecuenshyte que en estos terrenos haya dos circulaciones de aguas superpuestas por S2r generalmente muy profunda la capa inferior presenta moacutes intereacutes el alumbramiento de la capa superior
e-Manera de calcular la cantidad de agua subterraacuteshynea- El mejor meacutetodo para calcular la capacidad de una fuente subterraacutenea es hacer ensayos de bombeo durante un tiempo suficient8mente lergo para alcanzar un equilimiddot brio cproximado entre la entrega y la demanda Rara vez seraacute praacutectico continuar taes ensayos hasta alcanzar el equilibrio perfecto pues en la mayoriacutea de los casos seriacutea
-15 ~5 -
esto labor de varios antildeos Por otra parte los ensayos d 2 corta duracioacuten generalmente dan resultados falsos o al menos engantildeosos
a-Velocidad del flujo- -La velocidad del flujo de una corriente subterraacutenea es funcioacuten de la pendiente o gradiente hidraacuteulica y de la resistencia que ofrecen las partiacuteculas del suelo
La pendiente puede dete rminarse faacutecilmente haciendo sondeos hasta el nivel de las aguas subterraacuteneas teniendo cuidado de medirla en la direccioacuten de maacuteximo declive Si sobre el estrato permeable se encuentra otro maacutes o menos impermeable el agua correraacute en el inferior bajo una preshysioacuten superior a la atmosfeacuterica La pendiente se encontraraacute determinando la altura a que sube el agua en los tubos colocados en el estrato poroso Daben sacarse muestras del material e investigar su tamantildeo y porosidad Lo poroshysidad estaacute influenciada no soacutelo por el tamantildeo de los grashynos sino tambieacuten por el grado de compactacioacuten de la forshymacioacuten es por esto por lo que e lla soacutelo puede calcularse aproximadamente El tamantildeo de los granos se determina por medio de tamices
Habiendo encontrado estos e~ementos nos resta expreshysar la relacioacuten entre ellos y la velocidad del flujo
Los experimentos de Darcy Hagen y Hazen han deshymostrado que la rata a la cual un aguo fluye o traveacutes de arena o grava fina sigue aproximadamente las leyes que rigen paro el flujo en tubos capilares es decir la velocishydad es aproximadamente proporcional o h l siendo h la carga hidrostaacutetica y l la distancia que el agua recorre
Para diferentes clases de materiales la velocidad deshypende del tamantildeo de los poros siendo eacutesta una funcioacuten del tamantildeo de los granos y del grado de compactacioacuten Para una arena de tamantildeo uniforme y un grado dado de compactacioacuten se encuentra que la velocidad del flujo es aproximadamente proporcional al cuadrado del diaacutemetro de los granos expresardo el grado de compactacioacuten en teacutermino de porcentaje de poros se encuentra que para mashyteriales de igual tamantildeo la velocidad del flujo es aproxishymadamente proporcional al cuadrado de la relacioacuten de porosidad El voluIJ1en del flujo que viene o ser igual a
-1536 shy
la volocidad multipicada por el aacuterea de la seCCIOD neta
seraacute entonces proporcional al cubo de la porosidad La enorme variedad en tamantildeo y porosidad de las
arenas y gravas hace bClstante difiacutecil la aplicacioacuten de foacutermulas matemaacuteticas y resultados experimentales a las
condiciones de trabajo Sin embargo los resultados obtenidos por Hazen en
filtros de areno son de bastante importancia en esta mashy
teria La formacioacuten por eacutel obtenida y que se aplica a areshy
na de un tamantildeo efectivo de 01-30 mts es
h(t+IOO
v = cd~ ~ - 60--)
siendo
v la velocidad en metros por diacutea de una columna soacuteshy
lida de la misma 32ccioacuten que la de la arena
c una constante que variacutea entre 400 y 1000 d el tamantildeo efectivo de los granos de arena en mmts
h la carga hidrostaacutellca que causa el movimiento
1 e l espesor de la capa de Clrena t lo temperatura en grados Fahrenheit
El valor de la consonante e variacutea con la compactacioacuten y uniformidad de la arena La v elocidad del flujo a traveacutes
de los p oros se encontraraacute dividiendo la ecuocioacuten anterior por la relacioacuten de porosidad p Despreciando las correccioshy
nes de temperatura la velocidad en pies por diacutea seraacute
d middote shyv 33 X x s K s donde
p
v velocidad promedio a traveacutes de los poros de la areshy
na en pies por diacutea
d tamantildeo efectivo de la arena en mmts
p relacioacuten de porosidad
s gradiente hidraacuteulica
cd~
K = 33 X --- = velocidCld para la pendiente unitaria p
La porosidad p variacutea entre 40 para arena maacutes o meshy
nos uniforme y 30 o menos para arena maacutes compacta o
- IS37 shy
de un grado de uniformidad menor El teacutermino e p que reshypresenta la influencia de la porosidad sobre la velocidad se puede calcular en 1000 040 = 2500 para p = 40 Y
400 030 = 1330 para p = 30 Estos resultados concuerdan con los experimentos de Slichter que establece que la veshylocidad del fluj o es aproximadamente proporcional 01 cuashydrado de la relacioacuten de porosidad Partiendo de esta base y asumiendo c = 1000 para p = 40 calcularemos los vashylores de K
Valores de K o velocidad del flujo en pies por diacutea para S= 1 -
Porosi dad
Muy Fina Fina Media Gruesa
Muy
Gruesa GRAVA fiNA
2i
10 ~I
middot10
010 Oi
on IH 21
020 ~H
3S n l
U~
030
II
22
040
L
iexcl
~n
050 11 24 tl
fil
080 ll
iexcliexclO
1011 1-0
100 iexcln
11111 IliO
2iU
200 ~oo
~~II
1111
1~1l
3 00 470 SIiO
1middot1(1(1
2~O(J
Lembke calculoacute los siguientes va~ores para K basado en los experimentos de Darcy Krober y otros
Material 1lt en pies or dia
Arena y grava 9400 Arena gruesa 2800 Arena media 760 Arena fina 150
Slich ter dio los siguientes valores de K para una poshyrosidad de 32 y una temperatura de 50deg
Material Taln~ iexcllO efectivo 1lt en pies Por diacutea
Arena fina 010-020 16 a 65 Arena media 025-045 100 330 Arena gruesa 050-095 400 1550 Grava fina 100-500 1600 40000
No debe esperarse mucha exactitud de los coacutemputos hechos por los procesos antes descritos ellos sirven como una guiacutea general para estudios maacutes precisos e indican liacuteshymites razonables de estos valores
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b-Canlidad de agua--Habiendo determinado la veoshycidad del flujo la porosidad del material y la seccioacuten transversal del estrato poroso en aacutengulo recto a la direcshycioacuten del flujo la rata total seraacute el producto de estos tres factores
Q = velocidad X (aacuterea de ~a seccioacuten X porosidad) = v Ap = KsAp las unidades empleadas son el pie y el diacutea
Las irregularidades de la seccioacuten pendiente y moteria les afectaraacuten maacutes o menos los resultados 103 caacutelculos he chos en esto ferma no tAndraacuten un valor considerable en el estudio de las fuentes de agua subterraacutenecs pero siacute sershyviraacuten para modificar las id8as erroacuteneas que sobre su cashypacidad se tienen con frecuencia
En la tabla que a continuacioacuten insertamos se dan las ratas de flujo en galones por diacutea y por pie cuadrado de seccioacuten para arenas de diferentes grados de menudez y
porosidad y para un) pendiente de 1 Para otras pendienshytes multipliacutequese el nuacutemero de la tabla por la pendiente expresada en decimales
Muy Muy
Porosidad Fina Fina Media Gruesa Gruesa G R A V A F I N A
40 smiddot cw i IU JlUO 200n iacuteWU SIlIlII l llllll 7 lIflll 0 1 171l IXU H~1l 1100 7UU iexcl wo lilHl1l lHIIOIl
2-Estanques de almacenamiento
Estos recipientes se usan para regular el flujo del agua de tal manera que se acomode a las necesidades evitando el gasto excesivo cuando el abas tecimiento excede a la demanda y conservaacutendola para ser usada cuando ocurra lo contrario
El almacenamiento de agua para las necesidades del riego requiere condiciones topograacuteficas especiales para ser financieramente posible Tales condiciones deben hacer poshysible el a lmacenamiento de grandes cantidades de agua de tal manera que las estructuras necesarias sean de dishy
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rrensiones y costo moderado comparacias con la cantidad de agua almacenada Con respecto a las particularidades topograacuteficas los sitios que se acomodan a ests fin se pueshyden dividir en cuatro clases
l- Lagunas naturales 2- Aquellos cue estaacuten localizados en liacuteneas de dre naje
natural 3- Depresiones naturales 4-Estanques artificiales Las lagunas naturales son impor tantes reguladores del
gua de drenaje que reciben Controlando la salido por medio de represas y compuertas reguadoras puede aproshyvecharse gran pa rte de las existencias a muy bajo precio
Los sitios maacutes comunes para el almacenamiento de -lgua son los comprendIdos en el NI 2 pero requieren mushycho cuidado para la descarga de las crecidos y en geneshyral son muy costosos en proporcioacuten a su capacidad
Las depresiones naturales o logos secos provienen del hundimiento de cavernas subterraacuteneas formadas por la acshycioacuten erosiva de los aguas subterraacuteneos Estas depresiones son inapropiadas para el almacenamiento a causa del faacuteshyci escape que pueden e ncontrar las aguas por los grietas que se encuentran en sus vecindades
Los estanques artificiales exigen trabajos especiales de e xcavacioacuten en general son excesivamente costosos y soacutelo se recomienda su construccioacuten en caso de que el aguo tenga un costo elevado
Eleccioacuten del sitio- Las principales circunstancias que afectan la posibilidad y valor de un sitio para almacenashymiento son
l - Su relacioacuten con los regadiacuteos 2- Su relacioacuten con el abas tecimiento 3-Su topografiacutea 4- Su geologiacutea Debe hacerse un examen cuidadoso de la regioacuten donde
se desea localizar el almacenamien to a fin de descubrir toshydos los si tios posibles y poder escoger e l que ofrezca conshydiciones maacutes ventajosas
El estanque debe estar situado lo bastante alto para poder dlstrlbuiacuter el agua por gravedad y tan cerca de los
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regadiacuteos que las peacuterdidas por transporte sean miacutenimas Ademaacutes debe ser iexclal el sitio que intercepte una cantidad suficiente de agua o que se la pueda conducir a eacutel
Geologiacutea del sitio- Habiendo estudiado la topografiacutea e hidrografiacutea de l lugar debe estudiarse cuidadosamente su geologiacutea a fin de conocer el caraacutecter y profundidad de los astratos inferiores La conformacioacuten geoloacutegica debe ser tal que contribuya a la eficiencia del almacenamiento Los lugares si tuado3 en vall9s inclinados son gen6ralmente fa shyvorables Como en eacutestos les estratos se inclinan de las colinas al fondo de valle el a gua que cae en aqueacutellas iraacute por percolacioacuten al estanque
En las formaciones de cal y yeso es corriente enconshytrar cavernas que faacutecilmente pueden derrumbarse es por esto por lo que debe e3tudiarse cuidadosamente la geologiacutea de estas formacione3 antes de construIacuter un estanque sobre ellas
Peacuterdidas en los estanques- En re lacioacuten con este toacutepi shyco mencionaremos algunos estanque que han tenido que ser abandonados por lo alto de las peacuterdidas
Estanque de Tumalo- Fue construiacutedo por el Estado de Oregoacuten Durante la diiexclcusioacuten del proyecto un grupo de ingenieros recomendoacute se construyera parcialmente y se hishycieran ensayos sobre su impermeabilidad este consejo no fue seguido y la represa se construyoacute de la altura proyecshytada Terminada la obra se llenoacute el estanque hasta que e l agua a lcanzoacute una altura de 20 pies sobre el orificio de salida En estas circunstancias se abrioacute un hueco en el fondo que descargaba 200 pies cuacutebicos por segundo y que raacutepidamente vacioacute el estanque Este hueco fue taponado y vuelto a llenar el receptaacuteculo pero las nuevas grietas que se abrieron no permitie-ron que el agua volviera a alcanzar la altura inicial Las peacuterdidas subieron tanto que le quitashyron todo valor al estanque como lugar de almacenamiento
Estanque Hondo- Cerca de Roswell Nuevo Meacutejico se construyoacute este estanque aprovechando una depresioacuten nashytural La depres ioacuten se aumentoacute por la unioacuten de las colinas circundantes por medio de diques El agua se suministroacute por medio de un canal de alimentacioacuten Las fugas se preshysentaron inmediatamente que estuvo lleno el estanque y
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aumentaron raacutepidamente debido al ensanchamiento de los huecos y grietas que se abrieron en el fondo Muchos esshyfuerzos se hicieron para restringir las peacuterdidas pero tedas fracasaron y el estanque tuvo que ser abandonado
La roca de la regioacuten era principalmente yeso que coshymo anteriormente se dijo es inapropiado para este in ya que en estas formaciones se encuentran muchas cavernas Es seguro que la depresioacuten que se escogioacute para el almacenashymiento se formoacute debido al hundimiento de alguna caverna
Las siguientes recomendaciones generales pueden ser de alguna utilidad para la escogencia del lugar apropiado
l- Eviacutetense los lugares cercanos a las formaciones de y eso y cal
2- -Las fcrmaciones volcaacutenicas deben estudiarse cuidashydosamente pues en ellas es corriente encontrar grietas o cavidades
3- Las areniscas de grano grueso ofrecen alguacuten peligro
4- Las depresiones naturales no son recomendables y deben evitarse si se encuentral1 en las cercaniacuteas de rocas cavernosas o si reposan sobre material grueso que ofrece salida faacutecil al agua
Sedimentacioacuten en los estanques- Sabemos que todas las corrientes naturales eradan sus canales y llevan maacutes e menos limo en suspensioacuten Cuando se concluye una re presa a traveacutes de una corriente la sedimentacioacuten de los limos debida a l estancamiento del agua puede llegar a disminuiacuter grandemente la capacidad del estanque si n o e remueve
El problema relativo a la sedimentacioacuten en los estan ques construiacutedos sobre corrientes portadoras de limo ha sishydo cuidIdosamente estudiado y se han expuesto muchas teoriacuteas sobre su solucioacuten pero ninguna de ellas ha sido confirmdcr por la pTaacutectica
Se han hecho muchos esfuerzos para determinar el factor exacto que exprese la relacioacuten entre el peso de un limo seco obtenido por observacioacuten y el volumen del misshymo limo como se deposita en el fondo de los estanques
La tabla siguiente muestra el resultado de cuatro enshysayos
-- 1542 -shy
Observedor Peso de I P C Limo huacutemedo Lbs
Limo seco P2S0 Lbs
Densidad
Follet Coghlcm Hughes Lawson
Promedio
1047 89 5
530 923 76 1 860 770
264 255 260
Las variaciones se deben en parte al diferente caraacutecshyter y peso de los limos ensayados Por esto el promedio (77 lbs pie cuacutebico) soacutelo debe tomarse como un va lor aproximado
El80bierno de los EE UU ha hecho observaciones sistemaacuteticas del limo que lleva el Riacuteo Grande desde 1897 hasta 1912 W N Folle es tudioacute cuiciadosamente las dishyversas observaciones y los resultados por eacutel obtenidos opashyrecen compendiados en la siguiente obla
Antildeo Aguaiacute acres pies Limo- Limo - acre s pies
Las observaciones se hicieron de la siguiente manera Se tomaron muestras del agua turbia del riacuteo se removioacute el limo por sedimentacioacuten y filtracioacuten se le secoacute a 60deg e y lueacutego se le p2SOacute Los porcientajes son por volumen y
se les calculoacute tomando como base que un pie cuacutebico de lim o en el estanque pesa despueacutes de secado 53 lbs
Despueacutes de considerar los resultados de los experimenshytos efectuados en India y Ameacuterica Etcheverry concluye asiacute
I- Un pie cuacutebico de limo saturado sedimentado en un tubo por un antildeo contiene alrededor de 30 lbs de limo seco El porcientaje por volumen de lodo saturado es jgual al porcientaje por peso multiplicado por 2l
2- Un pie cuacutebico de limo huacutemedo como se deposita bajo condiciones naturales el por volumen de lodo huacutemiddotmiddot medo es igual al por peso multiplicado por 12
3- Un pie cuacutebico de lodo seco pesa alrededor de 90 lbs
Remocioacuten del limo depositado- La represa Assuan en Egipto forma sobre el Nilo un estcnque de gran capacidad y considerable volumen de limo La gran capacidad del estanque se debe principalmente a la suave pendiente del riacuteo pues debido a eacutesta la represa logra represar las aguas unas 40 millas aguas arriba formando asiacute un estanque largo pero angosto La represa estaacute provista de 180 comshypuertas que permanecen abiertas mientras dura la crecida anual permitiendo asiacute que la corriente torrencial arrastre su linIO a traveacutes del estanque y al mismo tiempo saque parte del que se depositoacute el antildeo anterior
Este meacutetodo de remocioacuten parece ser efectivo pues sosshytiene la capacidad de almacenamiento para las necesidashydes actuales del riego pero eacutel exige el gasto de la mayor parte del agua en antildeos normales y su eficiencia depende mucho de las circunstancias locales (estanque angosto) pues bajo estas condiciones una corriente raacutepida es muy efectishyva para sacar el sedimento depositado Por otra parte las variaciones del Nilo son tan regulares que permiten la ashydopcioacuten de un programa predeterminado lo que es geneshyralmente imposible en otras corrientes
La combinacioacuten de estas condiciones es tan rara que la solucioacuten adoptada no tiene ap~icacioacuten en la mayoriacutea de
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los casos y presenta por lo tanlo muy poco in tereacutes como solucioacuten general al problema de que nO$ ocupamos
El ingeniero norteamericano W W Follelt propuso el siguienl meacutetod0 para ramover el limo del estanque Eleshyphanl Bulte
En lo mitad del estanque se construiraacute una pequentildea represa de 40- 50 pies de altura formando asiacute un pequeshyntildeo estanque dentro del principal Esia pequentildea represa esshytaraacute provista de una torre de esclultas eacutestas daraacuten acceso a un conducto que desembocaraacute en el valle pasando por la represo principal
Cuando el estaiexclque principal se esteacute llenando e l peshyquentildeo recibiraacute el agua del riacuteo y gran parte del limo se depositaraacute en eacutel an tes de que el agua pase por sus vershytederos al principal Cuando el estanque pequentildeo esteacute poshyco lleno las aguas turbias se haraacuten pasar por el conducto arrastraraacuten el limo depositado en el pequentildeo estanque y llevaraacuten su carga fertilizante a los regadiacuteos Si se necesishytare agua adicional se sacaraacute del estanque principal
La principal ventaja de este meacutetodo estriba en que con serva las propiedades fertilizantes del agua aumentando asiacute la fertilidad de las tierras que con ella se rieguen
3-Corrientes de aciexclua- La derivacioacuten de una corrienshyte de agua abarca esencialmente tres obras Una barrera un sistema de compuertas y un canal de derivacioacuten
La barrera se dispone a traveacutes de la corriente debajo de la presa de agua y en el lugar donde las orillas esteacuten maacutes cercanas Ella levanta los aguas y las conduce al cashynal de derivacioacuten
El tipo de la barrera depende del caudal de la corrienshyte que se quiere derivar
En un simple arroyo la oparacioacuten es sencilliacutesima Alshygunas piedras grandes y troncos de aacuterboles bastan para establecer barreras muy resistentes Las figuas I y 2 exshyplican la disposicioacuten de una de estas barreras Siempre conshyviene proteger con un zampeado de madera o piedra la parte maacutes abajo de ~a barrera para evitar el desgaste en las avenidas
Crevat describe asiacute las cbras de una presa de agua en el riacuteo Ain Uno de los problemas maacutes difiacuteciles en un proshy
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Planta dfgt la burrera rUacuteili( ~a c ll yo lorlf rtmiddotnr(iexcl ~ 1ta lJ rilo 2
yecto de derivacioacuten es el establecimiento de la presa de agua sobre todo cuando el riacuteo es ancho y torrencial Y hay que prevenir la invasioacuten del cascajo y la arena gruesa
Cuando sea posible conviene aprovechar un recodo del riacuteo donde disminuye la velocidad y por consiguiente au-
Fig 2 HI1TIra 1I1~li( a tn IIn arroyo COrl ~ ( g Uacutell A B (Itshy la fi~ 1
- 1546 shy
menta la altura del agua En la orilla (Fig 3) se construye con grandes piedras talladas un muro de 30 mts de lonshygitud cuya base al nivel de las aguas bajas estaacute proteshygida por un enlosado de cemento de 3 mts de ancho para facilitar el deslizamiento del cascajo que puede ser consishyderable durante las crecidas
Este muro A por tener que servir de vertedero es vershytical por la parte del riacuteo con 030 mts de altura sobre el nivel de la orilla y estaacute sostenido exteriormente por un tashylud de cemento de muy alargada pendiente que forma el
Plano timiddot una harrera y toma dI aglla
fondo de un pequentildeo depoacutesito B faacutecilmente vaciable desshypueacutes de las crecidas por medio de una gran compuerta
En la parte inferior del depoacutesito B hay que establecer un macizo de mamposteriacutea que forma la cabeza del canal F en el que se habraacuten abierto dos tuacuteneles e de dos meshytros de anchura y un metro de altura cuya entrada puede cerrarse con compuertas de hierro reforzadas con nervios El agua al pasar por estos dos tuacuteneles desemboca en el canal de derivacioacuten F que alliacute debe ser poco profundo pero ancho (5 mts) estrechaacutendose en seguida progresivashy
menle hasta que alcance el tiro de agua y anchura norshymales
Fn el muro de defensa A del recipiente B se coloca lna compuerta inmediatamente delante de la~ aberturas de toma d9 agua y debajo de la barrera
Transversalmeiexclte al riacuteo y en el extremo inferior de l vertedero se construye un soacutelido zampeado de fondo E recshytiliacuteneo algo maacutes alto quoacute el fondo leI riacuteo y que se vaya eevando un poco hacia la derecha d se eleva de 050 el nivel de la corriente y se echa nuevamente contra el vershytedero A xl propio tiempo que se ancha un poco el cauce
Chaipeniier de Cossigny habla de una barrera de cashyballetes que con frecuencia se ve en el sur de Francia
Para estableceo a traveacutes del caue del riacuteo se fijan una serie de caballetes como lo representan las figuras 4 y S donde A es una estaca gruesa inclinashyda y C C los sosteshynes Sobre estos cabashylletes se clava una seshyrie de tablas sobre las
Fi2~ 5 cuales se echa desde riacuteo arriba grava RiacuteoFrente de una brre13 de caJallrlt s
- 1548 shy
abajo se defiende al pie de la obra con pentildeascos sosshytenidos con estacas
Las barreras importantes se construyen de piedra o de cemento empezando por trazar el armazoacuten de la barrera Aprovechando la eacutepoca del arlO en que el riacuteo lleva poca agua se clavan a traveacutes una serie de soacutelidas estacas cushyyos extremos superiores delineuroan el perfil transversal de la barrera Estas estacas se unen entre siacute y en ambos senshytidos por medio de cruceros Entre elios se hincan tablones Terminada la armazoacuten se llenan los huecos con guijarros y piedras y lueacutego se rellenan los intersticios con grava y tierra La parte superior de la barrera se recubre con un thecho de carpinteriacutea o bien con losas que formen una esshypecie de embaldosado entre los cruceros
A fin de obtener una barrera maacutes fuerte se puede hashycer la siguiente variacioacuten Una vez terminada la armazoacuten se colocan apoyados conira los tab~ones sacos llenos de cemento que no tarda en f~aguar Estos sacos forman un muro muy resistente Se acaba de construiacuter la barrera lleshynando con cemento el interior limitado por el muro La cashyra superior se resguarda de la accioacuten del agua con un reshyvestimiento de mortero hidraacuteulico para el cual se puede emplear ladrillos
Las compuertas colocadas a la entrada del canal comshypletan el conjunto de las obras de derivacioacuten y sirven para llevor el agua de uno a otro canal
Hay considerable nuacutemero de modelos de compuertas desde las mayores que se aplican para cerrar los canales hasta las menores para abrir y cerrar las atarjeas En prinshycipio una compu9rta se compone de un quicio horizontal que ocupa el fondo del agua y dos montantes verticales ~obre los que se desliza el ventanillo enlazados por un dintel en el extremo superior El quicio y los montantes pueden ser de madera o de piedra El ventanillo es la parshyte movible de la compuerta y se acciona ya a mano ya por medio dG palanca o cremalera seguacuten el tamantildeo Las partes superior e inferior de las compuertas deben protegershyse contra las socavaciones por planchas de madera o por construccioacuten de mamposteriacutea
En suelos flojos se draga el fondo hasta encontrar roshy
-l549 - shy
shy________ -shy _ __ ___J
s lzaltln ue IIna compllfmiddotlla
ca o tierra firme y lueacutego se pone a traveacutes una hilera de
estacas sobre la cual descansa la compuerta a cada lado
de esta primera arma zoacuten se amontonan sacos de cemento
La3 figuras 6 y 7 rlt-presentan un modelo de compuerta
ordina ria Los figuras 8 y 9 representan la compuerta p e-
r~ 7 Planta de tilla (Olllplltmiddotrta
-shy 10
qUEntildea de hierro muy pr-aacutecti ca que se emplea para abrir y cerrO las atarjeas de riego La figura 9 indica claramenshyo
te coacutemo se mantiene fija esta compuerta por medio de dos grandes piedras indinadas que pueden sustituiacuterse por dos puntales de madera
En cuanto al canal de derivacioacuten tambieacuten llamado de alimentacioacuten se ceba en la corrient de agua un poco por
P t(JlUntildea compucrta para atarjta~ lit Jil~o
encima de la barrem Abierto o cerrado por una compuerta debe seguir en su trazado la parte superior del te rreno y presentar el mayor relieve posible Maacutes adelante hablar8shymas sobre eacutel
Evaluacioacuten del caudal de una corrienle- El caudal de una corriente de agua es igual al producto del aacuterea de io seccioacuten bantildeada por la veloc idad media por segundo del agua
r-iacute~ 9
l a middotolllpllrla dmiddot la fiiexcl 8 olorarla en la otnlrada d e 1 alarju
Es necesario obtener el perfil de la corriente en varios lugares y promediar los resultados Para obtener un periil se tiende una cuerda de una a otra orilla perpendicuarmiddot mente a la direccioacuten de la corriente y lo maacutes cerca posib~ de su superficie A distancias regulares sentildealadas en la cuerda se practican sondeos que dan la profundidad d e l
- 1551 shy
agua en cada una de las divisiones Obtenido el perfil con estos datos se sumaraacuten los trapecios parciales para obtAshyner el aacuterea de la seccioacuten dantildeada
La velocidad media de ~ agua se deduce de la velocishydad media en la superficie es igual al producto de eacutesta por el coeficiente 08 en los canales y riacuteos de dimensiones medianas y po 06887 en arroyos y atarjeas La velocidad en la superficie puede calcularse faacutecilmente de la siguienshyte manera A unos 3CJL-40 metros Daacutes arriba del paraje cuyo p3rfil se ha encontrado se echan unos cilindros de madera gruesa o corcho y con un cronoacutemetro se cuenta e l tiempo que gastan en recorrer la distancia comprendida enshytre el Jugar donde se echaron y olro previamente fijado 30-40 mIs maacutes abajo del lugar del perfil La operacioacuten debe repetirse varias veces y promediar los resultados
En vez de valerse del flotador para determinar la vsshylocidad de la corriente suelen emplearse los medidores de velocidad o corriente (Current Meter) Existen varios modeshylos de estos aparatos los maacutes usados son el de Haskell y
61 de Price En el modelo Price existen dos tipos el eleacutecshytrico y el acuacutestico Por se r estos aparatos suficientemente conocidos y venir acompantildeados de instrucciones para su uso no nos detenemos a explicarlos
Cuando el cauce es de seccioacuten bastante regular es preferible usar una compuerta para medir el caudal
Compuerta rectangular- De sus experimentos con esta clase de compuertas Francis dedujo la siguiente foacutermula
Q = 333 H (L - 02 H) siendo Q = descarga en pies cuacutebicos por segundo L = longitud de la compuerta 6n pies H = altura del agua sobre la compuerta en pies Cuando la velocidad de aproximacioacuten tiene un valor
suficientemente alto para afectar los resultados deben hushycerse las correcciones necesarias Francis propuso la sishyguiente foacutermula para este caso
Q = 333 (L - 02 H) [ (h HYh - h~h 1 donde h = allura debida a la velocidad de aproximacioacuten
Compuerta de Cippoletti- Las foacutermulas correspondienshytes a los dos casos mendonados para la compuerta regushylar son
Las figuras 10 y 11 representan la compuerta rectangushylar y la de Cippolstt i respectivamente
CAPITULO V
Uso de bombas para el riego
La praacutectico de elevar agua de un nivel inferior a otro superior para usarlo en el riego es sin duda tan antigua
1553 shy
como el riego mIsmo En China India y otros paiacuteses orienmiddot tales todaviacutea se acostumbra regar tiel ras maacutes ollas que los canales que conducen el agua elevaacutendola con potencio
bullhumana c animal unos pocos pies Naturalmenta que e~to
se puede efectuar soacuteo cuando la altura es moderada y el trabajo muy barato
Molinos de vienlo- La fuerza del vienio se empleoacute prishymitivamente para las necesidades del riego y auacuten hoy se usa frecwmtemente para elevar aguo de pozos para 103
necesidades domeacutesticas y para el riego de jardines y peshyquentildeos huertos Aunque la fuerza no represente gasto alshyguno el bombeo por medio de molinos de viento resulta en promedio maacutes costoso que cualquier otro meacutetodo excepshytuando aquellos que usan fuerza animal Esto se debe a la pequentildea potencia desarrol ~ada por estos aparatos la inshyconstancio del vie~to y la gran atencioacuten y reparacioacuten que exigen los molinos de viento Por estas razones el costo del bombeo por este sistema hace prohibitivo su empleo exshycepto para cultivos intensos de pequentildeos tarrenos donde se esperan grandes beneficios
Los molinos de viento se usan extensamente en el vashylle de San Joaquiacuten (California) y en los grandes llanos de las Montantildeas Rocosas para obtener agua para el riego El principal inconveniente de estos molinos es su insegushyridad pues su funcionamiento depende completamente de la fuerza del viento
A causa de esta inseguridad los molinos nunca deben usarse para regar sin proveerse de un estanque ampliO pashyra almacenar el agua Debe instalarse un recipiente de gran capacidad a fin de poder almacenar el agua durante los diacuteas que no se la usa para regar Este recipiente se puede obtener usando uno de los tanques elevados que suminisshytran los constructores de molinos de viento o si el molino se puede instalar en un punto alto de la hacienda se pueshyde excavar un estanque paro el almacenamiento
En promedio se necesita una velocidad del viento 5- 6 millas por hora para mover un molino La tabla siguiente da la fuerza del viento para las velocidades ordinarias
-1554
Velocidad del viento y potencia
Millas por Pie por Presioacuten Millas por Pies por Presioacuten
La tabla siguiente tomada de un trabajo de Mr A R Wolff sobre molinos de viento muestra la capacidad y
economiacutea de un molino experimental con rueda de distinshyto diaacutemetro asumiendo una velocidad promedio del vienshyto de 10 millas por hora durante ocho diarias
CAPACIDAD DE LOS MOLINOS DE VIENTO
Tamantildeo Rtvoluclunes Galones de agua levantados por minuto H P de la rueda de la rueda bull una altura de desarrollados
pie
25 50 75 100 150 200
ID no-u lB fjfj tiu 41 1112 l~ ij-HO t3 n u 11 8 8 1 O ~ I H iexclO-i 4bull 1 ~~ 6 ) -I ~ 1U 1 S -l 02- Hi ~I-iexclO ji -U JI (iexcl 1liacute JI 1 98 SO 0 11 18 10- (- 911 j2 2middot1-1 J1 J ) D I ~n 1 bull -40 1lfI UI 1 IO X l J ~ JI l I I O1X 2J W-li ~ 124 J01 0 111) 40 1 Hi3 ~H1 134
- 1555 shy
Al disentildear un molino de viento para bombear agua deben considerarse dos cosas El momento de torsioacuten y la velocidad de la rueda en relacioacuten con la de la bomba La primera debe ser lo maacutes gronde posible a fin de que el molino arranque con un viento suave la segunda no debe ser muy alta para las bombas en un molino pequentildeo ni demasiado baja para uno grande De lo anterior deducimos que el tamantildeo de un molino es un elemento importante en el arreglo de sus aspas
El aacutengulo entre cualquier porcioacuten de una aspa y el plano de la rueda se denomina aacutengulo del viento para obtener el mayor momento de torsioacuten al arranque este aacutenshygulo debe ser el complemento de los mejores aacutengulos de incidencia o entre 70deg- 55 Se ha Encontrado en la praacutecshytica que el aacutengulo del viento no alcanza estos valores sienshydo muy recomendable usar 43deg La tabla siguiente da los resultados de los experimentos de J A Griffith con cinco clases de molinos norteamericanos
CAPACIDAD Y EFICIENCIA
STOVER
Diaacutemetro exterior de la rueda pies 115 inferior 45
Area bruta de la rueda pies cuadrados 1040 Angulo del viento en la extremidad exterior de las aspas 43 Diaacutemetro y carrera de la bomba pulgadas 3 X 4 Altura promedio del agua durante el ensayo pies 292
A maacutexima eficiencia
Ve locidad del viento millas por hora 58 Velocidad del molino revoluciones por minuto 130 H P 0011 H P por 100 pies cuadrados de aacuterea bruta 0011 Eficiencia neta maacutexima tanto por ciento 87
-- J556 --shy
Promedio de 100 horas localidad bonancible
Promedio del agua elevada galones por hora 1530 Promedio de los H P desarrollados por l 00 pies~ 0022
0023 Eficiencia neta maacutexima 21
Promedio de 100 horas localidad borrascosa
Promedio del agua elevada galones por hora 2870 Promedio de los H P desarrollados por 100 pies~ 0041
0043 Eficiencia neta maacutexima 028
De varios molinos
Parkins ~fthoue Allhouse Carlyle
16 1416 1016 983 60 45 383 416
2010 1570 81 800 36 30 5028u
3 X lOyiexcl 3 X 10 3 X 4 58 3 X 4 liquest 39 663 387 307
---shyMaacutequinas de combustioacuten interna- Las maacutequinas moshy
de rnas de combuslioacuten interna de gas y vapor no soacutelo con-sum e 1 pJCo combustible sino que son adaptabI8s unishydades pequentildeas ademaacutes req u ieren poca vigilancia para un buen manejo y las reparaciones se efectuacutean faacutecilmenshyte Estas ve1 tajas importantes hcn heclo generalizar el uso de esta clase de maacutequinas
Maacutequinas de vapor- A lgunas de la s maacutes grandes planshytas d2 bombas para riego usan el vapor como fuerza moshyIriz En las islas Hawai se emplean grandes bombas moshyvida s por vapor para e levar agua a 550 pies y regar cantildea de azuacutear Grandes plantas a vapor se emplean para eleshyvar grandes can tidades de agua a pequentildeas alturas y reshygar las plan taciones de arroz en Louisiana (EE UU ) Las grandes plantas usan la maacutequina reciacuteproca y la bomba directamente conectada En algunos casos se puede obteshyner mayoiexcl- eficiencia usando turbinas de vapor las que por su alta velocidad S9 prestan para mover generadores eleacutecshytricos los cuales a su vez pueden suplir corriente a bombas instaladas en dist intos pun tos Es te meacutetodo de distribucioacuten es especia lmen te venta joso cuando el agua se obtiene de muchos pozos El costo de esta clase de plantas estaacute geneshyralmente fuera del alcance individual y por esto la mayoshyriacutea de ellas son manejadas por grandes compantildeiacuteas o por Jos municipalidades
Bombas- La bomba centriacutefuga es la maacutes usada para regar
La bomba centriacutefuga eleva el agua por medio de un disco provisto de cuchillas curvas que giran raacutepidamente dentro de una caacutemara que se ajusta lo maacutes posible dejanshydo el juego necesario para el movimiento raacutepido Las cushychillas fuerzan el agua a traveacutes del tubo de salida Algunas veces se sumergen dentro del agua que va a bombearse
-- 1558-shy
o se colocan unos pocos p ies encima del n ivel del agu a
en cuy o caso se necesita cebarlas
La bomba centriacute fuga es la maacutes recomendable cuando
se tr Ita de elevar grandes cantidades de agua a pequentildeas
a lturas Sus principales ven tajas son sencillez seguridad
bajo cos to y poca probabilidad de dantildeo por c ieno etc
Cuando hcm sido biEn d isentildeadas acanzan eficiencias de
maacutes de 80 para altu ras de 30- 60 pies Las peacuterdidas a
la entrada del tubo de succioacuten yola sal ida del de desshy
carga se d isminuyen grandemente ensanchaacutendolos progreshy
sivamente al salir de la bomba
El profesor W B Gregory da la siguiente tabla para
ilustrar la ventaja qu e se obtiene al ensanchar los tubos
de succioacuten y descarga
BOMBA CENTRIFUGA - ALTURA DE ELEVACION 5 PIES
Peacuterdida de Peacuterdid a de Pda por fr ic-Forma del tubo altura a la altura bull la cioacute usando Altura Bnfic~
a 3 028 031 024 583 240 291 a 4 009 0 10 02 4 543 280 340
----shyAriete hidraacuteulico- Es ta maacutequina usa un gran v o lumen
de agua que cae de una pequentildea altura para elevar una
cantidad menor de agua a una altura mayor
En este aparato un tubo A conduce el agua a la caja
de la vaacutelvu la B ~ l tubo estaacute en comun icacioacuten con la caacuteshy
mara de a ire C de la cual arra nra e l tubo de descarga D
La vaacutelvula B s(~ abi e hacia abajo y se hace de un peso
tal que permanezca abierta cuando el agua circule a veshy
locidad moderada pero se c ierre raacutepidamente cuando la
velocidad del agua a lcance un valor determinado Cuando
la vaacute~vula se cierra el agu a se detiene suacutebitamente proshy
duciendo un golpe de ariete que abre la vaacutelvula de la caacuteshy
mara de aire comprimiendo eacuteste y haciendo pasar una
parte d e eacutel al tubo de descarga Cuando se iguala la preshy
-- 1)59-shy
sioacuten la vaacutelvula de la caacutemara de aire se cierra pero el flujo en el tubo D continuacutea durante un periacuteodo corto a caushysa de la expansioacuten del aire comprimido en la caacutemara C Como el aire de esta caacutemara es absorbido gradualmente y expulsado por el agua debe proveerse para su renuevo pues de otra manera la elici-encia del ariete disminuiriacutea Cuando el agua en el tubo A estaacute detenida la vaacutelvula B cae el agua empieza a moverse y el proceso se repite
El flujo de un ariete hidraacuteulico es pues una serie de pulsaciones y a cada impuso debe vampncerse la inercia de la columna de agua que se encuentra en el tubo D Si dos arietes se conectan en el mismo tubo de descarga pero de tal manera que sus pulsaciores no coincidan la descarga seraacute maacutes continua y se economizaraacute energiacutea estas ventashyjas se obtienen en mayor escala al aumentar el nuacutemero de arietes conectados Veacutease fig 12
i)
rs 2 l iacute
llUSlraciuacuten dd prin cipill dd ik hiJraacuteulicu
CAPITULO VI
Canales y alarieas de riego
Cualquiera que sea el meacutetodo de riego que se haya esshycogido su praacutectica requiere cierto nuacutemero de canales y atarieas Vamos a definir estos canales y atarjeas y a inshydicar las principales consideraciones que rigen su consshytruccioacuten
Todo riego supone una presa de agua en un canal riacuteo etc Esta agua por medio de un canal de derivacioacuten se
--1560shy- -
lleva a los regadiacuteos De cua lquier forma que sea en eacutel o en sus ra mificac iones na cen y se alimen ton zan jas de meshynores dimensiones llamadas atarjeas de distribucioacuten las cuales llevan el agua a las atarieas de riego
Como todo riego debe ir acompantildeado de una desecashycioacuten del suelo es necesario construIacuter atarjeas de desaguumle que lleven el agua usada a los canales de evacuacioacuten En ciertos casos las atarjeas de riego una vez vaciacutea s sirshyven para el desaguumle
Seccioacuten de los canales y de las atarieas- Los canale s de a limentacioacuten de distribucioacuten y de evacuacioacuten tienen seccioacuten trapezoidal (Fig 13) Las otarjeas de riego y de desshyaguumle son rectangulares (Fig 14) Soacutelo miden 5-15 ctms de profundidad
Un canal de riego se com pone de las siguientes parshytes (ver lig 13)
El fondo D F sobre e l cual fl uye e l agua
-1561
La altura O E = h del egua Las banquetas A B H 1 que sostienen el agua por cashy
da lado Los taludes formados por las caras laterales B D F H El periacutemetro mojado P o la lopgitud e D + D F + F G La seccioacuten uacutetil S del canal eo la superficie que tiene
por base G C y D F y por a~ tura O E El radio medkl R es igual a S P La pendiente de Jos taludes m se determina por la
relacioacuten G Kj F K
Pendiente de los taludes de los canales y de las aacutetarshyjeas principales- Las pendientes de los taludes dependen de la natura leza del terreno Hus ta 15 ctms de profundidad son verticales Pasando de esta profundidad y para atarjeas abiertas en desfonde se dan las siguientes pendien tes
Roca m l O Arcilla pura m 1 033 = 303 Tierra arcillosa m 1 05 200 Tierra arenosa m 1 15 = 066
Para Jos taluds de fosos cmstruiacutedos en terrapleacuten
Arcilla pura m 1 05 = 200 Tierra arcillosa m 1 075 = 133 Tierra arenosa m 1 225 = 044
Para el mismo terreno si m es la inclinacioacuten del tashylud en desfonde 10 inclinacioacuten m del talud de terrapleacuten es igual a
2 3 m 1 1
- +shym 2m
Pendiente de los canales--Cuanto maacutes fuerte es la penshydiente maacutes se puede reducir la seccioacuten de un canal para la misma descarga Conviene pues construiacuterlos con la mashyyor pendiente a fin de disminuiacuter los trabaj os de excavacioacuten Por otra parte hay que considerar que una pendiente fuershy
-- 1562 -shy
te disminuye por la raduccioacuten de seccJOn la superficie de contacto y por consiguiente la filtracioacuten Ademaacutes la veloshycidad del agua no debe pasar de determinados valores seguacuten el terreno pues produciriacutea erosiones en las paredes
Velocidades de las que no conviene exceder en los diferentes terrenos
Velocidad limite Pendlent
por segundo por kmt
Arcillas blandas 0152 mts 0045 mts
Arenas 0305 0136
Gravas 0609 0433
Guijarros 0914 0570
Piedras en grandes fragmentos 1220 1509
Guijarros aglomerados 1520 211 S
Rocas blandas 1830 2786
Rocas duras 3050 7342
Tambieacuten existe un liacutemite inferior de velocidad que no se debe traspasar pues se forman depoacutesitos que destruyen
los cauces Los depoacutesitos principian a formarse por debajo de una
velocidad media de 025 mts por segundo en corrientes de agua fangosa 030 cargada de
arena fina 050 mts por segundo en corrientes de agua cargada de
arena gruesa Por consiguiente la velocidad no bajaraacute de 050-080
mts en el canal principal a fin de que no se deposite la arena gruesa
No deberaacute ser inferior a 025- 040 mts en los canashyles de distribucioacuten para que en ellos se deposite la areshyna gruesa que si llegara a las atarieas de riego podriacutea ser perjudicial Como estos canales no se usan continuashymente seraacute faacutecil quitar los depoacutesitos asiacute formados
Canal de conduccioacuten- La pendiente de eacuteste depende
- 1563 shy
oel nivel de la presa de agua y de la altura de la parte maacutes alta que deba regarse
Generalmente su pendiente variacutea de 00007-00014 mts por m La velocidad no excede de 080 mts por segundo La seccioacuten es trapezoidal y debe ir disminuyendo a medishyda que el canal avanza como que tiene que servir a meshynor extensioacuten
Este canal debe estar dispuesto de tal forma que en su punto de unioacuten con el riacuteo quede su nivel maacutes baio que el quicio de la presa a fin de poder instalar un aparato de afor Siempre debe estar provisto de una compuerta de modo que sea faacutecil impedir o regular la entrada dol agua para poder efectuar reparaciones o prevenir una crecida de la corrien te alimentadora
A fin de evitar la erosioacuten conviene lapizar con ceacutesped las paredes laterales y el fondo
Atarieas de distribucioacuten- Deriacutevanse del canal de conshyduccioacuten y llevan el agua a las atarieas de riego Son casi horizontales con pendientes de 0001-0015 mts por m La velocidad del agua no debe ser inferior a 025-040 mts
Se ponen en comunicacioacuten con las atarieas de riego por medio de un tubo de aiiacuteareriacutea o de una caia rectangushylar de madera Esta abertura debe poderse cerrar con una compuerta
Atarieas de riego- E1 general deben ser tan poco proshyfundas como sea posible Con frecuencia se les da un pershyiexcljI rectangular En la unioacuten con las atcrieas de distribucioacuten pueden tener de 30- 35 clms de anche para lueacutego ir disshymi1uye1do
El fondo e3 generalmente horizontal y sus bordes esshytaacuten ligeramente inclinados seguacuten lo direccioacuten de la corrienshyte y se aproximan a medida quo se aleian de las atarieas de distribucioacuten
Atarieas de desaguumle--Las atarieas de desaguumle recogen las agu)s despueacutes de regar y la3 llevan a los canales de evacuacioacuten Son doblemente uacutetiles pues secan el suelo y
permiten volver a usar las aguas para el riego de nuevas extensiones
- 1564shy
Los bordes estaacuten cortados verticalmente Su anchura ordinariamente es de O l5- --030 mts
Canales de evacuacioacuten- El ca nal de evacuacioacuten recishybe el agua de los desaguumles y la conduce al riacuteo o a regar otras tierras Debe ocupa r lo parte maacutes baja del terreno Debe tener una seccioacuten suficiente para el agua que recibe Tiene forma trapezoida Sus paredes deben protegerse conshytra el desgaste por medio de ceacutesped
Caacutelculo de las dimensiones de los canales y de las atarjeas principales- Hemos dicho que la seccioacuten de los canales y atarjeas principales es trapezoidal La seCClOn de las secundarias es triangular o rectangular Generalmenshyte no S9 ca~culan Es necesario determinar lo maacutes exactashymente posible las dimen5iones de los canales y atorjeas principales Las foacutermulas emp16cdas dan resultados aproxishymados que la experiencia modifica A continuacioacuten damos las foacutermulas de Darcy perfecc ionadas por M Bazin
ConsideremQs la seccioacuten re presentada en la fig 13 Y llamemos
1 D F = longitud del fondo
h O E = la altura
S aacuterea de la seccioacuten
U velocidad mediacutea del agua velocidad media en la superficie X 080
Q = descarga
I = la pendi2nte
P periacutemetro moiado
R = radio medio
Estas cantidades estaacuten relacionadas de la siguiente mashynera
(1) R I = b U~ oacute U = C RT(2)
(3) Q = S U Oacute Q = S C rRI (4)
C = 1 b es un coeficiente que depende de la rugoshysidad de las paredes del canal M Bazin ha expresado su valor asiacute
1565 - shy
87
C = 1 Vb = - ---- + tiacute
VR ltiacute tiene los siguientes valores
Paredes muy lisas (cemento madera lisa) tiacute = 006 Paredes lisas (taba ladrillo) tiacute = 016
poco lisas de mamposteriacutea tiacute = 046 de naturaleza mixta Ciacute = 085
Canales de tierra en condicion3s ordinarias tiacute 130 Canales de tierra con resistencia excepcional tiacute = 175
Maacutes adelante daremos los valores del coeficiente C en funcioacuten del radio R y los valores del coeficiente o de la loacutermua (l) corre3pondientes a los valores dAl coeficiente
C = 1 vT-
Ganguillet y Kulter adoptan tambieacuten la foacutermula
u C RTpero daacutendole a C el siguiente valor
O 00155
23 + + n
C 000155
1+ 23 + --- n
( ) V R
El nuacutemero n variacutea con la naturaleza de las paredAS y tiene los siguientes valores
n ln Paredes muy uniformes ceuromento madera
cepillada 0010 100 Paredes linos piedra tallada ladriilos 0013 77 Paredes poso uniformes 0017 58 Paredes rugosas piedras en bruto 0020 50 Paredes de tierra 0025 40 Paredes de grava 0030 33 Paredes irregulares de grava y mal cuidadas 0035 29 Paredes muy irregulares 0040 35
- 1566 shy
Las dJmensiones de los canal83 deben 118nar otras conshydiciones que determinan las foacutermulas anteriores
En primer lugar la tangente trigonomeacutetrica m queda determinada por la naturaleza del terreno Luego si circunsshytancias especiales no exigen la adopcioacuten de una profundishydad conviene dadas 1 y m dar a la seccioacuten la forma que corresponda a la maacutexima descarga por unidad de aacuterea de ella Esta seraacute evidentemente la seccioacuten maacutes econoacuteshymica De la foacutermula (3) Q = S U deducimos que para una superliacutecie dada S la descarga Q es maacutexima con U POI
consiguiente para una pendiente dada y teniendo en cuen shyta la foacutermula (2) U = e VRT con R o tambieacuten pll8sto que R = S P cuando P es miacutenimo
D8 la Hg 14 deducimos que
(5) S h (1 + h m)
(6) P + 2 h m V1 + m~ (6) P = I + 2 hmv 1 + m~
S h ( I + hm) (7) R
P + 2 hm 1 + m~ y por caacutelculo deducimos que P es miacutenimo cuando
h + V I + m~ (8)
2 ro
En este caso los lados B D H F D F son tangentes a Jo circunferencia descrita desde O como centro y con h como radio
Si sustiacutetuIacutemos en (7) 1 por su valor sacado de (8) obshytendremos
2 m h h ( + hm)
+ VI + m (9) R +
2 mh 2h V 1 + m~
+ ml+vl+ m~
- 1567 shy
--- -
1+ iexcl-1 + rn~ ]iexcl 2 = X
rn 4
es decir el radio medio es igual a la mitad de lu profunshydidad del agua
La relacioacuten h 1 que determina la seccioacuten oacuteptima soacuteshylo depeeacutelde para S e 1 dados del valor m El valor de h 1 en (8) permite calcular faacutecilmente h y 1 conociendo S y m Reempazando 1 por su valor en funcioacuten de h en la ecuashyc ioacuten (5) 1endremos
(lO) S =
( h
2 m h
1 + 1 1 + m~ h+-111
)
h~ 2 l 1-+ m~ -----shy 1
m
mS lh
11 J J h = ( 2 V 1 + m - 1 )
Seguacuten esto S2 ve que cuanio maacutes se acerquen los taludes del canal a la vertical mayor es h y por consiguienshyte R Conviene adoptar para R el mayor valor posible pues asiacute no disminuye la anchura del canal de pendiente dada 1 y se aumenta la velocidad media d el agua que es proshyporcional a R
Cuando las circunstancias obligan la adopcioacuten de una profundidad determinada la ecuacioacuten S = h (l + h m) soacutelo contiene la incoacutegnita 1
Empleo de las foacutermulas uso de las tablas ejemplos middotnumeacutericos--Los problsmas que se presentan maacutes frecuenshytemente son
I- Conocida la seccioacuten transversal de un canal y su pendiente calcular su descarga
JI- Conocido el rendimiento del canal y su pendiente
- 1571 shy
calcular las dimensiones que debe tener su seccioacuten transshyversal y la velocidad media del agua
CASO iexcl- Se a plican las siguientes foacutermulas
h (1 + h m) (S) S = h (1 + h m) (7) R
1 + 2 h 1 + m~
m
y lueacutego
(2) U = C m 1)Y2 (1) Q _ S C (R 1) 1j~
La foacutermula (S) ncs do e l aacuterea la (1) el radio medio pues h I Y 111 SO1 conocidos Las foacutermulas (2 y 4) permiten ca lcular U y Q
EJEMPLO Calcular el rendimie llto de un canal de ti eshyITU sabiendo que 1 = lmts h = 121 1 = 00002 y la inclinacioacuten de los taludes es 45
La aplicacioacuten de las foacutermulas (5 y 7) nos da
S = 2867 mts~ y R = 060 mts
El valor de C seguacuten la tabla de Bazin es 325 y seguacuten la de Kutte r 35 Tomamos e l promedio de estos dos valoshyres o sea 3375
Aplicando las foacutermulas (4 y 2) obtendremos
Q = 098 mts y U 037 mts
CASO II- Si existen circunstancias que obliguen a adopshytar una profundidad determinada se aplicaraacuten las foacutermushylas de la seccioacuten maacutes ventajosa es decir las foacutermulas sishyguientes bull
Q~m S (9) h b U~ b - shy~ (1 + m~ )11 ) = 2 R (l) R I
12 - 1) S~
Se principiaraacute por adoptar para b un valor provisional y para escogerlo seguacuten el rendimiento se evaluaraacute el vashylor posible de R y por consiguiente el de C seguacuten la tashybla de Bazin La tabla de los valores de b daraacute un valor que se adoptaraacute provisionalmente Una vez hallado el vashy
- 1572 shy
lar da R se rectificaraacute e l de b Se volveraacute a calcular R y
se continuaraacuten estas aproximaciones hasta que se encuenshytren para C y b valores que no difieran sensiblemente de Jos anteriores La ecuacioacuten (1) contendraacute R elevada a la quinta potencia y deberaacute resolverse por logaritmos
EJEMPLO Un canal debe tener un rendimiento de 2 lIltS de agua por segundo con una pendiente de 00002 por mts Cuaacutel debe ser su perfil transversal en la tierra con taludes inclinados 45
Supongamos R = 1 mt entonces seguacuten la tabla d e Bozin C = 378 y seguacuten lo de Kutte r C = 40 Toma mos 81 pro lllcd io C = 389 Para b obtenemos 000066
In
Lu IOacuteI JI1 U 111 (0) du x
Pero s iendo m 1 sacamos
m 0547
y obte ndremos 4R~ S 4W
0547
Lo foacutermula (1) nos da
R X 00002 000066 4
S~
R S~ 132
y sustituyendo S po~ su valor
16 R
(0547F 132 R 075
Seguacuten las tablas de Bazin y Kutter los valores respecshytivos de C pondiente de b tend
son de b remos
348 es
y 00
37 Adoptamos 0077 Sustituyendo
359 este
el valor nuevo
corresshyvalor
- shy 1573 shy
4 4 R~ 0547 S TI X 00002 000077 (
s~
R = 075
Lo vola re s d~ e y de b no difieren sonsibloTrl ento de los que acabamos de adoptar Tomaremos pues para TI el va le r 076 mis entoncos h = 152
4 (076 )~
S 442 Jll l s ~
0547
Q 2
u 047 mts S 422
La foacutermula (8) permite dete rmina r l
2 m h 2 X 152 126 y e l problema
1 + ( + m~)Y2 1 + (2)1
queda resuelto Pero puede ocurrir que por circunstancias especiales no
se pueda adoptar el perfil maacutes econoacutemico Entonces se coshynoc 3 la profundidad h o la anchura 1 por lo tanto
S = h (1 + h m)
Q2
R 1 b --- en que R estaacute expresado en funcioacuten S2
de h y de I y permitiraacute hallar por tanteo h o I y S Supongamos que por causa de la existencia de un submiddot
suelo rocoso la profundidad del canal no debe exceder de un mI y que la descmga sea de 2 mts pOI segundo y la pendiente 00002
Procederemos asiacute
Puesto que h 9S a lo sumo igual Q 1 mI el radio meshydio puede evaluarse en 050 mts Las tablas dan para e 306 y 34 adoptamos 32 y entonces b = 000098
1574
Q2
De la ecuacioacuten R I b --- deducimos S2
000098 X 4 S~ 392 S 625
050 X 00002
La foacutermula S = h (l + h m) da 525
La foacutermula (6) nos da P = 807
s 625 R 077 mts
P 807
Se partiraacute de este nuevo valor de R para repetir los caacutelculos
Las tablas dan para R = 077 mts C = 35 y 37 Adoptamos C = 36 entonces b = 000077
Tenemos
000077 X 4 S 40 S 632 1 532
077 X 00002
P 814 Y R = 077
Adoptaremos para el perfil de este canal de 2 mts de descarga por segundo
1 = 532 h = 1 mI R = 077
La velocidad media del agua seraacute
u = Q S = 2 632 = 031 mts
CAPITULO VII
Sistemas de rieqo
Hay muchos procedimientos de riego seguacuten la naturashyleza del terreno su pendiente los cultivos o la cantidad de agua de que se dispone
- 1575 shy
A continuacioacuten describiremos los siguientes sistemas Por sumersioacuten por filtracioacuten por desbordamiento
El riego por sumersioacuten se dIvide en tres meacutetodos el ri ego por filtracioacuten en dos y el por desbordamiento tambieacuten en dos De todos eros hablaremos separadamente
Riego por sumersioacuten
El sistema d3 riego por sumersioacuten llamado tambieacuten en manta consiste en cubrir el suelo con una capa de agua que permanece sobre eacutel un tiempo maacutes o menos largo
Generalmente requiere que el terreno sea sensiblemenshyte horizontal de pendiente suave 2 0 00 a lo sumo y que no sea impermeable La superficie regable se rodea de peshyquentildeos diques Si la pendiente fuese fuerte habriacutean de ser a l tos y emplear maacutes agua con lo que se perderiacutea la prinshycipal ventaja de este sistema que es su sencillez y ecoshyncmiacutea
Este procedimiento es uno de los mejores para el rieshygo de praderas cuya pendiente sea de 1-15 mmts por metro Comprende tres meacutetodos distintos
IO-La sumersioacuten naturcl que resulta del desbordashymiento espontaacuteneo de una corriente de agua o de la inunshydacioacuten artificial proveniente del levantamiento de las aguas
29- La sumersioacuten artificial 5encilla en que las aguas permanecen estanadas mientras dura el riego
3y- La sumersioacutell atificial con cJrculacioacuten continuiexcl en que el agua ircula suavemente por la superficie del terreno sumergido
Cuando se riaga con aguas que acarrean limos y areshynas estos materiales generalmente corgados de materias fertili~antes se depositan sobre el suelo Entonces el riego por sumersioacuten va acompantildeado del erdorquinamiento
Sumersioacuten natural- Muchos terrenos estaacuten expuestos a las crecidas de las corrientes de agua que los atraviesan Esta sumersioacuten natural es fuente de grandes riquezas Tashyles s)n Egipto y las pompos de la imeacuterica del Sur En Francia grandes extensiones de ter reno deben su fertilidad a riegos perioacutedicos de esto naturaleza
Las condiciones esenciales de estos sumersiones natushy
1576 shy
rales son pendientes longitudinales muy suaves (040- 045
mts por kmt como promedio) y pendientes transversales
bastante aceurontuadus para que las aguas de las crecidas
vuelvan faacutecilmente a su cauce primitivo
Sumersioacuten artificial sencilla- Exige un suelo de poca
pendiente que no exceda de 2 0 00 a menos de restringir
mucho ia extensioacuten dE las parcelas sumergidas
Si la pendiente fuese fuerte no se depositariacutean los seshy
dimentos perdiendo asiacute este meacutetodo su principal ventaja
Ademaacutes se correriacutea el riesgo de que las aguas arrastraran
la tierra vegetal Finalmente seriacutea necesario que las cuenshycas sumergidas estuvieran rodeadas de diques muy altos
lo que hariacutea perder las ventajas econoacutemicas de este sisshy
tema
Consiste en sumergir el suelo bajo una capa de detershy
minado espesor durante un periacuteodo de tiempo variable
El terreno se divide en compartimientos regulares roshy
deados dE pequentildeos diques que retienen el agua
Generalmente las aguas despueacutes de regar un comparshy
timiento superior pasan a regar uno inferior
Los compartimientos tienen extensioacuten variable En geneshy
ral no exceden de 10-30 aacutereas Se les puede dar una anshychura de 50 mts y una longitud variable seguacuten la pendienshy
te del terreno Los diques que los rodean exceden en todas
partes a 25 ctms al nivel del agua
La altura media del agua sobre la superficie del sueshy
lo es de 15 ctms En el punto maacutes alto del nivel del agua
25 ctms
En el centro de cada compartimiento y en sentido de su longitud se abre una atarjea g (lig 15) que sirve a la
vez de conduccioacuten y desecamiento
A este objeto puede ir acompantildeado de pequentildeas a tarshy
jeas h En el origen y en la extremidad de cada compartishy
miento la atarjea g lleva una en trada de madera con comshy
puerta para retener el agua o dejarla pasar
La atarjea g debe tener una pendiente aproximada de
0001 mts mL La anchura en el fondo y su profundidad
dependen de la superficie del compartimiento y de la cantishydad de agua que conduciraacute
--1577-shy
La fig 15 denota la subdivisioacuten del terreno en cuatro recipientes que forman otros tantos saetines cuya longitud depende de la pendiente del terreno
Es preciso que el nivel del agua en el segundo comparshytimiento sea inferigtr de 1- 2 ctms al fondo de la atariea g del primero Asiacute se logra que el agua pase del primero al SEgundo compartimiento
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Hiego por ~lIhm(~r~ ioacuten Planta ltle unn in~tala(- i(ln de cuatro C(Jlllparlimi-(-middotnto~
Ventajas e inconvenientes de este sistema- Permite reshygar superficies de poca pendiente con ca1tidades de agua demasiado pequentildeas para utiliza ras de otro modo Transshyforma en tierras feacutertiles suelos mediocres siempre que no sean impermeables y que las aguas contengan limos carshygados de principios nutritivos Su instalacioacuten y vigilancia son sencillas y baratas
En suelos impermeables da malos resultados Rara vez se puede aplicar en el momento de la vegetacioacuten y mientras dura impide la aireacioacuten del suelo
- - 1578 - shy
El riego por sumersioacuten se emplea principalmpnte en el cultivo del arroz
Riego de los arrozales- EI arrozal ha de estar compleshytamente cubierto por el agua pero sin quedar estancada sino circulando con muy poca velocidad Sin agua no gershyminariacutea la semilla y en cambio si quedara estancada enshyfermaria 0 planta y podriacutea ser causa de una epidemia pashyluacutedica en la regioacuten
El terreno destinado al cultivo del arroz ha de ser enshyteramente llano y con la pendiente necesaria para la lenshyta circulacioacuten del agua El campo se divide en parcelas delimitadas por pequentildeos diques de tierra
Unas como B (Fig 16) estaacuten trazadas longitudinalmenshyte en el sentido de las labores y del movimiento del agua al paso que otras la sentildealadas con la letra e van en dishyreccioacuten perpendicular a las primeras
Una vez construIacutedos los diques se da el agua a las parce las D y J de modo que la capa liacutequida tenga unos 12 ctms de espesor Hecho 6stO se practican en el dique inmediatamente infel ior unas abe rturas E de 20- 30 ctms
de ancho por donde flushyye el agua a las parceshylas inferiores Asiacute se conshytinuacutea hasta regar todo el arrozal El agua se reshycoge en la atariea d e desaguumle A
El consumo de a g ua se calcula en 24 Its por segundo y por hec taacuterea
Sumersioacuten artificial con derrame continuo--Cuanshydo se dispone de gran can tidad de agua la cirshyculacioacuten puede ser conshytinua sin alterar las disshyposiciones precedentegt
El agua de riego desshypueacutes de alcanzar el nishy
ni~po s i c i(lfl dI un arrozal divirl gtln ( 1
lahla~ n -lIadriluacutel erus L ri ego
- - 1579-shy
vel normal en el compartimiento regado pasa lentamente al inferior y se reemplaza con nueva agua Este procedishymiento priva menos del aire a las plantas que e l estallCU miento permanente
El movimiento d8 las aguas se regula dE-~ tal manera que la can tidad siexclJida por la parte inferior sea igual a Jo que Gntra por la superior De 83t8 modo se llega raacutepidashymente a resultados excelentes
Conviene enviar agua nueva o los compartimientos inshyferiores disponiendo alrededor del cqmpo un canal de cirshycunvalacioacuten El agua debe vaciar por encima de las comshypuertas a fin ds qU8 no arrastre los sedimentos En general los compartimientos tienen dimensiones mayores que los de sumersioacuten sencilla Si la pendiente es muy fuerte conviene disponer oblicuamente diques interiores que impidan la erosioacuten del suelo Los diques que bordean las parcelas tieshynen aproximadaments 150 mts de ancho en la corona y un nivel de 30- 40 ctms sobre el de las aguas
Rieqo por filtracioacuten
Este sistema comprende dos subdivisiones
19 Por filtracioacuten del aqua en el suelo por atarieas proshyfundas- Es un procsdimiento muy imperfecto desde el punshyto de vista d3 los resultados pero muy sencillo y econoacuteshymico Em p lea las zanjas excavadas en los terrenos para sanearlos
Esencialmente consiste en cerrar las compuertas que regulan los diferentes canales de desecamiento El agua de lluvia etc fluye asiacute poco a poco pgtr estos canales y si el suelo es permeable lo humedece al atravesar las pareshydes laterales de e llos pudiendo llegar por capilaridad hasshyta las raiacuteces
Este procedimiento soacutelo es practicable cuando el terreshyno es bastante permeable y de poca pendiente En suelos poco permeabls los resulta dos no son satisfactorios el agua fluye bien por los cana ~ es pero no logra humedecer la tierra
La lig 17 muestra la disposicioacuten de los canales a a b b y Ja de la compuerta d que cuando estaacute cerrada deshy
- 1580
termina el retroceso del agua que se va elevando en los canales y penetra en el suelo Abriendo jo compuerta se inicia la salida del agua y consecuentemente el desecashymien~o del terreno
A~~J~~Mitrbt~Ir~~M~~1 B
F~( 11 J)i sposieiHl para htlnHd e(~e r IIn 1IITfJ1U drenadu al ail
J i~ Hi middotiexclo po fiJI radmiddotn
29 Filtracioacuten del agua por atarieas abiertas superficiales - middot-Este meacutetodo se aplica sobre todo a Jos tierras labradas y
entre otros a 103 cultivos hortiacutec81as Difiere esencialmente del anterior en que las atarieas estaacuten mucho maacutes proacutexishymas en que son superficiales y el agua penetra en el sueshylo y en el subsuelo p8r las paredes y por el fondo
El agua circula por atarieas paralelas que limitan las parcelas de los cultives No debe tocar ni las hoias ni los tedios Por esta razoacuten se emplea e l agua de cloacas para los cultivos hortelanos Como no se ponen en contacto con as hoias ni con los tallos no pueden contaminar esta parshyte comestible de los vegatales Sin embargo uacuteltimamente se ha dicho que las aguas de cloacas contaminan las parshytes aeacutereas de las hortalizas con geacutermenes nocivos y se ha prohibido su empleo para el cultivo de las hortalizas que se toman sin coccioacuten
Este meacutetodo es tanto maacutes eficaz cuanto maacutes proacuteximas
1581 shy
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111111111 111111 111111 Vtk11 1 1 1 1 6 ~ iexcl
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ni ego por 5-lIrc()~ Di ~pn ~ iciiexclm de la~ atalj pa~
esteacuten las zanias que se trazan con el arado y estaacuten seshy
paradas unos 060- 080 mts La lig 18 indico la disposicioacuten del suelo La liacutenea a b
representa el canal de conduccioacuten a c el canal de riego del campo d designan los surcos que no terminan en el canal a c La limpieza que necesita el funcionamiento del sistema deteriora pronto este canal Debe construiacuterse una atari ea auxiliar e f comunicada con el canal a c por meshy
_-1582 - shy
dio de pequentildeos cortes g Este canal auxiliar se abre con el arado y se termina cuidadosamente con la pala Es anshycho y tiene una profundidad de unos la ctms
Riego por desbordamiento
Puede efectuarse de las maneras siguientes con reshygueras de nivel y planos inclinados que describiremos sucesivamente
A shy Por regueras de nivel Fundamentoshy EI terreno a regar estaacute surcado por regueras horizontales de desbordashymiento en que el agua rebosa el borde inferior y se exshytiende en forma de laacutemina continua
Pendiente del terrenoshy No debe ser excesivamente peshyquentildea pues entonces la circulacioacuten de la laacutemina de agua se efectuariacutea defectuosamente se admite como necesaria una pendiente de 3 Si 0 pendiente fuere excesiva en vez de una laacutemina continua se formariacutea una serie de arroshyyos que socavariacutean el terreno este peligro debe evitarse haciendo las regueras suficientemente proacuteximas
Descripcioacuten y funcionatnientoshy Las regueras de reparshyticioacuten se trazan en la direccioacuten aproximada de las liacuteneas de maacutexima pendiente fig 19 Si se interrumpe una regueshyra de distribucioacuten remansando el agua eacutesta entraraacute en la reguera de nivel inmediata anterior la cual se llenaraacute y desbordaraacute invadiendo el terreno el exceso se recogeraacute en el colector inmediato inferior el cual lo transportaraacute al canal de desaguumle
b middotmiddot l~vcro diexclhi Clon
rig 9
Alimentacioacuten de regueras sucesivas por una misma tomashy En vez de recoger las aguas sobrantes de una reshyguera directamente en un colector se recogen en otra reshyguera la cual una vez desbordada las deja pasar a otra y asiacute a varias no pasando de 4 oacute 5 seguacuten el caudal de
-1583 -
agua de que se disponga Parece que asiacute pudiera hacerse extensivo a todo el campo con una sola toma superior en la reguera de reparticioacuten pero no debe olvidarse que el agua que llegase a las regueras inferiores estariacutea escasa en oxiacutegeno y principios fertilizantes Esta es la razoacuten de las tomas sucesivas
Perfil longitudinal de las reguerasshy En la praacutectica no
iexcliexcl~f o UI a
I iquest
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I L middot ___ --shy
I D--1 t~uHO c o tor
- I 001 I 00 I
I 0 bull ___ J
-shy ---_ -i
_~_-o---J
Uig 19) Riego por curvas de nivel
debe d6rseles una pendiente superior al 0003 intercalando cascadas si fuere preciso esto se refiere a las regueras de reparticioacuten Las regueras de distribucioacuten deben ser perfecshytamente horizontales
Seccioacuten transversal de las reguerasshy Las regueras de nivel deben ser poco proundas a fin de disminuiacuter la preshysioacuten del agua y por tanto su infiltracioacuten Es aconsejable
- 1584 -
UllO anchura de 20 ctms con una profundidad no mayor
de S clms Las acequias y regueras d e reparticioacuten se calcushy
bn seguacuten las foacutermulas hidraacuteulicas
B shy Por planos inclinadosshy Son tales les ven tajas del
riego por regueras de n ivel que se procura em plear un
sistema anaacutelogo aunque el terreno no tengo lo pendiente
necesaria
Principio--Si lo pendiente es inferior al 003 se terramiddot
1 I
Cor~e por A B F iJ20
I I
I
J
Ri eacuteo t por p la n o~ in(linado pUl dobl e ari5la
plena formando un escolonado d e planos inclinados que
permito el riego por reguera~ de nivel
Descripcioacutenshy la reguera de reparticioacuten se coloca a una
altura conveniente para que el agua pueda en trar a las
regueras de nivel practicadas en la parte superior de los
planos en forma que llena de agua se vierta por ellos
recogiendo el exceso en colectores lig 20 El agua sobranshy
te puede ser muy abundante en tal caso el colector al ishy
- 185 shy
menta a su vez o tra serie de planos actuando a mane ra de reguera de reparticioacuten
Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
Planos inclinados naturales- Supongamos fig 21 un terreno de pequentildea pendiente S8 construye en terrapleacuten una reguera de d istribucioacuten con los produc tos de la excavacioacuten del colector inmediato E primer antildeo el riego seraacute defectuoshyso pero en los antildeos sucesivos mejoraraacuten los terraplenes y planos incl inados merced a la aportacioacuten del limo por las mismas aguas
0(oacute v lt
o
ltiexcl - =-=~ ~ ~ ~-= -=--=--=-shy~ ~ Fig21
Planos inclinados artificiales-Consisten en cons truiacuterlos directamen te con tierra sacada del terreno m ismo lo cual exige terraplenes y movimientos importantes de tierra (fig 22)
TfrImiddotO)COfi
~S~iacutelllflmiddot ~~f~~
Tts 22
Datos para la formacioacuten de un proyecto de riego por planos inclinados- Se atenderaacute en primer lugar a que las acequias y regueras de reparticioacuten sean capaces de sumishynistrar el agua necesaria y los colectores de desaguar los sobran tes Las regueras de distribucioacuten seguiraacuten sensibleshymente las curvas de nivel a fin de q ue los planos incl inashydos conserven una longitud constante y que las regueras de dis tribucioacuten sigan la direccioacuten de la pendiente del terreshyno La anchura de Jos escalones no seraacute excesiva a fin de evitar los grandes movimientos de tierra En general tienen 4 oacute 5 mts y si el terreno tiene fuerte pendiente lleshygan a tener 10 Oacute 12 mts La pendiente de los planos inclishynados seraacute de 003 como miacutenimum
RIOS Metros cubicos acarreados anualmente
Var 12000000 Loira 6000000 Ga rona 5700000 Sena 200 000 Ma me 105000
Herveacute-Mangon ha es tudiado este a sunto con mucho cuishydado Sus observaciones en el Durance pueden resumirse asiacute
El peso tota l de 103 limos acarreados por este riacuteo en Merindol en dos ai10S (1859- middot1861) fue de 17923321 Tons
Admitiendo que estos limos depositados en el suelo peshysen por teacutermino medio 1600 kgs mts cuacutebicos su volumen hubiera sido de 11077071 mts cuacutebicos
Si este limo se depositase iacutentegramente en e l suelo cushybririacutea en un antildeo con una capa de 001 mts de espesor una superficie de 110770 hectaacutereas
Antildeade Herveacute-Mangon que en el departamento de Vaushycluse se consideran muy feacutertiles ~as tierras arables que poseen 030 mts de espesor de este valioso aluvioacuten o sea 3000 mts cuacutebicos iacute hectaacuterea El volumen de limo arrastrashydo en un ai10 por el Durance en Merindol representa una superficie de primera calidad de 11077071 3000 = 3692 hectaacutereas
Algunos anaacutelisis quiacutemicos de limos practicados por Herveacute-Mangon daraacuten una buena idea sobre su importancia
Limo del Durance- Can tidad media anual de limo conshytenida en un metro cuacutebico de agua 1454 gro Composicioacuten media por ciento y por antildeo
Promedios Men suare s Extrorno s
Residuo arcillosiliciacutelico insoluble 4502 46650 Aluacutemina y peroacutexido de hierro 372 4650 Nitroacutegeno 006 0098 Carbonato de cal 4127 41470 Carbono 041 0686 Agua y productos no dosificados 952 6446
- 1526 shy
Limo del Var-Composicioacuten centesimal Residuo insoluble 4428 Aluacutemina y peroacutexido de hierro 503 Carbonato de middot cal 3853 Nitroacutegeno 012 Carbono 012 Agua y productos no dosificados 1504
Veamos ahora algunos anaacutelisis practicados recienteshymente por M Muumlntz y que indican la cantidad de limo en varias corrien tes de agua y de los cuatro principales eleshymentos de fertilidad
Cre8mos conveniente exponer la composicioacuten del amoshyso limo del Nilo Los anaacutelisis del Dr Letheby indican las siguienies cifras por ciento
Crecida Esllalo
Materias orgaacutenica3 1502 1037 Acido fosfoacuterlco 178 057 Col 206 318 Magnesia 112 099 Potasa 182 106 Sosa 091 062 Aluacutemina y oacutexido de hierro 2092 2355 Acido carboacutenico y peacuterdidCIs 128 144
Es laacutestima qua este anaacutelisis no comprenda el nitroacutegeno que tanta importancia tiene como fertilizante esta falta se puede suplir promediando los anaacutelisis de Poyen y Chamshypian que dan 09-13 por mil de nitroacutegeno
El valor fertilizante de los limos de algunos riacuteos del Suroeste de EE UU comparado con lo requerido por una tonelada de alfalfa aparece en la tabla siguiente
- ]527 shy
MaUrla ferlillzanle por acre Pie de agua
RIO Feeha Acldo 10sl Polasa NltroacuteVeno Invesllgador
Riacuteo Grande 1893-94 314 3255 2440 Goss Riacuteo Salado 1899-1900 105 265 900 Forbes Riacuteo Colorado maacutex 1900-0 I 4356 4446 6970 RIacuteo Colorado mIacuten 1900-01 226 163 103 1 ton de alfalfa 167 330 4200 Goss
Para apreciar la abundancia y cccioacuten fertilizante de los limos recordaremos ahora la composicioacuten por mil de una buena tierra vegeial del limo de una corriente de agua (Francia) del limo del Nilo y del Gstieacutelcol de granja
Tierra veoelal Coriente de agua Nilo Esliereol d (Francia) Granja
b) Al igual de las aportaciones de limo las cantidades de elementos disu3ltos llevados por las aguas variacutean cor la naturaleza de los terrenos que atraviesan
Las aguas son maacutes eficaces cuando contienen elementos que soja existen en pequentildea cant idad en el suelo que con ellas se debe regar
Aguas lluvias- Los anaacutelisis de las aguas lluvias han demostrado que ellas contienen nitroacutegeno combinado carshy
bonato y nitrato amoacutenico moterias orgaacutenicas clorura soacutedishyco suliato soacutedic) oacutexido de hierro oxiacutegeno nitroacutegeno y aacutecishydo carboacuten ico Los proporciones de estos compuestos variacutean con la localidad en las ciudades el agua lluvia estaacute maacutes cargada de aacutecido carboacutenico de materias orgaacutenicas y mishynerales que en el cnmpo En la formacioacuten de aacutecido niacutetrico tienen mucha influencia las tempestades
Cien litros de agua lluvia hervida han dado Nitroacutegeno 1308 lts
Oxiacutegeno 0637
Acido carboacutenico 0128
2073
- 1528 shy
En general se puede admitir un promedio anual de 808 kgs de nitroacutegeno combinado (amoniacuteaco y aacutecido niacutetrico) por hectaacutereas y por antildeo
Aguas de arroyos y riacuteos- La composicioacuten de estas ashyguas variacutea tanto seguacuten la eacutepoca del antildeo en que se opere y el procedimiento que se siga para obtener la muestra que es bastante difiacutecil comparar los resultados de los dishyversos experimentos
Las aguas corrientes en contacto con el aire disuelven los gases contenidos en eacutel La absorcioacuten de oxiacutegeno es relativamente mayor que la de nitroacutegeno En general las cantidades de gases disueltos variacutean con la temperatura y para el gas carboacutenico con la composicioacuten de las aguas
Seguacuten Poggiale y Herveacute-Mangon el agua del Sena conteniacutea a DU y 760 mmts
La cantidad de nitroacutegeno y materias minerales conteshynidas en las aguas de que nos ocupamos variacutean grandeshymente y para dar idea del orden y magnitud de las misshymas citaremos los datos de algunas aguas seguacuten M Muumlntz
MATERIAS Bourne Isere Rodano Sourgcs Durance gr gr gr gr gr
Nitroacutegeno niacutetrico por m 0038 0223 0828 0104 e285 amoniacal 0100 0 110 0130 0036 00 I O orgaacutenico 0130 0 140 0230 0130 0140
TOTALES 90626 126907 120 lOa 103336 171089 Peso total de la
mal en di lOO 175 158 160 240
Si suponemos que la cantidad total de agua de riego
- ]529
repartida en una regioacuten sea de 16000 mts cuacutebicos por hecshytaacuterea y por antildeo resultaraacute por ejemplo en el Isere que e l nitroacutegeno aportado por ellas seraacute 0473 X 16000 = 7568 grs o sea 75 kgs que es bastante apreciable En algunos casos resultan cifras muy elevadas asiacute Herveacute-Mangon ha encon trado que una pradera de los Vosgos recibe 208 kgs de nitroacutegeno mediante los canale de riego resultando in shynecesaria la aplicacioacuten de este abono
CAPITULO IV
Fuentes de abastecimiento
Las aguas que se emplean para regar puede n provenir 10 De las corrientes subterraacuteneas 29 De los es tanques o depoacutesitos de a lmacenamiento 30 De Jos corrientes de agua
1-Corrientes subterraacuteneas
A-Origen- EI origen de las aguas subterraacuteneas no estaacute establecido cientiacuteficamente maacutes que desde hace pocos antildeos el estudio de los fenoacutemenos geoloacutegicos antiguos y
recientes y el de la meteoro logia han permitido a distin shyguidos observadores determinar las muacuteltiples acciones y reacciones que las aguas ejercen a traveacutes de la corteza terrestre
Muchas fueron las teoriacuteas que sobre el origen de las aguas subterraacuteneas se emitieron Sin referirnos a una anshytiguumledad muy remota diremos que la teoriacutea correcta fue creciendo en importancia y confirmaacutendose cada vez maacutes
En 1847 J Degousse menciona las causas de la preshysencia del agua en las capas geoloacutegicas que estaacuten cershyca de la superficie del suelo En resumen la cantidad de agua que e levada por la evaporacioacuten en la atmoacutesfera recae en forma de lluvia niebla nieve etc sobre los continente s es maacutes que suficiente para alimentar las coshyrrie ntes de agua que circulan en su superficie o en sus cashyvidades interiores
Hoy que innumerables trabajos de minas y sobre toshydo de sondeos profundos destinados a la busca de agua
-- 1530- shy
heacuteln perforado la superficie del suelo que el reglmen de las corrientes de agua y la accioacuten de las lluvias sobre eacutel ha sido estudiado ninguna duda es ya posible Las obsershyvaciones llegadas de todas las regiones geo~oacutegicas prueban que la alimentacioacuten de todas las corrientes de agua sushyperficiales o subterraacuteneas de todas las capas estaacute asegushyrada uacutenicamente por las aguas de la atmoacutesfera
B-Manera de encontrar y buscar las aguas subterraacuteshyneas- Para encontrar las aguas subterraacuteneas se pueden dar solamente ideas generales Las aguas para que hagan su aparicioacuten en el subsuelo necesitan un recipiente un hueco en eacutel Para el hiJroacutelogo seraacute siempre tarea difiacutecil tener que buscar agua sobre todo si se trata de grandes cantidades de aguas subterraacuteneas en las capas geoloacutegicas antiguas pues en las rocas de esta edad la estratigrafiacutea de las capas perme-lbles de las roturas y de los abismos es de una naturaleza tan complicada y tan difiacutecil de comshyprobar que los medJos hidroloacutegicos son aplicables solashymente en casos determinados Por otra parte las rocas deshytriacuteticas de las edades geoloacutegicas maacutes recientes del cuashyternario diluvial o actual ofrecen un campo de investigamiddot cioacuten maacutes favorable
Por la misma formacioacuten de la superficie el hidroacutelogo podraacute deducir muchas veces si el subsuelo se presta para llevar aguas Son de importancia las deposiciones arenoshysas producidas por la atmoacutesfera las dunas de las cuales muchas ciudades se abastecen de agua Las deposiciones Cuaternarias se distinguen por su regularidad sin embargo es frecuente encontrar buenas condiciones hidroloacutegicas en las formaciones arenosos del terciario
Excelentes indicios ofrecen los pozos existentes se deshyberaacuten anotar las variaciones de nivel y las entregas de agua Si el pozo no se ha secado ni aun en los tiempos de mayor sequiacutea y si no se ha procedido nunca a profunshydizarlo se debe pensar que hay un buen portador de aguas Si el nivel del agua en el pozo baja muy poco aunque se saquen grandes cantidades de agua se tiene indicios de que el subsuelo procede de buenas capas permeables
Los terrenos seguacuten su naturaleza quiacutemica y fiacutesica roshyturas y grietas que los atraviesan son capaces de retener
- - ]31
o dejar filtrar maacutes o menos agua desde el punto de vista de esta propielad los dividiremos en permeables e impershymeables
Las aguas de lluvia al caer sobre el suelo empiezan por impregnar la capa superficial facilitando asiacute su absorshycioacuten por las plantas ot[) arte se evapora al contacto con el sueo cuya temperatura os genelUlmente superior a la del aire el resto del agua trata de seguir a los arroyos o riacuteos a menos que durante el trayecto estas aguas sean absorbidas por la porosidad del suelo
La parte de agua que no eS utilizada por la vegetacioacuten desciende lentamente hasta encontrar una capa impermeashyble que a obligu a escurrirse siguiendo su conterno
Si las raiacuteces son numerosas e importantes constituiraacuten una especie de filtro subterraacuteneo que haraacute regular el reacutegishymen de las aguas subterraacuteneas al contrario en terrenos donde la vegetacioacuten es escasa las aguas arrastran la tieshyrra vegetal y el reacutegimen subterraacuteneo saraacute irregular De esshyto deducimos la importancia de los bosques pues ellos son reguladores de la humedad del suelo dan origen a mananshytialas y moderan el escurrimiento de las aguas superficiales
Las rocas superficiales permeab~es provienen generalshymente de la disgregacioacuten de las rocas soacutelidas sea por las reaccienes quiacutemicas por la accioacuten de las aguas del calor etc Las rocas silicosas o cuarzosas (cuarzo pizarras siliacuteceas areniscas) se transforman en arenas maacutes o menos gruesas en cascajo en guijarros y cantos rodados Las rocas grashyniacuteticas gneis pizarras micaacuteceas es decir las recas de los terrenos cristalinos a base de feldespatos se descomponshydraacuten en tierras arcillosas o caolinas ricas en aacutelcalis y en arenas Les esquistos se transformaraacuten en tierras silicoshysos o arcillosas Las calizas y las margas calizas daraacuten tierras y arenas calizas
De todas estas rocas la maacutes permeable es el aluvioacuten esto se comprueba observcrdo la facilidad con la cual bashyja el nivel de los pozos cuando se ha secado cierta cantidad de agua Se mide la permeabilidad desnivelando la capa de agua de un pozo por medio de bombas la modificashycioacuten del nivel del agua para un gasto determinado permite evaluar la permeqbilidad
- 1512
Las arenas silicosas areniscas seguacuten su grado de ceshymentacioacuten las callzas friables y porosas) son tambieacuten roshycas permeables
La tabla siguiente da la porosidad de varias formacioshynes en porcentaje por volumen
Formacioacuten Localidad Porosidad Invutlu~dor
VolUlll
Dolomita Joliet 111 27 Merril Caliza (ooliacuteti- Bedford Ind 98
cas) Dolomita Winona Min 17 Arenisca Jordaacuten Min 237
Tiza Inglater-a 1444 Humber Arena 3545 Arena y grava 2S30 Suelo arenoso Carolinn del Arenisca de S 43 Whitney
Postdam Ablemans Wis 7 12 Buckley
Para compreacuteJbor la exist2ncia de aguas subterraacuteneas debe estudiarse si e llas estaacuten en e s tado de reposo o moshyvimiento En el primer caso s~ tendraacute una aglomeracioacuten de aguas que pueden agotarse Dor la extraccioacuten permanenshyte En el segundo la aglomeracioacuten daraacute un rendimiento continuo que se sostendraacute mlentrcs no se saque una canshytidad mayor que la que alimenta las existencias
A fin de informarse de sus movimientos debe iexcllevanshytarse un plano de las alturas de las capas del nivel de las oguas subterraacuteneas La construccioacuten del subsuelo se ha de relevar primeramente por medio de tres pozos situados siempre que sea posible en los veacutertices de un triaacutengulo equilaacutetero Deben determinarse las capas que forman el teshyrreno la manera como se suceden e l espesor y la situashy
- - 1133 - shy
cioacuten de ellas y anotarse los resultados en un libro de pershyforacioacuten que tendraacute el siguiente rayado
Pozo N 200 mts a l S de perforado entre el
y
Nuacutemero de Altura Espesor de Profundidad Naturaleza la capa Mts la capa Mts Bajo la supo del terreno
Mts
Cuando se llegue a la capa portadora de las aguas se colocaraacute un tubo de observacioacuten en el pozo para determishynar el nivel del agua subterraacutenea y sacar muestras de ella El tubo de observacioacuten tiene un diaacutemetro de 4 5 hasta lY2 y estaacute provisto en su extremidad inferior de un filtro de un metro de largo
El extremo que llevo e l filtro se fabrica de un tubo pershyforado revestido exteriormente con un tejido de trencilla Al colocar el tubo de observacioacuten dentro de la perforacioacuten deix~ reJenarse con arena lavada el espacio entre ambos y lueacutego quitar los tubos de perforacioacuten Debe hacerse lueacutego una nivelacioacuten para determinar las alturas de los extremos superioras de los tubos de observacioacuten y la situacioacuten de jo niveles de 103 aguas subterraacuteneas
Conocidos los signos exteriores que revelan la presenshycia de las aguas subterraacuteneas conviene tener en cuento algunos caracteres geoloacutegicos del terreno para proceder con maacutes acierto el e alumbramiento de las aguas Estos cashyracteres principales son
Terrenos poco permeables que descansan sobre un terreno impermeable--La topografiacutea de un terreno de este geacutenero es faacutecil conocerla consul tondo los mapas con curshyvas de nivel La liacutenea de mayor pendiente indica la dishyreccioacuten en que las aguas subterraacuteneas son maacutes abundanshytes porque generalmente la capa impermeable del subsueshylo estaacute inclinada en direccioacuten de la liacutenea de maacutexima penshydiente en a~gunos casos la pendiente de la capa impermeashyble sigue otra direccioacuten y en tonces la liacutenea en que se enshycontraraacute la mayor cantidad de agua seraacute la diagonal del paralelogramo
- - lSll -shy
Cuando la capa impermeable presenta ondulaciones como es frecuente las aguas subterraacuteneas se acumulan en las depresiones del terreno impermeable que corresponden aproximadamente a las depresiones superfi ciales en este punto deberaacuten practicarse los pozos
Terrenos de aluvioacuten y descompuestos-Las aguas subshyterraacuteneas de estos terrenos estaacuten muy cerca del suelo Pashyra obtener en ellos un gran caudal de agua se abren los pozos en los sitios en que la corriente de agua subterraacutenea tiene mayor velocidad Para averiguarlo suelen emplearse dos metodos el de Thien que consiste en abrir dos talashydros o pequentildeos pozos y tirar sal marina en el pozo maacutes alto determinando el tiempo que demora el agua salada en aparecer en el pozo maacutes bajo El otro metodo que es maacutes praacutectico es de Schuchter y consiste en practicar dos pozos en uno de los cuales se vierte cloruro de amonio electrolizando e l suelo por una corriente electrica la aguja de un galvanoacutemetro permite averiguar la llegada de la solucioacuten al otro pozo por disminuIacuter notablemente en este momento la resistencia del circuito eleacutectrico asiacute formado
Terrenos muy permeables y homogeacuteneos- Si eacutestos desshycansan sobre uno capa arcillosa bastaraacute hacer suficienteshymente profundo el pczo para encontrar la capa de agua De un modo general convendraacute seguir las mismas reglas indicadas para los terr enos poco permeables El empleo de la dinamita parece ser ventajoso pues la violencia de esshyte exposivo origina grietas y fisuras que favorecen la filo tracioacuten
Terrenos muy permeables y heterogeacuteneosmiddot-Es frecuenshyte que en estos terrenos haya dos circulaciones de aguas superpuestas por S2r generalmente muy profunda la capa inferior presenta moacutes intereacutes el alumbramiento de la capa superior
e-Manera de calcular la cantidad de agua subterraacuteshynea- El mejor meacutetodo para calcular la capacidad de una fuente subterraacutenea es hacer ensayos de bombeo durante un tiempo suficient8mente lergo para alcanzar un equilimiddot brio cproximado entre la entrega y la demanda Rara vez seraacute praacutectico continuar taes ensayos hasta alcanzar el equilibrio perfecto pues en la mayoriacutea de los casos seriacutea
-15 ~5 -
esto labor de varios antildeos Por otra parte los ensayos d 2 corta duracioacuten generalmente dan resultados falsos o al menos engantildeosos
a-Velocidad del flujo- -La velocidad del flujo de una corriente subterraacutenea es funcioacuten de la pendiente o gradiente hidraacuteulica y de la resistencia que ofrecen las partiacuteculas del suelo
La pendiente puede dete rminarse faacutecilmente haciendo sondeos hasta el nivel de las aguas subterraacuteneas teniendo cuidado de medirla en la direccioacuten de maacuteximo declive Si sobre el estrato permeable se encuentra otro maacutes o menos impermeable el agua correraacute en el inferior bajo una preshysioacuten superior a la atmosfeacuterica La pendiente se encontraraacute determinando la altura a que sube el agua en los tubos colocados en el estrato poroso Daben sacarse muestras del material e investigar su tamantildeo y porosidad Lo poroshysidad estaacute influenciada no soacutelo por el tamantildeo de los grashynos sino tambieacuten por el grado de compactacioacuten de la forshymacioacuten es por esto por lo que e lla soacutelo puede calcularse aproximadamente El tamantildeo de los granos se determina por medio de tamices
Habiendo encontrado estos e~ementos nos resta expreshysar la relacioacuten entre ellos y la velocidad del flujo
Los experimentos de Darcy Hagen y Hazen han deshymostrado que la rata a la cual un aguo fluye o traveacutes de arena o grava fina sigue aproximadamente las leyes que rigen paro el flujo en tubos capilares es decir la velocishydad es aproximadamente proporcional o h l siendo h la carga hidrostaacutetica y l la distancia que el agua recorre
Para diferentes clases de materiales la velocidad deshypende del tamantildeo de los poros siendo eacutesta una funcioacuten del tamantildeo de los granos y del grado de compactacioacuten Para una arena de tamantildeo uniforme y un grado dado de compactacioacuten se encuentra que la velocidad del flujo es aproximadamente proporcional al cuadrado del diaacutemetro de los granos expresardo el grado de compactacioacuten en teacutermino de porcentaje de poros se encuentra que para mashyteriales de igual tamantildeo la velocidad del flujo es aproxishymadamente proporcional al cuadrado de la relacioacuten de porosidad El voluIJ1en del flujo que viene o ser igual a
-1536 shy
la volocidad multipicada por el aacuterea de la seCCIOD neta
seraacute entonces proporcional al cubo de la porosidad La enorme variedad en tamantildeo y porosidad de las
arenas y gravas hace bClstante difiacutecil la aplicacioacuten de foacutermulas matemaacuteticas y resultados experimentales a las
condiciones de trabajo Sin embargo los resultados obtenidos por Hazen en
filtros de areno son de bastante importancia en esta mashy
teria La formacioacuten por eacutel obtenida y que se aplica a areshy
na de un tamantildeo efectivo de 01-30 mts es
h(t+IOO
v = cd~ ~ - 60--)
siendo
v la velocidad en metros por diacutea de una columna soacuteshy
lida de la misma 32ccioacuten que la de la arena
c una constante que variacutea entre 400 y 1000 d el tamantildeo efectivo de los granos de arena en mmts
h la carga hidrostaacutellca que causa el movimiento
1 e l espesor de la capa de Clrena t lo temperatura en grados Fahrenheit
El valor de la consonante e variacutea con la compactacioacuten y uniformidad de la arena La v elocidad del flujo a traveacutes
de los p oros se encontraraacute dividiendo la ecuocioacuten anterior por la relacioacuten de porosidad p Despreciando las correccioshy
nes de temperatura la velocidad en pies por diacutea seraacute
d middote shyv 33 X x s K s donde
p
v velocidad promedio a traveacutes de los poros de la areshy
na en pies por diacutea
d tamantildeo efectivo de la arena en mmts
p relacioacuten de porosidad
s gradiente hidraacuteulica
cd~
K = 33 X --- = velocidCld para la pendiente unitaria p
La porosidad p variacutea entre 40 para arena maacutes o meshy
nos uniforme y 30 o menos para arena maacutes compacta o
- IS37 shy
de un grado de uniformidad menor El teacutermino e p que reshypresenta la influencia de la porosidad sobre la velocidad se puede calcular en 1000 040 = 2500 para p = 40 Y
400 030 = 1330 para p = 30 Estos resultados concuerdan con los experimentos de Slichter que establece que la veshylocidad del fluj o es aproximadamente proporcional 01 cuashydrado de la relacioacuten de porosidad Partiendo de esta base y asumiendo c = 1000 para p = 40 calcularemos los vashylores de K
Valores de K o velocidad del flujo en pies por diacutea para S= 1 -
Porosi dad
Muy Fina Fina Media Gruesa
Muy
Gruesa GRAVA fiNA
2i
10 ~I
middot10
010 Oi
on IH 21
020 ~H
3S n l
U~
030
II
22
040
L
iexcl
~n
050 11 24 tl
fil
080 ll
iexcliexclO
1011 1-0
100 iexcln
11111 IliO
2iU
200 ~oo
~~II
1111
1~1l
3 00 470 SIiO
1middot1(1(1
2~O(J
Lembke calculoacute los siguientes va~ores para K basado en los experimentos de Darcy Krober y otros
Material 1lt en pies or dia
Arena y grava 9400 Arena gruesa 2800 Arena media 760 Arena fina 150
Slich ter dio los siguientes valores de K para una poshyrosidad de 32 y una temperatura de 50deg
Material Taln~ iexcllO efectivo 1lt en pies Por diacutea
Arena fina 010-020 16 a 65 Arena media 025-045 100 330 Arena gruesa 050-095 400 1550 Grava fina 100-500 1600 40000
No debe esperarse mucha exactitud de los coacutemputos hechos por los procesos antes descritos ellos sirven como una guiacutea general para estudios maacutes precisos e indican liacuteshymites razonables de estos valores
- 1538shy
b-Canlidad de agua--Habiendo determinado la veoshycidad del flujo la porosidad del material y la seccioacuten transversal del estrato poroso en aacutengulo recto a la direcshycioacuten del flujo la rata total seraacute el producto de estos tres factores
Q = velocidad X (aacuterea de ~a seccioacuten X porosidad) = v Ap = KsAp las unidades empleadas son el pie y el diacutea
Las irregularidades de la seccioacuten pendiente y moteria les afectaraacuten maacutes o menos los resultados 103 caacutelculos he chos en esto ferma no tAndraacuten un valor considerable en el estudio de las fuentes de agua subterraacutenecs pero siacute sershyviraacuten para modificar las id8as erroacuteneas que sobre su cashypacidad se tienen con frecuencia
En la tabla que a continuacioacuten insertamos se dan las ratas de flujo en galones por diacutea y por pie cuadrado de seccioacuten para arenas de diferentes grados de menudez y
porosidad y para un) pendiente de 1 Para otras pendienshytes multipliacutequese el nuacutemero de la tabla por la pendiente expresada en decimales
Muy Muy
Porosidad Fina Fina Media Gruesa Gruesa G R A V A F I N A
40 smiddot cw i IU JlUO 200n iacuteWU SIlIlII l llllll 7 lIflll 0 1 171l IXU H~1l 1100 7UU iexcl wo lilHl1l lHIIOIl
2-Estanques de almacenamiento
Estos recipientes se usan para regular el flujo del agua de tal manera que se acomode a las necesidades evitando el gasto excesivo cuando el abas tecimiento excede a la demanda y conservaacutendola para ser usada cuando ocurra lo contrario
El almacenamiento de agua para las necesidades del riego requiere condiciones topograacuteficas especiales para ser financieramente posible Tales condiciones deben hacer poshysible el a lmacenamiento de grandes cantidades de agua de tal manera que las estructuras necesarias sean de dishy
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rrensiones y costo moderado comparacias con la cantidad de agua almacenada Con respecto a las particularidades topograacuteficas los sitios que se acomodan a ests fin se pueshyden dividir en cuatro clases
l- Lagunas naturales 2- Aquellos cue estaacuten localizados en liacuteneas de dre naje
natural 3- Depresiones naturales 4-Estanques artificiales Las lagunas naturales son impor tantes reguladores del
gua de drenaje que reciben Controlando la salido por medio de represas y compuertas reguadoras puede aproshyvecharse gran pa rte de las existencias a muy bajo precio
Los sitios maacutes comunes para el almacenamiento de -lgua son los comprendIdos en el NI 2 pero requieren mushycho cuidado para la descarga de las crecidos y en geneshyral son muy costosos en proporcioacuten a su capacidad
Las depresiones naturales o logos secos provienen del hundimiento de cavernas subterraacuteneas formadas por la acshycioacuten erosiva de los aguas subterraacuteneos Estas depresiones son inapropiadas para el almacenamiento a causa del faacuteshyci escape que pueden e ncontrar las aguas por los grietas que se encuentran en sus vecindades
Los estanques artificiales exigen trabajos especiales de e xcavacioacuten en general son excesivamente costosos y soacutelo se recomienda su construccioacuten en caso de que el aguo tenga un costo elevado
Eleccioacuten del sitio- Las principales circunstancias que afectan la posibilidad y valor de un sitio para almacenashymiento son
l - Su relacioacuten con los regadiacuteos 2- Su relacioacuten con el abas tecimiento 3-Su topografiacutea 4- Su geologiacutea Debe hacerse un examen cuidadoso de la regioacuten donde
se desea localizar el almacenamien to a fin de descubrir toshydos los si tios posibles y poder escoger e l que ofrezca conshydiciones maacutes ventajosas
El estanque debe estar situado lo bastante alto para poder dlstrlbuiacuter el agua por gravedad y tan cerca de los
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regadiacuteos que las peacuterdidas por transporte sean miacutenimas Ademaacutes debe ser iexclal el sitio que intercepte una cantidad suficiente de agua o que se la pueda conducir a eacutel
Geologiacutea del sitio- Habiendo estudiado la topografiacutea e hidrografiacutea de l lugar debe estudiarse cuidadosamente su geologiacutea a fin de conocer el caraacutecter y profundidad de los astratos inferiores La conformacioacuten geoloacutegica debe ser tal que contribuya a la eficiencia del almacenamiento Los lugares si tuado3 en vall9s inclinados son gen6ralmente fa shyvorables Como en eacutestos les estratos se inclinan de las colinas al fondo de valle el a gua que cae en aqueacutellas iraacute por percolacioacuten al estanque
En las formaciones de cal y yeso es corriente enconshytrar cavernas que faacutecilmente pueden derrumbarse es por esto por lo que debe e3tudiarse cuidadosamente la geologiacutea de estas formacione3 antes de construIacuter un estanque sobre ellas
Peacuterdidas en los estanques- En re lacioacuten con este toacutepi shyco mencionaremos algunos estanque que han tenido que ser abandonados por lo alto de las peacuterdidas
Estanque de Tumalo- Fue construiacutedo por el Estado de Oregoacuten Durante la diiexclcusioacuten del proyecto un grupo de ingenieros recomendoacute se construyera parcialmente y se hishycieran ensayos sobre su impermeabilidad este consejo no fue seguido y la represa se construyoacute de la altura proyecshytada Terminada la obra se llenoacute el estanque hasta que e l agua a lcanzoacute una altura de 20 pies sobre el orificio de salida En estas circunstancias se abrioacute un hueco en el fondo que descargaba 200 pies cuacutebicos por segundo y que raacutepidamente vacioacute el estanque Este hueco fue taponado y vuelto a llenar el receptaacuteculo pero las nuevas grietas que se abrieron no permitie-ron que el agua volviera a alcanzar la altura inicial Las peacuterdidas subieron tanto que le quitashyron todo valor al estanque como lugar de almacenamiento
Estanque Hondo- Cerca de Roswell Nuevo Meacutejico se construyoacute este estanque aprovechando una depresioacuten nashytural La depres ioacuten se aumentoacute por la unioacuten de las colinas circundantes por medio de diques El agua se suministroacute por medio de un canal de alimentacioacuten Las fugas se preshysentaron inmediatamente que estuvo lleno el estanque y
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aumentaron raacutepidamente debido al ensanchamiento de los huecos y grietas que se abrieron en el fondo Muchos esshyfuerzos se hicieron para restringir las peacuterdidas pero tedas fracasaron y el estanque tuvo que ser abandonado
La roca de la regioacuten era principalmente yeso que coshymo anteriormente se dijo es inapropiado para este in ya que en estas formaciones se encuentran muchas cavernas Es seguro que la depresioacuten que se escogioacute para el almacenashymiento se formoacute debido al hundimiento de alguna caverna
Las siguientes recomendaciones generales pueden ser de alguna utilidad para la escogencia del lugar apropiado
l- Eviacutetense los lugares cercanos a las formaciones de y eso y cal
2- -Las fcrmaciones volcaacutenicas deben estudiarse cuidashydosamente pues en ellas es corriente encontrar grietas o cavidades
3- Las areniscas de grano grueso ofrecen alguacuten peligro
4- Las depresiones naturales no son recomendables y deben evitarse si se encuentral1 en las cercaniacuteas de rocas cavernosas o si reposan sobre material grueso que ofrece salida faacutecil al agua
Sedimentacioacuten en los estanques- Sabemos que todas las corrientes naturales eradan sus canales y llevan maacutes e menos limo en suspensioacuten Cuando se concluye una re presa a traveacutes de una corriente la sedimentacioacuten de los limos debida a l estancamiento del agua puede llegar a disminuiacuter grandemente la capacidad del estanque si n o e remueve
El problema relativo a la sedimentacioacuten en los estan ques construiacutedos sobre corrientes portadoras de limo ha sishydo cuidIdosamente estudiado y se han expuesto muchas teoriacuteas sobre su solucioacuten pero ninguna de ellas ha sido confirmdcr por la pTaacutectica
Se han hecho muchos esfuerzos para determinar el factor exacto que exprese la relacioacuten entre el peso de un limo seco obtenido por observacioacuten y el volumen del misshymo limo como se deposita en el fondo de los estanques
La tabla siguiente muestra el resultado de cuatro enshysayos
-- 1542 -shy
Observedor Peso de I P C Limo huacutemedo Lbs
Limo seco P2S0 Lbs
Densidad
Follet Coghlcm Hughes Lawson
Promedio
1047 89 5
530 923 76 1 860 770
264 255 260
Las variaciones se deben en parte al diferente caraacutecshyter y peso de los limos ensayados Por esto el promedio (77 lbs pie cuacutebico) soacutelo debe tomarse como un va lor aproximado
El80bierno de los EE UU ha hecho observaciones sistemaacuteticas del limo que lleva el Riacuteo Grande desde 1897 hasta 1912 W N Folle es tudioacute cuiciadosamente las dishyversas observaciones y los resultados por eacutel obtenidos opashyrecen compendiados en la siguiente obla
Antildeo Aguaiacute acres pies Limo- Limo - acre s pies
Las observaciones se hicieron de la siguiente manera Se tomaron muestras del agua turbia del riacuteo se removioacute el limo por sedimentacioacuten y filtracioacuten se le secoacute a 60deg e y lueacutego se le p2SOacute Los porcientajes son por volumen y
se les calculoacute tomando como base que un pie cuacutebico de lim o en el estanque pesa despueacutes de secado 53 lbs
Despueacutes de considerar los resultados de los experimenshytos efectuados en India y Ameacuterica Etcheverry concluye asiacute
I- Un pie cuacutebico de limo saturado sedimentado en un tubo por un antildeo contiene alrededor de 30 lbs de limo seco El porcientaje por volumen de lodo saturado es jgual al porcientaje por peso multiplicado por 2l
2- Un pie cuacutebico de limo huacutemedo como se deposita bajo condiciones naturales el por volumen de lodo huacutemiddotmiddot medo es igual al por peso multiplicado por 12
3- Un pie cuacutebico de lodo seco pesa alrededor de 90 lbs
Remocioacuten del limo depositado- La represa Assuan en Egipto forma sobre el Nilo un estcnque de gran capacidad y considerable volumen de limo La gran capacidad del estanque se debe principalmente a la suave pendiente del riacuteo pues debido a eacutesta la represa logra represar las aguas unas 40 millas aguas arriba formando asiacute un estanque largo pero angosto La represa estaacute provista de 180 comshypuertas que permanecen abiertas mientras dura la crecida anual permitiendo asiacute que la corriente torrencial arrastre su linIO a traveacutes del estanque y al mismo tiempo saque parte del que se depositoacute el antildeo anterior
Este meacutetodo de remocioacuten parece ser efectivo pues sosshytiene la capacidad de almacenamiento para las necesidashydes actuales del riego pero eacutel exige el gasto de la mayor parte del agua en antildeos normales y su eficiencia depende mucho de las circunstancias locales (estanque angosto) pues bajo estas condiciones una corriente raacutepida es muy efectishyva para sacar el sedimento depositado Por otra parte las variaciones del Nilo son tan regulares que permiten la ashydopcioacuten de un programa predeterminado lo que es geneshyralmente imposible en otras corrientes
La combinacioacuten de estas condiciones es tan rara que la solucioacuten adoptada no tiene ap~icacioacuten en la mayoriacutea de
-- 1544-shy
los casos y presenta por lo tanlo muy poco in tereacutes como solucioacuten general al problema de que nO$ ocupamos
El ingeniero norteamericano W W Follelt propuso el siguienl meacutetod0 para ramover el limo del estanque Eleshyphanl Bulte
En lo mitad del estanque se construiraacute una pequentildea represa de 40- 50 pies de altura formando asiacute un pequeshyntildeo estanque dentro del principal Esia pequentildea represa esshytaraacute provista de una torre de esclultas eacutestas daraacuten acceso a un conducto que desembocaraacute en el valle pasando por la represo principal
Cuando el estaiexclque principal se esteacute llenando e l peshyquentildeo recibiraacute el agua del riacuteo y gran parte del limo se depositaraacute en eacutel an tes de que el agua pase por sus vershytederos al principal Cuando el estanque pequentildeo esteacute poshyco lleno las aguas turbias se haraacuten pasar por el conducto arrastraraacuten el limo depositado en el pequentildeo estanque y llevaraacuten su carga fertilizante a los regadiacuteos Si se necesishytare agua adicional se sacaraacute del estanque principal
La principal ventaja de este meacutetodo estriba en que con serva las propiedades fertilizantes del agua aumentando asiacute la fertilidad de las tierras que con ella se rieguen
3-Corrientes de aciexclua- La derivacioacuten de una corrienshyte de agua abarca esencialmente tres obras Una barrera un sistema de compuertas y un canal de derivacioacuten
La barrera se dispone a traveacutes de la corriente debajo de la presa de agua y en el lugar donde las orillas esteacuten maacutes cercanas Ella levanta los aguas y las conduce al cashynal de derivacioacuten
El tipo de la barrera depende del caudal de la corrienshyte que se quiere derivar
En un simple arroyo la oparacioacuten es sencilliacutesima Alshygunas piedras grandes y troncos de aacuterboles bastan para establecer barreras muy resistentes Las figuas I y 2 exshyplican la disposicioacuten de una de estas barreras Siempre conshyviene proteger con un zampeado de madera o piedra la parte maacutes abajo de ~a barrera para evitar el desgaste en las avenidas
Crevat describe asiacute las cbras de una presa de agua en el riacuteo Ain Uno de los problemas maacutes difiacuteciles en un proshy
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Planta dfgt la burrera rUacuteili( ~a c ll yo lorlf rtmiddotnr(iexcl ~ 1ta lJ rilo 2
yecto de derivacioacuten es el establecimiento de la presa de agua sobre todo cuando el riacuteo es ancho y torrencial Y hay que prevenir la invasioacuten del cascajo y la arena gruesa
Cuando sea posible conviene aprovechar un recodo del riacuteo donde disminuye la velocidad y por consiguiente au-
Fig 2 HI1TIra 1I1~li( a tn IIn arroyo COrl ~ ( g Uacutell A B (Itshy la fi~ 1
- 1546 shy
menta la altura del agua En la orilla (Fig 3) se construye con grandes piedras talladas un muro de 30 mts de lonshygitud cuya base al nivel de las aguas bajas estaacute proteshygida por un enlosado de cemento de 3 mts de ancho para facilitar el deslizamiento del cascajo que puede ser consishyderable durante las crecidas
Este muro A por tener que servir de vertedero es vershytical por la parte del riacuteo con 030 mts de altura sobre el nivel de la orilla y estaacute sostenido exteriormente por un tashylud de cemento de muy alargada pendiente que forma el
Plano timiddot una harrera y toma dI aglla
fondo de un pequentildeo depoacutesito B faacutecilmente vaciable desshypueacutes de las crecidas por medio de una gran compuerta
En la parte inferior del depoacutesito B hay que establecer un macizo de mamposteriacutea que forma la cabeza del canal F en el que se habraacuten abierto dos tuacuteneles e de dos meshytros de anchura y un metro de altura cuya entrada puede cerrarse con compuertas de hierro reforzadas con nervios El agua al pasar por estos dos tuacuteneles desemboca en el canal de derivacioacuten F que alliacute debe ser poco profundo pero ancho (5 mts) estrechaacutendose en seguida progresivashy
menle hasta que alcance el tiro de agua y anchura norshymales
Fn el muro de defensa A del recipiente B se coloca lna compuerta inmediatamente delante de la~ aberturas de toma d9 agua y debajo de la barrera
Transversalmeiexclte al riacuteo y en el extremo inferior de l vertedero se construye un soacutelido zampeado de fondo E recshytiliacuteneo algo maacutes alto quoacute el fondo leI riacuteo y que se vaya eevando un poco hacia la derecha d se eleva de 050 el nivel de la corriente y se echa nuevamente contra el vershytedero A xl propio tiempo que se ancha un poco el cauce
Chaipeniier de Cossigny habla de una barrera de cashyballetes que con frecuencia se ve en el sur de Francia
Para estableceo a traveacutes del caue del riacuteo se fijan una serie de caballetes como lo representan las figuras 4 y S donde A es una estaca gruesa inclinashyda y C C los sosteshynes Sobre estos cabashylletes se clava una seshyrie de tablas sobre las
Fi2~ 5 cuales se echa desde riacuteo arriba grava RiacuteoFrente de una brre13 de caJallrlt s
- 1548 shy
abajo se defiende al pie de la obra con pentildeascos sosshytenidos con estacas
Las barreras importantes se construyen de piedra o de cemento empezando por trazar el armazoacuten de la barrera Aprovechando la eacutepoca del arlO en que el riacuteo lleva poca agua se clavan a traveacutes una serie de soacutelidas estacas cushyyos extremos superiores delineuroan el perfil transversal de la barrera Estas estacas se unen entre siacute y en ambos senshytidos por medio de cruceros Entre elios se hincan tablones Terminada la armazoacuten se llenan los huecos con guijarros y piedras y lueacutego se rellenan los intersticios con grava y tierra La parte superior de la barrera se recubre con un thecho de carpinteriacutea o bien con losas que formen una esshypecie de embaldosado entre los cruceros
A fin de obtener una barrera maacutes fuerte se puede hashycer la siguiente variacioacuten Una vez terminada la armazoacuten se colocan apoyados conira los tab~ones sacos llenos de cemento que no tarda en f~aguar Estos sacos forman un muro muy resistente Se acaba de construiacuter la barrera lleshynando con cemento el interior limitado por el muro La cashyra superior se resguarda de la accioacuten del agua con un reshyvestimiento de mortero hidraacuteulico para el cual se puede emplear ladrillos
Las compuertas colocadas a la entrada del canal comshypletan el conjunto de las obras de derivacioacuten y sirven para llevor el agua de uno a otro canal
Hay considerable nuacutemero de modelos de compuertas desde las mayores que se aplican para cerrar los canales hasta las menores para abrir y cerrar las atarjeas En prinshycipio una compu9rta se compone de un quicio horizontal que ocupa el fondo del agua y dos montantes verticales ~obre los que se desliza el ventanillo enlazados por un dintel en el extremo superior El quicio y los montantes pueden ser de madera o de piedra El ventanillo es la parshyte movible de la compuerta y se acciona ya a mano ya por medio dG palanca o cremalera seguacuten el tamantildeo Las partes superior e inferior de las compuertas deben protegershyse contra las socavaciones por planchas de madera o por construccioacuten de mamposteriacutea
En suelos flojos se draga el fondo hasta encontrar roshy
-l549 - shy
shy________ -shy _ __ ___J
s lzaltln ue IIna compllfmiddotlla
ca o tierra firme y lueacutego se pone a traveacutes una hilera de
estacas sobre la cual descansa la compuerta a cada lado
de esta primera arma zoacuten se amontonan sacos de cemento
La3 figuras 6 y 7 rlt-presentan un modelo de compuerta
ordina ria Los figuras 8 y 9 representan la compuerta p e-
r~ 7 Planta de tilla (Olllplltmiddotrta
-shy 10
qUEntildea de hierro muy pr-aacutecti ca que se emplea para abrir y cerrO las atarjeas de riego La figura 9 indica claramenshyo
te coacutemo se mantiene fija esta compuerta por medio de dos grandes piedras indinadas que pueden sustituiacuterse por dos puntales de madera
En cuanto al canal de derivacioacuten tambieacuten llamado de alimentacioacuten se ceba en la corrient de agua un poco por
P t(JlUntildea compucrta para atarjta~ lit Jil~o
encima de la barrem Abierto o cerrado por una compuerta debe seguir en su trazado la parte superior del te rreno y presentar el mayor relieve posible Maacutes adelante hablar8shymas sobre eacutel
Evaluacioacuten del caudal de una corrienle- El caudal de una corriente de agua es igual al producto del aacuterea de io seccioacuten bantildeada por la veloc idad media por segundo del agua
r-iacute~ 9
l a middotolllpllrla dmiddot la fiiexcl 8 olorarla en la otnlrada d e 1 alarju
Es necesario obtener el perfil de la corriente en varios lugares y promediar los resultados Para obtener un periil se tiende una cuerda de una a otra orilla perpendicuarmiddot mente a la direccioacuten de la corriente y lo maacutes cerca posib~ de su superficie A distancias regulares sentildealadas en la cuerda se practican sondeos que dan la profundidad d e l
- 1551 shy
agua en cada una de las divisiones Obtenido el perfil con estos datos se sumaraacuten los trapecios parciales para obtAshyner el aacuterea de la seccioacuten dantildeada
La velocidad media de ~ agua se deduce de la velocishydad media en la superficie es igual al producto de eacutesta por el coeficiente 08 en los canales y riacuteos de dimensiones medianas y po 06887 en arroyos y atarjeas La velocidad en la superficie puede calcularse faacutecilmente de la siguienshyte manera A unos 3CJL-40 metros Daacutes arriba del paraje cuyo p3rfil se ha encontrado se echan unos cilindros de madera gruesa o corcho y con un cronoacutemetro se cuenta e l tiempo que gastan en recorrer la distancia comprendida enshytre el Jugar donde se echaron y olro previamente fijado 30-40 mIs maacutes abajo del lugar del perfil La operacioacuten debe repetirse varias veces y promediar los resultados
En vez de valerse del flotador para determinar la vsshylocidad de la corriente suelen emplearse los medidores de velocidad o corriente (Current Meter) Existen varios modeshylos de estos aparatos los maacutes usados son el de Haskell y
61 de Price En el modelo Price existen dos tipos el eleacutecshytrico y el acuacutestico Por se r estos aparatos suficientemente conocidos y venir acompantildeados de instrucciones para su uso no nos detenemos a explicarlos
Cuando el cauce es de seccioacuten bastante regular es preferible usar una compuerta para medir el caudal
Compuerta rectangular- De sus experimentos con esta clase de compuertas Francis dedujo la siguiente foacutermula
Q = 333 H (L - 02 H) siendo Q = descarga en pies cuacutebicos por segundo L = longitud de la compuerta 6n pies H = altura del agua sobre la compuerta en pies Cuando la velocidad de aproximacioacuten tiene un valor
suficientemente alto para afectar los resultados deben hushycerse las correcciones necesarias Francis propuso la sishyguiente foacutermula para este caso
Q = 333 (L - 02 H) [ (h HYh - h~h 1 donde h = allura debida a la velocidad de aproximacioacuten
Compuerta de Cippoletti- Las foacutermulas correspondienshytes a los dos casos mendonados para la compuerta regushylar son
Las figuras 10 y 11 representan la compuerta rectangushylar y la de Cippolstt i respectivamente
CAPITULO V
Uso de bombas para el riego
La praacutectico de elevar agua de un nivel inferior a otro superior para usarlo en el riego es sin duda tan antigua
1553 shy
como el riego mIsmo En China India y otros paiacuteses orienmiddot tales todaviacutea se acostumbra regar tiel ras maacutes ollas que los canales que conducen el agua elevaacutendola con potencio
bullhumana c animal unos pocos pies Naturalmenta que e~to
se puede efectuar soacuteo cuando la altura es moderada y el trabajo muy barato
Molinos de vienlo- La fuerza del vienio se empleoacute prishymitivamente para las necesidades del riego y auacuten hoy se usa frecwmtemente para elevar aguo de pozos para 103
necesidades domeacutesticas y para el riego de jardines y peshyquentildeos huertos Aunque la fuerza no represente gasto alshyguno el bombeo por medio de molinos de viento resulta en promedio maacutes costoso que cualquier otro meacutetodo excepshytuando aquellos que usan fuerza animal Esto se debe a la pequentildea potencia desarrol ~ada por estos aparatos la inshyconstancio del vie~to y la gran atencioacuten y reparacioacuten que exigen los molinos de viento Por estas razones el costo del bombeo por este sistema hace prohibitivo su empleo exshycepto para cultivos intensos de pequentildeos tarrenos donde se esperan grandes beneficios
Los molinos de viento se usan extensamente en el vashylle de San Joaquiacuten (California) y en los grandes llanos de las Montantildeas Rocosas para obtener agua para el riego El principal inconveniente de estos molinos es su insegushyridad pues su funcionamiento depende completamente de la fuerza del viento
A causa de esta inseguridad los molinos nunca deben usarse para regar sin proveerse de un estanque ampliO pashyra almacenar el agua Debe instalarse un recipiente de gran capacidad a fin de poder almacenar el agua durante los diacuteas que no se la usa para regar Este recipiente se puede obtener usando uno de los tanques elevados que suminisshytran los constructores de molinos de viento o si el molino se puede instalar en un punto alto de la hacienda se pueshyde excavar un estanque paro el almacenamiento
En promedio se necesita una velocidad del viento 5- 6 millas por hora para mover un molino La tabla siguiente da la fuerza del viento para las velocidades ordinarias
-1554
Velocidad del viento y potencia
Millas por Pie por Presioacuten Millas por Pies por Presioacuten
La tabla siguiente tomada de un trabajo de Mr A R Wolff sobre molinos de viento muestra la capacidad y
economiacutea de un molino experimental con rueda de distinshyto diaacutemetro asumiendo una velocidad promedio del vienshyto de 10 millas por hora durante ocho diarias
CAPACIDAD DE LOS MOLINOS DE VIENTO
Tamantildeo Rtvoluclunes Galones de agua levantados por minuto H P de la rueda de la rueda bull una altura de desarrollados
pie
25 50 75 100 150 200
ID no-u lB fjfj tiu 41 1112 l~ ij-HO t3 n u 11 8 8 1 O ~ I H iexclO-i 4bull 1 ~~ 6 ) -I ~ 1U 1 S -l 02- Hi ~I-iexclO ji -U JI (iexcl 1liacute JI 1 98 SO 0 11 18 10- (- 911 j2 2middot1-1 J1 J ) D I ~n 1 bull -40 1lfI UI 1 IO X l J ~ JI l I I O1X 2J W-li ~ 124 J01 0 111) 40 1 Hi3 ~H1 134
- 1555 shy
Al disentildear un molino de viento para bombear agua deben considerarse dos cosas El momento de torsioacuten y la velocidad de la rueda en relacioacuten con la de la bomba La primera debe ser lo maacutes gronde posible a fin de que el molino arranque con un viento suave la segunda no debe ser muy alta para las bombas en un molino pequentildeo ni demasiado baja para uno grande De lo anterior deducimos que el tamantildeo de un molino es un elemento importante en el arreglo de sus aspas
El aacutengulo entre cualquier porcioacuten de una aspa y el plano de la rueda se denomina aacutengulo del viento para obtener el mayor momento de torsioacuten al arranque este aacutenshygulo debe ser el complemento de los mejores aacutengulos de incidencia o entre 70deg- 55 Se ha Encontrado en la praacutecshytica que el aacutengulo del viento no alcanza estos valores sienshydo muy recomendable usar 43deg La tabla siguiente da los resultados de los experimentos de J A Griffith con cinco clases de molinos norteamericanos
CAPACIDAD Y EFICIENCIA
STOVER
Diaacutemetro exterior de la rueda pies 115 inferior 45
Area bruta de la rueda pies cuadrados 1040 Angulo del viento en la extremidad exterior de las aspas 43 Diaacutemetro y carrera de la bomba pulgadas 3 X 4 Altura promedio del agua durante el ensayo pies 292
A maacutexima eficiencia
Ve locidad del viento millas por hora 58 Velocidad del molino revoluciones por minuto 130 H P 0011 H P por 100 pies cuadrados de aacuterea bruta 0011 Eficiencia neta maacutexima tanto por ciento 87
-- J556 --shy
Promedio de 100 horas localidad bonancible
Promedio del agua elevada galones por hora 1530 Promedio de los H P desarrollados por l 00 pies~ 0022
0023 Eficiencia neta maacutexima 21
Promedio de 100 horas localidad borrascosa
Promedio del agua elevada galones por hora 2870 Promedio de los H P desarrollados por 100 pies~ 0041
0043 Eficiencia neta maacutexima 028
De varios molinos
Parkins ~fthoue Allhouse Carlyle
16 1416 1016 983 60 45 383 416
2010 1570 81 800 36 30 5028u
3 X lOyiexcl 3 X 10 3 X 4 58 3 X 4 liquest 39 663 387 307
---shyMaacutequinas de combustioacuten interna- Las maacutequinas moshy
de rnas de combuslioacuten interna de gas y vapor no soacutelo con-sum e 1 pJCo combustible sino que son adaptabI8s unishydades pequentildeas ademaacutes req u ieren poca vigilancia para un buen manejo y las reparaciones se efectuacutean faacutecilmenshyte Estas ve1 tajas importantes hcn heclo generalizar el uso de esta clase de maacutequinas
Maacutequinas de vapor- A lgunas de la s maacutes grandes planshytas d2 bombas para riego usan el vapor como fuerza moshyIriz En las islas Hawai se emplean grandes bombas moshyvida s por vapor para e levar agua a 550 pies y regar cantildea de azuacutear Grandes plantas a vapor se emplean para eleshyvar grandes can tidades de agua a pequentildeas alturas y reshygar las plan taciones de arroz en Louisiana (EE UU ) Las grandes plantas usan la maacutequina reciacuteproca y la bomba directamente conectada En algunos casos se puede obteshyner mayoiexcl- eficiencia usando turbinas de vapor las que por su alta velocidad S9 prestan para mover generadores eleacutecshytricos los cuales a su vez pueden suplir corriente a bombas instaladas en dist intos pun tos Es te meacutetodo de distribucioacuten es especia lmen te venta joso cuando el agua se obtiene de muchos pozos El costo de esta clase de plantas estaacute geneshyralmente fuera del alcance individual y por esto la mayoshyriacutea de ellas son manejadas por grandes compantildeiacuteas o por Jos municipalidades
Bombas- La bomba centriacutefuga es la maacutes usada para regar
La bomba centriacutefuga eleva el agua por medio de un disco provisto de cuchillas curvas que giran raacutepidamente dentro de una caacutemara que se ajusta lo maacutes posible dejanshydo el juego necesario para el movimiento raacutepido Las cushychillas fuerzan el agua a traveacutes del tubo de salida Algunas veces se sumergen dentro del agua que va a bombearse
-- 1558-shy
o se colocan unos pocos p ies encima del n ivel del agu a
en cuy o caso se necesita cebarlas
La bomba centriacute fuga es la maacutes recomendable cuando
se tr Ita de elevar grandes cantidades de agua a pequentildeas
a lturas Sus principales ven tajas son sencillez seguridad
bajo cos to y poca probabilidad de dantildeo por c ieno etc
Cuando hcm sido biEn d isentildeadas acanzan eficiencias de
maacutes de 80 para altu ras de 30- 60 pies Las peacuterdidas a
la entrada del tubo de succioacuten yola sal ida del de desshy
carga se d isminuyen grandemente ensanchaacutendolos progreshy
sivamente al salir de la bomba
El profesor W B Gregory da la siguiente tabla para
ilustrar la ventaja qu e se obtiene al ensanchar los tubos
de succioacuten y descarga
BOMBA CENTRIFUGA - ALTURA DE ELEVACION 5 PIES
Peacuterdida de Peacuterdid a de Pda por fr ic-Forma del tubo altura a la altura bull la cioacute usando Altura Bnfic~
a 3 028 031 024 583 240 291 a 4 009 0 10 02 4 543 280 340
----shyAriete hidraacuteulico- Es ta maacutequina usa un gran v o lumen
de agua que cae de una pequentildea altura para elevar una
cantidad menor de agua a una altura mayor
En este aparato un tubo A conduce el agua a la caja
de la vaacutelvu la B ~ l tubo estaacute en comun icacioacuten con la caacuteshy
mara de a ire C de la cual arra nra e l tubo de descarga D
La vaacutelvula B s(~ abi e hacia abajo y se hace de un peso
tal que permanezca abierta cuando el agua circule a veshy
locidad moderada pero se c ierre raacutepidamente cuando la
velocidad del agua a lcance un valor determinado Cuando
la vaacute~vula se cierra el agu a se detiene suacutebitamente proshy
duciendo un golpe de ariete que abre la vaacutelvula de la caacuteshy
mara de aire comprimiendo eacuteste y haciendo pasar una
parte d e eacutel al tubo de descarga Cuando se iguala la preshy
-- 1)59-shy
sioacuten la vaacutelvula de la caacutemara de aire se cierra pero el flujo en el tubo D continuacutea durante un periacuteodo corto a caushysa de la expansioacuten del aire comprimido en la caacutemara C Como el aire de esta caacutemara es absorbido gradualmente y expulsado por el agua debe proveerse para su renuevo pues de otra manera la elici-encia del ariete disminuiriacutea Cuando el agua en el tubo A estaacute detenida la vaacutelvula B cae el agua empieza a moverse y el proceso se repite
El flujo de un ariete hidraacuteulico es pues una serie de pulsaciones y a cada impuso debe vampncerse la inercia de la columna de agua que se encuentra en el tubo D Si dos arietes se conectan en el mismo tubo de descarga pero de tal manera que sus pulsaciores no coincidan la descarga seraacute maacutes continua y se economizaraacute energiacutea estas ventashyjas se obtienen en mayor escala al aumentar el nuacutemero de arietes conectados Veacutease fig 12
i)
rs 2 l iacute
llUSlraciuacuten dd prin cipill dd ik hiJraacuteulicu
CAPITULO VI
Canales y alarieas de riego
Cualquiera que sea el meacutetodo de riego que se haya esshycogido su praacutectica requiere cierto nuacutemero de canales y atarieas Vamos a definir estos canales y atarjeas y a inshydicar las principales consideraciones que rigen su consshytruccioacuten
Todo riego supone una presa de agua en un canal riacuteo etc Esta agua por medio de un canal de derivacioacuten se
--1560shy- -
lleva a los regadiacuteos De cua lquier forma que sea en eacutel o en sus ra mificac iones na cen y se alimen ton zan jas de meshynores dimensiones llamadas atarjeas de distribucioacuten las cuales llevan el agua a las atarieas de riego
Como todo riego debe ir acompantildeado de una desecashycioacuten del suelo es necesario construIacuter atarjeas de desaguumle que lleven el agua usada a los canales de evacuacioacuten En ciertos casos las atarjeas de riego una vez vaciacutea s sirshyven para el desaguumle
Seccioacuten de los canales y de las atarieas- Los canale s de a limentacioacuten de distribucioacuten y de evacuacioacuten tienen seccioacuten trapezoidal (Fig 13) Las otarjeas de riego y de desshyaguumle son rectangulares (Fig 14) Soacutelo miden 5-15 ctms de profundidad
Un canal de riego se com pone de las siguientes parshytes (ver lig 13)
El fondo D F sobre e l cual fl uye e l agua
-1561
La altura O E = h del egua Las banquetas A B H 1 que sostienen el agua por cashy
da lado Los taludes formados por las caras laterales B D F H El periacutemetro mojado P o la lopgitud e D + D F + F G La seccioacuten uacutetil S del canal eo la superficie que tiene
por base G C y D F y por a~ tura O E El radio medkl R es igual a S P La pendiente de Jos taludes m se determina por la
relacioacuten G Kj F K
Pendiente de los taludes de los canales y de las aacutetarshyjeas principales- Las pendientes de los taludes dependen de la natura leza del terreno Hus ta 15 ctms de profundidad son verticales Pasando de esta profundidad y para atarjeas abiertas en desfonde se dan las siguientes pendien tes
Roca m l O Arcilla pura m 1 033 = 303 Tierra arcillosa m 1 05 200 Tierra arenosa m 1 15 = 066
Para Jos taluds de fosos cmstruiacutedos en terrapleacuten
Arcilla pura m 1 05 = 200 Tierra arcillosa m 1 075 = 133 Tierra arenosa m 1 225 = 044
Para el mismo terreno si m es la inclinacioacuten del tashylud en desfonde 10 inclinacioacuten m del talud de terrapleacuten es igual a
2 3 m 1 1
- +shym 2m
Pendiente de los canales--Cuanto maacutes fuerte es la penshydiente maacutes se puede reducir la seccioacuten de un canal para la misma descarga Conviene pues construiacuterlos con la mashyyor pendiente a fin de disminuiacuter los trabaj os de excavacioacuten Por otra parte hay que considerar que una pendiente fuershy
-- 1562 -shy
te disminuye por la raduccioacuten de seccJOn la superficie de contacto y por consiguiente la filtracioacuten Ademaacutes la veloshycidad del agua no debe pasar de determinados valores seguacuten el terreno pues produciriacutea erosiones en las paredes
Velocidades de las que no conviene exceder en los diferentes terrenos
Velocidad limite Pendlent
por segundo por kmt
Arcillas blandas 0152 mts 0045 mts
Arenas 0305 0136
Gravas 0609 0433
Guijarros 0914 0570
Piedras en grandes fragmentos 1220 1509
Guijarros aglomerados 1520 211 S
Rocas blandas 1830 2786
Rocas duras 3050 7342
Tambieacuten existe un liacutemite inferior de velocidad que no se debe traspasar pues se forman depoacutesitos que destruyen
los cauces Los depoacutesitos principian a formarse por debajo de una
velocidad media de 025 mts por segundo en corrientes de agua fangosa 030 cargada de
arena fina 050 mts por segundo en corrientes de agua cargada de
arena gruesa Por consiguiente la velocidad no bajaraacute de 050-080
mts en el canal principal a fin de que no se deposite la arena gruesa
No deberaacute ser inferior a 025- 040 mts en los canashyles de distribucioacuten para que en ellos se deposite la areshyna gruesa que si llegara a las atarieas de riego podriacutea ser perjudicial Como estos canales no se usan continuashymente seraacute faacutecil quitar los depoacutesitos asiacute formados
Canal de conduccioacuten- La pendiente de eacuteste depende
- 1563 shy
oel nivel de la presa de agua y de la altura de la parte maacutes alta que deba regarse
Generalmente su pendiente variacutea de 00007-00014 mts por m La velocidad no excede de 080 mts por segundo La seccioacuten es trapezoidal y debe ir disminuyendo a medishyda que el canal avanza como que tiene que servir a meshynor extensioacuten
Este canal debe estar dispuesto de tal forma que en su punto de unioacuten con el riacuteo quede su nivel maacutes baio que el quicio de la presa a fin de poder instalar un aparato de afor Siempre debe estar provisto de una compuerta de modo que sea faacutecil impedir o regular la entrada dol agua para poder efectuar reparaciones o prevenir una crecida de la corrien te alimentadora
A fin de evitar la erosioacuten conviene lapizar con ceacutesped las paredes laterales y el fondo
Atarieas de distribucioacuten- Deriacutevanse del canal de conshyduccioacuten y llevan el agua a las atarieas de riego Son casi horizontales con pendientes de 0001-0015 mts por m La velocidad del agua no debe ser inferior a 025-040 mts
Se ponen en comunicacioacuten con las atarieas de riego por medio de un tubo de aiiacuteareriacutea o de una caia rectangushylar de madera Esta abertura debe poderse cerrar con una compuerta
Atarieas de riego- E1 general deben ser tan poco proshyfundas como sea posible Con frecuencia se les da un pershyiexcljI rectangular En la unioacuten con las atcrieas de distribucioacuten pueden tener de 30- 35 clms de anche para lueacutego ir disshymi1uye1do
El fondo e3 generalmente horizontal y sus bordes esshytaacuten ligeramente inclinados seguacuten lo direccioacuten de la corrienshyte y se aproximan a medida quo se aleian de las atarieas de distribucioacuten
Atarieas de desaguumle--Las atarieas de desaguumle recogen las agu)s despueacutes de regar y la3 llevan a los canales de evacuacioacuten Son doblemente uacutetiles pues secan el suelo y
permiten volver a usar las aguas para el riego de nuevas extensiones
- 1564shy
Los bordes estaacuten cortados verticalmente Su anchura ordinariamente es de O l5- --030 mts
Canales de evacuacioacuten- El ca nal de evacuacioacuten recishybe el agua de los desaguumles y la conduce al riacuteo o a regar otras tierras Debe ocupa r lo parte maacutes baja del terreno Debe tener una seccioacuten suficiente para el agua que recibe Tiene forma trapezoida Sus paredes deben protegerse conshytra el desgaste por medio de ceacutesped
Caacutelculo de las dimensiones de los canales y de las atarjeas principales- Hemos dicho que la seccioacuten de los canales y atarjeas principales es trapezoidal La seCClOn de las secundarias es triangular o rectangular Generalmenshyte no S9 ca~culan Es necesario determinar lo maacutes exactashymente posible las dimen5iones de los canales y atorjeas principales Las foacutermulas emp16cdas dan resultados aproxishymados que la experiencia modifica A continuacioacuten damos las foacutermulas de Darcy perfecc ionadas por M Bazin
ConsideremQs la seccioacuten re presentada en la fig 13 Y llamemos
1 D F = longitud del fondo
h O E = la altura
S aacuterea de la seccioacuten
U velocidad mediacutea del agua velocidad media en la superficie X 080
Q = descarga
I = la pendi2nte
P periacutemetro moiado
R = radio medio
Estas cantidades estaacuten relacionadas de la siguiente mashynera
(1) R I = b U~ oacute U = C RT(2)
(3) Q = S U Oacute Q = S C rRI (4)
C = 1 b es un coeficiente que depende de la rugoshysidad de las paredes del canal M Bazin ha expresado su valor asiacute
1565 - shy
87
C = 1 Vb = - ---- + tiacute
VR ltiacute tiene los siguientes valores
Paredes muy lisas (cemento madera lisa) tiacute = 006 Paredes lisas (taba ladrillo) tiacute = 016
poco lisas de mamposteriacutea tiacute = 046 de naturaleza mixta Ciacute = 085
Canales de tierra en condicion3s ordinarias tiacute 130 Canales de tierra con resistencia excepcional tiacute = 175
Maacutes adelante daremos los valores del coeficiente C en funcioacuten del radio R y los valores del coeficiente o de la loacutermua (l) corre3pondientes a los valores dAl coeficiente
C = 1 vT-
Ganguillet y Kulter adoptan tambieacuten la foacutermula
u C RTpero daacutendole a C el siguiente valor
O 00155
23 + + n
C 000155
1+ 23 + --- n
( ) V R
El nuacutemero n variacutea con la naturaleza de las paredAS y tiene los siguientes valores
n ln Paredes muy uniformes ceuromento madera
cepillada 0010 100 Paredes linos piedra tallada ladriilos 0013 77 Paredes poso uniformes 0017 58 Paredes rugosas piedras en bruto 0020 50 Paredes de tierra 0025 40 Paredes de grava 0030 33 Paredes irregulares de grava y mal cuidadas 0035 29 Paredes muy irregulares 0040 35
- 1566 shy
Las dJmensiones de los canal83 deben 118nar otras conshydiciones que determinan las foacutermulas anteriores
En primer lugar la tangente trigonomeacutetrica m queda determinada por la naturaleza del terreno Luego si circunsshytancias especiales no exigen la adopcioacuten de una profundishydad conviene dadas 1 y m dar a la seccioacuten la forma que corresponda a la maacutexima descarga por unidad de aacuterea de ella Esta seraacute evidentemente la seccioacuten maacutes econoacuteshymica De la foacutermula (3) Q = S U deducimos que para una superliacutecie dada S la descarga Q es maacutexima con U POI
consiguiente para una pendiente dada y teniendo en cuen shyta la foacutermula (2) U = e VRT con R o tambieacuten pll8sto que R = S P cuando P es miacutenimo
D8 la Hg 14 deducimos que
(5) S h (1 + h m)
(6) P + 2 h m V1 + m~ (6) P = I + 2 hmv 1 + m~
S h ( I + hm) (7) R
P + 2 hm 1 + m~ y por caacutelculo deducimos que P es miacutenimo cuando
h + V I + m~ (8)
2 ro
En este caso los lados B D H F D F son tangentes a Jo circunferencia descrita desde O como centro y con h como radio
Si sustiacutetuIacutemos en (7) 1 por su valor sacado de (8) obshytendremos
2 m h h ( + hm)
+ VI + m (9) R +
2 mh 2h V 1 + m~
+ ml+vl+ m~
- 1567 shy
--- -
1+ iexcl-1 + rn~ ]iexcl 2 = X
rn 4
es decir el radio medio es igual a la mitad de lu profunshydidad del agua
La relacioacuten h 1 que determina la seccioacuten oacuteptima soacuteshylo depeeacutelde para S e 1 dados del valor m El valor de h 1 en (8) permite calcular faacutecilmente h y 1 conociendo S y m Reempazando 1 por su valor en funcioacuten de h en la ecuashyc ioacuten (5) 1endremos
(lO) S =
( h
2 m h
1 + 1 1 + m~ h+-111
)
h~ 2 l 1-+ m~ -----shy 1
m
mS lh
11 J J h = ( 2 V 1 + m - 1 )
Seguacuten esto S2 ve que cuanio maacutes se acerquen los taludes del canal a la vertical mayor es h y por consiguienshyte R Conviene adoptar para R el mayor valor posible pues asiacute no disminuye la anchura del canal de pendiente dada 1 y se aumenta la velocidad media d el agua que es proshyporcional a R
Cuando las circunstancias obligan la adopcioacuten de una profundidad determinada la ecuacioacuten S = h (l + h m) soacutelo contiene la incoacutegnita 1
Empleo de las foacutermulas uso de las tablas ejemplos middotnumeacutericos--Los problsmas que se presentan maacutes frecuenshytemente son
I- Conocida la seccioacuten transversal de un canal y su pendiente calcular su descarga
JI- Conocido el rendimiento del canal y su pendiente
- 1571 shy
calcular las dimensiones que debe tener su seccioacuten transshyversal y la velocidad media del agua
CASO iexcl- Se a plican las siguientes foacutermulas
h (1 + h m) (S) S = h (1 + h m) (7) R
1 + 2 h 1 + m~
m
y lueacutego
(2) U = C m 1)Y2 (1) Q _ S C (R 1) 1j~
La foacutermula (S) ncs do e l aacuterea la (1) el radio medio pues h I Y 111 SO1 conocidos Las foacutermulas (2 y 4) permiten ca lcular U y Q
EJEMPLO Calcular el rendimie llto de un canal de ti eshyITU sabiendo que 1 = lmts h = 121 1 = 00002 y la inclinacioacuten de los taludes es 45
La aplicacioacuten de las foacutermulas (5 y 7) nos da
S = 2867 mts~ y R = 060 mts
El valor de C seguacuten la tabla de Bazin es 325 y seguacuten la de Kutte r 35 Tomamos e l promedio de estos dos valoshyres o sea 3375
Aplicando las foacutermulas (4 y 2) obtendremos
Q = 098 mts y U 037 mts
CASO II- Si existen circunstancias que obliguen a adopshytar una profundidad determinada se aplicaraacuten las foacutermushylas de la seccioacuten maacutes ventajosa es decir las foacutermulas sishyguientes bull
Q~m S (9) h b U~ b - shy~ (1 + m~ )11 ) = 2 R (l) R I
12 - 1) S~
Se principiaraacute por adoptar para b un valor provisional y para escogerlo seguacuten el rendimiento se evaluaraacute el vashylor posible de R y por consiguiente el de C seguacuten la tashybla de Bazin La tabla de los valores de b daraacute un valor que se adoptaraacute provisionalmente Una vez hallado el vashy
- 1572 shy
lar da R se rectificaraacute e l de b Se volveraacute a calcular R y
se continuaraacuten estas aproximaciones hasta que se encuenshytren para C y b valores que no difieran sensiblemente de Jos anteriores La ecuacioacuten (1) contendraacute R elevada a la quinta potencia y deberaacute resolverse por logaritmos
EJEMPLO Un canal debe tener un rendimiento de 2 lIltS de agua por segundo con una pendiente de 00002 por mts Cuaacutel debe ser su perfil transversal en la tierra con taludes inclinados 45
Supongamos R = 1 mt entonces seguacuten la tabla d e Bozin C = 378 y seguacuten lo de Kutte r C = 40 Toma mos 81 pro lllcd io C = 389 Para b obtenemos 000066
In
Lu IOacuteI JI1 U 111 (0) du x
Pero s iendo m 1 sacamos
m 0547
y obte ndremos 4R~ S 4W
0547
Lo foacutermula (1) nos da
R X 00002 000066 4
S~
R S~ 132
y sustituyendo S po~ su valor
16 R
(0547F 132 R 075
Seguacuten las tablas de Bazin y Kutter los valores respecshytivos de C pondiente de b tend
son de b remos
348 es
y 00
37 Adoptamos 0077 Sustituyendo
359 este
el valor nuevo
corresshyvalor
- shy 1573 shy
4 4 R~ 0547 S TI X 00002 000077 (
s~
R = 075
Lo vola re s d~ e y de b no difieren sonsibloTrl ento de los que acabamos de adoptar Tomaremos pues para TI el va le r 076 mis entoncos h = 152
4 (076 )~
S 442 Jll l s ~
0547
Q 2
u 047 mts S 422
La foacutermula (8) permite dete rmina r l
2 m h 2 X 152 126 y e l problema
1 + ( + m~)Y2 1 + (2)1
queda resuelto Pero puede ocurrir que por circunstancias especiales no
se pueda adoptar el perfil maacutes econoacutemico Entonces se coshynoc 3 la profundidad h o la anchura 1 por lo tanto
S = h (1 + h m)
Q2
R 1 b --- en que R estaacute expresado en funcioacuten S2
de h y de I y permitiraacute hallar por tanteo h o I y S Supongamos que por causa de la existencia de un submiddot
suelo rocoso la profundidad del canal no debe exceder de un mI y que la descmga sea de 2 mts pOI segundo y la pendiente 00002
Procederemos asiacute
Puesto que h 9S a lo sumo igual Q 1 mI el radio meshydio puede evaluarse en 050 mts Las tablas dan para e 306 y 34 adoptamos 32 y entonces b = 000098
1574
Q2
De la ecuacioacuten R I b --- deducimos S2
000098 X 4 S~ 392 S 625
050 X 00002
La foacutermula S = h (l + h m) da 525
La foacutermula (6) nos da P = 807
s 625 R 077 mts
P 807
Se partiraacute de este nuevo valor de R para repetir los caacutelculos
Las tablas dan para R = 077 mts C = 35 y 37 Adoptamos C = 36 entonces b = 000077
Tenemos
000077 X 4 S 40 S 632 1 532
077 X 00002
P 814 Y R = 077
Adoptaremos para el perfil de este canal de 2 mts de descarga por segundo
1 = 532 h = 1 mI R = 077
La velocidad media del agua seraacute
u = Q S = 2 632 = 031 mts
CAPITULO VII
Sistemas de rieqo
Hay muchos procedimientos de riego seguacuten la naturashyleza del terreno su pendiente los cultivos o la cantidad de agua de que se dispone
- 1575 shy
A continuacioacuten describiremos los siguientes sistemas Por sumersioacuten por filtracioacuten por desbordamiento
El riego por sumersioacuten se dIvide en tres meacutetodos el ri ego por filtracioacuten en dos y el por desbordamiento tambieacuten en dos De todos eros hablaremos separadamente
Riego por sumersioacuten
El sistema d3 riego por sumersioacuten llamado tambieacuten en manta consiste en cubrir el suelo con una capa de agua que permanece sobre eacutel un tiempo maacutes o menos largo
Generalmente requiere que el terreno sea sensiblemenshyte horizontal de pendiente suave 2 0 00 a lo sumo y que no sea impermeable La superficie regable se rodea de peshyquentildeos diques Si la pendiente fuese fuerte habriacutean de ser a l tos y emplear maacutes agua con lo que se perderiacutea la prinshycipal ventaja de este sistema que es su sencillez y ecoshyncmiacutea
Este procedimiento es uno de los mejores para el rieshygo de praderas cuya pendiente sea de 1-15 mmts por metro Comprende tres meacutetodos distintos
IO-La sumersioacuten naturcl que resulta del desbordashymiento espontaacuteneo de una corriente de agua o de la inunshydacioacuten artificial proveniente del levantamiento de las aguas
29- La sumersioacuten artificial 5encilla en que las aguas permanecen estanadas mientras dura el riego
3y- La sumersioacutell atificial con cJrculacioacuten continuiexcl en que el agua ircula suavemente por la superficie del terreno sumergido
Cuando se riaga con aguas que acarrean limos y areshynas estos materiales generalmente corgados de materias fertili~antes se depositan sobre el suelo Entonces el riego por sumersioacuten va acompantildeado del erdorquinamiento
Sumersioacuten natural- Muchos terrenos estaacuten expuestos a las crecidas de las corrientes de agua que los atraviesan Esta sumersioacuten natural es fuente de grandes riquezas Tashyles s)n Egipto y las pompos de la imeacuterica del Sur En Francia grandes extensiones de ter reno deben su fertilidad a riegos perioacutedicos de esto naturaleza
Las condiciones esenciales de estos sumersiones natushy
1576 shy
rales son pendientes longitudinales muy suaves (040- 045
mts por kmt como promedio) y pendientes transversales
bastante aceurontuadus para que las aguas de las crecidas
vuelvan faacutecilmente a su cauce primitivo
Sumersioacuten artificial sencilla- Exige un suelo de poca
pendiente que no exceda de 2 0 00 a menos de restringir
mucho ia extensioacuten dE las parcelas sumergidas
Si la pendiente fuese fuerte no se depositariacutean los seshy
dimentos perdiendo asiacute este meacutetodo su principal ventaja
Ademaacutes se correriacutea el riesgo de que las aguas arrastraran
la tierra vegetal Finalmente seriacutea necesario que las cuenshycas sumergidas estuvieran rodeadas de diques muy altos
lo que hariacutea perder las ventajas econoacutemicas de este sisshy
tema
Consiste en sumergir el suelo bajo una capa de detershy
minado espesor durante un periacuteodo de tiempo variable
El terreno se divide en compartimientos regulares roshy
deados dE pequentildeos diques que retienen el agua
Generalmente las aguas despueacutes de regar un comparshy
timiento superior pasan a regar uno inferior
Los compartimientos tienen extensioacuten variable En geneshy
ral no exceden de 10-30 aacutereas Se les puede dar una anshychura de 50 mts y una longitud variable seguacuten la pendienshy
te del terreno Los diques que los rodean exceden en todas
partes a 25 ctms al nivel del agua
La altura media del agua sobre la superficie del sueshy
lo es de 15 ctms En el punto maacutes alto del nivel del agua
25 ctms
En el centro de cada compartimiento y en sentido de su longitud se abre una atarjea g (lig 15) que sirve a la
vez de conduccioacuten y desecamiento
A este objeto puede ir acompantildeado de pequentildeas a tarshy
jeas h En el origen y en la extremidad de cada compartishy
miento la atarjea g lleva una en trada de madera con comshy
puerta para retener el agua o dejarla pasar
La atarjea g debe tener una pendiente aproximada de
0001 mts mL La anchura en el fondo y su profundidad
dependen de la superficie del compartimiento y de la cantishydad de agua que conduciraacute
--1577-shy
La fig 15 denota la subdivisioacuten del terreno en cuatro recipientes que forman otros tantos saetines cuya longitud depende de la pendiente del terreno
Es preciso que el nivel del agua en el segundo comparshytimiento sea inferigtr de 1- 2 ctms al fondo de la atariea g del primero Asiacute se logra que el agua pase del primero al SEgundo compartimiento
ruIiexclrrmIlfjfffj7[J[l]Jf]ffI
JCshy I
TIi~~t==J ~
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Hiego por ~lIhm(~r~ ioacuten Planta ltle unn in~tala(- i(ln de cuatro C(Jlllparlimi-(-middotnto~
Ventajas e inconvenientes de este sistema- Permite reshygar superficies de poca pendiente con ca1tidades de agua demasiado pequentildeas para utiliza ras de otro modo Transshyforma en tierras feacutertiles suelos mediocres siempre que no sean impermeables y que las aguas contengan limos carshygados de principios nutritivos Su instalacioacuten y vigilancia son sencillas y baratas
En suelos impermeables da malos resultados Rara vez se puede aplicar en el momento de la vegetacioacuten y mientras dura impide la aireacioacuten del suelo
- - 1578 - shy
El riego por sumersioacuten se emplea principalmpnte en el cultivo del arroz
Riego de los arrozales- EI arrozal ha de estar compleshytamente cubierto por el agua pero sin quedar estancada sino circulando con muy poca velocidad Sin agua no gershyminariacutea la semilla y en cambio si quedara estancada enshyfermaria 0 planta y podriacutea ser causa de una epidemia pashyluacutedica en la regioacuten
El terreno destinado al cultivo del arroz ha de ser enshyteramente llano y con la pendiente necesaria para la lenshyta circulacioacuten del agua El campo se divide en parcelas delimitadas por pequentildeos diques de tierra
Unas como B (Fig 16) estaacuten trazadas longitudinalmenshyte en el sentido de las labores y del movimiento del agua al paso que otras la sentildealadas con la letra e van en dishyreccioacuten perpendicular a las primeras
Una vez construIacutedos los diques se da el agua a las parce las D y J de modo que la capa liacutequida tenga unos 12 ctms de espesor Hecho 6stO se practican en el dique inmediatamente infel ior unas abe rturas E de 20- 30 ctms
de ancho por donde flushyye el agua a las parceshylas inferiores Asiacute se conshytinuacutea hasta regar todo el arrozal El agua se reshycoge en la atariea d e desaguumle A
El consumo de a g ua se calcula en 24 Its por segundo y por hec taacuterea
Sumersioacuten artificial con derrame continuo--Cuanshydo se dispone de gran can tidad de agua la cirshyculacioacuten puede ser conshytinua sin alterar las disshyposiciones precedentegt
El agua de riego desshypueacutes de alcanzar el nishy
ni~po s i c i(lfl dI un arrozal divirl gtln ( 1
lahla~ n -lIadriluacutel erus L ri ego
- - 1579-shy
vel normal en el compartimiento regado pasa lentamente al inferior y se reemplaza con nueva agua Este procedishymiento priva menos del aire a las plantas que e l estallCU miento permanente
El movimiento d8 las aguas se regula dE-~ tal manera que la can tidad siexclJida por la parte inferior sea igual a Jo que Gntra por la superior De 83t8 modo se llega raacutepidashymente a resultados excelentes
Conviene enviar agua nueva o los compartimientos inshyferiores disponiendo alrededor del cqmpo un canal de cirshycunvalacioacuten El agua debe vaciar por encima de las comshypuertas a fin ds qU8 no arrastre los sedimentos En general los compartimientos tienen dimensiones mayores que los de sumersioacuten sencilla Si la pendiente es muy fuerte conviene disponer oblicuamente diques interiores que impidan la erosioacuten del suelo Los diques que bordean las parcelas tieshynen aproximadaments 150 mts de ancho en la corona y un nivel de 30- 40 ctms sobre el de las aguas
Rieqo por filtracioacuten
Este sistema comprende dos subdivisiones
19 Por filtracioacuten del aqua en el suelo por atarieas proshyfundas- Es un procsdimiento muy imperfecto desde el punshyto de vista d3 los resultados pero muy sencillo y econoacuteshymico Em p lea las zanjas excavadas en los terrenos para sanearlos
Esencialmente consiste en cerrar las compuertas que regulan los diferentes canales de desecamiento El agua de lluvia etc fluye asiacute poco a poco pgtr estos canales y si el suelo es permeable lo humedece al atravesar las pareshydes laterales de e llos pudiendo llegar por capilaridad hasshyta las raiacuteces
Este procedimiento soacutelo es practicable cuando el terreshyno es bastante permeable y de poca pendiente En suelos poco permeabls los resulta dos no son satisfactorios el agua fluye bien por los cana ~ es pero no logra humedecer la tierra
La lig 17 muestra la disposicioacuten de los canales a a b b y Ja de la compuerta d que cuando estaacute cerrada deshy
- 1580
termina el retroceso del agua que se va elevando en los canales y penetra en el suelo Abriendo jo compuerta se inicia la salida del agua y consecuentemente el desecashymien~o del terreno
A~~J~~Mitrbt~Ir~~M~~1 B
F~( 11 J)i sposieiHl para htlnHd e(~e r IIn 1IITfJ1U drenadu al ail
J i~ Hi middotiexclo po fiJI radmiddotn
29 Filtracioacuten del agua por atarieas abiertas superficiales - middot-Este meacutetodo se aplica sobre todo a Jos tierras labradas y
entre otros a 103 cultivos hortiacutec81as Difiere esencialmente del anterior en que las atarieas estaacuten mucho maacutes proacutexishymas en que son superficiales y el agua penetra en el sueshylo y en el subsuelo p8r las paredes y por el fondo
El agua circula por atarieas paralelas que limitan las parcelas de los cultives No debe tocar ni las hoias ni los tedios Por esta razoacuten se emplea e l agua de cloacas para los cultivos hortelanos Como no se ponen en contacto con as hoias ni con los tallos no pueden contaminar esta parshyte comestible de los vegatales Sin embargo uacuteltimamente se ha dicho que las aguas de cloacas contaminan las parshytes aeacutereas de las hortalizas con geacutermenes nocivos y se ha prohibido su empleo para el cultivo de las hortalizas que se toman sin coccioacuten
Este meacutetodo es tanto maacutes eficaz cuanto maacutes proacuteximas
1581 shy
t ~
1I
I
I
I o
I
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IIII I
l 11
I
111111111 111111 111111 Vtk11 1 1 1 1 6 ~ iexcl
l Ft 8
ni ego por 5-lIrc()~ Di ~pn ~ iciiexclm de la~ atalj pa~
esteacuten las zanias que se trazan con el arado y estaacuten seshy
paradas unos 060- 080 mts La lig 18 indico la disposicioacuten del suelo La liacutenea a b
representa el canal de conduccioacuten a c el canal de riego del campo d designan los surcos que no terminan en el canal a c La limpieza que necesita el funcionamiento del sistema deteriora pronto este canal Debe construiacuterse una atari ea auxiliar e f comunicada con el canal a c por meshy
_-1582 - shy
dio de pequentildeos cortes g Este canal auxiliar se abre con el arado y se termina cuidadosamente con la pala Es anshycho y tiene una profundidad de unos la ctms
Riego por desbordamiento
Puede efectuarse de las maneras siguientes con reshygueras de nivel y planos inclinados que describiremos sucesivamente
A shy Por regueras de nivel Fundamentoshy EI terreno a regar estaacute surcado por regueras horizontales de desbordashymiento en que el agua rebosa el borde inferior y se exshytiende en forma de laacutemina continua
Pendiente del terrenoshy No debe ser excesivamente peshyquentildea pues entonces la circulacioacuten de la laacutemina de agua se efectuariacutea defectuosamente se admite como necesaria una pendiente de 3 Si 0 pendiente fuere excesiva en vez de una laacutemina continua se formariacutea una serie de arroshyyos que socavariacutean el terreno este peligro debe evitarse haciendo las regueras suficientemente proacuteximas
Descripcioacuten y funcionatnientoshy Las regueras de reparshyticioacuten se trazan en la direccioacuten aproximada de las liacuteneas de maacutexima pendiente fig 19 Si se interrumpe una regueshyra de distribucioacuten remansando el agua eacutesta entraraacute en la reguera de nivel inmediata anterior la cual se llenaraacute y desbordaraacute invadiendo el terreno el exceso se recogeraacute en el colector inmediato inferior el cual lo transportaraacute al canal de desaguumle
b middotmiddot l~vcro diexclhi Clon
rig 9
Alimentacioacuten de regueras sucesivas por una misma tomashy En vez de recoger las aguas sobrantes de una reshyguera directamente en un colector se recogen en otra reshyguera la cual una vez desbordada las deja pasar a otra y asiacute a varias no pasando de 4 oacute 5 seguacuten el caudal de
-1583 -
agua de que se disponga Parece que asiacute pudiera hacerse extensivo a todo el campo con una sola toma superior en la reguera de reparticioacuten pero no debe olvidarse que el agua que llegase a las regueras inferiores estariacutea escasa en oxiacutegeno y principios fertilizantes Esta es la razoacuten de las tomas sucesivas
Perfil longitudinal de las reguerasshy En la praacutectica no
iexcliexcl~f o UI a
I iquest
____ ~i~ I 0
I L middot ___ --shy
I D--1 t~uHO c o tor
- I 001 I 00 I
I 0 bull ___ J
-shy ---_ -i
_~_-o---J
Uig 19) Riego por curvas de nivel
debe d6rseles una pendiente superior al 0003 intercalando cascadas si fuere preciso esto se refiere a las regueras de reparticioacuten Las regueras de distribucioacuten deben ser perfecshytamente horizontales
Seccioacuten transversal de las reguerasshy Las regueras de nivel deben ser poco proundas a fin de disminuiacuter la preshysioacuten del agua y por tanto su infiltracioacuten Es aconsejable
- 1584 -
UllO anchura de 20 ctms con una profundidad no mayor
de S clms Las acequias y regueras d e reparticioacuten se calcushy
bn seguacuten las foacutermulas hidraacuteulicas
B shy Por planos inclinadosshy Son tales les ven tajas del
riego por regueras de n ivel que se procura em plear un
sistema anaacutelogo aunque el terreno no tengo lo pendiente
necesaria
Principio--Si lo pendiente es inferior al 003 se terramiddot
1 I
Cor~e por A B F iJ20
I I
I
J
Ri eacuteo t por p la n o~ in(linado pUl dobl e ari5la
plena formando un escolonado d e planos inclinados que
permito el riego por reguera~ de nivel
Descripcioacutenshy la reguera de reparticioacuten se coloca a una
altura conveniente para que el agua pueda en trar a las
regueras de nivel practicadas en la parte superior de los
planos en forma que llena de agua se vierta por ellos
recogiendo el exceso en colectores lig 20 El agua sobranshy
te puede ser muy abundante en tal caso el colector al ishy
- 185 shy
menta a su vez o tra serie de planos actuando a mane ra de reguera de reparticioacuten
Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
Planos inclinados naturales- Supongamos fig 21 un terreno de pequentildea pendiente S8 construye en terrapleacuten una reguera de d istribucioacuten con los produc tos de la excavacioacuten del colector inmediato E primer antildeo el riego seraacute defectuoshyso pero en los antildeos sucesivos mejoraraacuten los terraplenes y planos incl inados merced a la aportacioacuten del limo por las mismas aguas
0(oacute v lt
o
ltiexcl - =-=~ ~ ~ ~-= -=--=--=-shy~ ~ Fig21
Planos inclinados artificiales-Consisten en cons truiacuterlos directamen te con tierra sacada del terreno m ismo lo cual exige terraplenes y movimientos importantes de tierra (fig 22)
TfrImiddotO)COfi
~S~iacutelllflmiddot ~~f~~
Tts 22
Datos para la formacioacuten de un proyecto de riego por planos inclinados- Se atenderaacute en primer lugar a que las acequias y regueras de reparticioacuten sean capaces de sumishynistrar el agua necesaria y los colectores de desaguar los sobran tes Las regueras de distribucioacuten seguiraacuten sensibleshymente las curvas de nivel a fin de q ue los planos incl inashydos conserven una longitud constante y que las regueras de dis tribucioacuten sigan la direccioacuten de la pendiente del terreshyno La anchura de Jos escalones no seraacute excesiva a fin de evitar los grandes movimientos de tierra En general tienen 4 oacute 5 mts y si el terreno tiene fuerte pendiente lleshygan a tener 10 Oacute 12 mts La pendiente de los planos inclishynados seraacute de 003 como miacutenimum
Limo del Var-Composicioacuten centesimal Residuo insoluble 4428 Aluacutemina y peroacutexido de hierro 503 Carbonato de middot cal 3853 Nitroacutegeno 012 Carbono 012 Agua y productos no dosificados 1504
Veamos ahora algunos anaacutelisis practicados recienteshymente por M Muumlntz y que indican la cantidad de limo en varias corrien tes de agua y de los cuatro principales eleshymentos de fertilidad
Cre8mos conveniente exponer la composicioacuten del amoshyso limo del Nilo Los anaacutelisis del Dr Letheby indican las siguienies cifras por ciento
Crecida Esllalo
Materias orgaacutenica3 1502 1037 Acido fosfoacuterlco 178 057 Col 206 318 Magnesia 112 099 Potasa 182 106 Sosa 091 062 Aluacutemina y oacutexido de hierro 2092 2355 Acido carboacutenico y peacuterdidCIs 128 144
Es laacutestima qua este anaacutelisis no comprenda el nitroacutegeno que tanta importancia tiene como fertilizante esta falta se puede suplir promediando los anaacutelisis de Poyen y Chamshypian que dan 09-13 por mil de nitroacutegeno
El valor fertilizante de los limos de algunos riacuteos del Suroeste de EE UU comparado con lo requerido por una tonelada de alfalfa aparece en la tabla siguiente
- ]527 shy
MaUrla ferlillzanle por acre Pie de agua
RIO Feeha Acldo 10sl Polasa NltroacuteVeno Invesllgador
Riacuteo Grande 1893-94 314 3255 2440 Goss Riacuteo Salado 1899-1900 105 265 900 Forbes Riacuteo Colorado maacutex 1900-0 I 4356 4446 6970 RIacuteo Colorado mIacuten 1900-01 226 163 103 1 ton de alfalfa 167 330 4200 Goss
Para apreciar la abundancia y cccioacuten fertilizante de los limos recordaremos ahora la composicioacuten por mil de una buena tierra vegeial del limo de una corriente de agua (Francia) del limo del Nilo y del Gstieacutelcol de granja
Tierra veoelal Coriente de agua Nilo Esliereol d (Francia) Granja
b) Al igual de las aportaciones de limo las cantidades de elementos disu3ltos llevados por las aguas variacutean cor la naturaleza de los terrenos que atraviesan
Las aguas son maacutes eficaces cuando contienen elementos que soja existen en pequentildea cant idad en el suelo que con ellas se debe regar
Aguas lluvias- Los anaacutelisis de las aguas lluvias han demostrado que ellas contienen nitroacutegeno combinado carshy
bonato y nitrato amoacutenico moterias orgaacutenicas clorura soacutedishyco suliato soacutedic) oacutexido de hierro oxiacutegeno nitroacutegeno y aacutecishydo carboacuten ico Los proporciones de estos compuestos variacutean con la localidad en las ciudades el agua lluvia estaacute maacutes cargada de aacutecido carboacutenico de materias orgaacutenicas y mishynerales que en el cnmpo En la formacioacuten de aacutecido niacutetrico tienen mucha influencia las tempestades
Cien litros de agua lluvia hervida han dado Nitroacutegeno 1308 lts
Oxiacutegeno 0637
Acido carboacutenico 0128
2073
- 1528 shy
En general se puede admitir un promedio anual de 808 kgs de nitroacutegeno combinado (amoniacuteaco y aacutecido niacutetrico) por hectaacutereas y por antildeo
Aguas de arroyos y riacuteos- La composicioacuten de estas ashyguas variacutea tanto seguacuten la eacutepoca del antildeo en que se opere y el procedimiento que se siga para obtener la muestra que es bastante difiacutecil comparar los resultados de los dishyversos experimentos
Las aguas corrientes en contacto con el aire disuelven los gases contenidos en eacutel La absorcioacuten de oxiacutegeno es relativamente mayor que la de nitroacutegeno En general las cantidades de gases disueltos variacutean con la temperatura y para el gas carboacutenico con la composicioacuten de las aguas
Seguacuten Poggiale y Herveacute-Mangon el agua del Sena conteniacutea a DU y 760 mmts
La cantidad de nitroacutegeno y materias minerales conteshynidas en las aguas de que nos ocupamos variacutean grandeshymente y para dar idea del orden y magnitud de las misshymas citaremos los datos de algunas aguas seguacuten M Muumlntz
MATERIAS Bourne Isere Rodano Sourgcs Durance gr gr gr gr gr
Nitroacutegeno niacutetrico por m 0038 0223 0828 0104 e285 amoniacal 0100 0 110 0130 0036 00 I O orgaacutenico 0130 0 140 0230 0130 0140
TOTALES 90626 126907 120 lOa 103336 171089 Peso total de la
mal en di lOO 175 158 160 240
Si suponemos que la cantidad total de agua de riego
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repartida en una regioacuten sea de 16000 mts cuacutebicos por hecshytaacuterea y por antildeo resultaraacute por ejemplo en el Isere que e l nitroacutegeno aportado por ellas seraacute 0473 X 16000 = 7568 grs o sea 75 kgs que es bastante apreciable En algunos casos resultan cifras muy elevadas asiacute Herveacute-Mangon ha encon trado que una pradera de los Vosgos recibe 208 kgs de nitroacutegeno mediante los canale de riego resultando in shynecesaria la aplicacioacuten de este abono
CAPITULO IV
Fuentes de abastecimiento
Las aguas que se emplean para regar puede n provenir 10 De las corrientes subterraacuteneas 29 De los es tanques o depoacutesitos de a lmacenamiento 30 De Jos corrientes de agua
1-Corrientes subterraacuteneas
A-Origen- EI origen de las aguas subterraacuteneas no estaacute establecido cientiacuteficamente maacutes que desde hace pocos antildeos el estudio de los fenoacutemenos geoloacutegicos antiguos y
recientes y el de la meteoro logia han permitido a distin shyguidos observadores determinar las muacuteltiples acciones y reacciones que las aguas ejercen a traveacutes de la corteza terrestre
Muchas fueron las teoriacuteas que sobre el origen de las aguas subterraacuteneas se emitieron Sin referirnos a una anshytiguumledad muy remota diremos que la teoriacutea correcta fue creciendo en importancia y confirmaacutendose cada vez maacutes
En 1847 J Degousse menciona las causas de la preshysencia del agua en las capas geoloacutegicas que estaacuten cershyca de la superficie del suelo En resumen la cantidad de agua que e levada por la evaporacioacuten en la atmoacutesfera recae en forma de lluvia niebla nieve etc sobre los continente s es maacutes que suficiente para alimentar las coshyrrie ntes de agua que circulan en su superficie o en sus cashyvidades interiores
Hoy que innumerables trabajos de minas y sobre toshydo de sondeos profundos destinados a la busca de agua
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heacuteln perforado la superficie del suelo que el reglmen de las corrientes de agua y la accioacuten de las lluvias sobre eacutel ha sido estudiado ninguna duda es ya posible Las obsershyvaciones llegadas de todas las regiones geo~oacutegicas prueban que la alimentacioacuten de todas las corrientes de agua sushyperficiales o subterraacuteneas de todas las capas estaacute asegushyrada uacutenicamente por las aguas de la atmoacutesfera
B-Manera de encontrar y buscar las aguas subterraacuteshyneas- Para encontrar las aguas subterraacuteneas se pueden dar solamente ideas generales Las aguas para que hagan su aparicioacuten en el subsuelo necesitan un recipiente un hueco en eacutel Para el hiJroacutelogo seraacute siempre tarea difiacutecil tener que buscar agua sobre todo si se trata de grandes cantidades de aguas subterraacuteneas en las capas geoloacutegicas antiguas pues en las rocas de esta edad la estratigrafiacutea de las capas perme-lbles de las roturas y de los abismos es de una naturaleza tan complicada y tan difiacutecil de comshyprobar que los medJos hidroloacutegicos son aplicables solashymente en casos determinados Por otra parte las rocas deshytriacuteticas de las edades geoloacutegicas maacutes recientes del cuashyternario diluvial o actual ofrecen un campo de investigamiddot cioacuten maacutes favorable
Por la misma formacioacuten de la superficie el hidroacutelogo podraacute deducir muchas veces si el subsuelo se presta para llevar aguas Son de importancia las deposiciones arenoshysas producidas por la atmoacutesfera las dunas de las cuales muchas ciudades se abastecen de agua Las deposiciones Cuaternarias se distinguen por su regularidad sin embargo es frecuente encontrar buenas condiciones hidroloacutegicas en las formaciones arenosos del terciario
Excelentes indicios ofrecen los pozos existentes se deshyberaacuten anotar las variaciones de nivel y las entregas de agua Si el pozo no se ha secado ni aun en los tiempos de mayor sequiacutea y si no se ha procedido nunca a profunshydizarlo se debe pensar que hay un buen portador de aguas Si el nivel del agua en el pozo baja muy poco aunque se saquen grandes cantidades de agua se tiene indicios de que el subsuelo procede de buenas capas permeables
Los terrenos seguacuten su naturaleza quiacutemica y fiacutesica roshyturas y grietas que los atraviesan son capaces de retener
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o dejar filtrar maacutes o menos agua desde el punto de vista de esta propielad los dividiremos en permeables e impershymeables
Las aguas de lluvia al caer sobre el suelo empiezan por impregnar la capa superficial facilitando asiacute su absorshycioacuten por las plantas ot[) arte se evapora al contacto con el sueo cuya temperatura os genelUlmente superior a la del aire el resto del agua trata de seguir a los arroyos o riacuteos a menos que durante el trayecto estas aguas sean absorbidas por la porosidad del suelo
La parte de agua que no eS utilizada por la vegetacioacuten desciende lentamente hasta encontrar una capa impermeashyble que a obligu a escurrirse siguiendo su conterno
Si las raiacuteces son numerosas e importantes constituiraacuten una especie de filtro subterraacuteneo que haraacute regular el reacutegishymen de las aguas subterraacuteneas al contrario en terrenos donde la vegetacioacuten es escasa las aguas arrastran la tieshyrra vegetal y el reacutegimen subterraacuteneo saraacute irregular De esshyto deducimos la importancia de los bosques pues ellos son reguladores de la humedad del suelo dan origen a mananshytialas y moderan el escurrimiento de las aguas superficiales
Las rocas superficiales permeab~es provienen generalshymente de la disgregacioacuten de las rocas soacutelidas sea por las reaccienes quiacutemicas por la accioacuten de las aguas del calor etc Las rocas silicosas o cuarzosas (cuarzo pizarras siliacuteceas areniscas) se transforman en arenas maacutes o menos gruesas en cascajo en guijarros y cantos rodados Las rocas grashyniacuteticas gneis pizarras micaacuteceas es decir las recas de los terrenos cristalinos a base de feldespatos se descomponshydraacuten en tierras arcillosas o caolinas ricas en aacutelcalis y en arenas Les esquistos se transformaraacuten en tierras silicoshysos o arcillosas Las calizas y las margas calizas daraacuten tierras y arenas calizas
De todas estas rocas la maacutes permeable es el aluvioacuten esto se comprueba observcrdo la facilidad con la cual bashyja el nivel de los pozos cuando se ha secado cierta cantidad de agua Se mide la permeabilidad desnivelando la capa de agua de un pozo por medio de bombas la modificashycioacuten del nivel del agua para un gasto determinado permite evaluar la permeqbilidad
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Las arenas silicosas areniscas seguacuten su grado de ceshymentacioacuten las callzas friables y porosas) son tambieacuten roshycas permeables
La tabla siguiente da la porosidad de varias formacioshynes en porcentaje por volumen
Formacioacuten Localidad Porosidad Invutlu~dor
VolUlll
Dolomita Joliet 111 27 Merril Caliza (ooliacuteti- Bedford Ind 98
cas) Dolomita Winona Min 17 Arenisca Jordaacuten Min 237
Tiza Inglater-a 1444 Humber Arena 3545 Arena y grava 2S30 Suelo arenoso Carolinn del Arenisca de S 43 Whitney
Postdam Ablemans Wis 7 12 Buckley
Para compreacuteJbor la exist2ncia de aguas subterraacuteneas debe estudiarse si e llas estaacuten en e s tado de reposo o moshyvimiento En el primer caso s~ tendraacute una aglomeracioacuten de aguas que pueden agotarse Dor la extraccioacuten permanenshyte En el segundo la aglomeracioacuten daraacute un rendimiento continuo que se sostendraacute mlentrcs no se saque una canshytidad mayor que la que alimenta las existencias
A fin de informarse de sus movimientos debe iexcllevanshytarse un plano de las alturas de las capas del nivel de las oguas subterraacuteneas La construccioacuten del subsuelo se ha de relevar primeramente por medio de tres pozos situados siempre que sea posible en los veacutertices de un triaacutengulo equilaacutetero Deben determinarse las capas que forman el teshyrreno la manera como se suceden e l espesor y la situashy
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cioacuten de ellas y anotarse los resultados en un libro de pershyforacioacuten que tendraacute el siguiente rayado
Pozo N 200 mts a l S de perforado entre el
y
Nuacutemero de Altura Espesor de Profundidad Naturaleza la capa Mts la capa Mts Bajo la supo del terreno
Mts
Cuando se llegue a la capa portadora de las aguas se colocaraacute un tubo de observacioacuten en el pozo para determishynar el nivel del agua subterraacutenea y sacar muestras de ella El tubo de observacioacuten tiene un diaacutemetro de 4 5 hasta lY2 y estaacute provisto en su extremidad inferior de un filtro de un metro de largo
El extremo que llevo e l filtro se fabrica de un tubo pershyforado revestido exteriormente con un tejido de trencilla Al colocar el tubo de observacioacuten dentro de la perforacioacuten deix~ reJenarse con arena lavada el espacio entre ambos y lueacutego quitar los tubos de perforacioacuten Debe hacerse lueacutego una nivelacioacuten para determinar las alturas de los extremos superioras de los tubos de observacioacuten y la situacioacuten de jo niveles de 103 aguas subterraacuteneas
Conocidos los signos exteriores que revelan la presenshycia de las aguas subterraacuteneas conviene tener en cuento algunos caracteres geoloacutegicos del terreno para proceder con maacutes acierto el e alumbramiento de las aguas Estos cashyracteres principales son
Terrenos poco permeables que descansan sobre un terreno impermeable--La topografiacutea de un terreno de este geacutenero es faacutecil conocerla consul tondo los mapas con curshyvas de nivel La liacutenea de mayor pendiente indica la dishyreccioacuten en que las aguas subterraacuteneas son maacutes abundanshytes porque generalmente la capa impermeable del subsueshylo estaacute inclinada en direccioacuten de la liacutenea de maacutexima penshydiente en a~gunos casos la pendiente de la capa impermeashyble sigue otra direccioacuten y en tonces la liacutenea en que se enshycontraraacute la mayor cantidad de agua seraacute la diagonal del paralelogramo
- - lSll -shy
Cuando la capa impermeable presenta ondulaciones como es frecuente las aguas subterraacuteneas se acumulan en las depresiones del terreno impermeable que corresponden aproximadamente a las depresiones superfi ciales en este punto deberaacuten practicarse los pozos
Terrenos de aluvioacuten y descompuestos-Las aguas subshyterraacuteneas de estos terrenos estaacuten muy cerca del suelo Pashyra obtener en ellos un gran caudal de agua se abren los pozos en los sitios en que la corriente de agua subterraacutenea tiene mayor velocidad Para averiguarlo suelen emplearse dos metodos el de Thien que consiste en abrir dos talashydros o pequentildeos pozos y tirar sal marina en el pozo maacutes alto determinando el tiempo que demora el agua salada en aparecer en el pozo maacutes bajo El otro metodo que es maacutes praacutectico es de Schuchter y consiste en practicar dos pozos en uno de los cuales se vierte cloruro de amonio electrolizando e l suelo por una corriente electrica la aguja de un galvanoacutemetro permite averiguar la llegada de la solucioacuten al otro pozo por disminuIacuter notablemente en este momento la resistencia del circuito eleacutectrico asiacute formado
Terrenos muy permeables y homogeacuteneos- Si eacutestos desshycansan sobre uno capa arcillosa bastaraacute hacer suficienteshymente profundo el pczo para encontrar la capa de agua De un modo general convendraacute seguir las mismas reglas indicadas para los terr enos poco permeables El empleo de la dinamita parece ser ventajoso pues la violencia de esshyte exposivo origina grietas y fisuras que favorecen la filo tracioacuten
Terrenos muy permeables y heterogeacuteneosmiddot-Es frecuenshyte que en estos terrenos haya dos circulaciones de aguas superpuestas por S2r generalmente muy profunda la capa inferior presenta moacutes intereacutes el alumbramiento de la capa superior
e-Manera de calcular la cantidad de agua subterraacuteshynea- El mejor meacutetodo para calcular la capacidad de una fuente subterraacutenea es hacer ensayos de bombeo durante un tiempo suficient8mente lergo para alcanzar un equilimiddot brio cproximado entre la entrega y la demanda Rara vez seraacute praacutectico continuar taes ensayos hasta alcanzar el equilibrio perfecto pues en la mayoriacutea de los casos seriacutea
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esto labor de varios antildeos Por otra parte los ensayos d 2 corta duracioacuten generalmente dan resultados falsos o al menos engantildeosos
a-Velocidad del flujo- -La velocidad del flujo de una corriente subterraacutenea es funcioacuten de la pendiente o gradiente hidraacuteulica y de la resistencia que ofrecen las partiacuteculas del suelo
La pendiente puede dete rminarse faacutecilmente haciendo sondeos hasta el nivel de las aguas subterraacuteneas teniendo cuidado de medirla en la direccioacuten de maacuteximo declive Si sobre el estrato permeable se encuentra otro maacutes o menos impermeable el agua correraacute en el inferior bajo una preshysioacuten superior a la atmosfeacuterica La pendiente se encontraraacute determinando la altura a que sube el agua en los tubos colocados en el estrato poroso Daben sacarse muestras del material e investigar su tamantildeo y porosidad Lo poroshysidad estaacute influenciada no soacutelo por el tamantildeo de los grashynos sino tambieacuten por el grado de compactacioacuten de la forshymacioacuten es por esto por lo que e lla soacutelo puede calcularse aproximadamente El tamantildeo de los granos se determina por medio de tamices
Habiendo encontrado estos e~ementos nos resta expreshysar la relacioacuten entre ellos y la velocidad del flujo
Los experimentos de Darcy Hagen y Hazen han deshymostrado que la rata a la cual un aguo fluye o traveacutes de arena o grava fina sigue aproximadamente las leyes que rigen paro el flujo en tubos capilares es decir la velocishydad es aproximadamente proporcional o h l siendo h la carga hidrostaacutetica y l la distancia que el agua recorre
Para diferentes clases de materiales la velocidad deshypende del tamantildeo de los poros siendo eacutesta una funcioacuten del tamantildeo de los granos y del grado de compactacioacuten Para una arena de tamantildeo uniforme y un grado dado de compactacioacuten se encuentra que la velocidad del flujo es aproximadamente proporcional al cuadrado del diaacutemetro de los granos expresardo el grado de compactacioacuten en teacutermino de porcentaje de poros se encuentra que para mashyteriales de igual tamantildeo la velocidad del flujo es aproxishymadamente proporcional al cuadrado de la relacioacuten de porosidad El voluIJ1en del flujo que viene o ser igual a
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la volocidad multipicada por el aacuterea de la seCCIOD neta
seraacute entonces proporcional al cubo de la porosidad La enorme variedad en tamantildeo y porosidad de las
arenas y gravas hace bClstante difiacutecil la aplicacioacuten de foacutermulas matemaacuteticas y resultados experimentales a las
condiciones de trabajo Sin embargo los resultados obtenidos por Hazen en
filtros de areno son de bastante importancia en esta mashy
teria La formacioacuten por eacutel obtenida y que se aplica a areshy
na de un tamantildeo efectivo de 01-30 mts es
h(t+IOO
v = cd~ ~ - 60--)
siendo
v la velocidad en metros por diacutea de una columna soacuteshy
lida de la misma 32ccioacuten que la de la arena
c una constante que variacutea entre 400 y 1000 d el tamantildeo efectivo de los granos de arena en mmts
h la carga hidrostaacutellca que causa el movimiento
1 e l espesor de la capa de Clrena t lo temperatura en grados Fahrenheit
El valor de la consonante e variacutea con la compactacioacuten y uniformidad de la arena La v elocidad del flujo a traveacutes
de los p oros se encontraraacute dividiendo la ecuocioacuten anterior por la relacioacuten de porosidad p Despreciando las correccioshy
nes de temperatura la velocidad en pies por diacutea seraacute
d middote shyv 33 X x s K s donde
p
v velocidad promedio a traveacutes de los poros de la areshy
na en pies por diacutea
d tamantildeo efectivo de la arena en mmts
p relacioacuten de porosidad
s gradiente hidraacuteulica
cd~
K = 33 X --- = velocidCld para la pendiente unitaria p
La porosidad p variacutea entre 40 para arena maacutes o meshy
nos uniforme y 30 o menos para arena maacutes compacta o
- IS37 shy
de un grado de uniformidad menor El teacutermino e p que reshypresenta la influencia de la porosidad sobre la velocidad se puede calcular en 1000 040 = 2500 para p = 40 Y
400 030 = 1330 para p = 30 Estos resultados concuerdan con los experimentos de Slichter que establece que la veshylocidad del fluj o es aproximadamente proporcional 01 cuashydrado de la relacioacuten de porosidad Partiendo de esta base y asumiendo c = 1000 para p = 40 calcularemos los vashylores de K
Valores de K o velocidad del flujo en pies por diacutea para S= 1 -
Porosi dad
Muy Fina Fina Media Gruesa
Muy
Gruesa GRAVA fiNA
2i
10 ~I
middot10
010 Oi
on IH 21
020 ~H
3S n l
U~
030
II
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L
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~n
050 11 24 tl
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1011 1-0
100 iexcln
11111 IliO
2iU
200 ~oo
~~II
1111
1~1l
3 00 470 SIiO
1middot1(1(1
2~O(J
Lembke calculoacute los siguientes va~ores para K basado en los experimentos de Darcy Krober y otros
Material 1lt en pies or dia
Arena y grava 9400 Arena gruesa 2800 Arena media 760 Arena fina 150
Slich ter dio los siguientes valores de K para una poshyrosidad de 32 y una temperatura de 50deg
Material Taln~ iexcllO efectivo 1lt en pies Por diacutea
Arena fina 010-020 16 a 65 Arena media 025-045 100 330 Arena gruesa 050-095 400 1550 Grava fina 100-500 1600 40000
No debe esperarse mucha exactitud de los coacutemputos hechos por los procesos antes descritos ellos sirven como una guiacutea general para estudios maacutes precisos e indican liacuteshymites razonables de estos valores
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b-Canlidad de agua--Habiendo determinado la veoshycidad del flujo la porosidad del material y la seccioacuten transversal del estrato poroso en aacutengulo recto a la direcshycioacuten del flujo la rata total seraacute el producto de estos tres factores
Q = velocidad X (aacuterea de ~a seccioacuten X porosidad) = v Ap = KsAp las unidades empleadas son el pie y el diacutea
Las irregularidades de la seccioacuten pendiente y moteria les afectaraacuten maacutes o menos los resultados 103 caacutelculos he chos en esto ferma no tAndraacuten un valor considerable en el estudio de las fuentes de agua subterraacutenecs pero siacute sershyviraacuten para modificar las id8as erroacuteneas que sobre su cashypacidad se tienen con frecuencia
En la tabla que a continuacioacuten insertamos se dan las ratas de flujo en galones por diacutea y por pie cuadrado de seccioacuten para arenas de diferentes grados de menudez y
porosidad y para un) pendiente de 1 Para otras pendienshytes multipliacutequese el nuacutemero de la tabla por la pendiente expresada en decimales
Muy Muy
Porosidad Fina Fina Media Gruesa Gruesa G R A V A F I N A
40 smiddot cw i IU JlUO 200n iacuteWU SIlIlII l llllll 7 lIflll 0 1 171l IXU H~1l 1100 7UU iexcl wo lilHl1l lHIIOIl
2-Estanques de almacenamiento
Estos recipientes se usan para regular el flujo del agua de tal manera que se acomode a las necesidades evitando el gasto excesivo cuando el abas tecimiento excede a la demanda y conservaacutendola para ser usada cuando ocurra lo contrario
El almacenamiento de agua para las necesidades del riego requiere condiciones topograacuteficas especiales para ser financieramente posible Tales condiciones deben hacer poshysible el a lmacenamiento de grandes cantidades de agua de tal manera que las estructuras necesarias sean de dishy
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rrensiones y costo moderado comparacias con la cantidad de agua almacenada Con respecto a las particularidades topograacuteficas los sitios que se acomodan a ests fin se pueshyden dividir en cuatro clases
l- Lagunas naturales 2- Aquellos cue estaacuten localizados en liacuteneas de dre naje
natural 3- Depresiones naturales 4-Estanques artificiales Las lagunas naturales son impor tantes reguladores del
gua de drenaje que reciben Controlando la salido por medio de represas y compuertas reguadoras puede aproshyvecharse gran pa rte de las existencias a muy bajo precio
Los sitios maacutes comunes para el almacenamiento de -lgua son los comprendIdos en el NI 2 pero requieren mushycho cuidado para la descarga de las crecidos y en geneshyral son muy costosos en proporcioacuten a su capacidad
Las depresiones naturales o logos secos provienen del hundimiento de cavernas subterraacuteneas formadas por la acshycioacuten erosiva de los aguas subterraacuteneos Estas depresiones son inapropiadas para el almacenamiento a causa del faacuteshyci escape que pueden e ncontrar las aguas por los grietas que se encuentran en sus vecindades
Los estanques artificiales exigen trabajos especiales de e xcavacioacuten en general son excesivamente costosos y soacutelo se recomienda su construccioacuten en caso de que el aguo tenga un costo elevado
Eleccioacuten del sitio- Las principales circunstancias que afectan la posibilidad y valor de un sitio para almacenashymiento son
l - Su relacioacuten con los regadiacuteos 2- Su relacioacuten con el abas tecimiento 3-Su topografiacutea 4- Su geologiacutea Debe hacerse un examen cuidadoso de la regioacuten donde
se desea localizar el almacenamien to a fin de descubrir toshydos los si tios posibles y poder escoger e l que ofrezca conshydiciones maacutes ventajosas
El estanque debe estar situado lo bastante alto para poder dlstrlbuiacuter el agua por gravedad y tan cerca de los
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regadiacuteos que las peacuterdidas por transporte sean miacutenimas Ademaacutes debe ser iexclal el sitio que intercepte una cantidad suficiente de agua o que se la pueda conducir a eacutel
Geologiacutea del sitio- Habiendo estudiado la topografiacutea e hidrografiacutea de l lugar debe estudiarse cuidadosamente su geologiacutea a fin de conocer el caraacutecter y profundidad de los astratos inferiores La conformacioacuten geoloacutegica debe ser tal que contribuya a la eficiencia del almacenamiento Los lugares si tuado3 en vall9s inclinados son gen6ralmente fa shyvorables Como en eacutestos les estratos se inclinan de las colinas al fondo de valle el a gua que cae en aqueacutellas iraacute por percolacioacuten al estanque
En las formaciones de cal y yeso es corriente enconshytrar cavernas que faacutecilmente pueden derrumbarse es por esto por lo que debe e3tudiarse cuidadosamente la geologiacutea de estas formacione3 antes de construIacuter un estanque sobre ellas
Peacuterdidas en los estanques- En re lacioacuten con este toacutepi shyco mencionaremos algunos estanque que han tenido que ser abandonados por lo alto de las peacuterdidas
Estanque de Tumalo- Fue construiacutedo por el Estado de Oregoacuten Durante la diiexclcusioacuten del proyecto un grupo de ingenieros recomendoacute se construyera parcialmente y se hishycieran ensayos sobre su impermeabilidad este consejo no fue seguido y la represa se construyoacute de la altura proyecshytada Terminada la obra se llenoacute el estanque hasta que e l agua a lcanzoacute una altura de 20 pies sobre el orificio de salida En estas circunstancias se abrioacute un hueco en el fondo que descargaba 200 pies cuacutebicos por segundo y que raacutepidamente vacioacute el estanque Este hueco fue taponado y vuelto a llenar el receptaacuteculo pero las nuevas grietas que se abrieron no permitie-ron que el agua volviera a alcanzar la altura inicial Las peacuterdidas subieron tanto que le quitashyron todo valor al estanque como lugar de almacenamiento
Estanque Hondo- Cerca de Roswell Nuevo Meacutejico se construyoacute este estanque aprovechando una depresioacuten nashytural La depres ioacuten se aumentoacute por la unioacuten de las colinas circundantes por medio de diques El agua se suministroacute por medio de un canal de alimentacioacuten Las fugas se preshysentaron inmediatamente que estuvo lleno el estanque y
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aumentaron raacutepidamente debido al ensanchamiento de los huecos y grietas que se abrieron en el fondo Muchos esshyfuerzos se hicieron para restringir las peacuterdidas pero tedas fracasaron y el estanque tuvo que ser abandonado
La roca de la regioacuten era principalmente yeso que coshymo anteriormente se dijo es inapropiado para este in ya que en estas formaciones se encuentran muchas cavernas Es seguro que la depresioacuten que se escogioacute para el almacenashymiento se formoacute debido al hundimiento de alguna caverna
Las siguientes recomendaciones generales pueden ser de alguna utilidad para la escogencia del lugar apropiado
l- Eviacutetense los lugares cercanos a las formaciones de y eso y cal
2- -Las fcrmaciones volcaacutenicas deben estudiarse cuidashydosamente pues en ellas es corriente encontrar grietas o cavidades
3- Las areniscas de grano grueso ofrecen alguacuten peligro
4- Las depresiones naturales no son recomendables y deben evitarse si se encuentral1 en las cercaniacuteas de rocas cavernosas o si reposan sobre material grueso que ofrece salida faacutecil al agua
Sedimentacioacuten en los estanques- Sabemos que todas las corrientes naturales eradan sus canales y llevan maacutes e menos limo en suspensioacuten Cuando se concluye una re presa a traveacutes de una corriente la sedimentacioacuten de los limos debida a l estancamiento del agua puede llegar a disminuiacuter grandemente la capacidad del estanque si n o e remueve
El problema relativo a la sedimentacioacuten en los estan ques construiacutedos sobre corrientes portadoras de limo ha sishydo cuidIdosamente estudiado y se han expuesto muchas teoriacuteas sobre su solucioacuten pero ninguna de ellas ha sido confirmdcr por la pTaacutectica
Se han hecho muchos esfuerzos para determinar el factor exacto que exprese la relacioacuten entre el peso de un limo seco obtenido por observacioacuten y el volumen del misshymo limo como se deposita en el fondo de los estanques
La tabla siguiente muestra el resultado de cuatro enshysayos
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Observedor Peso de I P C Limo huacutemedo Lbs
Limo seco P2S0 Lbs
Densidad
Follet Coghlcm Hughes Lawson
Promedio
1047 89 5
530 923 76 1 860 770
264 255 260
Las variaciones se deben en parte al diferente caraacutecshyter y peso de los limos ensayados Por esto el promedio (77 lbs pie cuacutebico) soacutelo debe tomarse como un va lor aproximado
El80bierno de los EE UU ha hecho observaciones sistemaacuteticas del limo que lleva el Riacuteo Grande desde 1897 hasta 1912 W N Folle es tudioacute cuiciadosamente las dishyversas observaciones y los resultados por eacutel obtenidos opashyrecen compendiados en la siguiente obla
Antildeo Aguaiacute acres pies Limo- Limo - acre s pies
Las observaciones se hicieron de la siguiente manera Se tomaron muestras del agua turbia del riacuteo se removioacute el limo por sedimentacioacuten y filtracioacuten se le secoacute a 60deg e y lueacutego se le p2SOacute Los porcientajes son por volumen y
se les calculoacute tomando como base que un pie cuacutebico de lim o en el estanque pesa despueacutes de secado 53 lbs
Despueacutes de considerar los resultados de los experimenshytos efectuados en India y Ameacuterica Etcheverry concluye asiacute
I- Un pie cuacutebico de limo saturado sedimentado en un tubo por un antildeo contiene alrededor de 30 lbs de limo seco El porcientaje por volumen de lodo saturado es jgual al porcientaje por peso multiplicado por 2l
2- Un pie cuacutebico de limo huacutemedo como se deposita bajo condiciones naturales el por volumen de lodo huacutemiddotmiddot medo es igual al por peso multiplicado por 12
3- Un pie cuacutebico de lodo seco pesa alrededor de 90 lbs
Remocioacuten del limo depositado- La represa Assuan en Egipto forma sobre el Nilo un estcnque de gran capacidad y considerable volumen de limo La gran capacidad del estanque se debe principalmente a la suave pendiente del riacuteo pues debido a eacutesta la represa logra represar las aguas unas 40 millas aguas arriba formando asiacute un estanque largo pero angosto La represa estaacute provista de 180 comshypuertas que permanecen abiertas mientras dura la crecida anual permitiendo asiacute que la corriente torrencial arrastre su linIO a traveacutes del estanque y al mismo tiempo saque parte del que se depositoacute el antildeo anterior
Este meacutetodo de remocioacuten parece ser efectivo pues sosshytiene la capacidad de almacenamiento para las necesidashydes actuales del riego pero eacutel exige el gasto de la mayor parte del agua en antildeos normales y su eficiencia depende mucho de las circunstancias locales (estanque angosto) pues bajo estas condiciones una corriente raacutepida es muy efectishyva para sacar el sedimento depositado Por otra parte las variaciones del Nilo son tan regulares que permiten la ashydopcioacuten de un programa predeterminado lo que es geneshyralmente imposible en otras corrientes
La combinacioacuten de estas condiciones es tan rara que la solucioacuten adoptada no tiene ap~icacioacuten en la mayoriacutea de
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los casos y presenta por lo tanlo muy poco in tereacutes como solucioacuten general al problema de que nO$ ocupamos
El ingeniero norteamericano W W Follelt propuso el siguienl meacutetod0 para ramover el limo del estanque Eleshyphanl Bulte
En lo mitad del estanque se construiraacute una pequentildea represa de 40- 50 pies de altura formando asiacute un pequeshyntildeo estanque dentro del principal Esia pequentildea represa esshytaraacute provista de una torre de esclultas eacutestas daraacuten acceso a un conducto que desembocaraacute en el valle pasando por la represo principal
Cuando el estaiexclque principal se esteacute llenando e l peshyquentildeo recibiraacute el agua del riacuteo y gran parte del limo se depositaraacute en eacutel an tes de que el agua pase por sus vershytederos al principal Cuando el estanque pequentildeo esteacute poshyco lleno las aguas turbias se haraacuten pasar por el conducto arrastraraacuten el limo depositado en el pequentildeo estanque y llevaraacuten su carga fertilizante a los regadiacuteos Si se necesishytare agua adicional se sacaraacute del estanque principal
La principal ventaja de este meacutetodo estriba en que con serva las propiedades fertilizantes del agua aumentando asiacute la fertilidad de las tierras que con ella se rieguen
3-Corrientes de aciexclua- La derivacioacuten de una corrienshyte de agua abarca esencialmente tres obras Una barrera un sistema de compuertas y un canal de derivacioacuten
La barrera se dispone a traveacutes de la corriente debajo de la presa de agua y en el lugar donde las orillas esteacuten maacutes cercanas Ella levanta los aguas y las conduce al cashynal de derivacioacuten
El tipo de la barrera depende del caudal de la corrienshyte que se quiere derivar
En un simple arroyo la oparacioacuten es sencilliacutesima Alshygunas piedras grandes y troncos de aacuterboles bastan para establecer barreras muy resistentes Las figuas I y 2 exshyplican la disposicioacuten de una de estas barreras Siempre conshyviene proteger con un zampeado de madera o piedra la parte maacutes abajo de ~a barrera para evitar el desgaste en las avenidas
Crevat describe asiacute las cbras de una presa de agua en el riacuteo Ain Uno de los problemas maacutes difiacuteciles en un proshy
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Planta dfgt la burrera rUacuteili( ~a c ll yo lorlf rtmiddotnr(iexcl ~ 1ta lJ rilo 2
yecto de derivacioacuten es el establecimiento de la presa de agua sobre todo cuando el riacuteo es ancho y torrencial Y hay que prevenir la invasioacuten del cascajo y la arena gruesa
Cuando sea posible conviene aprovechar un recodo del riacuteo donde disminuye la velocidad y por consiguiente au-
Fig 2 HI1TIra 1I1~li( a tn IIn arroyo COrl ~ ( g Uacutell A B (Itshy la fi~ 1
- 1546 shy
menta la altura del agua En la orilla (Fig 3) se construye con grandes piedras talladas un muro de 30 mts de lonshygitud cuya base al nivel de las aguas bajas estaacute proteshygida por un enlosado de cemento de 3 mts de ancho para facilitar el deslizamiento del cascajo que puede ser consishyderable durante las crecidas
Este muro A por tener que servir de vertedero es vershytical por la parte del riacuteo con 030 mts de altura sobre el nivel de la orilla y estaacute sostenido exteriormente por un tashylud de cemento de muy alargada pendiente que forma el
Plano timiddot una harrera y toma dI aglla
fondo de un pequentildeo depoacutesito B faacutecilmente vaciable desshypueacutes de las crecidas por medio de una gran compuerta
En la parte inferior del depoacutesito B hay que establecer un macizo de mamposteriacutea que forma la cabeza del canal F en el que se habraacuten abierto dos tuacuteneles e de dos meshytros de anchura y un metro de altura cuya entrada puede cerrarse con compuertas de hierro reforzadas con nervios El agua al pasar por estos dos tuacuteneles desemboca en el canal de derivacioacuten F que alliacute debe ser poco profundo pero ancho (5 mts) estrechaacutendose en seguida progresivashy
menle hasta que alcance el tiro de agua y anchura norshymales
Fn el muro de defensa A del recipiente B se coloca lna compuerta inmediatamente delante de la~ aberturas de toma d9 agua y debajo de la barrera
Transversalmeiexclte al riacuteo y en el extremo inferior de l vertedero se construye un soacutelido zampeado de fondo E recshytiliacuteneo algo maacutes alto quoacute el fondo leI riacuteo y que se vaya eevando un poco hacia la derecha d se eleva de 050 el nivel de la corriente y se echa nuevamente contra el vershytedero A xl propio tiempo que se ancha un poco el cauce
Chaipeniier de Cossigny habla de una barrera de cashyballetes que con frecuencia se ve en el sur de Francia
Para estableceo a traveacutes del caue del riacuteo se fijan una serie de caballetes como lo representan las figuras 4 y S donde A es una estaca gruesa inclinashyda y C C los sosteshynes Sobre estos cabashylletes se clava una seshyrie de tablas sobre las
Fi2~ 5 cuales se echa desde riacuteo arriba grava RiacuteoFrente de una brre13 de caJallrlt s
- 1548 shy
abajo se defiende al pie de la obra con pentildeascos sosshytenidos con estacas
Las barreras importantes se construyen de piedra o de cemento empezando por trazar el armazoacuten de la barrera Aprovechando la eacutepoca del arlO en que el riacuteo lleva poca agua se clavan a traveacutes una serie de soacutelidas estacas cushyyos extremos superiores delineuroan el perfil transversal de la barrera Estas estacas se unen entre siacute y en ambos senshytidos por medio de cruceros Entre elios se hincan tablones Terminada la armazoacuten se llenan los huecos con guijarros y piedras y lueacutego se rellenan los intersticios con grava y tierra La parte superior de la barrera se recubre con un thecho de carpinteriacutea o bien con losas que formen una esshypecie de embaldosado entre los cruceros
A fin de obtener una barrera maacutes fuerte se puede hashycer la siguiente variacioacuten Una vez terminada la armazoacuten se colocan apoyados conira los tab~ones sacos llenos de cemento que no tarda en f~aguar Estos sacos forman un muro muy resistente Se acaba de construiacuter la barrera lleshynando con cemento el interior limitado por el muro La cashyra superior se resguarda de la accioacuten del agua con un reshyvestimiento de mortero hidraacuteulico para el cual se puede emplear ladrillos
Las compuertas colocadas a la entrada del canal comshypletan el conjunto de las obras de derivacioacuten y sirven para llevor el agua de uno a otro canal
Hay considerable nuacutemero de modelos de compuertas desde las mayores que se aplican para cerrar los canales hasta las menores para abrir y cerrar las atarjeas En prinshycipio una compu9rta se compone de un quicio horizontal que ocupa el fondo del agua y dos montantes verticales ~obre los que se desliza el ventanillo enlazados por un dintel en el extremo superior El quicio y los montantes pueden ser de madera o de piedra El ventanillo es la parshyte movible de la compuerta y se acciona ya a mano ya por medio dG palanca o cremalera seguacuten el tamantildeo Las partes superior e inferior de las compuertas deben protegershyse contra las socavaciones por planchas de madera o por construccioacuten de mamposteriacutea
En suelos flojos se draga el fondo hasta encontrar roshy
-l549 - shy
shy________ -shy _ __ ___J
s lzaltln ue IIna compllfmiddotlla
ca o tierra firme y lueacutego se pone a traveacutes una hilera de
estacas sobre la cual descansa la compuerta a cada lado
de esta primera arma zoacuten se amontonan sacos de cemento
La3 figuras 6 y 7 rlt-presentan un modelo de compuerta
ordina ria Los figuras 8 y 9 representan la compuerta p e-
r~ 7 Planta de tilla (Olllplltmiddotrta
-shy 10
qUEntildea de hierro muy pr-aacutecti ca que se emplea para abrir y cerrO las atarjeas de riego La figura 9 indica claramenshyo
te coacutemo se mantiene fija esta compuerta por medio de dos grandes piedras indinadas que pueden sustituiacuterse por dos puntales de madera
En cuanto al canal de derivacioacuten tambieacuten llamado de alimentacioacuten se ceba en la corrient de agua un poco por
P t(JlUntildea compucrta para atarjta~ lit Jil~o
encima de la barrem Abierto o cerrado por una compuerta debe seguir en su trazado la parte superior del te rreno y presentar el mayor relieve posible Maacutes adelante hablar8shymas sobre eacutel
Evaluacioacuten del caudal de una corrienle- El caudal de una corriente de agua es igual al producto del aacuterea de io seccioacuten bantildeada por la veloc idad media por segundo del agua
r-iacute~ 9
l a middotolllpllrla dmiddot la fiiexcl 8 olorarla en la otnlrada d e 1 alarju
Es necesario obtener el perfil de la corriente en varios lugares y promediar los resultados Para obtener un periil se tiende una cuerda de una a otra orilla perpendicuarmiddot mente a la direccioacuten de la corriente y lo maacutes cerca posib~ de su superficie A distancias regulares sentildealadas en la cuerda se practican sondeos que dan la profundidad d e l
- 1551 shy
agua en cada una de las divisiones Obtenido el perfil con estos datos se sumaraacuten los trapecios parciales para obtAshyner el aacuterea de la seccioacuten dantildeada
La velocidad media de ~ agua se deduce de la velocishydad media en la superficie es igual al producto de eacutesta por el coeficiente 08 en los canales y riacuteos de dimensiones medianas y po 06887 en arroyos y atarjeas La velocidad en la superficie puede calcularse faacutecilmente de la siguienshyte manera A unos 3CJL-40 metros Daacutes arriba del paraje cuyo p3rfil se ha encontrado se echan unos cilindros de madera gruesa o corcho y con un cronoacutemetro se cuenta e l tiempo que gastan en recorrer la distancia comprendida enshytre el Jugar donde se echaron y olro previamente fijado 30-40 mIs maacutes abajo del lugar del perfil La operacioacuten debe repetirse varias veces y promediar los resultados
En vez de valerse del flotador para determinar la vsshylocidad de la corriente suelen emplearse los medidores de velocidad o corriente (Current Meter) Existen varios modeshylos de estos aparatos los maacutes usados son el de Haskell y
61 de Price En el modelo Price existen dos tipos el eleacutecshytrico y el acuacutestico Por se r estos aparatos suficientemente conocidos y venir acompantildeados de instrucciones para su uso no nos detenemos a explicarlos
Cuando el cauce es de seccioacuten bastante regular es preferible usar una compuerta para medir el caudal
Compuerta rectangular- De sus experimentos con esta clase de compuertas Francis dedujo la siguiente foacutermula
Q = 333 H (L - 02 H) siendo Q = descarga en pies cuacutebicos por segundo L = longitud de la compuerta 6n pies H = altura del agua sobre la compuerta en pies Cuando la velocidad de aproximacioacuten tiene un valor
suficientemente alto para afectar los resultados deben hushycerse las correcciones necesarias Francis propuso la sishyguiente foacutermula para este caso
Q = 333 (L - 02 H) [ (h HYh - h~h 1 donde h = allura debida a la velocidad de aproximacioacuten
Compuerta de Cippoletti- Las foacutermulas correspondienshytes a los dos casos mendonados para la compuerta regushylar son
Las figuras 10 y 11 representan la compuerta rectangushylar y la de Cippolstt i respectivamente
CAPITULO V
Uso de bombas para el riego
La praacutectico de elevar agua de un nivel inferior a otro superior para usarlo en el riego es sin duda tan antigua
1553 shy
como el riego mIsmo En China India y otros paiacuteses orienmiddot tales todaviacutea se acostumbra regar tiel ras maacutes ollas que los canales que conducen el agua elevaacutendola con potencio
bullhumana c animal unos pocos pies Naturalmenta que e~to
se puede efectuar soacuteo cuando la altura es moderada y el trabajo muy barato
Molinos de vienlo- La fuerza del vienio se empleoacute prishymitivamente para las necesidades del riego y auacuten hoy se usa frecwmtemente para elevar aguo de pozos para 103
necesidades domeacutesticas y para el riego de jardines y peshyquentildeos huertos Aunque la fuerza no represente gasto alshyguno el bombeo por medio de molinos de viento resulta en promedio maacutes costoso que cualquier otro meacutetodo excepshytuando aquellos que usan fuerza animal Esto se debe a la pequentildea potencia desarrol ~ada por estos aparatos la inshyconstancio del vie~to y la gran atencioacuten y reparacioacuten que exigen los molinos de viento Por estas razones el costo del bombeo por este sistema hace prohibitivo su empleo exshycepto para cultivos intensos de pequentildeos tarrenos donde se esperan grandes beneficios
Los molinos de viento se usan extensamente en el vashylle de San Joaquiacuten (California) y en los grandes llanos de las Montantildeas Rocosas para obtener agua para el riego El principal inconveniente de estos molinos es su insegushyridad pues su funcionamiento depende completamente de la fuerza del viento
A causa de esta inseguridad los molinos nunca deben usarse para regar sin proveerse de un estanque ampliO pashyra almacenar el agua Debe instalarse un recipiente de gran capacidad a fin de poder almacenar el agua durante los diacuteas que no se la usa para regar Este recipiente se puede obtener usando uno de los tanques elevados que suminisshytran los constructores de molinos de viento o si el molino se puede instalar en un punto alto de la hacienda se pueshyde excavar un estanque paro el almacenamiento
En promedio se necesita una velocidad del viento 5- 6 millas por hora para mover un molino La tabla siguiente da la fuerza del viento para las velocidades ordinarias
-1554
Velocidad del viento y potencia
Millas por Pie por Presioacuten Millas por Pies por Presioacuten
La tabla siguiente tomada de un trabajo de Mr A R Wolff sobre molinos de viento muestra la capacidad y
economiacutea de un molino experimental con rueda de distinshyto diaacutemetro asumiendo una velocidad promedio del vienshyto de 10 millas por hora durante ocho diarias
CAPACIDAD DE LOS MOLINOS DE VIENTO
Tamantildeo Rtvoluclunes Galones de agua levantados por minuto H P de la rueda de la rueda bull una altura de desarrollados
pie
25 50 75 100 150 200
ID no-u lB fjfj tiu 41 1112 l~ ij-HO t3 n u 11 8 8 1 O ~ I H iexclO-i 4bull 1 ~~ 6 ) -I ~ 1U 1 S -l 02- Hi ~I-iexclO ji -U JI (iexcl 1liacute JI 1 98 SO 0 11 18 10- (- 911 j2 2middot1-1 J1 J ) D I ~n 1 bull -40 1lfI UI 1 IO X l J ~ JI l I I O1X 2J W-li ~ 124 J01 0 111) 40 1 Hi3 ~H1 134
- 1555 shy
Al disentildear un molino de viento para bombear agua deben considerarse dos cosas El momento de torsioacuten y la velocidad de la rueda en relacioacuten con la de la bomba La primera debe ser lo maacutes gronde posible a fin de que el molino arranque con un viento suave la segunda no debe ser muy alta para las bombas en un molino pequentildeo ni demasiado baja para uno grande De lo anterior deducimos que el tamantildeo de un molino es un elemento importante en el arreglo de sus aspas
El aacutengulo entre cualquier porcioacuten de una aspa y el plano de la rueda se denomina aacutengulo del viento para obtener el mayor momento de torsioacuten al arranque este aacutenshygulo debe ser el complemento de los mejores aacutengulos de incidencia o entre 70deg- 55 Se ha Encontrado en la praacutecshytica que el aacutengulo del viento no alcanza estos valores sienshydo muy recomendable usar 43deg La tabla siguiente da los resultados de los experimentos de J A Griffith con cinco clases de molinos norteamericanos
CAPACIDAD Y EFICIENCIA
STOVER
Diaacutemetro exterior de la rueda pies 115 inferior 45
Area bruta de la rueda pies cuadrados 1040 Angulo del viento en la extremidad exterior de las aspas 43 Diaacutemetro y carrera de la bomba pulgadas 3 X 4 Altura promedio del agua durante el ensayo pies 292
A maacutexima eficiencia
Ve locidad del viento millas por hora 58 Velocidad del molino revoluciones por minuto 130 H P 0011 H P por 100 pies cuadrados de aacuterea bruta 0011 Eficiencia neta maacutexima tanto por ciento 87
-- J556 --shy
Promedio de 100 horas localidad bonancible
Promedio del agua elevada galones por hora 1530 Promedio de los H P desarrollados por l 00 pies~ 0022
0023 Eficiencia neta maacutexima 21
Promedio de 100 horas localidad borrascosa
Promedio del agua elevada galones por hora 2870 Promedio de los H P desarrollados por 100 pies~ 0041
0043 Eficiencia neta maacutexima 028
De varios molinos
Parkins ~fthoue Allhouse Carlyle
16 1416 1016 983 60 45 383 416
2010 1570 81 800 36 30 5028u
3 X lOyiexcl 3 X 10 3 X 4 58 3 X 4 liquest 39 663 387 307
---shyMaacutequinas de combustioacuten interna- Las maacutequinas moshy
de rnas de combuslioacuten interna de gas y vapor no soacutelo con-sum e 1 pJCo combustible sino que son adaptabI8s unishydades pequentildeas ademaacutes req u ieren poca vigilancia para un buen manejo y las reparaciones se efectuacutean faacutecilmenshyte Estas ve1 tajas importantes hcn heclo generalizar el uso de esta clase de maacutequinas
Maacutequinas de vapor- A lgunas de la s maacutes grandes planshytas d2 bombas para riego usan el vapor como fuerza moshyIriz En las islas Hawai se emplean grandes bombas moshyvida s por vapor para e levar agua a 550 pies y regar cantildea de azuacutear Grandes plantas a vapor se emplean para eleshyvar grandes can tidades de agua a pequentildeas alturas y reshygar las plan taciones de arroz en Louisiana (EE UU ) Las grandes plantas usan la maacutequina reciacuteproca y la bomba directamente conectada En algunos casos se puede obteshyner mayoiexcl- eficiencia usando turbinas de vapor las que por su alta velocidad S9 prestan para mover generadores eleacutecshytricos los cuales a su vez pueden suplir corriente a bombas instaladas en dist intos pun tos Es te meacutetodo de distribucioacuten es especia lmen te venta joso cuando el agua se obtiene de muchos pozos El costo de esta clase de plantas estaacute geneshyralmente fuera del alcance individual y por esto la mayoshyriacutea de ellas son manejadas por grandes compantildeiacuteas o por Jos municipalidades
Bombas- La bomba centriacutefuga es la maacutes usada para regar
La bomba centriacutefuga eleva el agua por medio de un disco provisto de cuchillas curvas que giran raacutepidamente dentro de una caacutemara que se ajusta lo maacutes posible dejanshydo el juego necesario para el movimiento raacutepido Las cushychillas fuerzan el agua a traveacutes del tubo de salida Algunas veces se sumergen dentro del agua que va a bombearse
-- 1558-shy
o se colocan unos pocos p ies encima del n ivel del agu a
en cuy o caso se necesita cebarlas
La bomba centriacute fuga es la maacutes recomendable cuando
se tr Ita de elevar grandes cantidades de agua a pequentildeas
a lturas Sus principales ven tajas son sencillez seguridad
bajo cos to y poca probabilidad de dantildeo por c ieno etc
Cuando hcm sido biEn d isentildeadas acanzan eficiencias de
maacutes de 80 para altu ras de 30- 60 pies Las peacuterdidas a
la entrada del tubo de succioacuten yola sal ida del de desshy
carga se d isminuyen grandemente ensanchaacutendolos progreshy
sivamente al salir de la bomba
El profesor W B Gregory da la siguiente tabla para
ilustrar la ventaja qu e se obtiene al ensanchar los tubos
de succioacuten y descarga
BOMBA CENTRIFUGA - ALTURA DE ELEVACION 5 PIES
Peacuterdida de Peacuterdid a de Pda por fr ic-Forma del tubo altura a la altura bull la cioacute usando Altura Bnfic~
a 3 028 031 024 583 240 291 a 4 009 0 10 02 4 543 280 340
----shyAriete hidraacuteulico- Es ta maacutequina usa un gran v o lumen
de agua que cae de una pequentildea altura para elevar una
cantidad menor de agua a una altura mayor
En este aparato un tubo A conduce el agua a la caja
de la vaacutelvu la B ~ l tubo estaacute en comun icacioacuten con la caacuteshy
mara de a ire C de la cual arra nra e l tubo de descarga D
La vaacutelvula B s(~ abi e hacia abajo y se hace de un peso
tal que permanezca abierta cuando el agua circule a veshy
locidad moderada pero se c ierre raacutepidamente cuando la
velocidad del agua a lcance un valor determinado Cuando
la vaacute~vula se cierra el agu a se detiene suacutebitamente proshy
duciendo un golpe de ariete que abre la vaacutelvula de la caacuteshy
mara de aire comprimiendo eacuteste y haciendo pasar una
parte d e eacutel al tubo de descarga Cuando se iguala la preshy
-- 1)59-shy
sioacuten la vaacutelvula de la caacutemara de aire se cierra pero el flujo en el tubo D continuacutea durante un periacuteodo corto a caushysa de la expansioacuten del aire comprimido en la caacutemara C Como el aire de esta caacutemara es absorbido gradualmente y expulsado por el agua debe proveerse para su renuevo pues de otra manera la elici-encia del ariete disminuiriacutea Cuando el agua en el tubo A estaacute detenida la vaacutelvula B cae el agua empieza a moverse y el proceso se repite
El flujo de un ariete hidraacuteulico es pues una serie de pulsaciones y a cada impuso debe vampncerse la inercia de la columna de agua que se encuentra en el tubo D Si dos arietes se conectan en el mismo tubo de descarga pero de tal manera que sus pulsaciores no coincidan la descarga seraacute maacutes continua y se economizaraacute energiacutea estas ventashyjas se obtienen en mayor escala al aumentar el nuacutemero de arietes conectados Veacutease fig 12
i)
rs 2 l iacute
llUSlraciuacuten dd prin cipill dd ik hiJraacuteulicu
CAPITULO VI
Canales y alarieas de riego
Cualquiera que sea el meacutetodo de riego que se haya esshycogido su praacutectica requiere cierto nuacutemero de canales y atarieas Vamos a definir estos canales y atarjeas y a inshydicar las principales consideraciones que rigen su consshytruccioacuten
Todo riego supone una presa de agua en un canal riacuteo etc Esta agua por medio de un canal de derivacioacuten se
--1560shy- -
lleva a los regadiacuteos De cua lquier forma que sea en eacutel o en sus ra mificac iones na cen y se alimen ton zan jas de meshynores dimensiones llamadas atarjeas de distribucioacuten las cuales llevan el agua a las atarieas de riego
Como todo riego debe ir acompantildeado de una desecashycioacuten del suelo es necesario construIacuter atarjeas de desaguumle que lleven el agua usada a los canales de evacuacioacuten En ciertos casos las atarjeas de riego una vez vaciacutea s sirshyven para el desaguumle
Seccioacuten de los canales y de las atarieas- Los canale s de a limentacioacuten de distribucioacuten y de evacuacioacuten tienen seccioacuten trapezoidal (Fig 13) Las otarjeas de riego y de desshyaguumle son rectangulares (Fig 14) Soacutelo miden 5-15 ctms de profundidad
Un canal de riego se com pone de las siguientes parshytes (ver lig 13)
El fondo D F sobre e l cual fl uye e l agua
-1561
La altura O E = h del egua Las banquetas A B H 1 que sostienen el agua por cashy
da lado Los taludes formados por las caras laterales B D F H El periacutemetro mojado P o la lopgitud e D + D F + F G La seccioacuten uacutetil S del canal eo la superficie que tiene
por base G C y D F y por a~ tura O E El radio medkl R es igual a S P La pendiente de Jos taludes m se determina por la
relacioacuten G Kj F K
Pendiente de los taludes de los canales y de las aacutetarshyjeas principales- Las pendientes de los taludes dependen de la natura leza del terreno Hus ta 15 ctms de profundidad son verticales Pasando de esta profundidad y para atarjeas abiertas en desfonde se dan las siguientes pendien tes
Roca m l O Arcilla pura m 1 033 = 303 Tierra arcillosa m 1 05 200 Tierra arenosa m 1 15 = 066
Para Jos taluds de fosos cmstruiacutedos en terrapleacuten
Arcilla pura m 1 05 = 200 Tierra arcillosa m 1 075 = 133 Tierra arenosa m 1 225 = 044
Para el mismo terreno si m es la inclinacioacuten del tashylud en desfonde 10 inclinacioacuten m del talud de terrapleacuten es igual a
2 3 m 1 1
- +shym 2m
Pendiente de los canales--Cuanto maacutes fuerte es la penshydiente maacutes se puede reducir la seccioacuten de un canal para la misma descarga Conviene pues construiacuterlos con la mashyyor pendiente a fin de disminuiacuter los trabaj os de excavacioacuten Por otra parte hay que considerar que una pendiente fuershy
-- 1562 -shy
te disminuye por la raduccioacuten de seccJOn la superficie de contacto y por consiguiente la filtracioacuten Ademaacutes la veloshycidad del agua no debe pasar de determinados valores seguacuten el terreno pues produciriacutea erosiones en las paredes
Velocidades de las que no conviene exceder en los diferentes terrenos
Velocidad limite Pendlent
por segundo por kmt
Arcillas blandas 0152 mts 0045 mts
Arenas 0305 0136
Gravas 0609 0433
Guijarros 0914 0570
Piedras en grandes fragmentos 1220 1509
Guijarros aglomerados 1520 211 S
Rocas blandas 1830 2786
Rocas duras 3050 7342
Tambieacuten existe un liacutemite inferior de velocidad que no se debe traspasar pues se forman depoacutesitos que destruyen
los cauces Los depoacutesitos principian a formarse por debajo de una
velocidad media de 025 mts por segundo en corrientes de agua fangosa 030 cargada de
arena fina 050 mts por segundo en corrientes de agua cargada de
arena gruesa Por consiguiente la velocidad no bajaraacute de 050-080
mts en el canal principal a fin de que no se deposite la arena gruesa
No deberaacute ser inferior a 025- 040 mts en los canashyles de distribucioacuten para que en ellos se deposite la areshyna gruesa que si llegara a las atarieas de riego podriacutea ser perjudicial Como estos canales no se usan continuashymente seraacute faacutecil quitar los depoacutesitos asiacute formados
Canal de conduccioacuten- La pendiente de eacuteste depende
- 1563 shy
oel nivel de la presa de agua y de la altura de la parte maacutes alta que deba regarse
Generalmente su pendiente variacutea de 00007-00014 mts por m La velocidad no excede de 080 mts por segundo La seccioacuten es trapezoidal y debe ir disminuyendo a medishyda que el canal avanza como que tiene que servir a meshynor extensioacuten
Este canal debe estar dispuesto de tal forma que en su punto de unioacuten con el riacuteo quede su nivel maacutes baio que el quicio de la presa a fin de poder instalar un aparato de afor Siempre debe estar provisto de una compuerta de modo que sea faacutecil impedir o regular la entrada dol agua para poder efectuar reparaciones o prevenir una crecida de la corrien te alimentadora
A fin de evitar la erosioacuten conviene lapizar con ceacutesped las paredes laterales y el fondo
Atarieas de distribucioacuten- Deriacutevanse del canal de conshyduccioacuten y llevan el agua a las atarieas de riego Son casi horizontales con pendientes de 0001-0015 mts por m La velocidad del agua no debe ser inferior a 025-040 mts
Se ponen en comunicacioacuten con las atarieas de riego por medio de un tubo de aiiacuteareriacutea o de una caia rectangushylar de madera Esta abertura debe poderse cerrar con una compuerta
Atarieas de riego- E1 general deben ser tan poco proshyfundas como sea posible Con frecuencia se les da un pershyiexcljI rectangular En la unioacuten con las atcrieas de distribucioacuten pueden tener de 30- 35 clms de anche para lueacutego ir disshymi1uye1do
El fondo e3 generalmente horizontal y sus bordes esshytaacuten ligeramente inclinados seguacuten lo direccioacuten de la corrienshyte y se aproximan a medida quo se aleian de las atarieas de distribucioacuten
Atarieas de desaguumle--Las atarieas de desaguumle recogen las agu)s despueacutes de regar y la3 llevan a los canales de evacuacioacuten Son doblemente uacutetiles pues secan el suelo y
permiten volver a usar las aguas para el riego de nuevas extensiones
- 1564shy
Los bordes estaacuten cortados verticalmente Su anchura ordinariamente es de O l5- --030 mts
Canales de evacuacioacuten- El ca nal de evacuacioacuten recishybe el agua de los desaguumles y la conduce al riacuteo o a regar otras tierras Debe ocupa r lo parte maacutes baja del terreno Debe tener una seccioacuten suficiente para el agua que recibe Tiene forma trapezoida Sus paredes deben protegerse conshytra el desgaste por medio de ceacutesped
Caacutelculo de las dimensiones de los canales y de las atarjeas principales- Hemos dicho que la seccioacuten de los canales y atarjeas principales es trapezoidal La seCClOn de las secundarias es triangular o rectangular Generalmenshyte no S9 ca~culan Es necesario determinar lo maacutes exactashymente posible las dimen5iones de los canales y atorjeas principales Las foacutermulas emp16cdas dan resultados aproxishymados que la experiencia modifica A continuacioacuten damos las foacutermulas de Darcy perfecc ionadas por M Bazin
ConsideremQs la seccioacuten re presentada en la fig 13 Y llamemos
1 D F = longitud del fondo
h O E = la altura
S aacuterea de la seccioacuten
U velocidad mediacutea del agua velocidad media en la superficie X 080
Q = descarga
I = la pendi2nte
P periacutemetro moiado
R = radio medio
Estas cantidades estaacuten relacionadas de la siguiente mashynera
(1) R I = b U~ oacute U = C RT(2)
(3) Q = S U Oacute Q = S C rRI (4)
C = 1 b es un coeficiente que depende de la rugoshysidad de las paredes del canal M Bazin ha expresado su valor asiacute
1565 - shy
87
C = 1 Vb = - ---- + tiacute
VR ltiacute tiene los siguientes valores
Paredes muy lisas (cemento madera lisa) tiacute = 006 Paredes lisas (taba ladrillo) tiacute = 016
poco lisas de mamposteriacutea tiacute = 046 de naturaleza mixta Ciacute = 085
Canales de tierra en condicion3s ordinarias tiacute 130 Canales de tierra con resistencia excepcional tiacute = 175
Maacutes adelante daremos los valores del coeficiente C en funcioacuten del radio R y los valores del coeficiente o de la loacutermua (l) corre3pondientes a los valores dAl coeficiente
C = 1 vT-
Ganguillet y Kulter adoptan tambieacuten la foacutermula
u C RTpero daacutendole a C el siguiente valor
O 00155
23 + + n
C 000155
1+ 23 + --- n
( ) V R
El nuacutemero n variacutea con la naturaleza de las paredAS y tiene los siguientes valores
n ln Paredes muy uniformes ceuromento madera
cepillada 0010 100 Paredes linos piedra tallada ladriilos 0013 77 Paredes poso uniformes 0017 58 Paredes rugosas piedras en bruto 0020 50 Paredes de tierra 0025 40 Paredes de grava 0030 33 Paredes irregulares de grava y mal cuidadas 0035 29 Paredes muy irregulares 0040 35
- 1566 shy
Las dJmensiones de los canal83 deben 118nar otras conshydiciones que determinan las foacutermulas anteriores
En primer lugar la tangente trigonomeacutetrica m queda determinada por la naturaleza del terreno Luego si circunsshytancias especiales no exigen la adopcioacuten de una profundishydad conviene dadas 1 y m dar a la seccioacuten la forma que corresponda a la maacutexima descarga por unidad de aacuterea de ella Esta seraacute evidentemente la seccioacuten maacutes econoacuteshymica De la foacutermula (3) Q = S U deducimos que para una superliacutecie dada S la descarga Q es maacutexima con U POI
consiguiente para una pendiente dada y teniendo en cuen shyta la foacutermula (2) U = e VRT con R o tambieacuten pll8sto que R = S P cuando P es miacutenimo
D8 la Hg 14 deducimos que
(5) S h (1 + h m)
(6) P + 2 h m V1 + m~ (6) P = I + 2 hmv 1 + m~
S h ( I + hm) (7) R
P + 2 hm 1 + m~ y por caacutelculo deducimos que P es miacutenimo cuando
h + V I + m~ (8)
2 ro
En este caso los lados B D H F D F son tangentes a Jo circunferencia descrita desde O como centro y con h como radio
Si sustiacutetuIacutemos en (7) 1 por su valor sacado de (8) obshytendremos
2 m h h ( + hm)
+ VI + m (9) R +
2 mh 2h V 1 + m~
+ ml+vl+ m~
- 1567 shy
--- -
1+ iexcl-1 + rn~ ]iexcl 2 = X
rn 4
es decir el radio medio es igual a la mitad de lu profunshydidad del agua
La relacioacuten h 1 que determina la seccioacuten oacuteptima soacuteshylo depeeacutelde para S e 1 dados del valor m El valor de h 1 en (8) permite calcular faacutecilmente h y 1 conociendo S y m Reempazando 1 por su valor en funcioacuten de h en la ecuashyc ioacuten (5) 1endremos
(lO) S =
( h
2 m h
1 + 1 1 + m~ h+-111
)
h~ 2 l 1-+ m~ -----shy 1
m
mS lh
11 J J h = ( 2 V 1 + m - 1 )
Seguacuten esto S2 ve que cuanio maacutes se acerquen los taludes del canal a la vertical mayor es h y por consiguienshyte R Conviene adoptar para R el mayor valor posible pues asiacute no disminuye la anchura del canal de pendiente dada 1 y se aumenta la velocidad media d el agua que es proshyporcional a R
Cuando las circunstancias obligan la adopcioacuten de una profundidad determinada la ecuacioacuten S = h (l + h m) soacutelo contiene la incoacutegnita 1
Empleo de las foacutermulas uso de las tablas ejemplos middotnumeacutericos--Los problsmas que se presentan maacutes frecuenshytemente son
I- Conocida la seccioacuten transversal de un canal y su pendiente calcular su descarga
JI- Conocido el rendimiento del canal y su pendiente
- 1571 shy
calcular las dimensiones que debe tener su seccioacuten transshyversal y la velocidad media del agua
CASO iexcl- Se a plican las siguientes foacutermulas
h (1 + h m) (S) S = h (1 + h m) (7) R
1 + 2 h 1 + m~
m
y lueacutego
(2) U = C m 1)Y2 (1) Q _ S C (R 1) 1j~
La foacutermula (S) ncs do e l aacuterea la (1) el radio medio pues h I Y 111 SO1 conocidos Las foacutermulas (2 y 4) permiten ca lcular U y Q
EJEMPLO Calcular el rendimie llto de un canal de ti eshyITU sabiendo que 1 = lmts h = 121 1 = 00002 y la inclinacioacuten de los taludes es 45
La aplicacioacuten de las foacutermulas (5 y 7) nos da
S = 2867 mts~ y R = 060 mts
El valor de C seguacuten la tabla de Bazin es 325 y seguacuten la de Kutte r 35 Tomamos e l promedio de estos dos valoshyres o sea 3375
Aplicando las foacutermulas (4 y 2) obtendremos
Q = 098 mts y U 037 mts
CASO II- Si existen circunstancias que obliguen a adopshytar una profundidad determinada se aplicaraacuten las foacutermushylas de la seccioacuten maacutes ventajosa es decir las foacutermulas sishyguientes bull
Q~m S (9) h b U~ b - shy~ (1 + m~ )11 ) = 2 R (l) R I
12 - 1) S~
Se principiaraacute por adoptar para b un valor provisional y para escogerlo seguacuten el rendimiento se evaluaraacute el vashylor posible de R y por consiguiente el de C seguacuten la tashybla de Bazin La tabla de los valores de b daraacute un valor que se adoptaraacute provisionalmente Una vez hallado el vashy
- 1572 shy
lar da R se rectificaraacute e l de b Se volveraacute a calcular R y
se continuaraacuten estas aproximaciones hasta que se encuenshytren para C y b valores que no difieran sensiblemente de Jos anteriores La ecuacioacuten (1) contendraacute R elevada a la quinta potencia y deberaacute resolverse por logaritmos
EJEMPLO Un canal debe tener un rendimiento de 2 lIltS de agua por segundo con una pendiente de 00002 por mts Cuaacutel debe ser su perfil transversal en la tierra con taludes inclinados 45
Supongamos R = 1 mt entonces seguacuten la tabla d e Bozin C = 378 y seguacuten lo de Kutte r C = 40 Toma mos 81 pro lllcd io C = 389 Para b obtenemos 000066
In
Lu IOacuteI JI1 U 111 (0) du x
Pero s iendo m 1 sacamos
m 0547
y obte ndremos 4R~ S 4W
0547
Lo foacutermula (1) nos da
R X 00002 000066 4
S~
R S~ 132
y sustituyendo S po~ su valor
16 R
(0547F 132 R 075
Seguacuten las tablas de Bazin y Kutter los valores respecshytivos de C pondiente de b tend
son de b remos
348 es
y 00
37 Adoptamos 0077 Sustituyendo
359 este
el valor nuevo
corresshyvalor
- shy 1573 shy
4 4 R~ 0547 S TI X 00002 000077 (
s~
R = 075
Lo vola re s d~ e y de b no difieren sonsibloTrl ento de los que acabamos de adoptar Tomaremos pues para TI el va le r 076 mis entoncos h = 152
4 (076 )~
S 442 Jll l s ~
0547
Q 2
u 047 mts S 422
La foacutermula (8) permite dete rmina r l
2 m h 2 X 152 126 y e l problema
1 + ( + m~)Y2 1 + (2)1
queda resuelto Pero puede ocurrir que por circunstancias especiales no
se pueda adoptar el perfil maacutes econoacutemico Entonces se coshynoc 3 la profundidad h o la anchura 1 por lo tanto
S = h (1 + h m)
Q2
R 1 b --- en que R estaacute expresado en funcioacuten S2
de h y de I y permitiraacute hallar por tanteo h o I y S Supongamos que por causa de la existencia de un submiddot
suelo rocoso la profundidad del canal no debe exceder de un mI y que la descmga sea de 2 mts pOI segundo y la pendiente 00002
Procederemos asiacute
Puesto que h 9S a lo sumo igual Q 1 mI el radio meshydio puede evaluarse en 050 mts Las tablas dan para e 306 y 34 adoptamos 32 y entonces b = 000098
1574
Q2
De la ecuacioacuten R I b --- deducimos S2
000098 X 4 S~ 392 S 625
050 X 00002
La foacutermula S = h (l + h m) da 525
La foacutermula (6) nos da P = 807
s 625 R 077 mts
P 807
Se partiraacute de este nuevo valor de R para repetir los caacutelculos
Las tablas dan para R = 077 mts C = 35 y 37 Adoptamos C = 36 entonces b = 000077
Tenemos
000077 X 4 S 40 S 632 1 532
077 X 00002
P 814 Y R = 077
Adoptaremos para el perfil de este canal de 2 mts de descarga por segundo
1 = 532 h = 1 mI R = 077
La velocidad media del agua seraacute
u = Q S = 2 632 = 031 mts
CAPITULO VII
Sistemas de rieqo
Hay muchos procedimientos de riego seguacuten la naturashyleza del terreno su pendiente los cultivos o la cantidad de agua de que se dispone
- 1575 shy
A continuacioacuten describiremos los siguientes sistemas Por sumersioacuten por filtracioacuten por desbordamiento
El riego por sumersioacuten se dIvide en tres meacutetodos el ri ego por filtracioacuten en dos y el por desbordamiento tambieacuten en dos De todos eros hablaremos separadamente
Riego por sumersioacuten
El sistema d3 riego por sumersioacuten llamado tambieacuten en manta consiste en cubrir el suelo con una capa de agua que permanece sobre eacutel un tiempo maacutes o menos largo
Generalmente requiere que el terreno sea sensiblemenshyte horizontal de pendiente suave 2 0 00 a lo sumo y que no sea impermeable La superficie regable se rodea de peshyquentildeos diques Si la pendiente fuese fuerte habriacutean de ser a l tos y emplear maacutes agua con lo que se perderiacutea la prinshycipal ventaja de este sistema que es su sencillez y ecoshyncmiacutea
Este procedimiento es uno de los mejores para el rieshygo de praderas cuya pendiente sea de 1-15 mmts por metro Comprende tres meacutetodos distintos
IO-La sumersioacuten naturcl que resulta del desbordashymiento espontaacuteneo de una corriente de agua o de la inunshydacioacuten artificial proveniente del levantamiento de las aguas
29- La sumersioacuten artificial 5encilla en que las aguas permanecen estanadas mientras dura el riego
3y- La sumersioacutell atificial con cJrculacioacuten continuiexcl en que el agua ircula suavemente por la superficie del terreno sumergido
Cuando se riaga con aguas que acarrean limos y areshynas estos materiales generalmente corgados de materias fertili~antes se depositan sobre el suelo Entonces el riego por sumersioacuten va acompantildeado del erdorquinamiento
Sumersioacuten natural- Muchos terrenos estaacuten expuestos a las crecidas de las corrientes de agua que los atraviesan Esta sumersioacuten natural es fuente de grandes riquezas Tashyles s)n Egipto y las pompos de la imeacuterica del Sur En Francia grandes extensiones de ter reno deben su fertilidad a riegos perioacutedicos de esto naturaleza
Las condiciones esenciales de estos sumersiones natushy
1576 shy
rales son pendientes longitudinales muy suaves (040- 045
mts por kmt como promedio) y pendientes transversales
bastante aceurontuadus para que las aguas de las crecidas
vuelvan faacutecilmente a su cauce primitivo
Sumersioacuten artificial sencilla- Exige un suelo de poca
pendiente que no exceda de 2 0 00 a menos de restringir
mucho ia extensioacuten dE las parcelas sumergidas
Si la pendiente fuese fuerte no se depositariacutean los seshy
dimentos perdiendo asiacute este meacutetodo su principal ventaja
Ademaacutes se correriacutea el riesgo de que las aguas arrastraran
la tierra vegetal Finalmente seriacutea necesario que las cuenshycas sumergidas estuvieran rodeadas de diques muy altos
lo que hariacutea perder las ventajas econoacutemicas de este sisshy
tema
Consiste en sumergir el suelo bajo una capa de detershy
minado espesor durante un periacuteodo de tiempo variable
El terreno se divide en compartimientos regulares roshy
deados dE pequentildeos diques que retienen el agua
Generalmente las aguas despueacutes de regar un comparshy
timiento superior pasan a regar uno inferior
Los compartimientos tienen extensioacuten variable En geneshy
ral no exceden de 10-30 aacutereas Se les puede dar una anshychura de 50 mts y una longitud variable seguacuten la pendienshy
te del terreno Los diques que los rodean exceden en todas
partes a 25 ctms al nivel del agua
La altura media del agua sobre la superficie del sueshy
lo es de 15 ctms En el punto maacutes alto del nivel del agua
25 ctms
En el centro de cada compartimiento y en sentido de su longitud se abre una atarjea g (lig 15) que sirve a la
vez de conduccioacuten y desecamiento
A este objeto puede ir acompantildeado de pequentildeas a tarshy
jeas h En el origen y en la extremidad de cada compartishy
miento la atarjea g lleva una en trada de madera con comshy
puerta para retener el agua o dejarla pasar
La atarjea g debe tener una pendiente aproximada de
0001 mts mL La anchura en el fondo y su profundidad
dependen de la superficie del compartimiento y de la cantishydad de agua que conduciraacute
--1577-shy
La fig 15 denota la subdivisioacuten del terreno en cuatro recipientes que forman otros tantos saetines cuya longitud depende de la pendiente del terreno
Es preciso que el nivel del agua en el segundo comparshytimiento sea inferigtr de 1- 2 ctms al fondo de la atariea g del primero Asiacute se logra que el agua pase del primero al SEgundo compartimiento
ruIiexclrrmIlfjfffj7[J[l]Jf]ffI
JCshy I
TIi~~t==J ~
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Hiego por ~lIhm(~r~ ioacuten Planta ltle unn in~tala(- i(ln de cuatro C(Jlllparlimi-(-middotnto~
Ventajas e inconvenientes de este sistema- Permite reshygar superficies de poca pendiente con ca1tidades de agua demasiado pequentildeas para utiliza ras de otro modo Transshyforma en tierras feacutertiles suelos mediocres siempre que no sean impermeables y que las aguas contengan limos carshygados de principios nutritivos Su instalacioacuten y vigilancia son sencillas y baratas
En suelos impermeables da malos resultados Rara vez se puede aplicar en el momento de la vegetacioacuten y mientras dura impide la aireacioacuten del suelo
- - 1578 - shy
El riego por sumersioacuten se emplea principalmpnte en el cultivo del arroz
Riego de los arrozales- EI arrozal ha de estar compleshytamente cubierto por el agua pero sin quedar estancada sino circulando con muy poca velocidad Sin agua no gershyminariacutea la semilla y en cambio si quedara estancada enshyfermaria 0 planta y podriacutea ser causa de una epidemia pashyluacutedica en la regioacuten
El terreno destinado al cultivo del arroz ha de ser enshyteramente llano y con la pendiente necesaria para la lenshyta circulacioacuten del agua El campo se divide en parcelas delimitadas por pequentildeos diques de tierra
Unas como B (Fig 16) estaacuten trazadas longitudinalmenshyte en el sentido de las labores y del movimiento del agua al paso que otras la sentildealadas con la letra e van en dishyreccioacuten perpendicular a las primeras
Una vez construIacutedos los diques se da el agua a las parce las D y J de modo que la capa liacutequida tenga unos 12 ctms de espesor Hecho 6stO se practican en el dique inmediatamente infel ior unas abe rturas E de 20- 30 ctms
de ancho por donde flushyye el agua a las parceshylas inferiores Asiacute se conshytinuacutea hasta regar todo el arrozal El agua se reshycoge en la atariea d e desaguumle A
El consumo de a g ua se calcula en 24 Its por segundo y por hec taacuterea
Sumersioacuten artificial con derrame continuo--Cuanshydo se dispone de gran can tidad de agua la cirshyculacioacuten puede ser conshytinua sin alterar las disshyposiciones precedentegt
El agua de riego desshypueacutes de alcanzar el nishy
ni~po s i c i(lfl dI un arrozal divirl gtln ( 1
lahla~ n -lIadriluacutel erus L ri ego
- - 1579-shy
vel normal en el compartimiento regado pasa lentamente al inferior y se reemplaza con nueva agua Este procedishymiento priva menos del aire a las plantas que e l estallCU miento permanente
El movimiento d8 las aguas se regula dE-~ tal manera que la can tidad siexclJida por la parte inferior sea igual a Jo que Gntra por la superior De 83t8 modo se llega raacutepidashymente a resultados excelentes
Conviene enviar agua nueva o los compartimientos inshyferiores disponiendo alrededor del cqmpo un canal de cirshycunvalacioacuten El agua debe vaciar por encima de las comshypuertas a fin ds qU8 no arrastre los sedimentos En general los compartimientos tienen dimensiones mayores que los de sumersioacuten sencilla Si la pendiente es muy fuerte conviene disponer oblicuamente diques interiores que impidan la erosioacuten del suelo Los diques que bordean las parcelas tieshynen aproximadaments 150 mts de ancho en la corona y un nivel de 30- 40 ctms sobre el de las aguas
Rieqo por filtracioacuten
Este sistema comprende dos subdivisiones
19 Por filtracioacuten del aqua en el suelo por atarieas proshyfundas- Es un procsdimiento muy imperfecto desde el punshyto de vista d3 los resultados pero muy sencillo y econoacuteshymico Em p lea las zanjas excavadas en los terrenos para sanearlos
Esencialmente consiste en cerrar las compuertas que regulan los diferentes canales de desecamiento El agua de lluvia etc fluye asiacute poco a poco pgtr estos canales y si el suelo es permeable lo humedece al atravesar las pareshydes laterales de e llos pudiendo llegar por capilaridad hasshyta las raiacuteces
Este procedimiento soacutelo es practicable cuando el terreshyno es bastante permeable y de poca pendiente En suelos poco permeabls los resulta dos no son satisfactorios el agua fluye bien por los cana ~ es pero no logra humedecer la tierra
La lig 17 muestra la disposicioacuten de los canales a a b b y Ja de la compuerta d que cuando estaacute cerrada deshy
- 1580
termina el retroceso del agua que se va elevando en los canales y penetra en el suelo Abriendo jo compuerta se inicia la salida del agua y consecuentemente el desecashymien~o del terreno
A~~J~~Mitrbt~Ir~~M~~1 B
F~( 11 J)i sposieiHl para htlnHd e(~e r IIn 1IITfJ1U drenadu al ail
J i~ Hi middotiexclo po fiJI radmiddotn
29 Filtracioacuten del agua por atarieas abiertas superficiales - middot-Este meacutetodo se aplica sobre todo a Jos tierras labradas y
entre otros a 103 cultivos hortiacutec81as Difiere esencialmente del anterior en que las atarieas estaacuten mucho maacutes proacutexishymas en que son superficiales y el agua penetra en el sueshylo y en el subsuelo p8r las paredes y por el fondo
El agua circula por atarieas paralelas que limitan las parcelas de los cultives No debe tocar ni las hoias ni los tedios Por esta razoacuten se emplea e l agua de cloacas para los cultivos hortelanos Como no se ponen en contacto con as hoias ni con los tallos no pueden contaminar esta parshyte comestible de los vegatales Sin embargo uacuteltimamente se ha dicho que las aguas de cloacas contaminan las parshytes aeacutereas de las hortalizas con geacutermenes nocivos y se ha prohibido su empleo para el cultivo de las hortalizas que se toman sin coccioacuten
Este meacutetodo es tanto maacutes eficaz cuanto maacutes proacuteximas
1581 shy
t ~
1I
I
I
I o
I
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I
111111111 111111 111111 Vtk11 1 1 1 1 6 ~ iexcl
l Ft 8
ni ego por 5-lIrc()~ Di ~pn ~ iciiexclm de la~ atalj pa~
esteacuten las zanias que se trazan con el arado y estaacuten seshy
paradas unos 060- 080 mts La lig 18 indico la disposicioacuten del suelo La liacutenea a b
representa el canal de conduccioacuten a c el canal de riego del campo d designan los surcos que no terminan en el canal a c La limpieza que necesita el funcionamiento del sistema deteriora pronto este canal Debe construiacuterse una atari ea auxiliar e f comunicada con el canal a c por meshy
_-1582 - shy
dio de pequentildeos cortes g Este canal auxiliar se abre con el arado y se termina cuidadosamente con la pala Es anshycho y tiene una profundidad de unos la ctms
Riego por desbordamiento
Puede efectuarse de las maneras siguientes con reshygueras de nivel y planos inclinados que describiremos sucesivamente
A shy Por regueras de nivel Fundamentoshy EI terreno a regar estaacute surcado por regueras horizontales de desbordashymiento en que el agua rebosa el borde inferior y se exshytiende en forma de laacutemina continua
Pendiente del terrenoshy No debe ser excesivamente peshyquentildea pues entonces la circulacioacuten de la laacutemina de agua se efectuariacutea defectuosamente se admite como necesaria una pendiente de 3 Si 0 pendiente fuere excesiva en vez de una laacutemina continua se formariacutea una serie de arroshyyos que socavariacutean el terreno este peligro debe evitarse haciendo las regueras suficientemente proacuteximas
Descripcioacuten y funcionatnientoshy Las regueras de reparshyticioacuten se trazan en la direccioacuten aproximada de las liacuteneas de maacutexima pendiente fig 19 Si se interrumpe una regueshyra de distribucioacuten remansando el agua eacutesta entraraacute en la reguera de nivel inmediata anterior la cual se llenaraacute y desbordaraacute invadiendo el terreno el exceso se recogeraacute en el colector inmediato inferior el cual lo transportaraacute al canal de desaguumle
b middotmiddot l~vcro diexclhi Clon
rig 9
Alimentacioacuten de regueras sucesivas por una misma tomashy En vez de recoger las aguas sobrantes de una reshyguera directamente en un colector se recogen en otra reshyguera la cual una vez desbordada las deja pasar a otra y asiacute a varias no pasando de 4 oacute 5 seguacuten el caudal de
-1583 -
agua de que se disponga Parece que asiacute pudiera hacerse extensivo a todo el campo con una sola toma superior en la reguera de reparticioacuten pero no debe olvidarse que el agua que llegase a las regueras inferiores estariacutea escasa en oxiacutegeno y principios fertilizantes Esta es la razoacuten de las tomas sucesivas
Perfil longitudinal de las reguerasshy En la praacutectica no
iexcliexcl~f o UI a
I iquest
____ ~i~ I 0
I L middot ___ --shy
I D--1 t~uHO c o tor
- I 001 I 00 I
I 0 bull ___ J
-shy ---_ -i
_~_-o---J
Uig 19) Riego por curvas de nivel
debe d6rseles una pendiente superior al 0003 intercalando cascadas si fuere preciso esto se refiere a las regueras de reparticioacuten Las regueras de distribucioacuten deben ser perfecshytamente horizontales
Seccioacuten transversal de las reguerasshy Las regueras de nivel deben ser poco proundas a fin de disminuiacuter la preshysioacuten del agua y por tanto su infiltracioacuten Es aconsejable
- 1584 -
UllO anchura de 20 ctms con una profundidad no mayor
de S clms Las acequias y regueras d e reparticioacuten se calcushy
bn seguacuten las foacutermulas hidraacuteulicas
B shy Por planos inclinadosshy Son tales les ven tajas del
riego por regueras de n ivel que se procura em plear un
sistema anaacutelogo aunque el terreno no tengo lo pendiente
necesaria
Principio--Si lo pendiente es inferior al 003 se terramiddot
1 I
Cor~e por A B F iJ20
I I
I
J
Ri eacuteo t por p la n o~ in(linado pUl dobl e ari5la
plena formando un escolonado d e planos inclinados que
permito el riego por reguera~ de nivel
Descripcioacutenshy la reguera de reparticioacuten se coloca a una
altura conveniente para que el agua pueda en trar a las
regueras de nivel practicadas en la parte superior de los
planos en forma que llena de agua se vierta por ellos
recogiendo el exceso en colectores lig 20 El agua sobranshy
te puede ser muy abundante en tal caso el colector al ishy
- 185 shy
menta a su vez o tra serie de planos actuando a mane ra de reguera de reparticioacuten
Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
Planos inclinados naturales- Supongamos fig 21 un terreno de pequentildea pendiente S8 construye en terrapleacuten una reguera de d istribucioacuten con los produc tos de la excavacioacuten del colector inmediato E primer antildeo el riego seraacute defectuoshyso pero en los antildeos sucesivos mejoraraacuten los terraplenes y planos incl inados merced a la aportacioacuten del limo por las mismas aguas
0(oacute v lt
o
ltiexcl - =-=~ ~ ~ ~-= -=--=--=-shy~ ~ Fig21
Planos inclinados artificiales-Consisten en cons truiacuterlos directamen te con tierra sacada del terreno m ismo lo cual exige terraplenes y movimientos importantes de tierra (fig 22)
TfrImiddotO)COfi
~S~iacutelllflmiddot ~~f~~
Tts 22
Datos para la formacioacuten de un proyecto de riego por planos inclinados- Se atenderaacute en primer lugar a que las acequias y regueras de reparticioacuten sean capaces de sumishynistrar el agua necesaria y los colectores de desaguar los sobran tes Las regueras de distribucioacuten seguiraacuten sensibleshymente las curvas de nivel a fin de q ue los planos incl inashydos conserven una longitud constante y que las regueras de dis tribucioacuten sigan la direccioacuten de la pendiente del terreshyno La anchura de Jos escalones no seraacute excesiva a fin de evitar los grandes movimientos de tierra En general tienen 4 oacute 5 mts y si el terreno tiene fuerte pendiente lleshygan a tener 10 Oacute 12 mts La pendiente de los planos inclishynados seraacute de 003 como miacutenimum
MaUrla ferlillzanle por acre Pie de agua
RIO Feeha Acldo 10sl Polasa NltroacuteVeno Invesllgador
Riacuteo Grande 1893-94 314 3255 2440 Goss Riacuteo Salado 1899-1900 105 265 900 Forbes Riacuteo Colorado maacutex 1900-0 I 4356 4446 6970 RIacuteo Colorado mIacuten 1900-01 226 163 103 1 ton de alfalfa 167 330 4200 Goss
Para apreciar la abundancia y cccioacuten fertilizante de los limos recordaremos ahora la composicioacuten por mil de una buena tierra vegeial del limo de una corriente de agua (Francia) del limo del Nilo y del Gstieacutelcol de granja
Tierra veoelal Coriente de agua Nilo Esliereol d (Francia) Granja
b) Al igual de las aportaciones de limo las cantidades de elementos disu3ltos llevados por las aguas variacutean cor la naturaleza de los terrenos que atraviesan
Las aguas son maacutes eficaces cuando contienen elementos que soja existen en pequentildea cant idad en el suelo que con ellas se debe regar
Aguas lluvias- Los anaacutelisis de las aguas lluvias han demostrado que ellas contienen nitroacutegeno combinado carshy
bonato y nitrato amoacutenico moterias orgaacutenicas clorura soacutedishyco suliato soacutedic) oacutexido de hierro oxiacutegeno nitroacutegeno y aacutecishydo carboacuten ico Los proporciones de estos compuestos variacutean con la localidad en las ciudades el agua lluvia estaacute maacutes cargada de aacutecido carboacutenico de materias orgaacutenicas y mishynerales que en el cnmpo En la formacioacuten de aacutecido niacutetrico tienen mucha influencia las tempestades
Cien litros de agua lluvia hervida han dado Nitroacutegeno 1308 lts
Oxiacutegeno 0637
Acido carboacutenico 0128
2073
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En general se puede admitir un promedio anual de 808 kgs de nitroacutegeno combinado (amoniacuteaco y aacutecido niacutetrico) por hectaacutereas y por antildeo
Aguas de arroyos y riacuteos- La composicioacuten de estas ashyguas variacutea tanto seguacuten la eacutepoca del antildeo en que se opere y el procedimiento que se siga para obtener la muestra que es bastante difiacutecil comparar los resultados de los dishyversos experimentos
Las aguas corrientes en contacto con el aire disuelven los gases contenidos en eacutel La absorcioacuten de oxiacutegeno es relativamente mayor que la de nitroacutegeno En general las cantidades de gases disueltos variacutean con la temperatura y para el gas carboacutenico con la composicioacuten de las aguas
Seguacuten Poggiale y Herveacute-Mangon el agua del Sena conteniacutea a DU y 760 mmts
La cantidad de nitroacutegeno y materias minerales conteshynidas en las aguas de que nos ocupamos variacutean grandeshymente y para dar idea del orden y magnitud de las misshymas citaremos los datos de algunas aguas seguacuten M Muumlntz
MATERIAS Bourne Isere Rodano Sourgcs Durance gr gr gr gr gr
Nitroacutegeno niacutetrico por m 0038 0223 0828 0104 e285 amoniacal 0100 0 110 0130 0036 00 I O orgaacutenico 0130 0 140 0230 0130 0140
TOTALES 90626 126907 120 lOa 103336 171089 Peso total de la
mal en di lOO 175 158 160 240
Si suponemos que la cantidad total de agua de riego
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repartida en una regioacuten sea de 16000 mts cuacutebicos por hecshytaacuterea y por antildeo resultaraacute por ejemplo en el Isere que e l nitroacutegeno aportado por ellas seraacute 0473 X 16000 = 7568 grs o sea 75 kgs que es bastante apreciable En algunos casos resultan cifras muy elevadas asiacute Herveacute-Mangon ha encon trado que una pradera de los Vosgos recibe 208 kgs de nitroacutegeno mediante los canale de riego resultando in shynecesaria la aplicacioacuten de este abono
CAPITULO IV
Fuentes de abastecimiento
Las aguas que se emplean para regar puede n provenir 10 De las corrientes subterraacuteneas 29 De los es tanques o depoacutesitos de a lmacenamiento 30 De Jos corrientes de agua
1-Corrientes subterraacuteneas
A-Origen- EI origen de las aguas subterraacuteneas no estaacute establecido cientiacuteficamente maacutes que desde hace pocos antildeos el estudio de los fenoacutemenos geoloacutegicos antiguos y
recientes y el de la meteoro logia han permitido a distin shyguidos observadores determinar las muacuteltiples acciones y reacciones que las aguas ejercen a traveacutes de la corteza terrestre
Muchas fueron las teoriacuteas que sobre el origen de las aguas subterraacuteneas se emitieron Sin referirnos a una anshytiguumledad muy remota diremos que la teoriacutea correcta fue creciendo en importancia y confirmaacutendose cada vez maacutes
En 1847 J Degousse menciona las causas de la preshysencia del agua en las capas geoloacutegicas que estaacuten cershyca de la superficie del suelo En resumen la cantidad de agua que e levada por la evaporacioacuten en la atmoacutesfera recae en forma de lluvia niebla nieve etc sobre los continente s es maacutes que suficiente para alimentar las coshyrrie ntes de agua que circulan en su superficie o en sus cashyvidades interiores
Hoy que innumerables trabajos de minas y sobre toshydo de sondeos profundos destinados a la busca de agua
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heacuteln perforado la superficie del suelo que el reglmen de las corrientes de agua y la accioacuten de las lluvias sobre eacutel ha sido estudiado ninguna duda es ya posible Las obsershyvaciones llegadas de todas las regiones geo~oacutegicas prueban que la alimentacioacuten de todas las corrientes de agua sushyperficiales o subterraacuteneas de todas las capas estaacute asegushyrada uacutenicamente por las aguas de la atmoacutesfera
B-Manera de encontrar y buscar las aguas subterraacuteshyneas- Para encontrar las aguas subterraacuteneas se pueden dar solamente ideas generales Las aguas para que hagan su aparicioacuten en el subsuelo necesitan un recipiente un hueco en eacutel Para el hiJroacutelogo seraacute siempre tarea difiacutecil tener que buscar agua sobre todo si se trata de grandes cantidades de aguas subterraacuteneas en las capas geoloacutegicas antiguas pues en las rocas de esta edad la estratigrafiacutea de las capas perme-lbles de las roturas y de los abismos es de una naturaleza tan complicada y tan difiacutecil de comshyprobar que los medJos hidroloacutegicos son aplicables solashymente en casos determinados Por otra parte las rocas deshytriacuteticas de las edades geoloacutegicas maacutes recientes del cuashyternario diluvial o actual ofrecen un campo de investigamiddot cioacuten maacutes favorable
Por la misma formacioacuten de la superficie el hidroacutelogo podraacute deducir muchas veces si el subsuelo se presta para llevar aguas Son de importancia las deposiciones arenoshysas producidas por la atmoacutesfera las dunas de las cuales muchas ciudades se abastecen de agua Las deposiciones Cuaternarias se distinguen por su regularidad sin embargo es frecuente encontrar buenas condiciones hidroloacutegicas en las formaciones arenosos del terciario
Excelentes indicios ofrecen los pozos existentes se deshyberaacuten anotar las variaciones de nivel y las entregas de agua Si el pozo no se ha secado ni aun en los tiempos de mayor sequiacutea y si no se ha procedido nunca a profunshydizarlo se debe pensar que hay un buen portador de aguas Si el nivel del agua en el pozo baja muy poco aunque se saquen grandes cantidades de agua se tiene indicios de que el subsuelo procede de buenas capas permeables
Los terrenos seguacuten su naturaleza quiacutemica y fiacutesica roshyturas y grietas que los atraviesan son capaces de retener
- - ]31
o dejar filtrar maacutes o menos agua desde el punto de vista de esta propielad los dividiremos en permeables e impershymeables
Las aguas de lluvia al caer sobre el suelo empiezan por impregnar la capa superficial facilitando asiacute su absorshycioacuten por las plantas ot[) arte se evapora al contacto con el sueo cuya temperatura os genelUlmente superior a la del aire el resto del agua trata de seguir a los arroyos o riacuteos a menos que durante el trayecto estas aguas sean absorbidas por la porosidad del suelo
La parte de agua que no eS utilizada por la vegetacioacuten desciende lentamente hasta encontrar una capa impermeashyble que a obligu a escurrirse siguiendo su conterno
Si las raiacuteces son numerosas e importantes constituiraacuten una especie de filtro subterraacuteneo que haraacute regular el reacutegishymen de las aguas subterraacuteneas al contrario en terrenos donde la vegetacioacuten es escasa las aguas arrastran la tieshyrra vegetal y el reacutegimen subterraacuteneo saraacute irregular De esshyto deducimos la importancia de los bosques pues ellos son reguladores de la humedad del suelo dan origen a mananshytialas y moderan el escurrimiento de las aguas superficiales
Las rocas superficiales permeab~es provienen generalshymente de la disgregacioacuten de las rocas soacutelidas sea por las reaccienes quiacutemicas por la accioacuten de las aguas del calor etc Las rocas silicosas o cuarzosas (cuarzo pizarras siliacuteceas areniscas) se transforman en arenas maacutes o menos gruesas en cascajo en guijarros y cantos rodados Las rocas grashyniacuteticas gneis pizarras micaacuteceas es decir las recas de los terrenos cristalinos a base de feldespatos se descomponshydraacuten en tierras arcillosas o caolinas ricas en aacutelcalis y en arenas Les esquistos se transformaraacuten en tierras silicoshysos o arcillosas Las calizas y las margas calizas daraacuten tierras y arenas calizas
De todas estas rocas la maacutes permeable es el aluvioacuten esto se comprueba observcrdo la facilidad con la cual bashyja el nivel de los pozos cuando se ha secado cierta cantidad de agua Se mide la permeabilidad desnivelando la capa de agua de un pozo por medio de bombas la modificashycioacuten del nivel del agua para un gasto determinado permite evaluar la permeqbilidad
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Las arenas silicosas areniscas seguacuten su grado de ceshymentacioacuten las callzas friables y porosas) son tambieacuten roshycas permeables
La tabla siguiente da la porosidad de varias formacioshynes en porcentaje por volumen
Formacioacuten Localidad Porosidad Invutlu~dor
VolUlll
Dolomita Joliet 111 27 Merril Caliza (ooliacuteti- Bedford Ind 98
cas) Dolomita Winona Min 17 Arenisca Jordaacuten Min 237
Tiza Inglater-a 1444 Humber Arena 3545 Arena y grava 2S30 Suelo arenoso Carolinn del Arenisca de S 43 Whitney
Postdam Ablemans Wis 7 12 Buckley
Para compreacuteJbor la exist2ncia de aguas subterraacuteneas debe estudiarse si e llas estaacuten en e s tado de reposo o moshyvimiento En el primer caso s~ tendraacute una aglomeracioacuten de aguas que pueden agotarse Dor la extraccioacuten permanenshyte En el segundo la aglomeracioacuten daraacute un rendimiento continuo que se sostendraacute mlentrcs no se saque una canshytidad mayor que la que alimenta las existencias
A fin de informarse de sus movimientos debe iexcllevanshytarse un plano de las alturas de las capas del nivel de las oguas subterraacuteneas La construccioacuten del subsuelo se ha de relevar primeramente por medio de tres pozos situados siempre que sea posible en los veacutertices de un triaacutengulo equilaacutetero Deben determinarse las capas que forman el teshyrreno la manera como se suceden e l espesor y la situashy
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cioacuten de ellas y anotarse los resultados en un libro de pershyforacioacuten que tendraacute el siguiente rayado
Pozo N 200 mts a l S de perforado entre el
y
Nuacutemero de Altura Espesor de Profundidad Naturaleza la capa Mts la capa Mts Bajo la supo del terreno
Mts
Cuando se llegue a la capa portadora de las aguas se colocaraacute un tubo de observacioacuten en el pozo para determishynar el nivel del agua subterraacutenea y sacar muestras de ella El tubo de observacioacuten tiene un diaacutemetro de 4 5 hasta lY2 y estaacute provisto en su extremidad inferior de un filtro de un metro de largo
El extremo que llevo e l filtro se fabrica de un tubo pershyforado revestido exteriormente con un tejido de trencilla Al colocar el tubo de observacioacuten dentro de la perforacioacuten deix~ reJenarse con arena lavada el espacio entre ambos y lueacutego quitar los tubos de perforacioacuten Debe hacerse lueacutego una nivelacioacuten para determinar las alturas de los extremos superioras de los tubos de observacioacuten y la situacioacuten de jo niveles de 103 aguas subterraacuteneas
Conocidos los signos exteriores que revelan la presenshycia de las aguas subterraacuteneas conviene tener en cuento algunos caracteres geoloacutegicos del terreno para proceder con maacutes acierto el e alumbramiento de las aguas Estos cashyracteres principales son
Terrenos poco permeables que descansan sobre un terreno impermeable--La topografiacutea de un terreno de este geacutenero es faacutecil conocerla consul tondo los mapas con curshyvas de nivel La liacutenea de mayor pendiente indica la dishyreccioacuten en que las aguas subterraacuteneas son maacutes abundanshytes porque generalmente la capa impermeable del subsueshylo estaacute inclinada en direccioacuten de la liacutenea de maacutexima penshydiente en a~gunos casos la pendiente de la capa impermeashyble sigue otra direccioacuten y en tonces la liacutenea en que se enshycontraraacute la mayor cantidad de agua seraacute la diagonal del paralelogramo
- - lSll -shy
Cuando la capa impermeable presenta ondulaciones como es frecuente las aguas subterraacuteneas se acumulan en las depresiones del terreno impermeable que corresponden aproximadamente a las depresiones superfi ciales en este punto deberaacuten practicarse los pozos
Terrenos de aluvioacuten y descompuestos-Las aguas subshyterraacuteneas de estos terrenos estaacuten muy cerca del suelo Pashyra obtener en ellos un gran caudal de agua se abren los pozos en los sitios en que la corriente de agua subterraacutenea tiene mayor velocidad Para averiguarlo suelen emplearse dos metodos el de Thien que consiste en abrir dos talashydros o pequentildeos pozos y tirar sal marina en el pozo maacutes alto determinando el tiempo que demora el agua salada en aparecer en el pozo maacutes bajo El otro metodo que es maacutes praacutectico es de Schuchter y consiste en practicar dos pozos en uno de los cuales se vierte cloruro de amonio electrolizando e l suelo por una corriente electrica la aguja de un galvanoacutemetro permite averiguar la llegada de la solucioacuten al otro pozo por disminuIacuter notablemente en este momento la resistencia del circuito eleacutectrico asiacute formado
Terrenos muy permeables y homogeacuteneos- Si eacutestos desshycansan sobre uno capa arcillosa bastaraacute hacer suficienteshymente profundo el pczo para encontrar la capa de agua De un modo general convendraacute seguir las mismas reglas indicadas para los terr enos poco permeables El empleo de la dinamita parece ser ventajoso pues la violencia de esshyte exposivo origina grietas y fisuras que favorecen la filo tracioacuten
Terrenos muy permeables y heterogeacuteneosmiddot-Es frecuenshyte que en estos terrenos haya dos circulaciones de aguas superpuestas por S2r generalmente muy profunda la capa inferior presenta moacutes intereacutes el alumbramiento de la capa superior
e-Manera de calcular la cantidad de agua subterraacuteshynea- El mejor meacutetodo para calcular la capacidad de una fuente subterraacutenea es hacer ensayos de bombeo durante un tiempo suficient8mente lergo para alcanzar un equilimiddot brio cproximado entre la entrega y la demanda Rara vez seraacute praacutectico continuar taes ensayos hasta alcanzar el equilibrio perfecto pues en la mayoriacutea de los casos seriacutea
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esto labor de varios antildeos Por otra parte los ensayos d 2 corta duracioacuten generalmente dan resultados falsos o al menos engantildeosos
a-Velocidad del flujo- -La velocidad del flujo de una corriente subterraacutenea es funcioacuten de la pendiente o gradiente hidraacuteulica y de la resistencia que ofrecen las partiacuteculas del suelo
La pendiente puede dete rminarse faacutecilmente haciendo sondeos hasta el nivel de las aguas subterraacuteneas teniendo cuidado de medirla en la direccioacuten de maacuteximo declive Si sobre el estrato permeable se encuentra otro maacutes o menos impermeable el agua correraacute en el inferior bajo una preshysioacuten superior a la atmosfeacuterica La pendiente se encontraraacute determinando la altura a que sube el agua en los tubos colocados en el estrato poroso Daben sacarse muestras del material e investigar su tamantildeo y porosidad Lo poroshysidad estaacute influenciada no soacutelo por el tamantildeo de los grashynos sino tambieacuten por el grado de compactacioacuten de la forshymacioacuten es por esto por lo que e lla soacutelo puede calcularse aproximadamente El tamantildeo de los granos se determina por medio de tamices
Habiendo encontrado estos e~ementos nos resta expreshysar la relacioacuten entre ellos y la velocidad del flujo
Los experimentos de Darcy Hagen y Hazen han deshymostrado que la rata a la cual un aguo fluye o traveacutes de arena o grava fina sigue aproximadamente las leyes que rigen paro el flujo en tubos capilares es decir la velocishydad es aproximadamente proporcional o h l siendo h la carga hidrostaacutetica y l la distancia que el agua recorre
Para diferentes clases de materiales la velocidad deshypende del tamantildeo de los poros siendo eacutesta una funcioacuten del tamantildeo de los granos y del grado de compactacioacuten Para una arena de tamantildeo uniforme y un grado dado de compactacioacuten se encuentra que la velocidad del flujo es aproximadamente proporcional al cuadrado del diaacutemetro de los granos expresardo el grado de compactacioacuten en teacutermino de porcentaje de poros se encuentra que para mashyteriales de igual tamantildeo la velocidad del flujo es aproxishymadamente proporcional al cuadrado de la relacioacuten de porosidad El voluIJ1en del flujo que viene o ser igual a
-1536 shy
la volocidad multipicada por el aacuterea de la seCCIOD neta
seraacute entonces proporcional al cubo de la porosidad La enorme variedad en tamantildeo y porosidad de las
arenas y gravas hace bClstante difiacutecil la aplicacioacuten de foacutermulas matemaacuteticas y resultados experimentales a las
condiciones de trabajo Sin embargo los resultados obtenidos por Hazen en
filtros de areno son de bastante importancia en esta mashy
teria La formacioacuten por eacutel obtenida y que se aplica a areshy
na de un tamantildeo efectivo de 01-30 mts es
h(t+IOO
v = cd~ ~ - 60--)
siendo
v la velocidad en metros por diacutea de una columna soacuteshy
lida de la misma 32ccioacuten que la de la arena
c una constante que variacutea entre 400 y 1000 d el tamantildeo efectivo de los granos de arena en mmts
h la carga hidrostaacutellca que causa el movimiento
1 e l espesor de la capa de Clrena t lo temperatura en grados Fahrenheit
El valor de la consonante e variacutea con la compactacioacuten y uniformidad de la arena La v elocidad del flujo a traveacutes
de los p oros se encontraraacute dividiendo la ecuocioacuten anterior por la relacioacuten de porosidad p Despreciando las correccioshy
nes de temperatura la velocidad en pies por diacutea seraacute
d middote shyv 33 X x s K s donde
p
v velocidad promedio a traveacutes de los poros de la areshy
na en pies por diacutea
d tamantildeo efectivo de la arena en mmts
p relacioacuten de porosidad
s gradiente hidraacuteulica
cd~
K = 33 X --- = velocidCld para la pendiente unitaria p
La porosidad p variacutea entre 40 para arena maacutes o meshy
nos uniforme y 30 o menos para arena maacutes compacta o
- IS37 shy
de un grado de uniformidad menor El teacutermino e p que reshypresenta la influencia de la porosidad sobre la velocidad se puede calcular en 1000 040 = 2500 para p = 40 Y
400 030 = 1330 para p = 30 Estos resultados concuerdan con los experimentos de Slichter que establece que la veshylocidad del fluj o es aproximadamente proporcional 01 cuashydrado de la relacioacuten de porosidad Partiendo de esta base y asumiendo c = 1000 para p = 40 calcularemos los vashylores de K
Valores de K o velocidad del flujo en pies por diacutea para S= 1 -
Porosi dad
Muy Fina Fina Media Gruesa
Muy
Gruesa GRAVA fiNA
2i
10 ~I
middot10
010 Oi
on IH 21
020 ~H
3S n l
U~
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~n
050 11 24 tl
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1011 1-0
100 iexcln
11111 IliO
2iU
200 ~oo
~~II
1111
1~1l
3 00 470 SIiO
1middot1(1(1
2~O(J
Lembke calculoacute los siguientes va~ores para K basado en los experimentos de Darcy Krober y otros
Material 1lt en pies or dia
Arena y grava 9400 Arena gruesa 2800 Arena media 760 Arena fina 150
Slich ter dio los siguientes valores de K para una poshyrosidad de 32 y una temperatura de 50deg
Material Taln~ iexcllO efectivo 1lt en pies Por diacutea
Arena fina 010-020 16 a 65 Arena media 025-045 100 330 Arena gruesa 050-095 400 1550 Grava fina 100-500 1600 40000
No debe esperarse mucha exactitud de los coacutemputos hechos por los procesos antes descritos ellos sirven como una guiacutea general para estudios maacutes precisos e indican liacuteshymites razonables de estos valores
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b-Canlidad de agua--Habiendo determinado la veoshycidad del flujo la porosidad del material y la seccioacuten transversal del estrato poroso en aacutengulo recto a la direcshycioacuten del flujo la rata total seraacute el producto de estos tres factores
Q = velocidad X (aacuterea de ~a seccioacuten X porosidad) = v Ap = KsAp las unidades empleadas son el pie y el diacutea
Las irregularidades de la seccioacuten pendiente y moteria les afectaraacuten maacutes o menos los resultados 103 caacutelculos he chos en esto ferma no tAndraacuten un valor considerable en el estudio de las fuentes de agua subterraacutenecs pero siacute sershyviraacuten para modificar las id8as erroacuteneas que sobre su cashypacidad se tienen con frecuencia
En la tabla que a continuacioacuten insertamos se dan las ratas de flujo en galones por diacutea y por pie cuadrado de seccioacuten para arenas de diferentes grados de menudez y
porosidad y para un) pendiente de 1 Para otras pendienshytes multipliacutequese el nuacutemero de la tabla por la pendiente expresada en decimales
Muy Muy
Porosidad Fina Fina Media Gruesa Gruesa G R A V A F I N A
40 smiddot cw i IU JlUO 200n iacuteWU SIlIlII l llllll 7 lIflll 0 1 171l IXU H~1l 1100 7UU iexcl wo lilHl1l lHIIOIl
2-Estanques de almacenamiento
Estos recipientes se usan para regular el flujo del agua de tal manera que se acomode a las necesidades evitando el gasto excesivo cuando el abas tecimiento excede a la demanda y conservaacutendola para ser usada cuando ocurra lo contrario
El almacenamiento de agua para las necesidades del riego requiere condiciones topograacuteficas especiales para ser financieramente posible Tales condiciones deben hacer poshysible el a lmacenamiento de grandes cantidades de agua de tal manera que las estructuras necesarias sean de dishy
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rrensiones y costo moderado comparacias con la cantidad de agua almacenada Con respecto a las particularidades topograacuteficas los sitios que se acomodan a ests fin se pueshyden dividir en cuatro clases
l- Lagunas naturales 2- Aquellos cue estaacuten localizados en liacuteneas de dre naje
natural 3- Depresiones naturales 4-Estanques artificiales Las lagunas naturales son impor tantes reguladores del
gua de drenaje que reciben Controlando la salido por medio de represas y compuertas reguadoras puede aproshyvecharse gran pa rte de las existencias a muy bajo precio
Los sitios maacutes comunes para el almacenamiento de -lgua son los comprendIdos en el NI 2 pero requieren mushycho cuidado para la descarga de las crecidos y en geneshyral son muy costosos en proporcioacuten a su capacidad
Las depresiones naturales o logos secos provienen del hundimiento de cavernas subterraacuteneas formadas por la acshycioacuten erosiva de los aguas subterraacuteneos Estas depresiones son inapropiadas para el almacenamiento a causa del faacuteshyci escape que pueden e ncontrar las aguas por los grietas que se encuentran en sus vecindades
Los estanques artificiales exigen trabajos especiales de e xcavacioacuten en general son excesivamente costosos y soacutelo se recomienda su construccioacuten en caso de que el aguo tenga un costo elevado
Eleccioacuten del sitio- Las principales circunstancias que afectan la posibilidad y valor de un sitio para almacenashymiento son
l - Su relacioacuten con los regadiacuteos 2- Su relacioacuten con el abas tecimiento 3-Su topografiacutea 4- Su geologiacutea Debe hacerse un examen cuidadoso de la regioacuten donde
se desea localizar el almacenamien to a fin de descubrir toshydos los si tios posibles y poder escoger e l que ofrezca conshydiciones maacutes ventajosas
El estanque debe estar situado lo bastante alto para poder dlstrlbuiacuter el agua por gravedad y tan cerca de los
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regadiacuteos que las peacuterdidas por transporte sean miacutenimas Ademaacutes debe ser iexclal el sitio que intercepte una cantidad suficiente de agua o que se la pueda conducir a eacutel
Geologiacutea del sitio- Habiendo estudiado la topografiacutea e hidrografiacutea de l lugar debe estudiarse cuidadosamente su geologiacutea a fin de conocer el caraacutecter y profundidad de los astratos inferiores La conformacioacuten geoloacutegica debe ser tal que contribuya a la eficiencia del almacenamiento Los lugares si tuado3 en vall9s inclinados son gen6ralmente fa shyvorables Como en eacutestos les estratos se inclinan de las colinas al fondo de valle el a gua que cae en aqueacutellas iraacute por percolacioacuten al estanque
En las formaciones de cal y yeso es corriente enconshytrar cavernas que faacutecilmente pueden derrumbarse es por esto por lo que debe e3tudiarse cuidadosamente la geologiacutea de estas formacione3 antes de construIacuter un estanque sobre ellas
Peacuterdidas en los estanques- En re lacioacuten con este toacutepi shyco mencionaremos algunos estanque que han tenido que ser abandonados por lo alto de las peacuterdidas
Estanque de Tumalo- Fue construiacutedo por el Estado de Oregoacuten Durante la diiexclcusioacuten del proyecto un grupo de ingenieros recomendoacute se construyera parcialmente y se hishycieran ensayos sobre su impermeabilidad este consejo no fue seguido y la represa se construyoacute de la altura proyecshytada Terminada la obra se llenoacute el estanque hasta que e l agua a lcanzoacute una altura de 20 pies sobre el orificio de salida En estas circunstancias se abrioacute un hueco en el fondo que descargaba 200 pies cuacutebicos por segundo y que raacutepidamente vacioacute el estanque Este hueco fue taponado y vuelto a llenar el receptaacuteculo pero las nuevas grietas que se abrieron no permitie-ron que el agua volviera a alcanzar la altura inicial Las peacuterdidas subieron tanto que le quitashyron todo valor al estanque como lugar de almacenamiento
Estanque Hondo- Cerca de Roswell Nuevo Meacutejico se construyoacute este estanque aprovechando una depresioacuten nashytural La depres ioacuten se aumentoacute por la unioacuten de las colinas circundantes por medio de diques El agua se suministroacute por medio de un canal de alimentacioacuten Las fugas se preshysentaron inmediatamente que estuvo lleno el estanque y
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aumentaron raacutepidamente debido al ensanchamiento de los huecos y grietas que se abrieron en el fondo Muchos esshyfuerzos se hicieron para restringir las peacuterdidas pero tedas fracasaron y el estanque tuvo que ser abandonado
La roca de la regioacuten era principalmente yeso que coshymo anteriormente se dijo es inapropiado para este in ya que en estas formaciones se encuentran muchas cavernas Es seguro que la depresioacuten que se escogioacute para el almacenashymiento se formoacute debido al hundimiento de alguna caverna
Las siguientes recomendaciones generales pueden ser de alguna utilidad para la escogencia del lugar apropiado
l- Eviacutetense los lugares cercanos a las formaciones de y eso y cal
2- -Las fcrmaciones volcaacutenicas deben estudiarse cuidashydosamente pues en ellas es corriente encontrar grietas o cavidades
3- Las areniscas de grano grueso ofrecen alguacuten peligro
4- Las depresiones naturales no son recomendables y deben evitarse si se encuentral1 en las cercaniacuteas de rocas cavernosas o si reposan sobre material grueso que ofrece salida faacutecil al agua
Sedimentacioacuten en los estanques- Sabemos que todas las corrientes naturales eradan sus canales y llevan maacutes e menos limo en suspensioacuten Cuando se concluye una re presa a traveacutes de una corriente la sedimentacioacuten de los limos debida a l estancamiento del agua puede llegar a disminuiacuter grandemente la capacidad del estanque si n o e remueve
El problema relativo a la sedimentacioacuten en los estan ques construiacutedos sobre corrientes portadoras de limo ha sishydo cuidIdosamente estudiado y se han expuesto muchas teoriacuteas sobre su solucioacuten pero ninguna de ellas ha sido confirmdcr por la pTaacutectica
Se han hecho muchos esfuerzos para determinar el factor exacto que exprese la relacioacuten entre el peso de un limo seco obtenido por observacioacuten y el volumen del misshymo limo como se deposita en el fondo de los estanques
La tabla siguiente muestra el resultado de cuatro enshysayos
-- 1542 -shy
Observedor Peso de I P C Limo huacutemedo Lbs
Limo seco P2S0 Lbs
Densidad
Follet Coghlcm Hughes Lawson
Promedio
1047 89 5
530 923 76 1 860 770
264 255 260
Las variaciones se deben en parte al diferente caraacutecshyter y peso de los limos ensayados Por esto el promedio (77 lbs pie cuacutebico) soacutelo debe tomarse como un va lor aproximado
El80bierno de los EE UU ha hecho observaciones sistemaacuteticas del limo que lleva el Riacuteo Grande desde 1897 hasta 1912 W N Folle es tudioacute cuiciadosamente las dishyversas observaciones y los resultados por eacutel obtenidos opashyrecen compendiados en la siguiente obla
Antildeo Aguaiacute acres pies Limo- Limo - acre s pies
Las observaciones se hicieron de la siguiente manera Se tomaron muestras del agua turbia del riacuteo se removioacute el limo por sedimentacioacuten y filtracioacuten se le secoacute a 60deg e y lueacutego se le p2SOacute Los porcientajes son por volumen y
se les calculoacute tomando como base que un pie cuacutebico de lim o en el estanque pesa despueacutes de secado 53 lbs
Despueacutes de considerar los resultados de los experimenshytos efectuados en India y Ameacuterica Etcheverry concluye asiacute
I- Un pie cuacutebico de limo saturado sedimentado en un tubo por un antildeo contiene alrededor de 30 lbs de limo seco El porcientaje por volumen de lodo saturado es jgual al porcientaje por peso multiplicado por 2l
2- Un pie cuacutebico de limo huacutemedo como se deposita bajo condiciones naturales el por volumen de lodo huacutemiddotmiddot medo es igual al por peso multiplicado por 12
3- Un pie cuacutebico de lodo seco pesa alrededor de 90 lbs
Remocioacuten del limo depositado- La represa Assuan en Egipto forma sobre el Nilo un estcnque de gran capacidad y considerable volumen de limo La gran capacidad del estanque se debe principalmente a la suave pendiente del riacuteo pues debido a eacutesta la represa logra represar las aguas unas 40 millas aguas arriba formando asiacute un estanque largo pero angosto La represa estaacute provista de 180 comshypuertas que permanecen abiertas mientras dura la crecida anual permitiendo asiacute que la corriente torrencial arrastre su linIO a traveacutes del estanque y al mismo tiempo saque parte del que se depositoacute el antildeo anterior
Este meacutetodo de remocioacuten parece ser efectivo pues sosshytiene la capacidad de almacenamiento para las necesidashydes actuales del riego pero eacutel exige el gasto de la mayor parte del agua en antildeos normales y su eficiencia depende mucho de las circunstancias locales (estanque angosto) pues bajo estas condiciones una corriente raacutepida es muy efectishyva para sacar el sedimento depositado Por otra parte las variaciones del Nilo son tan regulares que permiten la ashydopcioacuten de un programa predeterminado lo que es geneshyralmente imposible en otras corrientes
La combinacioacuten de estas condiciones es tan rara que la solucioacuten adoptada no tiene ap~icacioacuten en la mayoriacutea de
-- 1544-shy
los casos y presenta por lo tanlo muy poco in tereacutes como solucioacuten general al problema de que nO$ ocupamos
El ingeniero norteamericano W W Follelt propuso el siguienl meacutetod0 para ramover el limo del estanque Eleshyphanl Bulte
En lo mitad del estanque se construiraacute una pequentildea represa de 40- 50 pies de altura formando asiacute un pequeshyntildeo estanque dentro del principal Esia pequentildea represa esshytaraacute provista de una torre de esclultas eacutestas daraacuten acceso a un conducto que desembocaraacute en el valle pasando por la represo principal
Cuando el estaiexclque principal se esteacute llenando e l peshyquentildeo recibiraacute el agua del riacuteo y gran parte del limo se depositaraacute en eacutel an tes de que el agua pase por sus vershytederos al principal Cuando el estanque pequentildeo esteacute poshyco lleno las aguas turbias se haraacuten pasar por el conducto arrastraraacuten el limo depositado en el pequentildeo estanque y llevaraacuten su carga fertilizante a los regadiacuteos Si se necesishytare agua adicional se sacaraacute del estanque principal
La principal ventaja de este meacutetodo estriba en que con serva las propiedades fertilizantes del agua aumentando asiacute la fertilidad de las tierras que con ella se rieguen
3-Corrientes de aciexclua- La derivacioacuten de una corrienshyte de agua abarca esencialmente tres obras Una barrera un sistema de compuertas y un canal de derivacioacuten
La barrera se dispone a traveacutes de la corriente debajo de la presa de agua y en el lugar donde las orillas esteacuten maacutes cercanas Ella levanta los aguas y las conduce al cashynal de derivacioacuten
El tipo de la barrera depende del caudal de la corrienshyte que se quiere derivar
En un simple arroyo la oparacioacuten es sencilliacutesima Alshygunas piedras grandes y troncos de aacuterboles bastan para establecer barreras muy resistentes Las figuas I y 2 exshyplican la disposicioacuten de una de estas barreras Siempre conshyviene proteger con un zampeado de madera o piedra la parte maacutes abajo de ~a barrera para evitar el desgaste en las avenidas
Crevat describe asiacute las cbras de una presa de agua en el riacuteo Ain Uno de los problemas maacutes difiacuteciles en un proshy
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Planta dfgt la burrera rUacuteili( ~a c ll yo lorlf rtmiddotnr(iexcl ~ 1ta lJ rilo 2
yecto de derivacioacuten es el establecimiento de la presa de agua sobre todo cuando el riacuteo es ancho y torrencial Y hay que prevenir la invasioacuten del cascajo y la arena gruesa
Cuando sea posible conviene aprovechar un recodo del riacuteo donde disminuye la velocidad y por consiguiente au-
Fig 2 HI1TIra 1I1~li( a tn IIn arroyo COrl ~ ( g Uacutell A B (Itshy la fi~ 1
- 1546 shy
menta la altura del agua En la orilla (Fig 3) se construye con grandes piedras talladas un muro de 30 mts de lonshygitud cuya base al nivel de las aguas bajas estaacute proteshygida por un enlosado de cemento de 3 mts de ancho para facilitar el deslizamiento del cascajo que puede ser consishyderable durante las crecidas
Este muro A por tener que servir de vertedero es vershytical por la parte del riacuteo con 030 mts de altura sobre el nivel de la orilla y estaacute sostenido exteriormente por un tashylud de cemento de muy alargada pendiente que forma el
Plano timiddot una harrera y toma dI aglla
fondo de un pequentildeo depoacutesito B faacutecilmente vaciable desshypueacutes de las crecidas por medio de una gran compuerta
En la parte inferior del depoacutesito B hay que establecer un macizo de mamposteriacutea que forma la cabeza del canal F en el que se habraacuten abierto dos tuacuteneles e de dos meshytros de anchura y un metro de altura cuya entrada puede cerrarse con compuertas de hierro reforzadas con nervios El agua al pasar por estos dos tuacuteneles desemboca en el canal de derivacioacuten F que alliacute debe ser poco profundo pero ancho (5 mts) estrechaacutendose en seguida progresivashy
menle hasta que alcance el tiro de agua y anchura norshymales
Fn el muro de defensa A del recipiente B se coloca lna compuerta inmediatamente delante de la~ aberturas de toma d9 agua y debajo de la barrera
Transversalmeiexclte al riacuteo y en el extremo inferior de l vertedero se construye un soacutelido zampeado de fondo E recshytiliacuteneo algo maacutes alto quoacute el fondo leI riacuteo y que se vaya eevando un poco hacia la derecha d se eleva de 050 el nivel de la corriente y se echa nuevamente contra el vershytedero A xl propio tiempo que se ancha un poco el cauce
Chaipeniier de Cossigny habla de una barrera de cashyballetes que con frecuencia se ve en el sur de Francia
Para estableceo a traveacutes del caue del riacuteo se fijan una serie de caballetes como lo representan las figuras 4 y S donde A es una estaca gruesa inclinashyda y C C los sosteshynes Sobre estos cabashylletes se clava una seshyrie de tablas sobre las
Fi2~ 5 cuales se echa desde riacuteo arriba grava RiacuteoFrente de una brre13 de caJallrlt s
- 1548 shy
abajo se defiende al pie de la obra con pentildeascos sosshytenidos con estacas
Las barreras importantes se construyen de piedra o de cemento empezando por trazar el armazoacuten de la barrera Aprovechando la eacutepoca del arlO en que el riacuteo lleva poca agua se clavan a traveacutes una serie de soacutelidas estacas cushyyos extremos superiores delineuroan el perfil transversal de la barrera Estas estacas se unen entre siacute y en ambos senshytidos por medio de cruceros Entre elios se hincan tablones Terminada la armazoacuten se llenan los huecos con guijarros y piedras y lueacutego se rellenan los intersticios con grava y tierra La parte superior de la barrera se recubre con un thecho de carpinteriacutea o bien con losas que formen una esshypecie de embaldosado entre los cruceros
A fin de obtener una barrera maacutes fuerte se puede hashycer la siguiente variacioacuten Una vez terminada la armazoacuten se colocan apoyados conira los tab~ones sacos llenos de cemento que no tarda en f~aguar Estos sacos forman un muro muy resistente Se acaba de construiacuter la barrera lleshynando con cemento el interior limitado por el muro La cashyra superior se resguarda de la accioacuten del agua con un reshyvestimiento de mortero hidraacuteulico para el cual se puede emplear ladrillos
Las compuertas colocadas a la entrada del canal comshypletan el conjunto de las obras de derivacioacuten y sirven para llevor el agua de uno a otro canal
Hay considerable nuacutemero de modelos de compuertas desde las mayores que se aplican para cerrar los canales hasta las menores para abrir y cerrar las atarjeas En prinshycipio una compu9rta se compone de un quicio horizontal que ocupa el fondo del agua y dos montantes verticales ~obre los que se desliza el ventanillo enlazados por un dintel en el extremo superior El quicio y los montantes pueden ser de madera o de piedra El ventanillo es la parshyte movible de la compuerta y se acciona ya a mano ya por medio dG palanca o cremalera seguacuten el tamantildeo Las partes superior e inferior de las compuertas deben protegershyse contra las socavaciones por planchas de madera o por construccioacuten de mamposteriacutea
En suelos flojos se draga el fondo hasta encontrar roshy
-l549 - shy
shy________ -shy _ __ ___J
s lzaltln ue IIna compllfmiddotlla
ca o tierra firme y lueacutego se pone a traveacutes una hilera de
estacas sobre la cual descansa la compuerta a cada lado
de esta primera arma zoacuten se amontonan sacos de cemento
La3 figuras 6 y 7 rlt-presentan un modelo de compuerta
ordina ria Los figuras 8 y 9 representan la compuerta p e-
r~ 7 Planta de tilla (Olllplltmiddotrta
-shy 10
qUEntildea de hierro muy pr-aacutecti ca que se emplea para abrir y cerrO las atarjeas de riego La figura 9 indica claramenshyo
te coacutemo se mantiene fija esta compuerta por medio de dos grandes piedras indinadas que pueden sustituiacuterse por dos puntales de madera
En cuanto al canal de derivacioacuten tambieacuten llamado de alimentacioacuten se ceba en la corrient de agua un poco por
P t(JlUntildea compucrta para atarjta~ lit Jil~o
encima de la barrem Abierto o cerrado por una compuerta debe seguir en su trazado la parte superior del te rreno y presentar el mayor relieve posible Maacutes adelante hablar8shymas sobre eacutel
Evaluacioacuten del caudal de una corrienle- El caudal de una corriente de agua es igual al producto del aacuterea de io seccioacuten bantildeada por la veloc idad media por segundo del agua
r-iacute~ 9
l a middotolllpllrla dmiddot la fiiexcl 8 olorarla en la otnlrada d e 1 alarju
Es necesario obtener el perfil de la corriente en varios lugares y promediar los resultados Para obtener un periil se tiende una cuerda de una a otra orilla perpendicuarmiddot mente a la direccioacuten de la corriente y lo maacutes cerca posib~ de su superficie A distancias regulares sentildealadas en la cuerda se practican sondeos que dan la profundidad d e l
- 1551 shy
agua en cada una de las divisiones Obtenido el perfil con estos datos se sumaraacuten los trapecios parciales para obtAshyner el aacuterea de la seccioacuten dantildeada
La velocidad media de ~ agua se deduce de la velocishydad media en la superficie es igual al producto de eacutesta por el coeficiente 08 en los canales y riacuteos de dimensiones medianas y po 06887 en arroyos y atarjeas La velocidad en la superficie puede calcularse faacutecilmente de la siguienshyte manera A unos 3CJL-40 metros Daacutes arriba del paraje cuyo p3rfil se ha encontrado se echan unos cilindros de madera gruesa o corcho y con un cronoacutemetro se cuenta e l tiempo que gastan en recorrer la distancia comprendida enshytre el Jugar donde se echaron y olro previamente fijado 30-40 mIs maacutes abajo del lugar del perfil La operacioacuten debe repetirse varias veces y promediar los resultados
En vez de valerse del flotador para determinar la vsshylocidad de la corriente suelen emplearse los medidores de velocidad o corriente (Current Meter) Existen varios modeshylos de estos aparatos los maacutes usados son el de Haskell y
61 de Price En el modelo Price existen dos tipos el eleacutecshytrico y el acuacutestico Por se r estos aparatos suficientemente conocidos y venir acompantildeados de instrucciones para su uso no nos detenemos a explicarlos
Cuando el cauce es de seccioacuten bastante regular es preferible usar una compuerta para medir el caudal
Compuerta rectangular- De sus experimentos con esta clase de compuertas Francis dedujo la siguiente foacutermula
Q = 333 H (L - 02 H) siendo Q = descarga en pies cuacutebicos por segundo L = longitud de la compuerta 6n pies H = altura del agua sobre la compuerta en pies Cuando la velocidad de aproximacioacuten tiene un valor
suficientemente alto para afectar los resultados deben hushycerse las correcciones necesarias Francis propuso la sishyguiente foacutermula para este caso
Q = 333 (L - 02 H) [ (h HYh - h~h 1 donde h = allura debida a la velocidad de aproximacioacuten
Compuerta de Cippoletti- Las foacutermulas correspondienshytes a los dos casos mendonados para la compuerta regushylar son
Las figuras 10 y 11 representan la compuerta rectangushylar y la de Cippolstt i respectivamente
CAPITULO V
Uso de bombas para el riego
La praacutectico de elevar agua de un nivel inferior a otro superior para usarlo en el riego es sin duda tan antigua
1553 shy
como el riego mIsmo En China India y otros paiacuteses orienmiddot tales todaviacutea se acostumbra regar tiel ras maacutes ollas que los canales que conducen el agua elevaacutendola con potencio
bullhumana c animal unos pocos pies Naturalmenta que e~to
se puede efectuar soacuteo cuando la altura es moderada y el trabajo muy barato
Molinos de vienlo- La fuerza del vienio se empleoacute prishymitivamente para las necesidades del riego y auacuten hoy se usa frecwmtemente para elevar aguo de pozos para 103
necesidades domeacutesticas y para el riego de jardines y peshyquentildeos huertos Aunque la fuerza no represente gasto alshyguno el bombeo por medio de molinos de viento resulta en promedio maacutes costoso que cualquier otro meacutetodo excepshytuando aquellos que usan fuerza animal Esto se debe a la pequentildea potencia desarrol ~ada por estos aparatos la inshyconstancio del vie~to y la gran atencioacuten y reparacioacuten que exigen los molinos de viento Por estas razones el costo del bombeo por este sistema hace prohibitivo su empleo exshycepto para cultivos intensos de pequentildeos tarrenos donde se esperan grandes beneficios
Los molinos de viento se usan extensamente en el vashylle de San Joaquiacuten (California) y en los grandes llanos de las Montantildeas Rocosas para obtener agua para el riego El principal inconveniente de estos molinos es su insegushyridad pues su funcionamiento depende completamente de la fuerza del viento
A causa de esta inseguridad los molinos nunca deben usarse para regar sin proveerse de un estanque ampliO pashyra almacenar el agua Debe instalarse un recipiente de gran capacidad a fin de poder almacenar el agua durante los diacuteas que no se la usa para regar Este recipiente se puede obtener usando uno de los tanques elevados que suminisshytran los constructores de molinos de viento o si el molino se puede instalar en un punto alto de la hacienda se pueshyde excavar un estanque paro el almacenamiento
En promedio se necesita una velocidad del viento 5- 6 millas por hora para mover un molino La tabla siguiente da la fuerza del viento para las velocidades ordinarias
-1554
Velocidad del viento y potencia
Millas por Pie por Presioacuten Millas por Pies por Presioacuten
La tabla siguiente tomada de un trabajo de Mr A R Wolff sobre molinos de viento muestra la capacidad y
economiacutea de un molino experimental con rueda de distinshyto diaacutemetro asumiendo una velocidad promedio del vienshyto de 10 millas por hora durante ocho diarias
CAPACIDAD DE LOS MOLINOS DE VIENTO
Tamantildeo Rtvoluclunes Galones de agua levantados por minuto H P de la rueda de la rueda bull una altura de desarrollados
pie
25 50 75 100 150 200
ID no-u lB fjfj tiu 41 1112 l~ ij-HO t3 n u 11 8 8 1 O ~ I H iexclO-i 4bull 1 ~~ 6 ) -I ~ 1U 1 S -l 02- Hi ~I-iexclO ji -U JI (iexcl 1liacute JI 1 98 SO 0 11 18 10- (- 911 j2 2middot1-1 J1 J ) D I ~n 1 bull -40 1lfI UI 1 IO X l J ~ JI l I I O1X 2J W-li ~ 124 J01 0 111) 40 1 Hi3 ~H1 134
- 1555 shy
Al disentildear un molino de viento para bombear agua deben considerarse dos cosas El momento de torsioacuten y la velocidad de la rueda en relacioacuten con la de la bomba La primera debe ser lo maacutes gronde posible a fin de que el molino arranque con un viento suave la segunda no debe ser muy alta para las bombas en un molino pequentildeo ni demasiado baja para uno grande De lo anterior deducimos que el tamantildeo de un molino es un elemento importante en el arreglo de sus aspas
El aacutengulo entre cualquier porcioacuten de una aspa y el plano de la rueda se denomina aacutengulo del viento para obtener el mayor momento de torsioacuten al arranque este aacutenshygulo debe ser el complemento de los mejores aacutengulos de incidencia o entre 70deg- 55 Se ha Encontrado en la praacutecshytica que el aacutengulo del viento no alcanza estos valores sienshydo muy recomendable usar 43deg La tabla siguiente da los resultados de los experimentos de J A Griffith con cinco clases de molinos norteamericanos
CAPACIDAD Y EFICIENCIA
STOVER
Diaacutemetro exterior de la rueda pies 115 inferior 45
Area bruta de la rueda pies cuadrados 1040 Angulo del viento en la extremidad exterior de las aspas 43 Diaacutemetro y carrera de la bomba pulgadas 3 X 4 Altura promedio del agua durante el ensayo pies 292
A maacutexima eficiencia
Ve locidad del viento millas por hora 58 Velocidad del molino revoluciones por minuto 130 H P 0011 H P por 100 pies cuadrados de aacuterea bruta 0011 Eficiencia neta maacutexima tanto por ciento 87
-- J556 --shy
Promedio de 100 horas localidad bonancible
Promedio del agua elevada galones por hora 1530 Promedio de los H P desarrollados por l 00 pies~ 0022
0023 Eficiencia neta maacutexima 21
Promedio de 100 horas localidad borrascosa
Promedio del agua elevada galones por hora 2870 Promedio de los H P desarrollados por 100 pies~ 0041
0043 Eficiencia neta maacutexima 028
De varios molinos
Parkins ~fthoue Allhouse Carlyle
16 1416 1016 983 60 45 383 416
2010 1570 81 800 36 30 5028u
3 X lOyiexcl 3 X 10 3 X 4 58 3 X 4 liquest 39 663 387 307
---shyMaacutequinas de combustioacuten interna- Las maacutequinas moshy
de rnas de combuslioacuten interna de gas y vapor no soacutelo con-sum e 1 pJCo combustible sino que son adaptabI8s unishydades pequentildeas ademaacutes req u ieren poca vigilancia para un buen manejo y las reparaciones se efectuacutean faacutecilmenshyte Estas ve1 tajas importantes hcn heclo generalizar el uso de esta clase de maacutequinas
Maacutequinas de vapor- A lgunas de la s maacutes grandes planshytas d2 bombas para riego usan el vapor como fuerza moshyIriz En las islas Hawai se emplean grandes bombas moshyvida s por vapor para e levar agua a 550 pies y regar cantildea de azuacutear Grandes plantas a vapor se emplean para eleshyvar grandes can tidades de agua a pequentildeas alturas y reshygar las plan taciones de arroz en Louisiana (EE UU ) Las grandes plantas usan la maacutequina reciacuteproca y la bomba directamente conectada En algunos casos se puede obteshyner mayoiexcl- eficiencia usando turbinas de vapor las que por su alta velocidad S9 prestan para mover generadores eleacutecshytricos los cuales a su vez pueden suplir corriente a bombas instaladas en dist intos pun tos Es te meacutetodo de distribucioacuten es especia lmen te venta joso cuando el agua se obtiene de muchos pozos El costo de esta clase de plantas estaacute geneshyralmente fuera del alcance individual y por esto la mayoshyriacutea de ellas son manejadas por grandes compantildeiacuteas o por Jos municipalidades
Bombas- La bomba centriacutefuga es la maacutes usada para regar
La bomba centriacutefuga eleva el agua por medio de un disco provisto de cuchillas curvas que giran raacutepidamente dentro de una caacutemara que se ajusta lo maacutes posible dejanshydo el juego necesario para el movimiento raacutepido Las cushychillas fuerzan el agua a traveacutes del tubo de salida Algunas veces se sumergen dentro del agua que va a bombearse
-- 1558-shy
o se colocan unos pocos p ies encima del n ivel del agu a
en cuy o caso se necesita cebarlas
La bomba centriacute fuga es la maacutes recomendable cuando
se tr Ita de elevar grandes cantidades de agua a pequentildeas
a lturas Sus principales ven tajas son sencillez seguridad
bajo cos to y poca probabilidad de dantildeo por c ieno etc
Cuando hcm sido biEn d isentildeadas acanzan eficiencias de
maacutes de 80 para altu ras de 30- 60 pies Las peacuterdidas a
la entrada del tubo de succioacuten yola sal ida del de desshy
carga se d isminuyen grandemente ensanchaacutendolos progreshy
sivamente al salir de la bomba
El profesor W B Gregory da la siguiente tabla para
ilustrar la ventaja qu e se obtiene al ensanchar los tubos
de succioacuten y descarga
BOMBA CENTRIFUGA - ALTURA DE ELEVACION 5 PIES
Peacuterdida de Peacuterdid a de Pda por fr ic-Forma del tubo altura a la altura bull la cioacute usando Altura Bnfic~
a 3 028 031 024 583 240 291 a 4 009 0 10 02 4 543 280 340
----shyAriete hidraacuteulico- Es ta maacutequina usa un gran v o lumen
de agua que cae de una pequentildea altura para elevar una
cantidad menor de agua a una altura mayor
En este aparato un tubo A conduce el agua a la caja
de la vaacutelvu la B ~ l tubo estaacute en comun icacioacuten con la caacuteshy
mara de a ire C de la cual arra nra e l tubo de descarga D
La vaacutelvula B s(~ abi e hacia abajo y se hace de un peso
tal que permanezca abierta cuando el agua circule a veshy
locidad moderada pero se c ierre raacutepidamente cuando la
velocidad del agua a lcance un valor determinado Cuando
la vaacute~vula se cierra el agu a se detiene suacutebitamente proshy
duciendo un golpe de ariete que abre la vaacutelvula de la caacuteshy
mara de aire comprimiendo eacuteste y haciendo pasar una
parte d e eacutel al tubo de descarga Cuando se iguala la preshy
-- 1)59-shy
sioacuten la vaacutelvula de la caacutemara de aire se cierra pero el flujo en el tubo D continuacutea durante un periacuteodo corto a caushysa de la expansioacuten del aire comprimido en la caacutemara C Como el aire de esta caacutemara es absorbido gradualmente y expulsado por el agua debe proveerse para su renuevo pues de otra manera la elici-encia del ariete disminuiriacutea Cuando el agua en el tubo A estaacute detenida la vaacutelvula B cae el agua empieza a moverse y el proceso se repite
El flujo de un ariete hidraacuteulico es pues una serie de pulsaciones y a cada impuso debe vampncerse la inercia de la columna de agua que se encuentra en el tubo D Si dos arietes se conectan en el mismo tubo de descarga pero de tal manera que sus pulsaciores no coincidan la descarga seraacute maacutes continua y se economizaraacute energiacutea estas ventashyjas se obtienen en mayor escala al aumentar el nuacutemero de arietes conectados Veacutease fig 12
i)
rs 2 l iacute
llUSlraciuacuten dd prin cipill dd ik hiJraacuteulicu
CAPITULO VI
Canales y alarieas de riego
Cualquiera que sea el meacutetodo de riego que se haya esshycogido su praacutectica requiere cierto nuacutemero de canales y atarieas Vamos a definir estos canales y atarjeas y a inshydicar las principales consideraciones que rigen su consshytruccioacuten
Todo riego supone una presa de agua en un canal riacuteo etc Esta agua por medio de un canal de derivacioacuten se
--1560shy- -
lleva a los regadiacuteos De cua lquier forma que sea en eacutel o en sus ra mificac iones na cen y se alimen ton zan jas de meshynores dimensiones llamadas atarjeas de distribucioacuten las cuales llevan el agua a las atarieas de riego
Como todo riego debe ir acompantildeado de una desecashycioacuten del suelo es necesario construIacuter atarjeas de desaguumle que lleven el agua usada a los canales de evacuacioacuten En ciertos casos las atarjeas de riego una vez vaciacutea s sirshyven para el desaguumle
Seccioacuten de los canales y de las atarieas- Los canale s de a limentacioacuten de distribucioacuten y de evacuacioacuten tienen seccioacuten trapezoidal (Fig 13) Las otarjeas de riego y de desshyaguumle son rectangulares (Fig 14) Soacutelo miden 5-15 ctms de profundidad
Un canal de riego se com pone de las siguientes parshytes (ver lig 13)
El fondo D F sobre e l cual fl uye e l agua
-1561
La altura O E = h del egua Las banquetas A B H 1 que sostienen el agua por cashy
da lado Los taludes formados por las caras laterales B D F H El periacutemetro mojado P o la lopgitud e D + D F + F G La seccioacuten uacutetil S del canal eo la superficie que tiene
por base G C y D F y por a~ tura O E El radio medkl R es igual a S P La pendiente de Jos taludes m se determina por la
relacioacuten G Kj F K
Pendiente de los taludes de los canales y de las aacutetarshyjeas principales- Las pendientes de los taludes dependen de la natura leza del terreno Hus ta 15 ctms de profundidad son verticales Pasando de esta profundidad y para atarjeas abiertas en desfonde se dan las siguientes pendien tes
Roca m l O Arcilla pura m 1 033 = 303 Tierra arcillosa m 1 05 200 Tierra arenosa m 1 15 = 066
Para Jos taluds de fosos cmstruiacutedos en terrapleacuten
Arcilla pura m 1 05 = 200 Tierra arcillosa m 1 075 = 133 Tierra arenosa m 1 225 = 044
Para el mismo terreno si m es la inclinacioacuten del tashylud en desfonde 10 inclinacioacuten m del talud de terrapleacuten es igual a
2 3 m 1 1
- +shym 2m
Pendiente de los canales--Cuanto maacutes fuerte es la penshydiente maacutes se puede reducir la seccioacuten de un canal para la misma descarga Conviene pues construiacuterlos con la mashyyor pendiente a fin de disminuiacuter los trabaj os de excavacioacuten Por otra parte hay que considerar que una pendiente fuershy
-- 1562 -shy
te disminuye por la raduccioacuten de seccJOn la superficie de contacto y por consiguiente la filtracioacuten Ademaacutes la veloshycidad del agua no debe pasar de determinados valores seguacuten el terreno pues produciriacutea erosiones en las paredes
Velocidades de las que no conviene exceder en los diferentes terrenos
Velocidad limite Pendlent
por segundo por kmt
Arcillas blandas 0152 mts 0045 mts
Arenas 0305 0136
Gravas 0609 0433
Guijarros 0914 0570
Piedras en grandes fragmentos 1220 1509
Guijarros aglomerados 1520 211 S
Rocas blandas 1830 2786
Rocas duras 3050 7342
Tambieacuten existe un liacutemite inferior de velocidad que no se debe traspasar pues se forman depoacutesitos que destruyen
los cauces Los depoacutesitos principian a formarse por debajo de una
velocidad media de 025 mts por segundo en corrientes de agua fangosa 030 cargada de
arena fina 050 mts por segundo en corrientes de agua cargada de
arena gruesa Por consiguiente la velocidad no bajaraacute de 050-080
mts en el canal principal a fin de que no se deposite la arena gruesa
No deberaacute ser inferior a 025- 040 mts en los canashyles de distribucioacuten para que en ellos se deposite la areshyna gruesa que si llegara a las atarieas de riego podriacutea ser perjudicial Como estos canales no se usan continuashymente seraacute faacutecil quitar los depoacutesitos asiacute formados
Canal de conduccioacuten- La pendiente de eacuteste depende
- 1563 shy
oel nivel de la presa de agua y de la altura de la parte maacutes alta que deba regarse
Generalmente su pendiente variacutea de 00007-00014 mts por m La velocidad no excede de 080 mts por segundo La seccioacuten es trapezoidal y debe ir disminuyendo a medishyda que el canal avanza como que tiene que servir a meshynor extensioacuten
Este canal debe estar dispuesto de tal forma que en su punto de unioacuten con el riacuteo quede su nivel maacutes baio que el quicio de la presa a fin de poder instalar un aparato de afor Siempre debe estar provisto de una compuerta de modo que sea faacutecil impedir o regular la entrada dol agua para poder efectuar reparaciones o prevenir una crecida de la corrien te alimentadora
A fin de evitar la erosioacuten conviene lapizar con ceacutesped las paredes laterales y el fondo
Atarieas de distribucioacuten- Deriacutevanse del canal de conshyduccioacuten y llevan el agua a las atarieas de riego Son casi horizontales con pendientes de 0001-0015 mts por m La velocidad del agua no debe ser inferior a 025-040 mts
Se ponen en comunicacioacuten con las atarieas de riego por medio de un tubo de aiiacuteareriacutea o de una caia rectangushylar de madera Esta abertura debe poderse cerrar con una compuerta
Atarieas de riego- E1 general deben ser tan poco proshyfundas como sea posible Con frecuencia se les da un pershyiexcljI rectangular En la unioacuten con las atcrieas de distribucioacuten pueden tener de 30- 35 clms de anche para lueacutego ir disshymi1uye1do
El fondo e3 generalmente horizontal y sus bordes esshytaacuten ligeramente inclinados seguacuten lo direccioacuten de la corrienshyte y se aproximan a medida quo se aleian de las atarieas de distribucioacuten
Atarieas de desaguumle--Las atarieas de desaguumle recogen las agu)s despueacutes de regar y la3 llevan a los canales de evacuacioacuten Son doblemente uacutetiles pues secan el suelo y
permiten volver a usar las aguas para el riego de nuevas extensiones
- 1564shy
Los bordes estaacuten cortados verticalmente Su anchura ordinariamente es de O l5- --030 mts
Canales de evacuacioacuten- El ca nal de evacuacioacuten recishybe el agua de los desaguumles y la conduce al riacuteo o a regar otras tierras Debe ocupa r lo parte maacutes baja del terreno Debe tener una seccioacuten suficiente para el agua que recibe Tiene forma trapezoida Sus paredes deben protegerse conshytra el desgaste por medio de ceacutesped
Caacutelculo de las dimensiones de los canales y de las atarjeas principales- Hemos dicho que la seccioacuten de los canales y atarjeas principales es trapezoidal La seCClOn de las secundarias es triangular o rectangular Generalmenshyte no S9 ca~culan Es necesario determinar lo maacutes exactashymente posible las dimen5iones de los canales y atorjeas principales Las foacutermulas emp16cdas dan resultados aproxishymados que la experiencia modifica A continuacioacuten damos las foacutermulas de Darcy perfecc ionadas por M Bazin
ConsideremQs la seccioacuten re presentada en la fig 13 Y llamemos
1 D F = longitud del fondo
h O E = la altura
S aacuterea de la seccioacuten
U velocidad mediacutea del agua velocidad media en la superficie X 080
Q = descarga
I = la pendi2nte
P periacutemetro moiado
R = radio medio
Estas cantidades estaacuten relacionadas de la siguiente mashynera
(1) R I = b U~ oacute U = C RT(2)
(3) Q = S U Oacute Q = S C rRI (4)
C = 1 b es un coeficiente que depende de la rugoshysidad de las paredes del canal M Bazin ha expresado su valor asiacute
1565 - shy
87
C = 1 Vb = - ---- + tiacute
VR ltiacute tiene los siguientes valores
Paredes muy lisas (cemento madera lisa) tiacute = 006 Paredes lisas (taba ladrillo) tiacute = 016
poco lisas de mamposteriacutea tiacute = 046 de naturaleza mixta Ciacute = 085
Canales de tierra en condicion3s ordinarias tiacute 130 Canales de tierra con resistencia excepcional tiacute = 175
Maacutes adelante daremos los valores del coeficiente C en funcioacuten del radio R y los valores del coeficiente o de la loacutermua (l) corre3pondientes a los valores dAl coeficiente
C = 1 vT-
Ganguillet y Kulter adoptan tambieacuten la foacutermula
u C RTpero daacutendole a C el siguiente valor
O 00155
23 + + n
C 000155
1+ 23 + --- n
( ) V R
El nuacutemero n variacutea con la naturaleza de las paredAS y tiene los siguientes valores
n ln Paredes muy uniformes ceuromento madera
cepillada 0010 100 Paredes linos piedra tallada ladriilos 0013 77 Paredes poso uniformes 0017 58 Paredes rugosas piedras en bruto 0020 50 Paredes de tierra 0025 40 Paredes de grava 0030 33 Paredes irregulares de grava y mal cuidadas 0035 29 Paredes muy irregulares 0040 35
- 1566 shy
Las dJmensiones de los canal83 deben 118nar otras conshydiciones que determinan las foacutermulas anteriores
En primer lugar la tangente trigonomeacutetrica m queda determinada por la naturaleza del terreno Luego si circunsshytancias especiales no exigen la adopcioacuten de una profundishydad conviene dadas 1 y m dar a la seccioacuten la forma que corresponda a la maacutexima descarga por unidad de aacuterea de ella Esta seraacute evidentemente la seccioacuten maacutes econoacuteshymica De la foacutermula (3) Q = S U deducimos que para una superliacutecie dada S la descarga Q es maacutexima con U POI
consiguiente para una pendiente dada y teniendo en cuen shyta la foacutermula (2) U = e VRT con R o tambieacuten pll8sto que R = S P cuando P es miacutenimo
D8 la Hg 14 deducimos que
(5) S h (1 + h m)
(6) P + 2 h m V1 + m~ (6) P = I + 2 hmv 1 + m~
S h ( I + hm) (7) R
P + 2 hm 1 + m~ y por caacutelculo deducimos que P es miacutenimo cuando
h + V I + m~ (8)
2 ro
En este caso los lados B D H F D F son tangentes a Jo circunferencia descrita desde O como centro y con h como radio
Si sustiacutetuIacutemos en (7) 1 por su valor sacado de (8) obshytendremos
2 m h h ( + hm)
+ VI + m (9) R +
2 mh 2h V 1 + m~
+ ml+vl+ m~
- 1567 shy
--- -
1+ iexcl-1 + rn~ ]iexcl 2 = X
rn 4
es decir el radio medio es igual a la mitad de lu profunshydidad del agua
La relacioacuten h 1 que determina la seccioacuten oacuteptima soacuteshylo depeeacutelde para S e 1 dados del valor m El valor de h 1 en (8) permite calcular faacutecilmente h y 1 conociendo S y m Reempazando 1 por su valor en funcioacuten de h en la ecuashyc ioacuten (5) 1endremos
(lO) S =
( h
2 m h
1 + 1 1 + m~ h+-111
)
h~ 2 l 1-+ m~ -----shy 1
m
mS lh
11 J J h = ( 2 V 1 + m - 1 )
Seguacuten esto S2 ve que cuanio maacutes se acerquen los taludes del canal a la vertical mayor es h y por consiguienshyte R Conviene adoptar para R el mayor valor posible pues asiacute no disminuye la anchura del canal de pendiente dada 1 y se aumenta la velocidad media d el agua que es proshyporcional a R
Cuando las circunstancias obligan la adopcioacuten de una profundidad determinada la ecuacioacuten S = h (l + h m) soacutelo contiene la incoacutegnita 1
Empleo de las foacutermulas uso de las tablas ejemplos middotnumeacutericos--Los problsmas que se presentan maacutes frecuenshytemente son
I- Conocida la seccioacuten transversal de un canal y su pendiente calcular su descarga
JI- Conocido el rendimiento del canal y su pendiente
- 1571 shy
calcular las dimensiones que debe tener su seccioacuten transshyversal y la velocidad media del agua
CASO iexcl- Se a plican las siguientes foacutermulas
h (1 + h m) (S) S = h (1 + h m) (7) R
1 + 2 h 1 + m~
m
y lueacutego
(2) U = C m 1)Y2 (1) Q _ S C (R 1) 1j~
La foacutermula (S) ncs do e l aacuterea la (1) el radio medio pues h I Y 111 SO1 conocidos Las foacutermulas (2 y 4) permiten ca lcular U y Q
EJEMPLO Calcular el rendimie llto de un canal de ti eshyITU sabiendo que 1 = lmts h = 121 1 = 00002 y la inclinacioacuten de los taludes es 45
La aplicacioacuten de las foacutermulas (5 y 7) nos da
S = 2867 mts~ y R = 060 mts
El valor de C seguacuten la tabla de Bazin es 325 y seguacuten la de Kutte r 35 Tomamos e l promedio de estos dos valoshyres o sea 3375
Aplicando las foacutermulas (4 y 2) obtendremos
Q = 098 mts y U 037 mts
CASO II- Si existen circunstancias que obliguen a adopshytar una profundidad determinada se aplicaraacuten las foacutermushylas de la seccioacuten maacutes ventajosa es decir las foacutermulas sishyguientes bull
Q~m S (9) h b U~ b - shy~ (1 + m~ )11 ) = 2 R (l) R I
12 - 1) S~
Se principiaraacute por adoptar para b un valor provisional y para escogerlo seguacuten el rendimiento se evaluaraacute el vashylor posible de R y por consiguiente el de C seguacuten la tashybla de Bazin La tabla de los valores de b daraacute un valor que se adoptaraacute provisionalmente Una vez hallado el vashy
- 1572 shy
lar da R se rectificaraacute e l de b Se volveraacute a calcular R y
se continuaraacuten estas aproximaciones hasta que se encuenshytren para C y b valores que no difieran sensiblemente de Jos anteriores La ecuacioacuten (1) contendraacute R elevada a la quinta potencia y deberaacute resolverse por logaritmos
EJEMPLO Un canal debe tener un rendimiento de 2 lIltS de agua por segundo con una pendiente de 00002 por mts Cuaacutel debe ser su perfil transversal en la tierra con taludes inclinados 45
Supongamos R = 1 mt entonces seguacuten la tabla d e Bozin C = 378 y seguacuten lo de Kutte r C = 40 Toma mos 81 pro lllcd io C = 389 Para b obtenemos 000066
In
Lu IOacuteI JI1 U 111 (0) du x
Pero s iendo m 1 sacamos
m 0547
y obte ndremos 4R~ S 4W
0547
Lo foacutermula (1) nos da
R X 00002 000066 4
S~
R S~ 132
y sustituyendo S po~ su valor
16 R
(0547F 132 R 075
Seguacuten las tablas de Bazin y Kutter los valores respecshytivos de C pondiente de b tend
son de b remos
348 es
y 00
37 Adoptamos 0077 Sustituyendo
359 este
el valor nuevo
corresshyvalor
- shy 1573 shy
4 4 R~ 0547 S TI X 00002 000077 (
s~
R = 075
Lo vola re s d~ e y de b no difieren sonsibloTrl ento de los que acabamos de adoptar Tomaremos pues para TI el va le r 076 mis entoncos h = 152
4 (076 )~
S 442 Jll l s ~
0547
Q 2
u 047 mts S 422
La foacutermula (8) permite dete rmina r l
2 m h 2 X 152 126 y e l problema
1 + ( + m~)Y2 1 + (2)1
queda resuelto Pero puede ocurrir que por circunstancias especiales no
se pueda adoptar el perfil maacutes econoacutemico Entonces se coshynoc 3 la profundidad h o la anchura 1 por lo tanto
S = h (1 + h m)
Q2
R 1 b --- en que R estaacute expresado en funcioacuten S2
de h y de I y permitiraacute hallar por tanteo h o I y S Supongamos que por causa de la existencia de un submiddot
suelo rocoso la profundidad del canal no debe exceder de un mI y que la descmga sea de 2 mts pOI segundo y la pendiente 00002
Procederemos asiacute
Puesto que h 9S a lo sumo igual Q 1 mI el radio meshydio puede evaluarse en 050 mts Las tablas dan para e 306 y 34 adoptamos 32 y entonces b = 000098
1574
Q2
De la ecuacioacuten R I b --- deducimos S2
000098 X 4 S~ 392 S 625
050 X 00002
La foacutermula S = h (l + h m) da 525
La foacutermula (6) nos da P = 807
s 625 R 077 mts
P 807
Se partiraacute de este nuevo valor de R para repetir los caacutelculos
Las tablas dan para R = 077 mts C = 35 y 37 Adoptamos C = 36 entonces b = 000077
Tenemos
000077 X 4 S 40 S 632 1 532
077 X 00002
P 814 Y R = 077
Adoptaremos para el perfil de este canal de 2 mts de descarga por segundo
1 = 532 h = 1 mI R = 077
La velocidad media del agua seraacute
u = Q S = 2 632 = 031 mts
CAPITULO VII
Sistemas de rieqo
Hay muchos procedimientos de riego seguacuten la naturashyleza del terreno su pendiente los cultivos o la cantidad de agua de que se dispone
- 1575 shy
A continuacioacuten describiremos los siguientes sistemas Por sumersioacuten por filtracioacuten por desbordamiento
El riego por sumersioacuten se dIvide en tres meacutetodos el ri ego por filtracioacuten en dos y el por desbordamiento tambieacuten en dos De todos eros hablaremos separadamente
Riego por sumersioacuten
El sistema d3 riego por sumersioacuten llamado tambieacuten en manta consiste en cubrir el suelo con una capa de agua que permanece sobre eacutel un tiempo maacutes o menos largo
Generalmente requiere que el terreno sea sensiblemenshyte horizontal de pendiente suave 2 0 00 a lo sumo y que no sea impermeable La superficie regable se rodea de peshyquentildeos diques Si la pendiente fuese fuerte habriacutean de ser a l tos y emplear maacutes agua con lo que se perderiacutea la prinshycipal ventaja de este sistema que es su sencillez y ecoshyncmiacutea
Este procedimiento es uno de los mejores para el rieshygo de praderas cuya pendiente sea de 1-15 mmts por metro Comprende tres meacutetodos distintos
IO-La sumersioacuten naturcl que resulta del desbordashymiento espontaacuteneo de una corriente de agua o de la inunshydacioacuten artificial proveniente del levantamiento de las aguas
29- La sumersioacuten artificial 5encilla en que las aguas permanecen estanadas mientras dura el riego
3y- La sumersioacutell atificial con cJrculacioacuten continuiexcl en que el agua ircula suavemente por la superficie del terreno sumergido
Cuando se riaga con aguas que acarrean limos y areshynas estos materiales generalmente corgados de materias fertili~antes se depositan sobre el suelo Entonces el riego por sumersioacuten va acompantildeado del erdorquinamiento
Sumersioacuten natural- Muchos terrenos estaacuten expuestos a las crecidas de las corrientes de agua que los atraviesan Esta sumersioacuten natural es fuente de grandes riquezas Tashyles s)n Egipto y las pompos de la imeacuterica del Sur En Francia grandes extensiones de ter reno deben su fertilidad a riegos perioacutedicos de esto naturaleza
Las condiciones esenciales de estos sumersiones natushy
1576 shy
rales son pendientes longitudinales muy suaves (040- 045
mts por kmt como promedio) y pendientes transversales
bastante aceurontuadus para que las aguas de las crecidas
vuelvan faacutecilmente a su cauce primitivo
Sumersioacuten artificial sencilla- Exige un suelo de poca
pendiente que no exceda de 2 0 00 a menos de restringir
mucho ia extensioacuten dE las parcelas sumergidas
Si la pendiente fuese fuerte no se depositariacutean los seshy
dimentos perdiendo asiacute este meacutetodo su principal ventaja
Ademaacutes se correriacutea el riesgo de que las aguas arrastraran
la tierra vegetal Finalmente seriacutea necesario que las cuenshycas sumergidas estuvieran rodeadas de diques muy altos
lo que hariacutea perder las ventajas econoacutemicas de este sisshy
tema
Consiste en sumergir el suelo bajo una capa de detershy
minado espesor durante un periacuteodo de tiempo variable
El terreno se divide en compartimientos regulares roshy
deados dE pequentildeos diques que retienen el agua
Generalmente las aguas despueacutes de regar un comparshy
timiento superior pasan a regar uno inferior
Los compartimientos tienen extensioacuten variable En geneshy
ral no exceden de 10-30 aacutereas Se les puede dar una anshychura de 50 mts y una longitud variable seguacuten la pendienshy
te del terreno Los diques que los rodean exceden en todas
partes a 25 ctms al nivel del agua
La altura media del agua sobre la superficie del sueshy
lo es de 15 ctms En el punto maacutes alto del nivel del agua
25 ctms
En el centro de cada compartimiento y en sentido de su longitud se abre una atarjea g (lig 15) que sirve a la
vez de conduccioacuten y desecamiento
A este objeto puede ir acompantildeado de pequentildeas a tarshy
jeas h En el origen y en la extremidad de cada compartishy
miento la atarjea g lleva una en trada de madera con comshy
puerta para retener el agua o dejarla pasar
La atarjea g debe tener una pendiente aproximada de
0001 mts mL La anchura en el fondo y su profundidad
dependen de la superficie del compartimiento y de la cantishydad de agua que conduciraacute
--1577-shy
La fig 15 denota la subdivisioacuten del terreno en cuatro recipientes que forman otros tantos saetines cuya longitud depende de la pendiente del terreno
Es preciso que el nivel del agua en el segundo comparshytimiento sea inferigtr de 1- 2 ctms al fondo de la atariea g del primero Asiacute se logra que el agua pase del primero al SEgundo compartimiento
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Hiego por ~lIhm(~r~ ioacuten Planta ltle unn in~tala(- i(ln de cuatro C(Jlllparlimi-(-middotnto~
Ventajas e inconvenientes de este sistema- Permite reshygar superficies de poca pendiente con ca1tidades de agua demasiado pequentildeas para utiliza ras de otro modo Transshyforma en tierras feacutertiles suelos mediocres siempre que no sean impermeables y que las aguas contengan limos carshygados de principios nutritivos Su instalacioacuten y vigilancia son sencillas y baratas
En suelos impermeables da malos resultados Rara vez se puede aplicar en el momento de la vegetacioacuten y mientras dura impide la aireacioacuten del suelo
- - 1578 - shy
El riego por sumersioacuten se emplea principalmpnte en el cultivo del arroz
Riego de los arrozales- EI arrozal ha de estar compleshytamente cubierto por el agua pero sin quedar estancada sino circulando con muy poca velocidad Sin agua no gershyminariacutea la semilla y en cambio si quedara estancada enshyfermaria 0 planta y podriacutea ser causa de una epidemia pashyluacutedica en la regioacuten
El terreno destinado al cultivo del arroz ha de ser enshyteramente llano y con la pendiente necesaria para la lenshyta circulacioacuten del agua El campo se divide en parcelas delimitadas por pequentildeos diques de tierra
Unas como B (Fig 16) estaacuten trazadas longitudinalmenshyte en el sentido de las labores y del movimiento del agua al paso que otras la sentildealadas con la letra e van en dishyreccioacuten perpendicular a las primeras
Una vez construIacutedos los diques se da el agua a las parce las D y J de modo que la capa liacutequida tenga unos 12 ctms de espesor Hecho 6stO se practican en el dique inmediatamente infel ior unas abe rturas E de 20- 30 ctms
de ancho por donde flushyye el agua a las parceshylas inferiores Asiacute se conshytinuacutea hasta regar todo el arrozal El agua se reshycoge en la atariea d e desaguumle A
El consumo de a g ua se calcula en 24 Its por segundo y por hec taacuterea
Sumersioacuten artificial con derrame continuo--Cuanshydo se dispone de gran can tidad de agua la cirshyculacioacuten puede ser conshytinua sin alterar las disshyposiciones precedentegt
El agua de riego desshypueacutes de alcanzar el nishy
ni~po s i c i(lfl dI un arrozal divirl gtln ( 1
lahla~ n -lIadriluacutel erus L ri ego
- - 1579-shy
vel normal en el compartimiento regado pasa lentamente al inferior y se reemplaza con nueva agua Este procedishymiento priva menos del aire a las plantas que e l estallCU miento permanente
El movimiento d8 las aguas se regula dE-~ tal manera que la can tidad siexclJida por la parte inferior sea igual a Jo que Gntra por la superior De 83t8 modo se llega raacutepidashymente a resultados excelentes
Conviene enviar agua nueva o los compartimientos inshyferiores disponiendo alrededor del cqmpo un canal de cirshycunvalacioacuten El agua debe vaciar por encima de las comshypuertas a fin ds qU8 no arrastre los sedimentos En general los compartimientos tienen dimensiones mayores que los de sumersioacuten sencilla Si la pendiente es muy fuerte conviene disponer oblicuamente diques interiores que impidan la erosioacuten del suelo Los diques que bordean las parcelas tieshynen aproximadaments 150 mts de ancho en la corona y un nivel de 30- 40 ctms sobre el de las aguas
Rieqo por filtracioacuten
Este sistema comprende dos subdivisiones
19 Por filtracioacuten del aqua en el suelo por atarieas proshyfundas- Es un procsdimiento muy imperfecto desde el punshyto de vista d3 los resultados pero muy sencillo y econoacuteshymico Em p lea las zanjas excavadas en los terrenos para sanearlos
Esencialmente consiste en cerrar las compuertas que regulan los diferentes canales de desecamiento El agua de lluvia etc fluye asiacute poco a poco pgtr estos canales y si el suelo es permeable lo humedece al atravesar las pareshydes laterales de e llos pudiendo llegar por capilaridad hasshyta las raiacuteces
Este procedimiento soacutelo es practicable cuando el terreshyno es bastante permeable y de poca pendiente En suelos poco permeabls los resulta dos no son satisfactorios el agua fluye bien por los cana ~ es pero no logra humedecer la tierra
La lig 17 muestra la disposicioacuten de los canales a a b b y Ja de la compuerta d que cuando estaacute cerrada deshy
- 1580
termina el retroceso del agua que se va elevando en los canales y penetra en el suelo Abriendo jo compuerta se inicia la salida del agua y consecuentemente el desecashymien~o del terreno
A~~J~~Mitrbt~Ir~~M~~1 B
F~( 11 J)i sposieiHl para htlnHd e(~e r IIn 1IITfJ1U drenadu al ail
J i~ Hi middotiexclo po fiJI radmiddotn
29 Filtracioacuten del agua por atarieas abiertas superficiales - middot-Este meacutetodo se aplica sobre todo a Jos tierras labradas y
entre otros a 103 cultivos hortiacutec81as Difiere esencialmente del anterior en que las atarieas estaacuten mucho maacutes proacutexishymas en que son superficiales y el agua penetra en el sueshylo y en el subsuelo p8r las paredes y por el fondo
El agua circula por atarieas paralelas que limitan las parcelas de los cultives No debe tocar ni las hoias ni los tedios Por esta razoacuten se emplea e l agua de cloacas para los cultivos hortelanos Como no se ponen en contacto con as hoias ni con los tallos no pueden contaminar esta parshyte comestible de los vegatales Sin embargo uacuteltimamente se ha dicho que las aguas de cloacas contaminan las parshytes aeacutereas de las hortalizas con geacutermenes nocivos y se ha prohibido su empleo para el cultivo de las hortalizas que se toman sin coccioacuten
Este meacutetodo es tanto maacutes eficaz cuanto maacutes proacuteximas
1581 shy
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ni ego por 5-lIrc()~ Di ~pn ~ iciiexclm de la~ atalj pa~
esteacuten las zanias que se trazan con el arado y estaacuten seshy
paradas unos 060- 080 mts La lig 18 indico la disposicioacuten del suelo La liacutenea a b
representa el canal de conduccioacuten a c el canal de riego del campo d designan los surcos que no terminan en el canal a c La limpieza que necesita el funcionamiento del sistema deteriora pronto este canal Debe construiacuterse una atari ea auxiliar e f comunicada con el canal a c por meshy
_-1582 - shy
dio de pequentildeos cortes g Este canal auxiliar se abre con el arado y se termina cuidadosamente con la pala Es anshycho y tiene una profundidad de unos la ctms
Riego por desbordamiento
Puede efectuarse de las maneras siguientes con reshygueras de nivel y planos inclinados que describiremos sucesivamente
A shy Por regueras de nivel Fundamentoshy EI terreno a regar estaacute surcado por regueras horizontales de desbordashymiento en que el agua rebosa el borde inferior y se exshytiende en forma de laacutemina continua
Pendiente del terrenoshy No debe ser excesivamente peshyquentildea pues entonces la circulacioacuten de la laacutemina de agua se efectuariacutea defectuosamente se admite como necesaria una pendiente de 3 Si 0 pendiente fuere excesiva en vez de una laacutemina continua se formariacutea una serie de arroshyyos que socavariacutean el terreno este peligro debe evitarse haciendo las regueras suficientemente proacuteximas
Descripcioacuten y funcionatnientoshy Las regueras de reparshyticioacuten se trazan en la direccioacuten aproximada de las liacuteneas de maacutexima pendiente fig 19 Si se interrumpe una regueshyra de distribucioacuten remansando el agua eacutesta entraraacute en la reguera de nivel inmediata anterior la cual se llenaraacute y desbordaraacute invadiendo el terreno el exceso se recogeraacute en el colector inmediato inferior el cual lo transportaraacute al canal de desaguumle
b middotmiddot l~vcro diexclhi Clon
rig 9
Alimentacioacuten de regueras sucesivas por una misma tomashy En vez de recoger las aguas sobrantes de una reshyguera directamente en un colector se recogen en otra reshyguera la cual una vez desbordada las deja pasar a otra y asiacute a varias no pasando de 4 oacute 5 seguacuten el caudal de
-1583 -
agua de que se disponga Parece que asiacute pudiera hacerse extensivo a todo el campo con una sola toma superior en la reguera de reparticioacuten pero no debe olvidarse que el agua que llegase a las regueras inferiores estariacutea escasa en oxiacutegeno y principios fertilizantes Esta es la razoacuten de las tomas sucesivas
Perfil longitudinal de las reguerasshy En la praacutectica no
iexcliexcl~f o UI a
I iquest
____ ~i~ I 0
I L middot ___ --shy
I D--1 t~uHO c o tor
- I 001 I 00 I
I 0 bull ___ J
-shy ---_ -i
_~_-o---J
Uig 19) Riego por curvas de nivel
debe d6rseles una pendiente superior al 0003 intercalando cascadas si fuere preciso esto se refiere a las regueras de reparticioacuten Las regueras de distribucioacuten deben ser perfecshytamente horizontales
Seccioacuten transversal de las reguerasshy Las regueras de nivel deben ser poco proundas a fin de disminuiacuter la preshysioacuten del agua y por tanto su infiltracioacuten Es aconsejable
- 1584 -
UllO anchura de 20 ctms con una profundidad no mayor
de S clms Las acequias y regueras d e reparticioacuten se calcushy
bn seguacuten las foacutermulas hidraacuteulicas
B shy Por planos inclinadosshy Son tales les ven tajas del
riego por regueras de n ivel que se procura em plear un
sistema anaacutelogo aunque el terreno no tengo lo pendiente
necesaria
Principio--Si lo pendiente es inferior al 003 se terramiddot
1 I
Cor~e por A B F iJ20
I I
I
J
Ri eacuteo t por p la n o~ in(linado pUl dobl e ari5la
plena formando un escolonado d e planos inclinados que
permito el riego por reguera~ de nivel
Descripcioacutenshy la reguera de reparticioacuten se coloca a una
altura conveniente para que el agua pueda en trar a las
regueras de nivel practicadas en la parte superior de los
planos en forma que llena de agua se vierta por ellos
recogiendo el exceso en colectores lig 20 El agua sobranshy
te puede ser muy abundante en tal caso el colector al ishy
- 185 shy
menta a su vez o tra serie de planos actuando a mane ra de reguera de reparticioacuten
Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
Planos inclinados naturales- Supongamos fig 21 un terreno de pequentildea pendiente S8 construye en terrapleacuten una reguera de d istribucioacuten con los produc tos de la excavacioacuten del colector inmediato E primer antildeo el riego seraacute defectuoshyso pero en los antildeos sucesivos mejoraraacuten los terraplenes y planos incl inados merced a la aportacioacuten del limo por las mismas aguas
0(oacute v lt
o
ltiexcl - =-=~ ~ ~ ~-= -=--=--=-shy~ ~ Fig21
Planos inclinados artificiales-Consisten en cons truiacuterlos directamen te con tierra sacada del terreno m ismo lo cual exige terraplenes y movimientos importantes de tierra (fig 22)
TfrImiddotO)COfi
~S~iacutelllflmiddot ~~f~~
Tts 22
Datos para la formacioacuten de un proyecto de riego por planos inclinados- Se atenderaacute en primer lugar a que las acequias y regueras de reparticioacuten sean capaces de sumishynistrar el agua necesaria y los colectores de desaguar los sobran tes Las regueras de distribucioacuten seguiraacuten sensibleshymente las curvas de nivel a fin de q ue los planos incl inashydos conserven una longitud constante y que las regueras de dis tribucioacuten sigan la direccioacuten de la pendiente del terreshyno La anchura de Jos escalones no seraacute excesiva a fin de evitar los grandes movimientos de tierra En general tienen 4 oacute 5 mts y si el terreno tiene fuerte pendiente lleshygan a tener 10 Oacute 12 mts La pendiente de los planos inclishynados seraacute de 003 como miacutenimum
En general se puede admitir un promedio anual de 808 kgs de nitroacutegeno combinado (amoniacuteaco y aacutecido niacutetrico) por hectaacutereas y por antildeo
Aguas de arroyos y riacuteos- La composicioacuten de estas ashyguas variacutea tanto seguacuten la eacutepoca del antildeo en que se opere y el procedimiento que se siga para obtener la muestra que es bastante difiacutecil comparar los resultados de los dishyversos experimentos
Las aguas corrientes en contacto con el aire disuelven los gases contenidos en eacutel La absorcioacuten de oxiacutegeno es relativamente mayor que la de nitroacutegeno En general las cantidades de gases disueltos variacutean con la temperatura y para el gas carboacutenico con la composicioacuten de las aguas
Seguacuten Poggiale y Herveacute-Mangon el agua del Sena conteniacutea a DU y 760 mmts
La cantidad de nitroacutegeno y materias minerales conteshynidas en las aguas de que nos ocupamos variacutean grandeshymente y para dar idea del orden y magnitud de las misshymas citaremos los datos de algunas aguas seguacuten M Muumlntz
MATERIAS Bourne Isere Rodano Sourgcs Durance gr gr gr gr gr
Nitroacutegeno niacutetrico por m 0038 0223 0828 0104 e285 amoniacal 0100 0 110 0130 0036 00 I O orgaacutenico 0130 0 140 0230 0130 0140
TOTALES 90626 126907 120 lOa 103336 171089 Peso total de la
mal en di lOO 175 158 160 240
Si suponemos que la cantidad total de agua de riego
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repartida en una regioacuten sea de 16000 mts cuacutebicos por hecshytaacuterea y por antildeo resultaraacute por ejemplo en el Isere que e l nitroacutegeno aportado por ellas seraacute 0473 X 16000 = 7568 grs o sea 75 kgs que es bastante apreciable En algunos casos resultan cifras muy elevadas asiacute Herveacute-Mangon ha encon trado que una pradera de los Vosgos recibe 208 kgs de nitroacutegeno mediante los canale de riego resultando in shynecesaria la aplicacioacuten de este abono
CAPITULO IV
Fuentes de abastecimiento
Las aguas que se emplean para regar puede n provenir 10 De las corrientes subterraacuteneas 29 De los es tanques o depoacutesitos de a lmacenamiento 30 De Jos corrientes de agua
1-Corrientes subterraacuteneas
A-Origen- EI origen de las aguas subterraacuteneas no estaacute establecido cientiacuteficamente maacutes que desde hace pocos antildeos el estudio de los fenoacutemenos geoloacutegicos antiguos y
recientes y el de la meteoro logia han permitido a distin shyguidos observadores determinar las muacuteltiples acciones y reacciones que las aguas ejercen a traveacutes de la corteza terrestre
Muchas fueron las teoriacuteas que sobre el origen de las aguas subterraacuteneas se emitieron Sin referirnos a una anshytiguumledad muy remota diremos que la teoriacutea correcta fue creciendo en importancia y confirmaacutendose cada vez maacutes
En 1847 J Degousse menciona las causas de la preshysencia del agua en las capas geoloacutegicas que estaacuten cershyca de la superficie del suelo En resumen la cantidad de agua que e levada por la evaporacioacuten en la atmoacutesfera recae en forma de lluvia niebla nieve etc sobre los continente s es maacutes que suficiente para alimentar las coshyrrie ntes de agua que circulan en su superficie o en sus cashyvidades interiores
Hoy que innumerables trabajos de minas y sobre toshydo de sondeos profundos destinados a la busca de agua
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heacuteln perforado la superficie del suelo que el reglmen de las corrientes de agua y la accioacuten de las lluvias sobre eacutel ha sido estudiado ninguna duda es ya posible Las obsershyvaciones llegadas de todas las regiones geo~oacutegicas prueban que la alimentacioacuten de todas las corrientes de agua sushyperficiales o subterraacuteneas de todas las capas estaacute asegushyrada uacutenicamente por las aguas de la atmoacutesfera
B-Manera de encontrar y buscar las aguas subterraacuteshyneas- Para encontrar las aguas subterraacuteneas se pueden dar solamente ideas generales Las aguas para que hagan su aparicioacuten en el subsuelo necesitan un recipiente un hueco en eacutel Para el hiJroacutelogo seraacute siempre tarea difiacutecil tener que buscar agua sobre todo si se trata de grandes cantidades de aguas subterraacuteneas en las capas geoloacutegicas antiguas pues en las rocas de esta edad la estratigrafiacutea de las capas perme-lbles de las roturas y de los abismos es de una naturaleza tan complicada y tan difiacutecil de comshyprobar que los medJos hidroloacutegicos son aplicables solashymente en casos determinados Por otra parte las rocas deshytriacuteticas de las edades geoloacutegicas maacutes recientes del cuashyternario diluvial o actual ofrecen un campo de investigamiddot cioacuten maacutes favorable
Por la misma formacioacuten de la superficie el hidroacutelogo podraacute deducir muchas veces si el subsuelo se presta para llevar aguas Son de importancia las deposiciones arenoshysas producidas por la atmoacutesfera las dunas de las cuales muchas ciudades se abastecen de agua Las deposiciones Cuaternarias se distinguen por su regularidad sin embargo es frecuente encontrar buenas condiciones hidroloacutegicas en las formaciones arenosos del terciario
Excelentes indicios ofrecen los pozos existentes se deshyberaacuten anotar las variaciones de nivel y las entregas de agua Si el pozo no se ha secado ni aun en los tiempos de mayor sequiacutea y si no se ha procedido nunca a profunshydizarlo se debe pensar que hay un buen portador de aguas Si el nivel del agua en el pozo baja muy poco aunque se saquen grandes cantidades de agua se tiene indicios de que el subsuelo procede de buenas capas permeables
Los terrenos seguacuten su naturaleza quiacutemica y fiacutesica roshyturas y grietas que los atraviesan son capaces de retener
- - ]31
o dejar filtrar maacutes o menos agua desde el punto de vista de esta propielad los dividiremos en permeables e impershymeables
Las aguas de lluvia al caer sobre el suelo empiezan por impregnar la capa superficial facilitando asiacute su absorshycioacuten por las plantas ot[) arte se evapora al contacto con el sueo cuya temperatura os genelUlmente superior a la del aire el resto del agua trata de seguir a los arroyos o riacuteos a menos que durante el trayecto estas aguas sean absorbidas por la porosidad del suelo
La parte de agua que no eS utilizada por la vegetacioacuten desciende lentamente hasta encontrar una capa impermeashyble que a obligu a escurrirse siguiendo su conterno
Si las raiacuteces son numerosas e importantes constituiraacuten una especie de filtro subterraacuteneo que haraacute regular el reacutegishymen de las aguas subterraacuteneas al contrario en terrenos donde la vegetacioacuten es escasa las aguas arrastran la tieshyrra vegetal y el reacutegimen subterraacuteneo saraacute irregular De esshyto deducimos la importancia de los bosques pues ellos son reguladores de la humedad del suelo dan origen a mananshytialas y moderan el escurrimiento de las aguas superficiales
Las rocas superficiales permeab~es provienen generalshymente de la disgregacioacuten de las rocas soacutelidas sea por las reaccienes quiacutemicas por la accioacuten de las aguas del calor etc Las rocas silicosas o cuarzosas (cuarzo pizarras siliacuteceas areniscas) se transforman en arenas maacutes o menos gruesas en cascajo en guijarros y cantos rodados Las rocas grashyniacuteticas gneis pizarras micaacuteceas es decir las recas de los terrenos cristalinos a base de feldespatos se descomponshydraacuten en tierras arcillosas o caolinas ricas en aacutelcalis y en arenas Les esquistos se transformaraacuten en tierras silicoshysos o arcillosas Las calizas y las margas calizas daraacuten tierras y arenas calizas
De todas estas rocas la maacutes permeable es el aluvioacuten esto se comprueba observcrdo la facilidad con la cual bashyja el nivel de los pozos cuando se ha secado cierta cantidad de agua Se mide la permeabilidad desnivelando la capa de agua de un pozo por medio de bombas la modificashycioacuten del nivel del agua para un gasto determinado permite evaluar la permeqbilidad
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Las arenas silicosas areniscas seguacuten su grado de ceshymentacioacuten las callzas friables y porosas) son tambieacuten roshycas permeables
La tabla siguiente da la porosidad de varias formacioshynes en porcentaje por volumen
Formacioacuten Localidad Porosidad Invutlu~dor
VolUlll
Dolomita Joliet 111 27 Merril Caliza (ooliacuteti- Bedford Ind 98
cas) Dolomita Winona Min 17 Arenisca Jordaacuten Min 237
Tiza Inglater-a 1444 Humber Arena 3545 Arena y grava 2S30 Suelo arenoso Carolinn del Arenisca de S 43 Whitney
Postdam Ablemans Wis 7 12 Buckley
Para compreacuteJbor la exist2ncia de aguas subterraacuteneas debe estudiarse si e llas estaacuten en e s tado de reposo o moshyvimiento En el primer caso s~ tendraacute una aglomeracioacuten de aguas que pueden agotarse Dor la extraccioacuten permanenshyte En el segundo la aglomeracioacuten daraacute un rendimiento continuo que se sostendraacute mlentrcs no se saque una canshytidad mayor que la que alimenta las existencias
A fin de informarse de sus movimientos debe iexcllevanshytarse un plano de las alturas de las capas del nivel de las oguas subterraacuteneas La construccioacuten del subsuelo se ha de relevar primeramente por medio de tres pozos situados siempre que sea posible en los veacutertices de un triaacutengulo equilaacutetero Deben determinarse las capas que forman el teshyrreno la manera como se suceden e l espesor y la situashy
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cioacuten de ellas y anotarse los resultados en un libro de pershyforacioacuten que tendraacute el siguiente rayado
Pozo N 200 mts a l S de perforado entre el
y
Nuacutemero de Altura Espesor de Profundidad Naturaleza la capa Mts la capa Mts Bajo la supo del terreno
Mts
Cuando se llegue a la capa portadora de las aguas se colocaraacute un tubo de observacioacuten en el pozo para determishynar el nivel del agua subterraacutenea y sacar muestras de ella El tubo de observacioacuten tiene un diaacutemetro de 4 5 hasta lY2 y estaacute provisto en su extremidad inferior de un filtro de un metro de largo
El extremo que llevo e l filtro se fabrica de un tubo pershyforado revestido exteriormente con un tejido de trencilla Al colocar el tubo de observacioacuten dentro de la perforacioacuten deix~ reJenarse con arena lavada el espacio entre ambos y lueacutego quitar los tubos de perforacioacuten Debe hacerse lueacutego una nivelacioacuten para determinar las alturas de los extremos superioras de los tubos de observacioacuten y la situacioacuten de jo niveles de 103 aguas subterraacuteneas
Conocidos los signos exteriores que revelan la presenshycia de las aguas subterraacuteneas conviene tener en cuento algunos caracteres geoloacutegicos del terreno para proceder con maacutes acierto el e alumbramiento de las aguas Estos cashyracteres principales son
Terrenos poco permeables que descansan sobre un terreno impermeable--La topografiacutea de un terreno de este geacutenero es faacutecil conocerla consul tondo los mapas con curshyvas de nivel La liacutenea de mayor pendiente indica la dishyreccioacuten en que las aguas subterraacuteneas son maacutes abundanshytes porque generalmente la capa impermeable del subsueshylo estaacute inclinada en direccioacuten de la liacutenea de maacutexima penshydiente en a~gunos casos la pendiente de la capa impermeashyble sigue otra direccioacuten y en tonces la liacutenea en que se enshycontraraacute la mayor cantidad de agua seraacute la diagonal del paralelogramo
- - lSll -shy
Cuando la capa impermeable presenta ondulaciones como es frecuente las aguas subterraacuteneas se acumulan en las depresiones del terreno impermeable que corresponden aproximadamente a las depresiones superfi ciales en este punto deberaacuten practicarse los pozos
Terrenos de aluvioacuten y descompuestos-Las aguas subshyterraacuteneas de estos terrenos estaacuten muy cerca del suelo Pashyra obtener en ellos un gran caudal de agua se abren los pozos en los sitios en que la corriente de agua subterraacutenea tiene mayor velocidad Para averiguarlo suelen emplearse dos metodos el de Thien que consiste en abrir dos talashydros o pequentildeos pozos y tirar sal marina en el pozo maacutes alto determinando el tiempo que demora el agua salada en aparecer en el pozo maacutes bajo El otro metodo que es maacutes praacutectico es de Schuchter y consiste en practicar dos pozos en uno de los cuales se vierte cloruro de amonio electrolizando e l suelo por una corriente electrica la aguja de un galvanoacutemetro permite averiguar la llegada de la solucioacuten al otro pozo por disminuIacuter notablemente en este momento la resistencia del circuito eleacutectrico asiacute formado
Terrenos muy permeables y homogeacuteneos- Si eacutestos desshycansan sobre uno capa arcillosa bastaraacute hacer suficienteshymente profundo el pczo para encontrar la capa de agua De un modo general convendraacute seguir las mismas reglas indicadas para los terr enos poco permeables El empleo de la dinamita parece ser ventajoso pues la violencia de esshyte exposivo origina grietas y fisuras que favorecen la filo tracioacuten
Terrenos muy permeables y heterogeacuteneosmiddot-Es frecuenshyte que en estos terrenos haya dos circulaciones de aguas superpuestas por S2r generalmente muy profunda la capa inferior presenta moacutes intereacutes el alumbramiento de la capa superior
e-Manera de calcular la cantidad de agua subterraacuteshynea- El mejor meacutetodo para calcular la capacidad de una fuente subterraacutenea es hacer ensayos de bombeo durante un tiempo suficient8mente lergo para alcanzar un equilimiddot brio cproximado entre la entrega y la demanda Rara vez seraacute praacutectico continuar taes ensayos hasta alcanzar el equilibrio perfecto pues en la mayoriacutea de los casos seriacutea
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esto labor de varios antildeos Por otra parte los ensayos d 2 corta duracioacuten generalmente dan resultados falsos o al menos engantildeosos
a-Velocidad del flujo- -La velocidad del flujo de una corriente subterraacutenea es funcioacuten de la pendiente o gradiente hidraacuteulica y de la resistencia que ofrecen las partiacuteculas del suelo
La pendiente puede dete rminarse faacutecilmente haciendo sondeos hasta el nivel de las aguas subterraacuteneas teniendo cuidado de medirla en la direccioacuten de maacuteximo declive Si sobre el estrato permeable se encuentra otro maacutes o menos impermeable el agua correraacute en el inferior bajo una preshysioacuten superior a la atmosfeacuterica La pendiente se encontraraacute determinando la altura a que sube el agua en los tubos colocados en el estrato poroso Daben sacarse muestras del material e investigar su tamantildeo y porosidad Lo poroshysidad estaacute influenciada no soacutelo por el tamantildeo de los grashynos sino tambieacuten por el grado de compactacioacuten de la forshymacioacuten es por esto por lo que e lla soacutelo puede calcularse aproximadamente El tamantildeo de los granos se determina por medio de tamices
Habiendo encontrado estos e~ementos nos resta expreshysar la relacioacuten entre ellos y la velocidad del flujo
Los experimentos de Darcy Hagen y Hazen han deshymostrado que la rata a la cual un aguo fluye o traveacutes de arena o grava fina sigue aproximadamente las leyes que rigen paro el flujo en tubos capilares es decir la velocishydad es aproximadamente proporcional o h l siendo h la carga hidrostaacutetica y l la distancia que el agua recorre
Para diferentes clases de materiales la velocidad deshypende del tamantildeo de los poros siendo eacutesta una funcioacuten del tamantildeo de los granos y del grado de compactacioacuten Para una arena de tamantildeo uniforme y un grado dado de compactacioacuten se encuentra que la velocidad del flujo es aproximadamente proporcional al cuadrado del diaacutemetro de los granos expresardo el grado de compactacioacuten en teacutermino de porcentaje de poros se encuentra que para mashyteriales de igual tamantildeo la velocidad del flujo es aproxishymadamente proporcional al cuadrado de la relacioacuten de porosidad El voluIJ1en del flujo que viene o ser igual a
-1536 shy
la volocidad multipicada por el aacuterea de la seCCIOD neta
seraacute entonces proporcional al cubo de la porosidad La enorme variedad en tamantildeo y porosidad de las
arenas y gravas hace bClstante difiacutecil la aplicacioacuten de foacutermulas matemaacuteticas y resultados experimentales a las
condiciones de trabajo Sin embargo los resultados obtenidos por Hazen en
filtros de areno son de bastante importancia en esta mashy
teria La formacioacuten por eacutel obtenida y que se aplica a areshy
na de un tamantildeo efectivo de 01-30 mts es
h(t+IOO
v = cd~ ~ - 60--)
siendo
v la velocidad en metros por diacutea de una columna soacuteshy
lida de la misma 32ccioacuten que la de la arena
c una constante que variacutea entre 400 y 1000 d el tamantildeo efectivo de los granos de arena en mmts
h la carga hidrostaacutellca que causa el movimiento
1 e l espesor de la capa de Clrena t lo temperatura en grados Fahrenheit
El valor de la consonante e variacutea con la compactacioacuten y uniformidad de la arena La v elocidad del flujo a traveacutes
de los p oros se encontraraacute dividiendo la ecuocioacuten anterior por la relacioacuten de porosidad p Despreciando las correccioshy
nes de temperatura la velocidad en pies por diacutea seraacute
d middote shyv 33 X x s K s donde
p
v velocidad promedio a traveacutes de los poros de la areshy
na en pies por diacutea
d tamantildeo efectivo de la arena en mmts
p relacioacuten de porosidad
s gradiente hidraacuteulica
cd~
K = 33 X --- = velocidCld para la pendiente unitaria p
La porosidad p variacutea entre 40 para arena maacutes o meshy
nos uniforme y 30 o menos para arena maacutes compacta o
- IS37 shy
de un grado de uniformidad menor El teacutermino e p que reshypresenta la influencia de la porosidad sobre la velocidad se puede calcular en 1000 040 = 2500 para p = 40 Y
400 030 = 1330 para p = 30 Estos resultados concuerdan con los experimentos de Slichter que establece que la veshylocidad del fluj o es aproximadamente proporcional 01 cuashydrado de la relacioacuten de porosidad Partiendo de esta base y asumiendo c = 1000 para p = 40 calcularemos los vashylores de K
Valores de K o velocidad del flujo en pies por diacutea para S= 1 -
Porosi dad
Muy Fina Fina Media Gruesa
Muy
Gruesa GRAVA fiNA
2i
10 ~I
middot10
010 Oi
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020 ~H
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1111
1~1l
3 00 470 SIiO
1middot1(1(1
2~O(J
Lembke calculoacute los siguientes va~ores para K basado en los experimentos de Darcy Krober y otros
Material 1lt en pies or dia
Arena y grava 9400 Arena gruesa 2800 Arena media 760 Arena fina 150
Slich ter dio los siguientes valores de K para una poshyrosidad de 32 y una temperatura de 50deg
Material Taln~ iexcllO efectivo 1lt en pies Por diacutea
Arena fina 010-020 16 a 65 Arena media 025-045 100 330 Arena gruesa 050-095 400 1550 Grava fina 100-500 1600 40000
No debe esperarse mucha exactitud de los coacutemputos hechos por los procesos antes descritos ellos sirven como una guiacutea general para estudios maacutes precisos e indican liacuteshymites razonables de estos valores
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b-Canlidad de agua--Habiendo determinado la veoshycidad del flujo la porosidad del material y la seccioacuten transversal del estrato poroso en aacutengulo recto a la direcshycioacuten del flujo la rata total seraacute el producto de estos tres factores
Q = velocidad X (aacuterea de ~a seccioacuten X porosidad) = v Ap = KsAp las unidades empleadas son el pie y el diacutea
Las irregularidades de la seccioacuten pendiente y moteria les afectaraacuten maacutes o menos los resultados 103 caacutelculos he chos en esto ferma no tAndraacuten un valor considerable en el estudio de las fuentes de agua subterraacutenecs pero siacute sershyviraacuten para modificar las id8as erroacuteneas que sobre su cashypacidad se tienen con frecuencia
En la tabla que a continuacioacuten insertamos se dan las ratas de flujo en galones por diacutea y por pie cuadrado de seccioacuten para arenas de diferentes grados de menudez y
porosidad y para un) pendiente de 1 Para otras pendienshytes multipliacutequese el nuacutemero de la tabla por la pendiente expresada en decimales
Muy Muy
Porosidad Fina Fina Media Gruesa Gruesa G R A V A F I N A
40 smiddot cw i IU JlUO 200n iacuteWU SIlIlII l llllll 7 lIflll 0 1 171l IXU H~1l 1100 7UU iexcl wo lilHl1l lHIIOIl
2-Estanques de almacenamiento
Estos recipientes se usan para regular el flujo del agua de tal manera que se acomode a las necesidades evitando el gasto excesivo cuando el abas tecimiento excede a la demanda y conservaacutendola para ser usada cuando ocurra lo contrario
El almacenamiento de agua para las necesidades del riego requiere condiciones topograacuteficas especiales para ser financieramente posible Tales condiciones deben hacer poshysible el a lmacenamiento de grandes cantidades de agua de tal manera que las estructuras necesarias sean de dishy
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rrensiones y costo moderado comparacias con la cantidad de agua almacenada Con respecto a las particularidades topograacuteficas los sitios que se acomodan a ests fin se pueshyden dividir en cuatro clases
l- Lagunas naturales 2- Aquellos cue estaacuten localizados en liacuteneas de dre naje
natural 3- Depresiones naturales 4-Estanques artificiales Las lagunas naturales son impor tantes reguladores del
gua de drenaje que reciben Controlando la salido por medio de represas y compuertas reguadoras puede aproshyvecharse gran pa rte de las existencias a muy bajo precio
Los sitios maacutes comunes para el almacenamiento de -lgua son los comprendIdos en el NI 2 pero requieren mushycho cuidado para la descarga de las crecidos y en geneshyral son muy costosos en proporcioacuten a su capacidad
Las depresiones naturales o logos secos provienen del hundimiento de cavernas subterraacuteneas formadas por la acshycioacuten erosiva de los aguas subterraacuteneos Estas depresiones son inapropiadas para el almacenamiento a causa del faacuteshyci escape que pueden e ncontrar las aguas por los grietas que se encuentran en sus vecindades
Los estanques artificiales exigen trabajos especiales de e xcavacioacuten en general son excesivamente costosos y soacutelo se recomienda su construccioacuten en caso de que el aguo tenga un costo elevado
Eleccioacuten del sitio- Las principales circunstancias que afectan la posibilidad y valor de un sitio para almacenashymiento son
l - Su relacioacuten con los regadiacuteos 2- Su relacioacuten con el abas tecimiento 3-Su topografiacutea 4- Su geologiacutea Debe hacerse un examen cuidadoso de la regioacuten donde
se desea localizar el almacenamien to a fin de descubrir toshydos los si tios posibles y poder escoger e l que ofrezca conshydiciones maacutes ventajosas
El estanque debe estar situado lo bastante alto para poder dlstrlbuiacuter el agua por gravedad y tan cerca de los
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regadiacuteos que las peacuterdidas por transporte sean miacutenimas Ademaacutes debe ser iexclal el sitio que intercepte una cantidad suficiente de agua o que se la pueda conducir a eacutel
Geologiacutea del sitio- Habiendo estudiado la topografiacutea e hidrografiacutea de l lugar debe estudiarse cuidadosamente su geologiacutea a fin de conocer el caraacutecter y profundidad de los astratos inferiores La conformacioacuten geoloacutegica debe ser tal que contribuya a la eficiencia del almacenamiento Los lugares si tuado3 en vall9s inclinados son gen6ralmente fa shyvorables Como en eacutestos les estratos se inclinan de las colinas al fondo de valle el a gua que cae en aqueacutellas iraacute por percolacioacuten al estanque
En las formaciones de cal y yeso es corriente enconshytrar cavernas que faacutecilmente pueden derrumbarse es por esto por lo que debe e3tudiarse cuidadosamente la geologiacutea de estas formacione3 antes de construIacuter un estanque sobre ellas
Peacuterdidas en los estanques- En re lacioacuten con este toacutepi shyco mencionaremos algunos estanque que han tenido que ser abandonados por lo alto de las peacuterdidas
Estanque de Tumalo- Fue construiacutedo por el Estado de Oregoacuten Durante la diiexclcusioacuten del proyecto un grupo de ingenieros recomendoacute se construyera parcialmente y se hishycieran ensayos sobre su impermeabilidad este consejo no fue seguido y la represa se construyoacute de la altura proyecshytada Terminada la obra se llenoacute el estanque hasta que e l agua a lcanzoacute una altura de 20 pies sobre el orificio de salida En estas circunstancias se abrioacute un hueco en el fondo que descargaba 200 pies cuacutebicos por segundo y que raacutepidamente vacioacute el estanque Este hueco fue taponado y vuelto a llenar el receptaacuteculo pero las nuevas grietas que se abrieron no permitie-ron que el agua volviera a alcanzar la altura inicial Las peacuterdidas subieron tanto que le quitashyron todo valor al estanque como lugar de almacenamiento
Estanque Hondo- Cerca de Roswell Nuevo Meacutejico se construyoacute este estanque aprovechando una depresioacuten nashytural La depres ioacuten se aumentoacute por la unioacuten de las colinas circundantes por medio de diques El agua se suministroacute por medio de un canal de alimentacioacuten Las fugas se preshysentaron inmediatamente que estuvo lleno el estanque y
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aumentaron raacutepidamente debido al ensanchamiento de los huecos y grietas que se abrieron en el fondo Muchos esshyfuerzos se hicieron para restringir las peacuterdidas pero tedas fracasaron y el estanque tuvo que ser abandonado
La roca de la regioacuten era principalmente yeso que coshymo anteriormente se dijo es inapropiado para este in ya que en estas formaciones se encuentran muchas cavernas Es seguro que la depresioacuten que se escogioacute para el almacenashymiento se formoacute debido al hundimiento de alguna caverna
Las siguientes recomendaciones generales pueden ser de alguna utilidad para la escogencia del lugar apropiado
l- Eviacutetense los lugares cercanos a las formaciones de y eso y cal
2- -Las fcrmaciones volcaacutenicas deben estudiarse cuidashydosamente pues en ellas es corriente encontrar grietas o cavidades
3- Las areniscas de grano grueso ofrecen alguacuten peligro
4- Las depresiones naturales no son recomendables y deben evitarse si se encuentral1 en las cercaniacuteas de rocas cavernosas o si reposan sobre material grueso que ofrece salida faacutecil al agua
Sedimentacioacuten en los estanques- Sabemos que todas las corrientes naturales eradan sus canales y llevan maacutes e menos limo en suspensioacuten Cuando se concluye una re presa a traveacutes de una corriente la sedimentacioacuten de los limos debida a l estancamiento del agua puede llegar a disminuiacuter grandemente la capacidad del estanque si n o e remueve
El problema relativo a la sedimentacioacuten en los estan ques construiacutedos sobre corrientes portadoras de limo ha sishydo cuidIdosamente estudiado y se han expuesto muchas teoriacuteas sobre su solucioacuten pero ninguna de ellas ha sido confirmdcr por la pTaacutectica
Se han hecho muchos esfuerzos para determinar el factor exacto que exprese la relacioacuten entre el peso de un limo seco obtenido por observacioacuten y el volumen del misshymo limo como se deposita en el fondo de los estanques
La tabla siguiente muestra el resultado de cuatro enshysayos
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Observedor Peso de I P C Limo huacutemedo Lbs
Limo seco P2S0 Lbs
Densidad
Follet Coghlcm Hughes Lawson
Promedio
1047 89 5
530 923 76 1 860 770
264 255 260
Las variaciones se deben en parte al diferente caraacutecshyter y peso de los limos ensayados Por esto el promedio (77 lbs pie cuacutebico) soacutelo debe tomarse como un va lor aproximado
El80bierno de los EE UU ha hecho observaciones sistemaacuteticas del limo que lleva el Riacuteo Grande desde 1897 hasta 1912 W N Folle es tudioacute cuiciadosamente las dishyversas observaciones y los resultados por eacutel obtenidos opashyrecen compendiados en la siguiente obla
Antildeo Aguaiacute acres pies Limo- Limo - acre s pies
Las observaciones se hicieron de la siguiente manera Se tomaron muestras del agua turbia del riacuteo se removioacute el limo por sedimentacioacuten y filtracioacuten se le secoacute a 60deg e y lueacutego se le p2SOacute Los porcientajes son por volumen y
se les calculoacute tomando como base que un pie cuacutebico de lim o en el estanque pesa despueacutes de secado 53 lbs
Despueacutes de considerar los resultados de los experimenshytos efectuados en India y Ameacuterica Etcheverry concluye asiacute
I- Un pie cuacutebico de limo saturado sedimentado en un tubo por un antildeo contiene alrededor de 30 lbs de limo seco El porcientaje por volumen de lodo saturado es jgual al porcientaje por peso multiplicado por 2l
2- Un pie cuacutebico de limo huacutemedo como se deposita bajo condiciones naturales el por volumen de lodo huacutemiddotmiddot medo es igual al por peso multiplicado por 12
3- Un pie cuacutebico de lodo seco pesa alrededor de 90 lbs
Remocioacuten del limo depositado- La represa Assuan en Egipto forma sobre el Nilo un estcnque de gran capacidad y considerable volumen de limo La gran capacidad del estanque se debe principalmente a la suave pendiente del riacuteo pues debido a eacutesta la represa logra represar las aguas unas 40 millas aguas arriba formando asiacute un estanque largo pero angosto La represa estaacute provista de 180 comshypuertas que permanecen abiertas mientras dura la crecida anual permitiendo asiacute que la corriente torrencial arrastre su linIO a traveacutes del estanque y al mismo tiempo saque parte del que se depositoacute el antildeo anterior
Este meacutetodo de remocioacuten parece ser efectivo pues sosshytiene la capacidad de almacenamiento para las necesidashydes actuales del riego pero eacutel exige el gasto de la mayor parte del agua en antildeos normales y su eficiencia depende mucho de las circunstancias locales (estanque angosto) pues bajo estas condiciones una corriente raacutepida es muy efectishyva para sacar el sedimento depositado Por otra parte las variaciones del Nilo son tan regulares que permiten la ashydopcioacuten de un programa predeterminado lo que es geneshyralmente imposible en otras corrientes
La combinacioacuten de estas condiciones es tan rara que la solucioacuten adoptada no tiene ap~icacioacuten en la mayoriacutea de
-- 1544-shy
los casos y presenta por lo tanlo muy poco in tereacutes como solucioacuten general al problema de que nO$ ocupamos
El ingeniero norteamericano W W Follelt propuso el siguienl meacutetod0 para ramover el limo del estanque Eleshyphanl Bulte
En lo mitad del estanque se construiraacute una pequentildea represa de 40- 50 pies de altura formando asiacute un pequeshyntildeo estanque dentro del principal Esia pequentildea represa esshytaraacute provista de una torre de esclultas eacutestas daraacuten acceso a un conducto que desembocaraacute en el valle pasando por la represo principal
Cuando el estaiexclque principal se esteacute llenando e l peshyquentildeo recibiraacute el agua del riacuteo y gran parte del limo se depositaraacute en eacutel an tes de que el agua pase por sus vershytederos al principal Cuando el estanque pequentildeo esteacute poshyco lleno las aguas turbias se haraacuten pasar por el conducto arrastraraacuten el limo depositado en el pequentildeo estanque y llevaraacuten su carga fertilizante a los regadiacuteos Si se necesishytare agua adicional se sacaraacute del estanque principal
La principal ventaja de este meacutetodo estriba en que con serva las propiedades fertilizantes del agua aumentando asiacute la fertilidad de las tierras que con ella se rieguen
3-Corrientes de aciexclua- La derivacioacuten de una corrienshyte de agua abarca esencialmente tres obras Una barrera un sistema de compuertas y un canal de derivacioacuten
La barrera se dispone a traveacutes de la corriente debajo de la presa de agua y en el lugar donde las orillas esteacuten maacutes cercanas Ella levanta los aguas y las conduce al cashynal de derivacioacuten
El tipo de la barrera depende del caudal de la corrienshyte que se quiere derivar
En un simple arroyo la oparacioacuten es sencilliacutesima Alshygunas piedras grandes y troncos de aacuterboles bastan para establecer barreras muy resistentes Las figuas I y 2 exshyplican la disposicioacuten de una de estas barreras Siempre conshyviene proteger con un zampeado de madera o piedra la parte maacutes abajo de ~a barrera para evitar el desgaste en las avenidas
Crevat describe asiacute las cbras de una presa de agua en el riacuteo Ain Uno de los problemas maacutes difiacuteciles en un proshy
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Planta dfgt la burrera rUacuteili( ~a c ll yo lorlf rtmiddotnr(iexcl ~ 1ta lJ rilo 2
yecto de derivacioacuten es el establecimiento de la presa de agua sobre todo cuando el riacuteo es ancho y torrencial Y hay que prevenir la invasioacuten del cascajo y la arena gruesa
Cuando sea posible conviene aprovechar un recodo del riacuteo donde disminuye la velocidad y por consiguiente au-
Fig 2 HI1TIra 1I1~li( a tn IIn arroyo COrl ~ ( g Uacutell A B (Itshy la fi~ 1
- 1546 shy
menta la altura del agua En la orilla (Fig 3) se construye con grandes piedras talladas un muro de 30 mts de lonshygitud cuya base al nivel de las aguas bajas estaacute proteshygida por un enlosado de cemento de 3 mts de ancho para facilitar el deslizamiento del cascajo que puede ser consishyderable durante las crecidas
Este muro A por tener que servir de vertedero es vershytical por la parte del riacuteo con 030 mts de altura sobre el nivel de la orilla y estaacute sostenido exteriormente por un tashylud de cemento de muy alargada pendiente que forma el
Plano timiddot una harrera y toma dI aglla
fondo de un pequentildeo depoacutesito B faacutecilmente vaciable desshypueacutes de las crecidas por medio de una gran compuerta
En la parte inferior del depoacutesito B hay que establecer un macizo de mamposteriacutea que forma la cabeza del canal F en el que se habraacuten abierto dos tuacuteneles e de dos meshytros de anchura y un metro de altura cuya entrada puede cerrarse con compuertas de hierro reforzadas con nervios El agua al pasar por estos dos tuacuteneles desemboca en el canal de derivacioacuten F que alliacute debe ser poco profundo pero ancho (5 mts) estrechaacutendose en seguida progresivashy
menle hasta que alcance el tiro de agua y anchura norshymales
Fn el muro de defensa A del recipiente B se coloca lna compuerta inmediatamente delante de la~ aberturas de toma d9 agua y debajo de la barrera
Transversalmeiexclte al riacuteo y en el extremo inferior de l vertedero se construye un soacutelido zampeado de fondo E recshytiliacuteneo algo maacutes alto quoacute el fondo leI riacuteo y que se vaya eevando un poco hacia la derecha d se eleva de 050 el nivel de la corriente y se echa nuevamente contra el vershytedero A xl propio tiempo que se ancha un poco el cauce
Chaipeniier de Cossigny habla de una barrera de cashyballetes que con frecuencia se ve en el sur de Francia
Para estableceo a traveacutes del caue del riacuteo se fijan una serie de caballetes como lo representan las figuras 4 y S donde A es una estaca gruesa inclinashyda y C C los sosteshynes Sobre estos cabashylletes se clava una seshyrie de tablas sobre las
Fi2~ 5 cuales se echa desde riacuteo arriba grava RiacuteoFrente de una brre13 de caJallrlt s
- 1548 shy
abajo se defiende al pie de la obra con pentildeascos sosshytenidos con estacas
Las barreras importantes se construyen de piedra o de cemento empezando por trazar el armazoacuten de la barrera Aprovechando la eacutepoca del arlO en que el riacuteo lleva poca agua se clavan a traveacutes una serie de soacutelidas estacas cushyyos extremos superiores delineuroan el perfil transversal de la barrera Estas estacas se unen entre siacute y en ambos senshytidos por medio de cruceros Entre elios se hincan tablones Terminada la armazoacuten se llenan los huecos con guijarros y piedras y lueacutego se rellenan los intersticios con grava y tierra La parte superior de la barrera se recubre con un thecho de carpinteriacutea o bien con losas que formen una esshypecie de embaldosado entre los cruceros
A fin de obtener una barrera maacutes fuerte se puede hashycer la siguiente variacioacuten Una vez terminada la armazoacuten se colocan apoyados conira los tab~ones sacos llenos de cemento que no tarda en f~aguar Estos sacos forman un muro muy resistente Se acaba de construiacuter la barrera lleshynando con cemento el interior limitado por el muro La cashyra superior se resguarda de la accioacuten del agua con un reshyvestimiento de mortero hidraacuteulico para el cual se puede emplear ladrillos
Las compuertas colocadas a la entrada del canal comshypletan el conjunto de las obras de derivacioacuten y sirven para llevor el agua de uno a otro canal
Hay considerable nuacutemero de modelos de compuertas desde las mayores que se aplican para cerrar los canales hasta las menores para abrir y cerrar las atarjeas En prinshycipio una compu9rta se compone de un quicio horizontal que ocupa el fondo del agua y dos montantes verticales ~obre los que se desliza el ventanillo enlazados por un dintel en el extremo superior El quicio y los montantes pueden ser de madera o de piedra El ventanillo es la parshyte movible de la compuerta y se acciona ya a mano ya por medio dG palanca o cremalera seguacuten el tamantildeo Las partes superior e inferior de las compuertas deben protegershyse contra las socavaciones por planchas de madera o por construccioacuten de mamposteriacutea
En suelos flojos se draga el fondo hasta encontrar roshy
-l549 - shy
shy________ -shy _ __ ___J
s lzaltln ue IIna compllfmiddotlla
ca o tierra firme y lueacutego se pone a traveacutes una hilera de
estacas sobre la cual descansa la compuerta a cada lado
de esta primera arma zoacuten se amontonan sacos de cemento
La3 figuras 6 y 7 rlt-presentan un modelo de compuerta
ordina ria Los figuras 8 y 9 representan la compuerta p e-
r~ 7 Planta de tilla (Olllplltmiddotrta
-shy 10
qUEntildea de hierro muy pr-aacutecti ca que se emplea para abrir y cerrO las atarjeas de riego La figura 9 indica claramenshyo
te coacutemo se mantiene fija esta compuerta por medio de dos grandes piedras indinadas que pueden sustituiacuterse por dos puntales de madera
En cuanto al canal de derivacioacuten tambieacuten llamado de alimentacioacuten se ceba en la corrient de agua un poco por
P t(JlUntildea compucrta para atarjta~ lit Jil~o
encima de la barrem Abierto o cerrado por una compuerta debe seguir en su trazado la parte superior del te rreno y presentar el mayor relieve posible Maacutes adelante hablar8shymas sobre eacutel
Evaluacioacuten del caudal de una corrienle- El caudal de una corriente de agua es igual al producto del aacuterea de io seccioacuten bantildeada por la veloc idad media por segundo del agua
r-iacute~ 9
l a middotolllpllrla dmiddot la fiiexcl 8 olorarla en la otnlrada d e 1 alarju
Es necesario obtener el perfil de la corriente en varios lugares y promediar los resultados Para obtener un periil se tiende una cuerda de una a otra orilla perpendicuarmiddot mente a la direccioacuten de la corriente y lo maacutes cerca posib~ de su superficie A distancias regulares sentildealadas en la cuerda se practican sondeos que dan la profundidad d e l
- 1551 shy
agua en cada una de las divisiones Obtenido el perfil con estos datos se sumaraacuten los trapecios parciales para obtAshyner el aacuterea de la seccioacuten dantildeada
La velocidad media de ~ agua se deduce de la velocishydad media en la superficie es igual al producto de eacutesta por el coeficiente 08 en los canales y riacuteos de dimensiones medianas y po 06887 en arroyos y atarjeas La velocidad en la superficie puede calcularse faacutecilmente de la siguienshyte manera A unos 3CJL-40 metros Daacutes arriba del paraje cuyo p3rfil se ha encontrado se echan unos cilindros de madera gruesa o corcho y con un cronoacutemetro se cuenta e l tiempo que gastan en recorrer la distancia comprendida enshytre el Jugar donde se echaron y olro previamente fijado 30-40 mIs maacutes abajo del lugar del perfil La operacioacuten debe repetirse varias veces y promediar los resultados
En vez de valerse del flotador para determinar la vsshylocidad de la corriente suelen emplearse los medidores de velocidad o corriente (Current Meter) Existen varios modeshylos de estos aparatos los maacutes usados son el de Haskell y
61 de Price En el modelo Price existen dos tipos el eleacutecshytrico y el acuacutestico Por se r estos aparatos suficientemente conocidos y venir acompantildeados de instrucciones para su uso no nos detenemos a explicarlos
Cuando el cauce es de seccioacuten bastante regular es preferible usar una compuerta para medir el caudal
Compuerta rectangular- De sus experimentos con esta clase de compuertas Francis dedujo la siguiente foacutermula
Q = 333 H (L - 02 H) siendo Q = descarga en pies cuacutebicos por segundo L = longitud de la compuerta 6n pies H = altura del agua sobre la compuerta en pies Cuando la velocidad de aproximacioacuten tiene un valor
suficientemente alto para afectar los resultados deben hushycerse las correcciones necesarias Francis propuso la sishyguiente foacutermula para este caso
Q = 333 (L - 02 H) [ (h HYh - h~h 1 donde h = allura debida a la velocidad de aproximacioacuten
Compuerta de Cippoletti- Las foacutermulas correspondienshytes a los dos casos mendonados para la compuerta regushylar son
Las figuras 10 y 11 representan la compuerta rectangushylar y la de Cippolstt i respectivamente
CAPITULO V
Uso de bombas para el riego
La praacutectico de elevar agua de un nivel inferior a otro superior para usarlo en el riego es sin duda tan antigua
1553 shy
como el riego mIsmo En China India y otros paiacuteses orienmiddot tales todaviacutea se acostumbra regar tiel ras maacutes ollas que los canales que conducen el agua elevaacutendola con potencio
bullhumana c animal unos pocos pies Naturalmenta que e~to
se puede efectuar soacuteo cuando la altura es moderada y el trabajo muy barato
Molinos de vienlo- La fuerza del vienio se empleoacute prishymitivamente para las necesidades del riego y auacuten hoy se usa frecwmtemente para elevar aguo de pozos para 103
necesidades domeacutesticas y para el riego de jardines y peshyquentildeos huertos Aunque la fuerza no represente gasto alshyguno el bombeo por medio de molinos de viento resulta en promedio maacutes costoso que cualquier otro meacutetodo excepshytuando aquellos que usan fuerza animal Esto se debe a la pequentildea potencia desarrol ~ada por estos aparatos la inshyconstancio del vie~to y la gran atencioacuten y reparacioacuten que exigen los molinos de viento Por estas razones el costo del bombeo por este sistema hace prohibitivo su empleo exshycepto para cultivos intensos de pequentildeos tarrenos donde se esperan grandes beneficios
Los molinos de viento se usan extensamente en el vashylle de San Joaquiacuten (California) y en los grandes llanos de las Montantildeas Rocosas para obtener agua para el riego El principal inconveniente de estos molinos es su insegushyridad pues su funcionamiento depende completamente de la fuerza del viento
A causa de esta inseguridad los molinos nunca deben usarse para regar sin proveerse de un estanque ampliO pashyra almacenar el agua Debe instalarse un recipiente de gran capacidad a fin de poder almacenar el agua durante los diacuteas que no se la usa para regar Este recipiente se puede obtener usando uno de los tanques elevados que suminisshytran los constructores de molinos de viento o si el molino se puede instalar en un punto alto de la hacienda se pueshyde excavar un estanque paro el almacenamiento
En promedio se necesita una velocidad del viento 5- 6 millas por hora para mover un molino La tabla siguiente da la fuerza del viento para las velocidades ordinarias
-1554
Velocidad del viento y potencia
Millas por Pie por Presioacuten Millas por Pies por Presioacuten
La tabla siguiente tomada de un trabajo de Mr A R Wolff sobre molinos de viento muestra la capacidad y
economiacutea de un molino experimental con rueda de distinshyto diaacutemetro asumiendo una velocidad promedio del vienshyto de 10 millas por hora durante ocho diarias
CAPACIDAD DE LOS MOLINOS DE VIENTO
Tamantildeo Rtvoluclunes Galones de agua levantados por minuto H P de la rueda de la rueda bull una altura de desarrollados
pie
25 50 75 100 150 200
ID no-u lB fjfj tiu 41 1112 l~ ij-HO t3 n u 11 8 8 1 O ~ I H iexclO-i 4bull 1 ~~ 6 ) -I ~ 1U 1 S -l 02- Hi ~I-iexclO ji -U JI (iexcl 1liacute JI 1 98 SO 0 11 18 10- (- 911 j2 2middot1-1 J1 J ) D I ~n 1 bull -40 1lfI UI 1 IO X l J ~ JI l I I O1X 2J W-li ~ 124 J01 0 111) 40 1 Hi3 ~H1 134
- 1555 shy
Al disentildear un molino de viento para bombear agua deben considerarse dos cosas El momento de torsioacuten y la velocidad de la rueda en relacioacuten con la de la bomba La primera debe ser lo maacutes gronde posible a fin de que el molino arranque con un viento suave la segunda no debe ser muy alta para las bombas en un molino pequentildeo ni demasiado baja para uno grande De lo anterior deducimos que el tamantildeo de un molino es un elemento importante en el arreglo de sus aspas
El aacutengulo entre cualquier porcioacuten de una aspa y el plano de la rueda se denomina aacutengulo del viento para obtener el mayor momento de torsioacuten al arranque este aacutenshygulo debe ser el complemento de los mejores aacutengulos de incidencia o entre 70deg- 55 Se ha Encontrado en la praacutecshytica que el aacutengulo del viento no alcanza estos valores sienshydo muy recomendable usar 43deg La tabla siguiente da los resultados de los experimentos de J A Griffith con cinco clases de molinos norteamericanos
CAPACIDAD Y EFICIENCIA
STOVER
Diaacutemetro exterior de la rueda pies 115 inferior 45
Area bruta de la rueda pies cuadrados 1040 Angulo del viento en la extremidad exterior de las aspas 43 Diaacutemetro y carrera de la bomba pulgadas 3 X 4 Altura promedio del agua durante el ensayo pies 292
A maacutexima eficiencia
Ve locidad del viento millas por hora 58 Velocidad del molino revoluciones por minuto 130 H P 0011 H P por 100 pies cuadrados de aacuterea bruta 0011 Eficiencia neta maacutexima tanto por ciento 87
-- J556 --shy
Promedio de 100 horas localidad bonancible
Promedio del agua elevada galones por hora 1530 Promedio de los H P desarrollados por l 00 pies~ 0022
0023 Eficiencia neta maacutexima 21
Promedio de 100 horas localidad borrascosa
Promedio del agua elevada galones por hora 2870 Promedio de los H P desarrollados por 100 pies~ 0041
0043 Eficiencia neta maacutexima 028
De varios molinos
Parkins ~fthoue Allhouse Carlyle
16 1416 1016 983 60 45 383 416
2010 1570 81 800 36 30 5028u
3 X lOyiexcl 3 X 10 3 X 4 58 3 X 4 liquest 39 663 387 307
---shyMaacutequinas de combustioacuten interna- Las maacutequinas moshy
de rnas de combuslioacuten interna de gas y vapor no soacutelo con-sum e 1 pJCo combustible sino que son adaptabI8s unishydades pequentildeas ademaacutes req u ieren poca vigilancia para un buen manejo y las reparaciones se efectuacutean faacutecilmenshyte Estas ve1 tajas importantes hcn heclo generalizar el uso de esta clase de maacutequinas
Maacutequinas de vapor- A lgunas de la s maacutes grandes planshytas d2 bombas para riego usan el vapor como fuerza moshyIriz En las islas Hawai se emplean grandes bombas moshyvida s por vapor para e levar agua a 550 pies y regar cantildea de azuacutear Grandes plantas a vapor se emplean para eleshyvar grandes can tidades de agua a pequentildeas alturas y reshygar las plan taciones de arroz en Louisiana (EE UU ) Las grandes plantas usan la maacutequina reciacuteproca y la bomba directamente conectada En algunos casos se puede obteshyner mayoiexcl- eficiencia usando turbinas de vapor las que por su alta velocidad S9 prestan para mover generadores eleacutecshytricos los cuales a su vez pueden suplir corriente a bombas instaladas en dist intos pun tos Es te meacutetodo de distribucioacuten es especia lmen te venta joso cuando el agua se obtiene de muchos pozos El costo de esta clase de plantas estaacute geneshyralmente fuera del alcance individual y por esto la mayoshyriacutea de ellas son manejadas por grandes compantildeiacuteas o por Jos municipalidades
Bombas- La bomba centriacutefuga es la maacutes usada para regar
La bomba centriacutefuga eleva el agua por medio de un disco provisto de cuchillas curvas que giran raacutepidamente dentro de una caacutemara que se ajusta lo maacutes posible dejanshydo el juego necesario para el movimiento raacutepido Las cushychillas fuerzan el agua a traveacutes del tubo de salida Algunas veces se sumergen dentro del agua que va a bombearse
-- 1558-shy
o se colocan unos pocos p ies encima del n ivel del agu a
en cuy o caso se necesita cebarlas
La bomba centriacute fuga es la maacutes recomendable cuando
se tr Ita de elevar grandes cantidades de agua a pequentildeas
a lturas Sus principales ven tajas son sencillez seguridad
bajo cos to y poca probabilidad de dantildeo por c ieno etc
Cuando hcm sido biEn d isentildeadas acanzan eficiencias de
maacutes de 80 para altu ras de 30- 60 pies Las peacuterdidas a
la entrada del tubo de succioacuten yola sal ida del de desshy
carga se d isminuyen grandemente ensanchaacutendolos progreshy
sivamente al salir de la bomba
El profesor W B Gregory da la siguiente tabla para
ilustrar la ventaja qu e se obtiene al ensanchar los tubos
de succioacuten y descarga
BOMBA CENTRIFUGA - ALTURA DE ELEVACION 5 PIES
Peacuterdida de Peacuterdid a de Pda por fr ic-Forma del tubo altura a la altura bull la cioacute usando Altura Bnfic~
a 3 028 031 024 583 240 291 a 4 009 0 10 02 4 543 280 340
----shyAriete hidraacuteulico- Es ta maacutequina usa un gran v o lumen
de agua que cae de una pequentildea altura para elevar una
cantidad menor de agua a una altura mayor
En este aparato un tubo A conduce el agua a la caja
de la vaacutelvu la B ~ l tubo estaacute en comun icacioacuten con la caacuteshy
mara de a ire C de la cual arra nra e l tubo de descarga D
La vaacutelvula B s(~ abi e hacia abajo y se hace de un peso
tal que permanezca abierta cuando el agua circule a veshy
locidad moderada pero se c ierre raacutepidamente cuando la
velocidad del agua a lcance un valor determinado Cuando
la vaacute~vula se cierra el agu a se detiene suacutebitamente proshy
duciendo un golpe de ariete que abre la vaacutelvula de la caacuteshy
mara de aire comprimiendo eacuteste y haciendo pasar una
parte d e eacutel al tubo de descarga Cuando se iguala la preshy
-- 1)59-shy
sioacuten la vaacutelvula de la caacutemara de aire se cierra pero el flujo en el tubo D continuacutea durante un periacuteodo corto a caushysa de la expansioacuten del aire comprimido en la caacutemara C Como el aire de esta caacutemara es absorbido gradualmente y expulsado por el agua debe proveerse para su renuevo pues de otra manera la elici-encia del ariete disminuiriacutea Cuando el agua en el tubo A estaacute detenida la vaacutelvula B cae el agua empieza a moverse y el proceso se repite
El flujo de un ariete hidraacuteulico es pues una serie de pulsaciones y a cada impuso debe vampncerse la inercia de la columna de agua que se encuentra en el tubo D Si dos arietes se conectan en el mismo tubo de descarga pero de tal manera que sus pulsaciores no coincidan la descarga seraacute maacutes continua y se economizaraacute energiacutea estas ventashyjas se obtienen en mayor escala al aumentar el nuacutemero de arietes conectados Veacutease fig 12
i)
rs 2 l iacute
llUSlraciuacuten dd prin cipill dd ik hiJraacuteulicu
CAPITULO VI
Canales y alarieas de riego
Cualquiera que sea el meacutetodo de riego que se haya esshycogido su praacutectica requiere cierto nuacutemero de canales y atarieas Vamos a definir estos canales y atarjeas y a inshydicar las principales consideraciones que rigen su consshytruccioacuten
Todo riego supone una presa de agua en un canal riacuteo etc Esta agua por medio de un canal de derivacioacuten se
--1560shy- -
lleva a los regadiacuteos De cua lquier forma que sea en eacutel o en sus ra mificac iones na cen y se alimen ton zan jas de meshynores dimensiones llamadas atarjeas de distribucioacuten las cuales llevan el agua a las atarieas de riego
Como todo riego debe ir acompantildeado de una desecashycioacuten del suelo es necesario construIacuter atarjeas de desaguumle que lleven el agua usada a los canales de evacuacioacuten En ciertos casos las atarjeas de riego una vez vaciacutea s sirshyven para el desaguumle
Seccioacuten de los canales y de las atarieas- Los canale s de a limentacioacuten de distribucioacuten y de evacuacioacuten tienen seccioacuten trapezoidal (Fig 13) Las otarjeas de riego y de desshyaguumle son rectangulares (Fig 14) Soacutelo miden 5-15 ctms de profundidad
Un canal de riego se com pone de las siguientes parshytes (ver lig 13)
El fondo D F sobre e l cual fl uye e l agua
-1561
La altura O E = h del egua Las banquetas A B H 1 que sostienen el agua por cashy
da lado Los taludes formados por las caras laterales B D F H El periacutemetro mojado P o la lopgitud e D + D F + F G La seccioacuten uacutetil S del canal eo la superficie que tiene
por base G C y D F y por a~ tura O E El radio medkl R es igual a S P La pendiente de Jos taludes m se determina por la
relacioacuten G Kj F K
Pendiente de los taludes de los canales y de las aacutetarshyjeas principales- Las pendientes de los taludes dependen de la natura leza del terreno Hus ta 15 ctms de profundidad son verticales Pasando de esta profundidad y para atarjeas abiertas en desfonde se dan las siguientes pendien tes
Roca m l O Arcilla pura m 1 033 = 303 Tierra arcillosa m 1 05 200 Tierra arenosa m 1 15 = 066
Para Jos taluds de fosos cmstruiacutedos en terrapleacuten
Arcilla pura m 1 05 = 200 Tierra arcillosa m 1 075 = 133 Tierra arenosa m 1 225 = 044
Para el mismo terreno si m es la inclinacioacuten del tashylud en desfonde 10 inclinacioacuten m del talud de terrapleacuten es igual a
2 3 m 1 1
- +shym 2m
Pendiente de los canales--Cuanto maacutes fuerte es la penshydiente maacutes se puede reducir la seccioacuten de un canal para la misma descarga Conviene pues construiacuterlos con la mashyyor pendiente a fin de disminuiacuter los trabaj os de excavacioacuten Por otra parte hay que considerar que una pendiente fuershy
-- 1562 -shy
te disminuye por la raduccioacuten de seccJOn la superficie de contacto y por consiguiente la filtracioacuten Ademaacutes la veloshycidad del agua no debe pasar de determinados valores seguacuten el terreno pues produciriacutea erosiones en las paredes
Velocidades de las que no conviene exceder en los diferentes terrenos
Velocidad limite Pendlent
por segundo por kmt
Arcillas blandas 0152 mts 0045 mts
Arenas 0305 0136
Gravas 0609 0433
Guijarros 0914 0570
Piedras en grandes fragmentos 1220 1509
Guijarros aglomerados 1520 211 S
Rocas blandas 1830 2786
Rocas duras 3050 7342
Tambieacuten existe un liacutemite inferior de velocidad que no se debe traspasar pues se forman depoacutesitos que destruyen
los cauces Los depoacutesitos principian a formarse por debajo de una
velocidad media de 025 mts por segundo en corrientes de agua fangosa 030 cargada de
arena fina 050 mts por segundo en corrientes de agua cargada de
arena gruesa Por consiguiente la velocidad no bajaraacute de 050-080
mts en el canal principal a fin de que no se deposite la arena gruesa
No deberaacute ser inferior a 025- 040 mts en los canashyles de distribucioacuten para que en ellos se deposite la areshyna gruesa que si llegara a las atarieas de riego podriacutea ser perjudicial Como estos canales no se usan continuashymente seraacute faacutecil quitar los depoacutesitos asiacute formados
Canal de conduccioacuten- La pendiente de eacuteste depende
- 1563 shy
oel nivel de la presa de agua y de la altura de la parte maacutes alta que deba regarse
Generalmente su pendiente variacutea de 00007-00014 mts por m La velocidad no excede de 080 mts por segundo La seccioacuten es trapezoidal y debe ir disminuyendo a medishyda que el canal avanza como que tiene que servir a meshynor extensioacuten
Este canal debe estar dispuesto de tal forma que en su punto de unioacuten con el riacuteo quede su nivel maacutes baio que el quicio de la presa a fin de poder instalar un aparato de afor Siempre debe estar provisto de una compuerta de modo que sea faacutecil impedir o regular la entrada dol agua para poder efectuar reparaciones o prevenir una crecida de la corrien te alimentadora
A fin de evitar la erosioacuten conviene lapizar con ceacutesped las paredes laterales y el fondo
Atarieas de distribucioacuten- Deriacutevanse del canal de conshyduccioacuten y llevan el agua a las atarieas de riego Son casi horizontales con pendientes de 0001-0015 mts por m La velocidad del agua no debe ser inferior a 025-040 mts
Se ponen en comunicacioacuten con las atarieas de riego por medio de un tubo de aiiacuteareriacutea o de una caia rectangushylar de madera Esta abertura debe poderse cerrar con una compuerta
Atarieas de riego- E1 general deben ser tan poco proshyfundas como sea posible Con frecuencia se les da un pershyiexcljI rectangular En la unioacuten con las atcrieas de distribucioacuten pueden tener de 30- 35 clms de anche para lueacutego ir disshymi1uye1do
El fondo e3 generalmente horizontal y sus bordes esshytaacuten ligeramente inclinados seguacuten lo direccioacuten de la corrienshyte y se aproximan a medida quo se aleian de las atarieas de distribucioacuten
Atarieas de desaguumle--Las atarieas de desaguumle recogen las agu)s despueacutes de regar y la3 llevan a los canales de evacuacioacuten Son doblemente uacutetiles pues secan el suelo y
permiten volver a usar las aguas para el riego de nuevas extensiones
- 1564shy
Los bordes estaacuten cortados verticalmente Su anchura ordinariamente es de O l5- --030 mts
Canales de evacuacioacuten- El ca nal de evacuacioacuten recishybe el agua de los desaguumles y la conduce al riacuteo o a regar otras tierras Debe ocupa r lo parte maacutes baja del terreno Debe tener una seccioacuten suficiente para el agua que recibe Tiene forma trapezoida Sus paredes deben protegerse conshytra el desgaste por medio de ceacutesped
Caacutelculo de las dimensiones de los canales y de las atarjeas principales- Hemos dicho que la seccioacuten de los canales y atarjeas principales es trapezoidal La seCClOn de las secundarias es triangular o rectangular Generalmenshyte no S9 ca~culan Es necesario determinar lo maacutes exactashymente posible las dimen5iones de los canales y atorjeas principales Las foacutermulas emp16cdas dan resultados aproxishymados que la experiencia modifica A continuacioacuten damos las foacutermulas de Darcy perfecc ionadas por M Bazin
ConsideremQs la seccioacuten re presentada en la fig 13 Y llamemos
1 D F = longitud del fondo
h O E = la altura
S aacuterea de la seccioacuten
U velocidad mediacutea del agua velocidad media en la superficie X 080
Q = descarga
I = la pendi2nte
P periacutemetro moiado
R = radio medio
Estas cantidades estaacuten relacionadas de la siguiente mashynera
(1) R I = b U~ oacute U = C RT(2)
(3) Q = S U Oacute Q = S C rRI (4)
C = 1 b es un coeficiente que depende de la rugoshysidad de las paredes del canal M Bazin ha expresado su valor asiacute
1565 - shy
87
C = 1 Vb = - ---- + tiacute
VR ltiacute tiene los siguientes valores
Paredes muy lisas (cemento madera lisa) tiacute = 006 Paredes lisas (taba ladrillo) tiacute = 016
poco lisas de mamposteriacutea tiacute = 046 de naturaleza mixta Ciacute = 085
Canales de tierra en condicion3s ordinarias tiacute 130 Canales de tierra con resistencia excepcional tiacute = 175
Maacutes adelante daremos los valores del coeficiente C en funcioacuten del radio R y los valores del coeficiente o de la loacutermua (l) corre3pondientes a los valores dAl coeficiente
C = 1 vT-
Ganguillet y Kulter adoptan tambieacuten la foacutermula
u C RTpero daacutendole a C el siguiente valor
O 00155
23 + + n
C 000155
1+ 23 + --- n
( ) V R
El nuacutemero n variacutea con la naturaleza de las paredAS y tiene los siguientes valores
n ln Paredes muy uniformes ceuromento madera
cepillada 0010 100 Paredes linos piedra tallada ladriilos 0013 77 Paredes poso uniformes 0017 58 Paredes rugosas piedras en bruto 0020 50 Paredes de tierra 0025 40 Paredes de grava 0030 33 Paredes irregulares de grava y mal cuidadas 0035 29 Paredes muy irregulares 0040 35
- 1566 shy
Las dJmensiones de los canal83 deben 118nar otras conshydiciones que determinan las foacutermulas anteriores
En primer lugar la tangente trigonomeacutetrica m queda determinada por la naturaleza del terreno Luego si circunsshytancias especiales no exigen la adopcioacuten de una profundishydad conviene dadas 1 y m dar a la seccioacuten la forma que corresponda a la maacutexima descarga por unidad de aacuterea de ella Esta seraacute evidentemente la seccioacuten maacutes econoacuteshymica De la foacutermula (3) Q = S U deducimos que para una superliacutecie dada S la descarga Q es maacutexima con U POI
consiguiente para una pendiente dada y teniendo en cuen shyta la foacutermula (2) U = e VRT con R o tambieacuten pll8sto que R = S P cuando P es miacutenimo
D8 la Hg 14 deducimos que
(5) S h (1 + h m)
(6) P + 2 h m V1 + m~ (6) P = I + 2 hmv 1 + m~
S h ( I + hm) (7) R
P + 2 hm 1 + m~ y por caacutelculo deducimos que P es miacutenimo cuando
h + V I + m~ (8)
2 ro
En este caso los lados B D H F D F son tangentes a Jo circunferencia descrita desde O como centro y con h como radio
Si sustiacutetuIacutemos en (7) 1 por su valor sacado de (8) obshytendremos
2 m h h ( + hm)
+ VI + m (9) R +
2 mh 2h V 1 + m~
+ ml+vl+ m~
- 1567 shy
--- -
1+ iexcl-1 + rn~ ]iexcl 2 = X
rn 4
es decir el radio medio es igual a la mitad de lu profunshydidad del agua
La relacioacuten h 1 que determina la seccioacuten oacuteptima soacuteshylo depeeacutelde para S e 1 dados del valor m El valor de h 1 en (8) permite calcular faacutecilmente h y 1 conociendo S y m Reempazando 1 por su valor en funcioacuten de h en la ecuashyc ioacuten (5) 1endremos
(lO) S =
( h
2 m h
1 + 1 1 + m~ h+-111
)
h~ 2 l 1-+ m~ -----shy 1
m
mS lh
11 J J h = ( 2 V 1 + m - 1 )
Seguacuten esto S2 ve que cuanio maacutes se acerquen los taludes del canal a la vertical mayor es h y por consiguienshyte R Conviene adoptar para R el mayor valor posible pues asiacute no disminuye la anchura del canal de pendiente dada 1 y se aumenta la velocidad media d el agua que es proshyporcional a R
Cuando las circunstancias obligan la adopcioacuten de una profundidad determinada la ecuacioacuten S = h (l + h m) soacutelo contiene la incoacutegnita 1
Empleo de las foacutermulas uso de las tablas ejemplos middotnumeacutericos--Los problsmas que se presentan maacutes frecuenshytemente son
I- Conocida la seccioacuten transversal de un canal y su pendiente calcular su descarga
JI- Conocido el rendimiento del canal y su pendiente
- 1571 shy
calcular las dimensiones que debe tener su seccioacuten transshyversal y la velocidad media del agua
CASO iexcl- Se a plican las siguientes foacutermulas
h (1 + h m) (S) S = h (1 + h m) (7) R
1 + 2 h 1 + m~
m
y lueacutego
(2) U = C m 1)Y2 (1) Q _ S C (R 1) 1j~
La foacutermula (S) ncs do e l aacuterea la (1) el radio medio pues h I Y 111 SO1 conocidos Las foacutermulas (2 y 4) permiten ca lcular U y Q
EJEMPLO Calcular el rendimie llto de un canal de ti eshyITU sabiendo que 1 = lmts h = 121 1 = 00002 y la inclinacioacuten de los taludes es 45
La aplicacioacuten de las foacutermulas (5 y 7) nos da
S = 2867 mts~ y R = 060 mts
El valor de C seguacuten la tabla de Bazin es 325 y seguacuten la de Kutte r 35 Tomamos e l promedio de estos dos valoshyres o sea 3375
Aplicando las foacutermulas (4 y 2) obtendremos
Q = 098 mts y U 037 mts
CASO II- Si existen circunstancias que obliguen a adopshytar una profundidad determinada se aplicaraacuten las foacutermushylas de la seccioacuten maacutes ventajosa es decir las foacutermulas sishyguientes bull
Q~m S (9) h b U~ b - shy~ (1 + m~ )11 ) = 2 R (l) R I
12 - 1) S~
Se principiaraacute por adoptar para b un valor provisional y para escogerlo seguacuten el rendimiento se evaluaraacute el vashylor posible de R y por consiguiente el de C seguacuten la tashybla de Bazin La tabla de los valores de b daraacute un valor que se adoptaraacute provisionalmente Una vez hallado el vashy
- 1572 shy
lar da R se rectificaraacute e l de b Se volveraacute a calcular R y
se continuaraacuten estas aproximaciones hasta que se encuenshytren para C y b valores que no difieran sensiblemente de Jos anteriores La ecuacioacuten (1) contendraacute R elevada a la quinta potencia y deberaacute resolverse por logaritmos
EJEMPLO Un canal debe tener un rendimiento de 2 lIltS de agua por segundo con una pendiente de 00002 por mts Cuaacutel debe ser su perfil transversal en la tierra con taludes inclinados 45
Supongamos R = 1 mt entonces seguacuten la tabla d e Bozin C = 378 y seguacuten lo de Kutte r C = 40 Toma mos 81 pro lllcd io C = 389 Para b obtenemos 000066
In
Lu IOacuteI JI1 U 111 (0) du x
Pero s iendo m 1 sacamos
m 0547
y obte ndremos 4R~ S 4W
0547
Lo foacutermula (1) nos da
R X 00002 000066 4
S~
R S~ 132
y sustituyendo S po~ su valor
16 R
(0547F 132 R 075
Seguacuten las tablas de Bazin y Kutter los valores respecshytivos de C pondiente de b tend
son de b remos
348 es
y 00
37 Adoptamos 0077 Sustituyendo
359 este
el valor nuevo
corresshyvalor
- shy 1573 shy
4 4 R~ 0547 S TI X 00002 000077 (
s~
R = 075
Lo vola re s d~ e y de b no difieren sonsibloTrl ento de los que acabamos de adoptar Tomaremos pues para TI el va le r 076 mis entoncos h = 152
4 (076 )~
S 442 Jll l s ~
0547
Q 2
u 047 mts S 422
La foacutermula (8) permite dete rmina r l
2 m h 2 X 152 126 y e l problema
1 + ( + m~)Y2 1 + (2)1
queda resuelto Pero puede ocurrir que por circunstancias especiales no
se pueda adoptar el perfil maacutes econoacutemico Entonces se coshynoc 3 la profundidad h o la anchura 1 por lo tanto
S = h (1 + h m)
Q2
R 1 b --- en que R estaacute expresado en funcioacuten S2
de h y de I y permitiraacute hallar por tanteo h o I y S Supongamos que por causa de la existencia de un submiddot
suelo rocoso la profundidad del canal no debe exceder de un mI y que la descmga sea de 2 mts pOI segundo y la pendiente 00002
Procederemos asiacute
Puesto que h 9S a lo sumo igual Q 1 mI el radio meshydio puede evaluarse en 050 mts Las tablas dan para e 306 y 34 adoptamos 32 y entonces b = 000098
1574
Q2
De la ecuacioacuten R I b --- deducimos S2
000098 X 4 S~ 392 S 625
050 X 00002
La foacutermula S = h (l + h m) da 525
La foacutermula (6) nos da P = 807
s 625 R 077 mts
P 807
Se partiraacute de este nuevo valor de R para repetir los caacutelculos
Las tablas dan para R = 077 mts C = 35 y 37 Adoptamos C = 36 entonces b = 000077
Tenemos
000077 X 4 S 40 S 632 1 532
077 X 00002
P 814 Y R = 077
Adoptaremos para el perfil de este canal de 2 mts de descarga por segundo
1 = 532 h = 1 mI R = 077
La velocidad media del agua seraacute
u = Q S = 2 632 = 031 mts
CAPITULO VII
Sistemas de rieqo
Hay muchos procedimientos de riego seguacuten la naturashyleza del terreno su pendiente los cultivos o la cantidad de agua de que se dispone
- 1575 shy
A continuacioacuten describiremos los siguientes sistemas Por sumersioacuten por filtracioacuten por desbordamiento
El riego por sumersioacuten se dIvide en tres meacutetodos el ri ego por filtracioacuten en dos y el por desbordamiento tambieacuten en dos De todos eros hablaremos separadamente
Riego por sumersioacuten
El sistema d3 riego por sumersioacuten llamado tambieacuten en manta consiste en cubrir el suelo con una capa de agua que permanece sobre eacutel un tiempo maacutes o menos largo
Generalmente requiere que el terreno sea sensiblemenshyte horizontal de pendiente suave 2 0 00 a lo sumo y que no sea impermeable La superficie regable se rodea de peshyquentildeos diques Si la pendiente fuese fuerte habriacutean de ser a l tos y emplear maacutes agua con lo que se perderiacutea la prinshycipal ventaja de este sistema que es su sencillez y ecoshyncmiacutea
Este procedimiento es uno de los mejores para el rieshygo de praderas cuya pendiente sea de 1-15 mmts por metro Comprende tres meacutetodos distintos
IO-La sumersioacuten naturcl que resulta del desbordashymiento espontaacuteneo de una corriente de agua o de la inunshydacioacuten artificial proveniente del levantamiento de las aguas
29- La sumersioacuten artificial 5encilla en que las aguas permanecen estanadas mientras dura el riego
3y- La sumersioacutell atificial con cJrculacioacuten continuiexcl en que el agua ircula suavemente por la superficie del terreno sumergido
Cuando se riaga con aguas que acarrean limos y areshynas estos materiales generalmente corgados de materias fertili~antes se depositan sobre el suelo Entonces el riego por sumersioacuten va acompantildeado del erdorquinamiento
Sumersioacuten natural- Muchos terrenos estaacuten expuestos a las crecidas de las corrientes de agua que los atraviesan Esta sumersioacuten natural es fuente de grandes riquezas Tashyles s)n Egipto y las pompos de la imeacuterica del Sur En Francia grandes extensiones de ter reno deben su fertilidad a riegos perioacutedicos de esto naturaleza
Las condiciones esenciales de estos sumersiones natushy
1576 shy
rales son pendientes longitudinales muy suaves (040- 045
mts por kmt como promedio) y pendientes transversales
bastante aceurontuadus para que las aguas de las crecidas
vuelvan faacutecilmente a su cauce primitivo
Sumersioacuten artificial sencilla- Exige un suelo de poca
pendiente que no exceda de 2 0 00 a menos de restringir
mucho ia extensioacuten dE las parcelas sumergidas
Si la pendiente fuese fuerte no se depositariacutean los seshy
dimentos perdiendo asiacute este meacutetodo su principal ventaja
Ademaacutes se correriacutea el riesgo de que las aguas arrastraran
la tierra vegetal Finalmente seriacutea necesario que las cuenshycas sumergidas estuvieran rodeadas de diques muy altos
lo que hariacutea perder las ventajas econoacutemicas de este sisshy
tema
Consiste en sumergir el suelo bajo una capa de detershy
minado espesor durante un periacuteodo de tiempo variable
El terreno se divide en compartimientos regulares roshy
deados dE pequentildeos diques que retienen el agua
Generalmente las aguas despueacutes de regar un comparshy
timiento superior pasan a regar uno inferior
Los compartimientos tienen extensioacuten variable En geneshy
ral no exceden de 10-30 aacutereas Se les puede dar una anshychura de 50 mts y una longitud variable seguacuten la pendienshy
te del terreno Los diques que los rodean exceden en todas
partes a 25 ctms al nivel del agua
La altura media del agua sobre la superficie del sueshy
lo es de 15 ctms En el punto maacutes alto del nivel del agua
25 ctms
En el centro de cada compartimiento y en sentido de su longitud se abre una atarjea g (lig 15) que sirve a la
vez de conduccioacuten y desecamiento
A este objeto puede ir acompantildeado de pequentildeas a tarshy
jeas h En el origen y en la extremidad de cada compartishy
miento la atarjea g lleva una en trada de madera con comshy
puerta para retener el agua o dejarla pasar
La atarjea g debe tener una pendiente aproximada de
0001 mts mL La anchura en el fondo y su profundidad
dependen de la superficie del compartimiento y de la cantishydad de agua que conduciraacute
--1577-shy
La fig 15 denota la subdivisioacuten del terreno en cuatro recipientes que forman otros tantos saetines cuya longitud depende de la pendiente del terreno
Es preciso que el nivel del agua en el segundo comparshytimiento sea inferigtr de 1- 2 ctms al fondo de la atariea g del primero Asiacute se logra que el agua pase del primero al SEgundo compartimiento
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Hiego por ~lIhm(~r~ ioacuten Planta ltle unn in~tala(- i(ln de cuatro C(Jlllparlimi-(-middotnto~
Ventajas e inconvenientes de este sistema- Permite reshygar superficies de poca pendiente con ca1tidades de agua demasiado pequentildeas para utiliza ras de otro modo Transshyforma en tierras feacutertiles suelos mediocres siempre que no sean impermeables y que las aguas contengan limos carshygados de principios nutritivos Su instalacioacuten y vigilancia son sencillas y baratas
En suelos impermeables da malos resultados Rara vez se puede aplicar en el momento de la vegetacioacuten y mientras dura impide la aireacioacuten del suelo
- - 1578 - shy
El riego por sumersioacuten se emplea principalmpnte en el cultivo del arroz
Riego de los arrozales- EI arrozal ha de estar compleshytamente cubierto por el agua pero sin quedar estancada sino circulando con muy poca velocidad Sin agua no gershyminariacutea la semilla y en cambio si quedara estancada enshyfermaria 0 planta y podriacutea ser causa de una epidemia pashyluacutedica en la regioacuten
El terreno destinado al cultivo del arroz ha de ser enshyteramente llano y con la pendiente necesaria para la lenshyta circulacioacuten del agua El campo se divide en parcelas delimitadas por pequentildeos diques de tierra
Unas como B (Fig 16) estaacuten trazadas longitudinalmenshyte en el sentido de las labores y del movimiento del agua al paso que otras la sentildealadas con la letra e van en dishyreccioacuten perpendicular a las primeras
Una vez construIacutedos los diques se da el agua a las parce las D y J de modo que la capa liacutequida tenga unos 12 ctms de espesor Hecho 6stO se practican en el dique inmediatamente infel ior unas abe rturas E de 20- 30 ctms
de ancho por donde flushyye el agua a las parceshylas inferiores Asiacute se conshytinuacutea hasta regar todo el arrozal El agua se reshycoge en la atariea d e desaguumle A
El consumo de a g ua se calcula en 24 Its por segundo y por hec taacuterea
Sumersioacuten artificial con derrame continuo--Cuanshydo se dispone de gran can tidad de agua la cirshyculacioacuten puede ser conshytinua sin alterar las disshyposiciones precedentegt
El agua de riego desshypueacutes de alcanzar el nishy
ni~po s i c i(lfl dI un arrozal divirl gtln ( 1
lahla~ n -lIadriluacutel erus L ri ego
- - 1579-shy
vel normal en el compartimiento regado pasa lentamente al inferior y se reemplaza con nueva agua Este procedishymiento priva menos del aire a las plantas que e l estallCU miento permanente
El movimiento d8 las aguas se regula dE-~ tal manera que la can tidad siexclJida por la parte inferior sea igual a Jo que Gntra por la superior De 83t8 modo se llega raacutepidashymente a resultados excelentes
Conviene enviar agua nueva o los compartimientos inshyferiores disponiendo alrededor del cqmpo un canal de cirshycunvalacioacuten El agua debe vaciar por encima de las comshypuertas a fin ds qU8 no arrastre los sedimentos En general los compartimientos tienen dimensiones mayores que los de sumersioacuten sencilla Si la pendiente es muy fuerte conviene disponer oblicuamente diques interiores que impidan la erosioacuten del suelo Los diques que bordean las parcelas tieshynen aproximadaments 150 mts de ancho en la corona y un nivel de 30- 40 ctms sobre el de las aguas
Rieqo por filtracioacuten
Este sistema comprende dos subdivisiones
19 Por filtracioacuten del aqua en el suelo por atarieas proshyfundas- Es un procsdimiento muy imperfecto desde el punshyto de vista d3 los resultados pero muy sencillo y econoacuteshymico Em p lea las zanjas excavadas en los terrenos para sanearlos
Esencialmente consiste en cerrar las compuertas que regulan los diferentes canales de desecamiento El agua de lluvia etc fluye asiacute poco a poco pgtr estos canales y si el suelo es permeable lo humedece al atravesar las pareshydes laterales de e llos pudiendo llegar por capilaridad hasshyta las raiacuteces
Este procedimiento soacutelo es practicable cuando el terreshyno es bastante permeable y de poca pendiente En suelos poco permeabls los resulta dos no son satisfactorios el agua fluye bien por los cana ~ es pero no logra humedecer la tierra
La lig 17 muestra la disposicioacuten de los canales a a b b y Ja de la compuerta d que cuando estaacute cerrada deshy
- 1580
termina el retroceso del agua que se va elevando en los canales y penetra en el suelo Abriendo jo compuerta se inicia la salida del agua y consecuentemente el desecashymien~o del terreno
A~~J~~Mitrbt~Ir~~M~~1 B
F~( 11 J)i sposieiHl para htlnHd e(~e r IIn 1IITfJ1U drenadu al ail
J i~ Hi middotiexclo po fiJI radmiddotn
29 Filtracioacuten del agua por atarieas abiertas superficiales - middot-Este meacutetodo se aplica sobre todo a Jos tierras labradas y
entre otros a 103 cultivos hortiacutec81as Difiere esencialmente del anterior en que las atarieas estaacuten mucho maacutes proacutexishymas en que son superficiales y el agua penetra en el sueshylo y en el subsuelo p8r las paredes y por el fondo
El agua circula por atarieas paralelas que limitan las parcelas de los cultives No debe tocar ni las hoias ni los tedios Por esta razoacuten se emplea e l agua de cloacas para los cultivos hortelanos Como no se ponen en contacto con as hoias ni con los tallos no pueden contaminar esta parshyte comestible de los vegatales Sin embargo uacuteltimamente se ha dicho que las aguas de cloacas contaminan las parshytes aeacutereas de las hortalizas con geacutermenes nocivos y se ha prohibido su empleo para el cultivo de las hortalizas que se toman sin coccioacuten
Este meacutetodo es tanto maacutes eficaz cuanto maacutes proacuteximas
1581 shy
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ni ego por 5-lIrc()~ Di ~pn ~ iciiexclm de la~ atalj pa~
esteacuten las zanias que se trazan con el arado y estaacuten seshy
paradas unos 060- 080 mts La lig 18 indico la disposicioacuten del suelo La liacutenea a b
representa el canal de conduccioacuten a c el canal de riego del campo d designan los surcos que no terminan en el canal a c La limpieza que necesita el funcionamiento del sistema deteriora pronto este canal Debe construiacuterse una atari ea auxiliar e f comunicada con el canal a c por meshy
_-1582 - shy
dio de pequentildeos cortes g Este canal auxiliar se abre con el arado y se termina cuidadosamente con la pala Es anshycho y tiene una profundidad de unos la ctms
Riego por desbordamiento
Puede efectuarse de las maneras siguientes con reshygueras de nivel y planos inclinados que describiremos sucesivamente
A shy Por regueras de nivel Fundamentoshy EI terreno a regar estaacute surcado por regueras horizontales de desbordashymiento en que el agua rebosa el borde inferior y se exshytiende en forma de laacutemina continua
Pendiente del terrenoshy No debe ser excesivamente peshyquentildea pues entonces la circulacioacuten de la laacutemina de agua se efectuariacutea defectuosamente se admite como necesaria una pendiente de 3 Si 0 pendiente fuere excesiva en vez de una laacutemina continua se formariacutea una serie de arroshyyos que socavariacutean el terreno este peligro debe evitarse haciendo las regueras suficientemente proacuteximas
Descripcioacuten y funcionatnientoshy Las regueras de reparshyticioacuten se trazan en la direccioacuten aproximada de las liacuteneas de maacutexima pendiente fig 19 Si se interrumpe una regueshyra de distribucioacuten remansando el agua eacutesta entraraacute en la reguera de nivel inmediata anterior la cual se llenaraacute y desbordaraacute invadiendo el terreno el exceso se recogeraacute en el colector inmediato inferior el cual lo transportaraacute al canal de desaguumle
b middotmiddot l~vcro diexclhi Clon
rig 9
Alimentacioacuten de regueras sucesivas por una misma tomashy En vez de recoger las aguas sobrantes de una reshyguera directamente en un colector se recogen en otra reshyguera la cual una vez desbordada las deja pasar a otra y asiacute a varias no pasando de 4 oacute 5 seguacuten el caudal de
-1583 -
agua de que se disponga Parece que asiacute pudiera hacerse extensivo a todo el campo con una sola toma superior en la reguera de reparticioacuten pero no debe olvidarse que el agua que llegase a las regueras inferiores estariacutea escasa en oxiacutegeno y principios fertilizantes Esta es la razoacuten de las tomas sucesivas
Perfil longitudinal de las reguerasshy En la praacutectica no
iexcliexcl~f o UI a
I iquest
____ ~i~ I 0
I L middot ___ --shy
I D--1 t~uHO c o tor
- I 001 I 00 I
I 0 bull ___ J
-shy ---_ -i
_~_-o---J
Uig 19) Riego por curvas de nivel
debe d6rseles una pendiente superior al 0003 intercalando cascadas si fuere preciso esto se refiere a las regueras de reparticioacuten Las regueras de distribucioacuten deben ser perfecshytamente horizontales
Seccioacuten transversal de las reguerasshy Las regueras de nivel deben ser poco proundas a fin de disminuiacuter la preshysioacuten del agua y por tanto su infiltracioacuten Es aconsejable
- 1584 -
UllO anchura de 20 ctms con una profundidad no mayor
de S clms Las acequias y regueras d e reparticioacuten se calcushy
bn seguacuten las foacutermulas hidraacuteulicas
B shy Por planos inclinadosshy Son tales les ven tajas del
riego por regueras de n ivel que se procura em plear un
sistema anaacutelogo aunque el terreno no tengo lo pendiente
necesaria
Principio--Si lo pendiente es inferior al 003 se terramiddot
1 I
Cor~e por A B F iJ20
I I
I
J
Ri eacuteo t por p la n o~ in(linado pUl dobl e ari5la
plena formando un escolonado d e planos inclinados que
permito el riego por reguera~ de nivel
Descripcioacutenshy la reguera de reparticioacuten se coloca a una
altura conveniente para que el agua pueda en trar a las
regueras de nivel practicadas en la parte superior de los
planos en forma que llena de agua se vierta por ellos
recogiendo el exceso en colectores lig 20 El agua sobranshy
te puede ser muy abundante en tal caso el colector al ishy
- 185 shy
menta a su vez o tra serie de planos actuando a mane ra de reguera de reparticioacuten
Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
Planos inclinados naturales- Supongamos fig 21 un terreno de pequentildea pendiente S8 construye en terrapleacuten una reguera de d istribucioacuten con los produc tos de la excavacioacuten del colector inmediato E primer antildeo el riego seraacute defectuoshyso pero en los antildeos sucesivos mejoraraacuten los terraplenes y planos incl inados merced a la aportacioacuten del limo por las mismas aguas
0(oacute v lt
o
ltiexcl - =-=~ ~ ~ ~-= -=--=--=-shy~ ~ Fig21
Planos inclinados artificiales-Consisten en cons truiacuterlos directamen te con tierra sacada del terreno m ismo lo cual exige terraplenes y movimientos importantes de tierra (fig 22)
TfrImiddotO)COfi
~S~iacutelllflmiddot ~~f~~
Tts 22
Datos para la formacioacuten de un proyecto de riego por planos inclinados- Se atenderaacute en primer lugar a que las acequias y regueras de reparticioacuten sean capaces de sumishynistrar el agua necesaria y los colectores de desaguar los sobran tes Las regueras de distribucioacuten seguiraacuten sensibleshymente las curvas de nivel a fin de q ue los planos incl inashydos conserven una longitud constante y que las regueras de dis tribucioacuten sigan la direccioacuten de la pendiente del terreshyno La anchura de Jos escalones no seraacute excesiva a fin de evitar los grandes movimientos de tierra En general tienen 4 oacute 5 mts y si el terreno tiene fuerte pendiente lleshygan a tener 10 Oacute 12 mts La pendiente de los planos inclishynados seraacute de 003 como miacutenimum
repartida en una regioacuten sea de 16000 mts cuacutebicos por hecshytaacuterea y por antildeo resultaraacute por ejemplo en el Isere que e l nitroacutegeno aportado por ellas seraacute 0473 X 16000 = 7568 grs o sea 75 kgs que es bastante apreciable En algunos casos resultan cifras muy elevadas asiacute Herveacute-Mangon ha encon trado que una pradera de los Vosgos recibe 208 kgs de nitroacutegeno mediante los canale de riego resultando in shynecesaria la aplicacioacuten de este abono
CAPITULO IV
Fuentes de abastecimiento
Las aguas que se emplean para regar puede n provenir 10 De las corrientes subterraacuteneas 29 De los es tanques o depoacutesitos de a lmacenamiento 30 De Jos corrientes de agua
1-Corrientes subterraacuteneas
A-Origen- EI origen de las aguas subterraacuteneas no estaacute establecido cientiacuteficamente maacutes que desde hace pocos antildeos el estudio de los fenoacutemenos geoloacutegicos antiguos y
recientes y el de la meteoro logia han permitido a distin shyguidos observadores determinar las muacuteltiples acciones y reacciones que las aguas ejercen a traveacutes de la corteza terrestre
Muchas fueron las teoriacuteas que sobre el origen de las aguas subterraacuteneas se emitieron Sin referirnos a una anshytiguumledad muy remota diremos que la teoriacutea correcta fue creciendo en importancia y confirmaacutendose cada vez maacutes
En 1847 J Degousse menciona las causas de la preshysencia del agua en las capas geoloacutegicas que estaacuten cershyca de la superficie del suelo En resumen la cantidad de agua que e levada por la evaporacioacuten en la atmoacutesfera recae en forma de lluvia niebla nieve etc sobre los continente s es maacutes que suficiente para alimentar las coshyrrie ntes de agua que circulan en su superficie o en sus cashyvidades interiores
Hoy que innumerables trabajos de minas y sobre toshydo de sondeos profundos destinados a la busca de agua
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heacuteln perforado la superficie del suelo que el reglmen de las corrientes de agua y la accioacuten de las lluvias sobre eacutel ha sido estudiado ninguna duda es ya posible Las obsershyvaciones llegadas de todas las regiones geo~oacutegicas prueban que la alimentacioacuten de todas las corrientes de agua sushyperficiales o subterraacuteneas de todas las capas estaacute asegushyrada uacutenicamente por las aguas de la atmoacutesfera
B-Manera de encontrar y buscar las aguas subterraacuteshyneas- Para encontrar las aguas subterraacuteneas se pueden dar solamente ideas generales Las aguas para que hagan su aparicioacuten en el subsuelo necesitan un recipiente un hueco en eacutel Para el hiJroacutelogo seraacute siempre tarea difiacutecil tener que buscar agua sobre todo si se trata de grandes cantidades de aguas subterraacuteneas en las capas geoloacutegicas antiguas pues en las rocas de esta edad la estratigrafiacutea de las capas perme-lbles de las roturas y de los abismos es de una naturaleza tan complicada y tan difiacutecil de comshyprobar que los medJos hidroloacutegicos son aplicables solashymente en casos determinados Por otra parte las rocas deshytriacuteticas de las edades geoloacutegicas maacutes recientes del cuashyternario diluvial o actual ofrecen un campo de investigamiddot cioacuten maacutes favorable
Por la misma formacioacuten de la superficie el hidroacutelogo podraacute deducir muchas veces si el subsuelo se presta para llevar aguas Son de importancia las deposiciones arenoshysas producidas por la atmoacutesfera las dunas de las cuales muchas ciudades se abastecen de agua Las deposiciones Cuaternarias se distinguen por su regularidad sin embargo es frecuente encontrar buenas condiciones hidroloacutegicas en las formaciones arenosos del terciario
Excelentes indicios ofrecen los pozos existentes se deshyberaacuten anotar las variaciones de nivel y las entregas de agua Si el pozo no se ha secado ni aun en los tiempos de mayor sequiacutea y si no se ha procedido nunca a profunshydizarlo se debe pensar que hay un buen portador de aguas Si el nivel del agua en el pozo baja muy poco aunque se saquen grandes cantidades de agua se tiene indicios de que el subsuelo procede de buenas capas permeables
Los terrenos seguacuten su naturaleza quiacutemica y fiacutesica roshyturas y grietas que los atraviesan son capaces de retener
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o dejar filtrar maacutes o menos agua desde el punto de vista de esta propielad los dividiremos en permeables e impershymeables
Las aguas de lluvia al caer sobre el suelo empiezan por impregnar la capa superficial facilitando asiacute su absorshycioacuten por las plantas ot[) arte se evapora al contacto con el sueo cuya temperatura os genelUlmente superior a la del aire el resto del agua trata de seguir a los arroyos o riacuteos a menos que durante el trayecto estas aguas sean absorbidas por la porosidad del suelo
La parte de agua que no eS utilizada por la vegetacioacuten desciende lentamente hasta encontrar una capa impermeashyble que a obligu a escurrirse siguiendo su conterno
Si las raiacuteces son numerosas e importantes constituiraacuten una especie de filtro subterraacuteneo que haraacute regular el reacutegishymen de las aguas subterraacuteneas al contrario en terrenos donde la vegetacioacuten es escasa las aguas arrastran la tieshyrra vegetal y el reacutegimen subterraacuteneo saraacute irregular De esshyto deducimos la importancia de los bosques pues ellos son reguladores de la humedad del suelo dan origen a mananshytialas y moderan el escurrimiento de las aguas superficiales
Las rocas superficiales permeab~es provienen generalshymente de la disgregacioacuten de las rocas soacutelidas sea por las reaccienes quiacutemicas por la accioacuten de las aguas del calor etc Las rocas silicosas o cuarzosas (cuarzo pizarras siliacuteceas areniscas) se transforman en arenas maacutes o menos gruesas en cascajo en guijarros y cantos rodados Las rocas grashyniacuteticas gneis pizarras micaacuteceas es decir las recas de los terrenos cristalinos a base de feldespatos se descomponshydraacuten en tierras arcillosas o caolinas ricas en aacutelcalis y en arenas Les esquistos se transformaraacuten en tierras silicoshysos o arcillosas Las calizas y las margas calizas daraacuten tierras y arenas calizas
De todas estas rocas la maacutes permeable es el aluvioacuten esto se comprueba observcrdo la facilidad con la cual bashyja el nivel de los pozos cuando se ha secado cierta cantidad de agua Se mide la permeabilidad desnivelando la capa de agua de un pozo por medio de bombas la modificashycioacuten del nivel del agua para un gasto determinado permite evaluar la permeqbilidad
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Las arenas silicosas areniscas seguacuten su grado de ceshymentacioacuten las callzas friables y porosas) son tambieacuten roshycas permeables
La tabla siguiente da la porosidad de varias formacioshynes en porcentaje por volumen
Formacioacuten Localidad Porosidad Invutlu~dor
VolUlll
Dolomita Joliet 111 27 Merril Caliza (ooliacuteti- Bedford Ind 98
cas) Dolomita Winona Min 17 Arenisca Jordaacuten Min 237
Tiza Inglater-a 1444 Humber Arena 3545 Arena y grava 2S30 Suelo arenoso Carolinn del Arenisca de S 43 Whitney
Postdam Ablemans Wis 7 12 Buckley
Para compreacuteJbor la exist2ncia de aguas subterraacuteneas debe estudiarse si e llas estaacuten en e s tado de reposo o moshyvimiento En el primer caso s~ tendraacute una aglomeracioacuten de aguas que pueden agotarse Dor la extraccioacuten permanenshyte En el segundo la aglomeracioacuten daraacute un rendimiento continuo que se sostendraacute mlentrcs no se saque una canshytidad mayor que la que alimenta las existencias
A fin de informarse de sus movimientos debe iexcllevanshytarse un plano de las alturas de las capas del nivel de las oguas subterraacuteneas La construccioacuten del subsuelo se ha de relevar primeramente por medio de tres pozos situados siempre que sea posible en los veacutertices de un triaacutengulo equilaacutetero Deben determinarse las capas que forman el teshyrreno la manera como se suceden e l espesor y la situashy
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cioacuten de ellas y anotarse los resultados en un libro de pershyforacioacuten que tendraacute el siguiente rayado
Pozo N 200 mts a l S de perforado entre el
y
Nuacutemero de Altura Espesor de Profundidad Naturaleza la capa Mts la capa Mts Bajo la supo del terreno
Mts
Cuando se llegue a la capa portadora de las aguas se colocaraacute un tubo de observacioacuten en el pozo para determishynar el nivel del agua subterraacutenea y sacar muestras de ella El tubo de observacioacuten tiene un diaacutemetro de 4 5 hasta lY2 y estaacute provisto en su extremidad inferior de un filtro de un metro de largo
El extremo que llevo e l filtro se fabrica de un tubo pershyforado revestido exteriormente con un tejido de trencilla Al colocar el tubo de observacioacuten dentro de la perforacioacuten deix~ reJenarse con arena lavada el espacio entre ambos y lueacutego quitar los tubos de perforacioacuten Debe hacerse lueacutego una nivelacioacuten para determinar las alturas de los extremos superioras de los tubos de observacioacuten y la situacioacuten de jo niveles de 103 aguas subterraacuteneas
Conocidos los signos exteriores que revelan la presenshycia de las aguas subterraacuteneas conviene tener en cuento algunos caracteres geoloacutegicos del terreno para proceder con maacutes acierto el e alumbramiento de las aguas Estos cashyracteres principales son
Terrenos poco permeables que descansan sobre un terreno impermeable--La topografiacutea de un terreno de este geacutenero es faacutecil conocerla consul tondo los mapas con curshyvas de nivel La liacutenea de mayor pendiente indica la dishyreccioacuten en que las aguas subterraacuteneas son maacutes abundanshytes porque generalmente la capa impermeable del subsueshylo estaacute inclinada en direccioacuten de la liacutenea de maacutexima penshydiente en a~gunos casos la pendiente de la capa impermeashyble sigue otra direccioacuten y en tonces la liacutenea en que se enshycontraraacute la mayor cantidad de agua seraacute la diagonal del paralelogramo
- - lSll -shy
Cuando la capa impermeable presenta ondulaciones como es frecuente las aguas subterraacuteneas se acumulan en las depresiones del terreno impermeable que corresponden aproximadamente a las depresiones superfi ciales en este punto deberaacuten practicarse los pozos
Terrenos de aluvioacuten y descompuestos-Las aguas subshyterraacuteneas de estos terrenos estaacuten muy cerca del suelo Pashyra obtener en ellos un gran caudal de agua se abren los pozos en los sitios en que la corriente de agua subterraacutenea tiene mayor velocidad Para averiguarlo suelen emplearse dos metodos el de Thien que consiste en abrir dos talashydros o pequentildeos pozos y tirar sal marina en el pozo maacutes alto determinando el tiempo que demora el agua salada en aparecer en el pozo maacutes bajo El otro metodo que es maacutes praacutectico es de Schuchter y consiste en practicar dos pozos en uno de los cuales se vierte cloruro de amonio electrolizando e l suelo por una corriente electrica la aguja de un galvanoacutemetro permite averiguar la llegada de la solucioacuten al otro pozo por disminuIacuter notablemente en este momento la resistencia del circuito eleacutectrico asiacute formado
Terrenos muy permeables y homogeacuteneos- Si eacutestos desshycansan sobre uno capa arcillosa bastaraacute hacer suficienteshymente profundo el pczo para encontrar la capa de agua De un modo general convendraacute seguir las mismas reglas indicadas para los terr enos poco permeables El empleo de la dinamita parece ser ventajoso pues la violencia de esshyte exposivo origina grietas y fisuras que favorecen la filo tracioacuten
Terrenos muy permeables y heterogeacuteneosmiddot-Es frecuenshyte que en estos terrenos haya dos circulaciones de aguas superpuestas por S2r generalmente muy profunda la capa inferior presenta moacutes intereacutes el alumbramiento de la capa superior
e-Manera de calcular la cantidad de agua subterraacuteshynea- El mejor meacutetodo para calcular la capacidad de una fuente subterraacutenea es hacer ensayos de bombeo durante un tiempo suficient8mente lergo para alcanzar un equilimiddot brio cproximado entre la entrega y la demanda Rara vez seraacute praacutectico continuar taes ensayos hasta alcanzar el equilibrio perfecto pues en la mayoriacutea de los casos seriacutea
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esto labor de varios antildeos Por otra parte los ensayos d 2 corta duracioacuten generalmente dan resultados falsos o al menos engantildeosos
a-Velocidad del flujo- -La velocidad del flujo de una corriente subterraacutenea es funcioacuten de la pendiente o gradiente hidraacuteulica y de la resistencia que ofrecen las partiacuteculas del suelo
La pendiente puede dete rminarse faacutecilmente haciendo sondeos hasta el nivel de las aguas subterraacuteneas teniendo cuidado de medirla en la direccioacuten de maacuteximo declive Si sobre el estrato permeable se encuentra otro maacutes o menos impermeable el agua correraacute en el inferior bajo una preshysioacuten superior a la atmosfeacuterica La pendiente se encontraraacute determinando la altura a que sube el agua en los tubos colocados en el estrato poroso Daben sacarse muestras del material e investigar su tamantildeo y porosidad Lo poroshysidad estaacute influenciada no soacutelo por el tamantildeo de los grashynos sino tambieacuten por el grado de compactacioacuten de la forshymacioacuten es por esto por lo que e lla soacutelo puede calcularse aproximadamente El tamantildeo de los granos se determina por medio de tamices
Habiendo encontrado estos e~ementos nos resta expreshysar la relacioacuten entre ellos y la velocidad del flujo
Los experimentos de Darcy Hagen y Hazen han deshymostrado que la rata a la cual un aguo fluye o traveacutes de arena o grava fina sigue aproximadamente las leyes que rigen paro el flujo en tubos capilares es decir la velocishydad es aproximadamente proporcional o h l siendo h la carga hidrostaacutetica y l la distancia que el agua recorre
Para diferentes clases de materiales la velocidad deshypende del tamantildeo de los poros siendo eacutesta una funcioacuten del tamantildeo de los granos y del grado de compactacioacuten Para una arena de tamantildeo uniforme y un grado dado de compactacioacuten se encuentra que la velocidad del flujo es aproximadamente proporcional al cuadrado del diaacutemetro de los granos expresardo el grado de compactacioacuten en teacutermino de porcentaje de poros se encuentra que para mashyteriales de igual tamantildeo la velocidad del flujo es aproxishymadamente proporcional al cuadrado de la relacioacuten de porosidad El voluIJ1en del flujo que viene o ser igual a
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la volocidad multipicada por el aacuterea de la seCCIOD neta
seraacute entonces proporcional al cubo de la porosidad La enorme variedad en tamantildeo y porosidad de las
arenas y gravas hace bClstante difiacutecil la aplicacioacuten de foacutermulas matemaacuteticas y resultados experimentales a las
condiciones de trabajo Sin embargo los resultados obtenidos por Hazen en
filtros de areno son de bastante importancia en esta mashy
teria La formacioacuten por eacutel obtenida y que se aplica a areshy
na de un tamantildeo efectivo de 01-30 mts es
h(t+IOO
v = cd~ ~ - 60--)
siendo
v la velocidad en metros por diacutea de una columna soacuteshy
lida de la misma 32ccioacuten que la de la arena
c una constante que variacutea entre 400 y 1000 d el tamantildeo efectivo de los granos de arena en mmts
h la carga hidrostaacutellca que causa el movimiento
1 e l espesor de la capa de Clrena t lo temperatura en grados Fahrenheit
El valor de la consonante e variacutea con la compactacioacuten y uniformidad de la arena La v elocidad del flujo a traveacutes
de los p oros se encontraraacute dividiendo la ecuocioacuten anterior por la relacioacuten de porosidad p Despreciando las correccioshy
nes de temperatura la velocidad en pies por diacutea seraacute
d middote shyv 33 X x s K s donde
p
v velocidad promedio a traveacutes de los poros de la areshy
na en pies por diacutea
d tamantildeo efectivo de la arena en mmts
p relacioacuten de porosidad
s gradiente hidraacuteulica
cd~
K = 33 X --- = velocidCld para la pendiente unitaria p
La porosidad p variacutea entre 40 para arena maacutes o meshy
nos uniforme y 30 o menos para arena maacutes compacta o
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de un grado de uniformidad menor El teacutermino e p que reshypresenta la influencia de la porosidad sobre la velocidad se puede calcular en 1000 040 = 2500 para p = 40 Y
400 030 = 1330 para p = 30 Estos resultados concuerdan con los experimentos de Slichter que establece que la veshylocidad del fluj o es aproximadamente proporcional 01 cuashydrado de la relacioacuten de porosidad Partiendo de esta base y asumiendo c = 1000 para p = 40 calcularemos los vashylores de K
Valores de K o velocidad del flujo en pies por diacutea para S= 1 -
Porosi dad
Muy Fina Fina Media Gruesa
Muy
Gruesa GRAVA fiNA
2i
10 ~I
middot10
010 Oi
on IH 21
020 ~H
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1111
1~1l
3 00 470 SIiO
1middot1(1(1
2~O(J
Lembke calculoacute los siguientes va~ores para K basado en los experimentos de Darcy Krober y otros
Material 1lt en pies or dia
Arena y grava 9400 Arena gruesa 2800 Arena media 760 Arena fina 150
Slich ter dio los siguientes valores de K para una poshyrosidad de 32 y una temperatura de 50deg
Material Taln~ iexcllO efectivo 1lt en pies Por diacutea
Arena fina 010-020 16 a 65 Arena media 025-045 100 330 Arena gruesa 050-095 400 1550 Grava fina 100-500 1600 40000
No debe esperarse mucha exactitud de los coacutemputos hechos por los procesos antes descritos ellos sirven como una guiacutea general para estudios maacutes precisos e indican liacuteshymites razonables de estos valores
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b-Canlidad de agua--Habiendo determinado la veoshycidad del flujo la porosidad del material y la seccioacuten transversal del estrato poroso en aacutengulo recto a la direcshycioacuten del flujo la rata total seraacute el producto de estos tres factores
Q = velocidad X (aacuterea de ~a seccioacuten X porosidad) = v Ap = KsAp las unidades empleadas son el pie y el diacutea
Las irregularidades de la seccioacuten pendiente y moteria les afectaraacuten maacutes o menos los resultados 103 caacutelculos he chos en esto ferma no tAndraacuten un valor considerable en el estudio de las fuentes de agua subterraacutenecs pero siacute sershyviraacuten para modificar las id8as erroacuteneas que sobre su cashypacidad se tienen con frecuencia
En la tabla que a continuacioacuten insertamos se dan las ratas de flujo en galones por diacutea y por pie cuadrado de seccioacuten para arenas de diferentes grados de menudez y
porosidad y para un) pendiente de 1 Para otras pendienshytes multipliacutequese el nuacutemero de la tabla por la pendiente expresada en decimales
Muy Muy
Porosidad Fina Fina Media Gruesa Gruesa G R A V A F I N A
40 smiddot cw i IU JlUO 200n iacuteWU SIlIlII l llllll 7 lIflll 0 1 171l IXU H~1l 1100 7UU iexcl wo lilHl1l lHIIOIl
2-Estanques de almacenamiento
Estos recipientes se usan para regular el flujo del agua de tal manera que se acomode a las necesidades evitando el gasto excesivo cuando el abas tecimiento excede a la demanda y conservaacutendola para ser usada cuando ocurra lo contrario
El almacenamiento de agua para las necesidades del riego requiere condiciones topograacuteficas especiales para ser financieramente posible Tales condiciones deben hacer poshysible el a lmacenamiento de grandes cantidades de agua de tal manera que las estructuras necesarias sean de dishy
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rrensiones y costo moderado comparacias con la cantidad de agua almacenada Con respecto a las particularidades topograacuteficas los sitios que se acomodan a ests fin se pueshyden dividir en cuatro clases
l- Lagunas naturales 2- Aquellos cue estaacuten localizados en liacuteneas de dre naje
natural 3- Depresiones naturales 4-Estanques artificiales Las lagunas naturales son impor tantes reguladores del
gua de drenaje que reciben Controlando la salido por medio de represas y compuertas reguadoras puede aproshyvecharse gran pa rte de las existencias a muy bajo precio
Los sitios maacutes comunes para el almacenamiento de -lgua son los comprendIdos en el NI 2 pero requieren mushycho cuidado para la descarga de las crecidos y en geneshyral son muy costosos en proporcioacuten a su capacidad
Las depresiones naturales o logos secos provienen del hundimiento de cavernas subterraacuteneas formadas por la acshycioacuten erosiva de los aguas subterraacuteneos Estas depresiones son inapropiadas para el almacenamiento a causa del faacuteshyci escape que pueden e ncontrar las aguas por los grietas que se encuentran en sus vecindades
Los estanques artificiales exigen trabajos especiales de e xcavacioacuten en general son excesivamente costosos y soacutelo se recomienda su construccioacuten en caso de que el aguo tenga un costo elevado
Eleccioacuten del sitio- Las principales circunstancias que afectan la posibilidad y valor de un sitio para almacenashymiento son
l - Su relacioacuten con los regadiacuteos 2- Su relacioacuten con el abas tecimiento 3-Su topografiacutea 4- Su geologiacutea Debe hacerse un examen cuidadoso de la regioacuten donde
se desea localizar el almacenamien to a fin de descubrir toshydos los si tios posibles y poder escoger e l que ofrezca conshydiciones maacutes ventajosas
El estanque debe estar situado lo bastante alto para poder dlstrlbuiacuter el agua por gravedad y tan cerca de los
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regadiacuteos que las peacuterdidas por transporte sean miacutenimas Ademaacutes debe ser iexclal el sitio que intercepte una cantidad suficiente de agua o que se la pueda conducir a eacutel
Geologiacutea del sitio- Habiendo estudiado la topografiacutea e hidrografiacutea de l lugar debe estudiarse cuidadosamente su geologiacutea a fin de conocer el caraacutecter y profundidad de los astratos inferiores La conformacioacuten geoloacutegica debe ser tal que contribuya a la eficiencia del almacenamiento Los lugares si tuado3 en vall9s inclinados son gen6ralmente fa shyvorables Como en eacutestos les estratos se inclinan de las colinas al fondo de valle el a gua que cae en aqueacutellas iraacute por percolacioacuten al estanque
En las formaciones de cal y yeso es corriente enconshytrar cavernas que faacutecilmente pueden derrumbarse es por esto por lo que debe e3tudiarse cuidadosamente la geologiacutea de estas formacione3 antes de construIacuter un estanque sobre ellas
Peacuterdidas en los estanques- En re lacioacuten con este toacutepi shyco mencionaremos algunos estanque que han tenido que ser abandonados por lo alto de las peacuterdidas
Estanque de Tumalo- Fue construiacutedo por el Estado de Oregoacuten Durante la diiexclcusioacuten del proyecto un grupo de ingenieros recomendoacute se construyera parcialmente y se hishycieran ensayos sobre su impermeabilidad este consejo no fue seguido y la represa se construyoacute de la altura proyecshytada Terminada la obra se llenoacute el estanque hasta que e l agua a lcanzoacute una altura de 20 pies sobre el orificio de salida En estas circunstancias se abrioacute un hueco en el fondo que descargaba 200 pies cuacutebicos por segundo y que raacutepidamente vacioacute el estanque Este hueco fue taponado y vuelto a llenar el receptaacuteculo pero las nuevas grietas que se abrieron no permitie-ron que el agua volviera a alcanzar la altura inicial Las peacuterdidas subieron tanto que le quitashyron todo valor al estanque como lugar de almacenamiento
Estanque Hondo- Cerca de Roswell Nuevo Meacutejico se construyoacute este estanque aprovechando una depresioacuten nashytural La depres ioacuten se aumentoacute por la unioacuten de las colinas circundantes por medio de diques El agua se suministroacute por medio de un canal de alimentacioacuten Las fugas se preshysentaron inmediatamente que estuvo lleno el estanque y
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aumentaron raacutepidamente debido al ensanchamiento de los huecos y grietas que se abrieron en el fondo Muchos esshyfuerzos se hicieron para restringir las peacuterdidas pero tedas fracasaron y el estanque tuvo que ser abandonado
La roca de la regioacuten era principalmente yeso que coshymo anteriormente se dijo es inapropiado para este in ya que en estas formaciones se encuentran muchas cavernas Es seguro que la depresioacuten que se escogioacute para el almacenashymiento se formoacute debido al hundimiento de alguna caverna
Las siguientes recomendaciones generales pueden ser de alguna utilidad para la escogencia del lugar apropiado
l- Eviacutetense los lugares cercanos a las formaciones de y eso y cal
2- -Las fcrmaciones volcaacutenicas deben estudiarse cuidashydosamente pues en ellas es corriente encontrar grietas o cavidades
3- Las areniscas de grano grueso ofrecen alguacuten peligro
4- Las depresiones naturales no son recomendables y deben evitarse si se encuentral1 en las cercaniacuteas de rocas cavernosas o si reposan sobre material grueso que ofrece salida faacutecil al agua
Sedimentacioacuten en los estanques- Sabemos que todas las corrientes naturales eradan sus canales y llevan maacutes e menos limo en suspensioacuten Cuando se concluye una re presa a traveacutes de una corriente la sedimentacioacuten de los limos debida a l estancamiento del agua puede llegar a disminuiacuter grandemente la capacidad del estanque si n o e remueve
El problema relativo a la sedimentacioacuten en los estan ques construiacutedos sobre corrientes portadoras de limo ha sishydo cuidIdosamente estudiado y se han expuesto muchas teoriacuteas sobre su solucioacuten pero ninguna de ellas ha sido confirmdcr por la pTaacutectica
Se han hecho muchos esfuerzos para determinar el factor exacto que exprese la relacioacuten entre el peso de un limo seco obtenido por observacioacuten y el volumen del misshymo limo como se deposita en el fondo de los estanques
La tabla siguiente muestra el resultado de cuatro enshysayos
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Observedor Peso de I P C Limo huacutemedo Lbs
Limo seco P2S0 Lbs
Densidad
Follet Coghlcm Hughes Lawson
Promedio
1047 89 5
530 923 76 1 860 770
264 255 260
Las variaciones se deben en parte al diferente caraacutecshyter y peso de los limos ensayados Por esto el promedio (77 lbs pie cuacutebico) soacutelo debe tomarse como un va lor aproximado
El80bierno de los EE UU ha hecho observaciones sistemaacuteticas del limo que lleva el Riacuteo Grande desde 1897 hasta 1912 W N Folle es tudioacute cuiciadosamente las dishyversas observaciones y los resultados por eacutel obtenidos opashyrecen compendiados en la siguiente obla
Antildeo Aguaiacute acres pies Limo- Limo - acre s pies
Las observaciones se hicieron de la siguiente manera Se tomaron muestras del agua turbia del riacuteo se removioacute el limo por sedimentacioacuten y filtracioacuten se le secoacute a 60deg e y lueacutego se le p2SOacute Los porcientajes son por volumen y
se les calculoacute tomando como base que un pie cuacutebico de lim o en el estanque pesa despueacutes de secado 53 lbs
Despueacutes de considerar los resultados de los experimenshytos efectuados en India y Ameacuterica Etcheverry concluye asiacute
I- Un pie cuacutebico de limo saturado sedimentado en un tubo por un antildeo contiene alrededor de 30 lbs de limo seco El porcientaje por volumen de lodo saturado es jgual al porcientaje por peso multiplicado por 2l
2- Un pie cuacutebico de limo huacutemedo como se deposita bajo condiciones naturales el por volumen de lodo huacutemiddotmiddot medo es igual al por peso multiplicado por 12
3- Un pie cuacutebico de lodo seco pesa alrededor de 90 lbs
Remocioacuten del limo depositado- La represa Assuan en Egipto forma sobre el Nilo un estcnque de gran capacidad y considerable volumen de limo La gran capacidad del estanque se debe principalmente a la suave pendiente del riacuteo pues debido a eacutesta la represa logra represar las aguas unas 40 millas aguas arriba formando asiacute un estanque largo pero angosto La represa estaacute provista de 180 comshypuertas que permanecen abiertas mientras dura la crecida anual permitiendo asiacute que la corriente torrencial arrastre su linIO a traveacutes del estanque y al mismo tiempo saque parte del que se depositoacute el antildeo anterior
Este meacutetodo de remocioacuten parece ser efectivo pues sosshytiene la capacidad de almacenamiento para las necesidashydes actuales del riego pero eacutel exige el gasto de la mayor parte del agua en antildeos normales y su eficiencia depende mucho de las circunstancias locales (estanque angosto) pues bajo estas condiciones una corriente raacutepida es muy efectishyva para sacar el sedimento depositado Por otra parte las variaciones del Nilo son tan regulares que permiten la ashydopcioacuten de un programa predeterminado lo que es geneshyralmente imposible en otras corrientes
La combinacioacuten de estas condiciones es tan rara que la solucioacuten adoptada no tiene ap~icacioacuten en la mayoriacutea de
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los casos y presenta por lo tanlo muy poco in tereacutes como solucioacuten general al problema de que nO$ ocupamos
El ingeniero norteamericano W W Follelt propuso el siguienl meacutetod0 para ramover el limo del estanque Eleshyphanl Bulte
En lo mitad del estanque se construiraacute una pequentildea represa de 40- 50 pies de altura formando asiacute un pequeshyntildeo estanque dentro del principal Esia pequentildea represa esshytaraacute provista de una torre de esclultas eacutestas daraacuten acceso a un conducto que desembocaraacute en el valle pasando por la represo principal
Cuando el estaiexclque principal se esteacute llenando e l peshyquentildeo recibiraacute el agua del riacuteo y gran parte del limo se depositaraacute en eacutel an tes de que el agua pase por sus vershytederos al principal Cuando el estanque pequentildeo esteacute poshyco lleno las aguas turbias se haraacuten pasar por el conducto arrastraraacuten el limo depositado en el pequentildeo estanque y llevaraacuten su carga fertilizante a los regadiacuteos Si se necesishytare agua adicional se sacaraacute del estanque principal
La principal ventaja de este meacutetodo estriba en que con serva las propiedades fertilizantes del agua aumentando asiacute la fertilidad de las tierras que con ella se rieguen
3-Corrientes de aciexclua- La derivacioacuten de una corrienshyte de agua abarca esencialmente tres obras Una barrera un sistema de compuertas y un canal de derivacioacuten
La barrera se dispone a traveacutes de la corriente debajo de la presa de agua y en el lugar donde las orillas esteacuten maacutes cercanas Ella levanta los aguas y las conduce al cashynal de derivacioacuten
El tipo de la barrera depende del caudal de la corrienshyte que se quiere derivar
En un simple arroyo la oparacioacuten es sencilliacutesima Alshygunas piedras grandes y troncos de aacuterboles bastan para establecer barreras muy resistentes Las figuas I y 2 exshyplican la disposicioacuten de una de estas barreras Siempre conshyviene proteger con un zampeado de madera o piedra la parte maacutes abajo de ~a barrera para evitar el desgaste en las avenidas
Crevat describe asiacute las cbras de una presa de agua en el riacuteo Ain Uno de los problemas maacutes difiacuteciles en un proshy
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Planta dfgt la burrera rUacuteili( ~a c ll yo lorlf rtmiddotnr(iexcl ~ 1ta lJ rilo 2
yecto de derivacioacuten es el establecimiento de la presa de agua sobre todo cuando el riacuteo es ancho y torrencial Y hay que prevenir la invasioacuten del cascajo y la arena gruesa
Cuando sea posible conviene aprovechar un recodo del riacuteo donde disminuye la velocidad y por consiguiente au-
Fig 2 HI1TIra 1I1~li( a tn IIn arroyo COrl ~ ( g Uacutell A B (Itshy la fi~ 1
- 1546 shy
menta la altura del agua En la orilla (Fig 3) se construye con grandes piedras talladas un muro de 30 mts de lonshygitud cuya base al nivel de las aguas bajas estaacute proteshygida por un enlosado de cemento de 3 mts de ancho para facilitar el deslizamiento del cascajo que puede ser consishyderable durante las crecidas
Este muro A por tener que servir de vertedero es vershytical por la parte del riacuteo con 030 mts de altura sobre el nivel de la orilla y estaacute sostenido exteriormente por un tashylud de cemento de muy alargada pendiente que forma el
Plano timiddot una harrera y toma dI aglla
fondo de un pequentildeo depoacutesito B faacutecilmente vaciable desshypueacutes de las crecidas por medio de una gran compuerta
En la parte inferior del depoacutesito B hay que establecer un macizo de mamposteriacutea que forma la cabeza del canal F en el que se habraacuten abierto dos tuacuteneles e de dos meshytros de anchura y un metro de altura cuya entrada puede cerrarse con compuertas de hierro reforzadas con nervios El agua al pasar por estos dos tuacuteneles desemboca en el canal de derivacioacuten F que alliacute debe ser poco profundo pero ancho (5 mts) estrechaacutendose en seguida progresivashy
menle hasta que alcance el tiro de agua y anchura norshymales
Fn el muro de defensa A del recipiente B se coloca lna compuerta inmediatamente delante de la~ aberturas de toma d9 agua y debajo de la barrera
Transversalmeiexclte al riacuteo y en el extremo inferior de l vertedero se construye un soacutelido zampeado de fondo E recshytiliacuteneo algo maacutes alto quoacute el fondo leI riacuteo y que se vaya eevando un poco hacia la derecha d se eleva de 050 el nivel de la corriente y se echa nuevamente contra el vershytedero A xl propio tiempo que se ancha un poco el cauce
Chaipeniier de Cossigny habla de una barrera de cashyballetes que con frecuencia se ve en el sur de Francia
Para estableceo a traveacutes del caue del riacuteo se fijan una serie de caballetes como lo representan las figuras 4 y S donde A es una estaca gruesa inclinashyda y C C los sosteshynes Sobre estos cabashylletes se clava una seshyrie de tablas sobre las
Fi2~ 5 cuales se echa desde riacuteo arriba grava RiacuteoFrente de una brre13 de caJallrlt s
- 1548 shy
abajo se defiende al pie de la obra con pentildeascos sosshytenidos con estacas
Las barreras importantes se construyen de piedra o de cemento empezando por trazar el armazoacuten de la barrera Aprovechando la eacutepoca del arlO en que el riacuteo lleva poca agua se clavan a traveacutes una serie de soacutelidas estacas cushyyos extremos superiores delineuroan el perfil transversal de la barrera Estas estacas se unen entre siacute y en ambos senshytidos por medio de cruceros Entre elios se hincan tablones Terminada la armazoacuten se llenan los huecos con guijarros y piedras y lueacutego se rellenan los intersticios con grava y tierra La parte superior de la barrera se recubre con un thecho de carpinteriacutea o bien con losas que formen una esshypecie de embaldosado entre los cruceros
A fin de obtener una barrera maacutes fuerte se puede hashycer la siguiente variacioacuten Una vez terminada la armazoacuten se colocan apoyados conira los tab~ones sacos llenos de cemento que no tarda en f~aguar Estos sacos forman un muro muy resistente Se acaba de construiacuter la barrera lleshynando con cemento el interior limitado por el muro La cashyra superior se resguarda de la accioacuten del agua con un reshyvestimiento de mortero hidraacuteulico para el cual se puede emplear ladrillos
Las compuertas colocadas a la entrada del canal comshypletan el conjunto de las obras de derivacioacuten y sirven para llevor el agua de uno a otro canal
Hay considerable nuacutemero de modelos de compuertas desde las mayores que se aplican para cerrar los canales hasta las menores para abrir y cerrar las atarjeas En prinshycipio una compu9rta se compone de un quicio horizontal que ocupa el fondo del agua y dos montantes verticales ~obre los que se desliza el ventanillo enlazados por un dintel en el extremo superior El quicio y los montantes pueden ser de madera o de piedra El ventanillo es la parshyte movible de la compuerta y se acciona ya a mano ya por medio dG palanca o cremalera seguacuten el tamantildeo Las partes superior e inferior de las compuertas deben protegershyse contra las socavaciones por planchas de madera o por construccioacuten de mamposteriacutea
En suelos flojos se draga el fondo hasta encontrar roshy
-l549 - shy
shy________ -shy _ __ ___J
s lzaltln ue IIna compllfmiddotlla
ca o tierra firme y lueacutego se pone a traveacutes una hilera de
estacas sobre la cual descansa la compuerta a cada lado
de esta primera arma zoacuten se amontonan sacos de cemento
La3 figuras 6 y 7 rlt-presentan un modelo de compuerta
ordina ria Los figuras 8 y 9 representan la compuerta p e-
r~ 7 Planta de tilla (Olllplltmiddotrta
-shy 10
qUEntildea de hierro muy pr-aacutecti ca que se emplea para abrir y cerrO las atarjeas de riego La figura 9 indica claramenshyo
te coacutemo se mantiene fija esta compuerta por medio de dos grandes piedras indinadas que pueden sustituiacuterse por dos puntales de madera
En cuanto al canal de derivacioacuten tambieacuten llamado de alimentacioacuten se ceba en la corrient de agua un poco por
P t(JlUntildea compucrta para atarjta~ lit Jil~o
encima de la barrem Abierto o cerrado por una compuerta debe seguir en su trazado la parte superior del te rreno y presentar el mayor relieve posible Maacutes adelante hablar8shymas sobre eacutel
Evaluacioacuten del caudal de una corrienle- El caudal de una corriente de agua es igual al producto del aacuterea de io seccioacuten bantildeada por la veloc idad media por segundo del agua
r-iacute~ 9
l a middotolllpllrla dmiddot la fiiexcl 8 olorarla en la otnlrada d e 1 alarju
Es necesario obtener el perfil de la corriente en varios lugares y promediar los resultados Para obtener un periil se tiende una cuerda de una a otra orilla perpendicuarmiddot mente a la direccioacuten de la corriente y lo maacutes cerca posib~ de su superficie A distancias regulares sentildealadas en la cuerda se practican sondeos que dan la profundidad d e l
- 1551 shy
agua en cada una de las divisiones Obtenido el perfil con estos datos se sumaraacuten los trapecios parciales para obtAshyner el aacuterea de la seccioacuten dantildeada
La velocidad media de ~ agua se deduce de la velocishydad media en la superficie es igual al producto de eacutesta por el coeficiente 08 en los canales y riacuteos de dimensiones medianas y po 06887 en arroyos y atarjeas La velocidad en la superficie puede calcularse faacutecilmente de la siguienshyte manera A unos 3CJL-40 metros Daacutes arriba del paraje cuyo p3rfil se ha encontrado se echan unos cilindros de madera gruesa o corcho y con un cronoacutemetro se cuenta e l tiempo que gastan en recorrer la distancia comprendida enshytre el Jugar donde se echaron y olro previamente fijado 30-40 mIs maacutes abajo del lugar del perfil La operacioacuten debe repetirse varias veces y promediar los resultados
En vez de valerse del flotador para determinar la vsshylocidad de la corriente suelen emplearse los medidores de velocidad o corriente (Current Meter) Existen varios modeshylos de estos aparatos los maacutes usados son el de Haskell y
61 de Price En el modelo Price existen dos tipos el eleacutecshytrico y el acuacutestico Por se r estos aparatos suficientemente conocidos y venir acompantildeados de instrucciones para su uso no nos detenemos a explicarlos
Cuando el cauce es de seccioacuten bastante regular es preferible usar una compuerta para medir el caudal
Compuerta rectangular- De sus experimentos con esta clase de compuertas Francis dedujo la siguiente foacutermula
Q = 333 H (L - 02 H) siendo Q = descarga en pies cuacutebicos por segundo L = longitud de la compuerta 6n pies H = altura del agua sobre la compuerta en pies Cuando la velocidad de aproximacioacuten tiene un valor
suficientemente alto para afectar los resultados deben hushycerse las correcciones necesarias Francis propuso la sishyguiente foacutermula para este caso
Q = 333 (L - 02 H) [ (h HYh - h~h 1 donde h = allura debida a la velocidad de aproximacioacuten
Compuerta de Cippoletti- Las foacutermulas correspondienshytes a los dos casos mendonados para la compuerta regushylar son
Las figuras 10 y 11 representan la compuerta rectangushylar y la de Cippolstt i respectivamente
CAPITULO V
Uso de bombas para el riego
La praacutectico de elevar agua de un nivel inferior a otro superior para usarlo en el riego es sin duda tan antigua
1553 shy
como el riego mIsmo En China India y otros paiacuteses orienmiddot tales todaviacutea se acostumbra regar tiel ras maacutes ollas que los canales que conducen el agua elevaacutendola con potencio
bullhumana c animal unos pocos pies Naturalmenta que e~to
se puede efectuar soacuteo cuando la altura es moderada y el trabajo muy barato
Molinos de vienlo- La fuerza del vienio se empleoacute prishymitivamente para las necesidades del riego y auacuten hoy se usa frecwmtemente para elevar aguo de pozos para 103
necesidades domeacutesticas y para el riego de jardines y peshyquentildeos huertos Aunque la fuerza no represente gasto alshyguno el bombeo por medio de molinos de viento resulta en promedio maacutes costoso que cualquier otro meacutetodo excepshytuando aquellos que usan fuerza animal Esto se debe a la pequentildea potencia desarrol ~ada por estos aparatos la inshyconstancio del vie~to y la gran atencioacuten y reparacioacuten que exigen los molinos de viento Por estas razones el costo del bombeo por este sistema hace prohibitivo su empleo exshycepto para cultivos intensos de pequentildeos tarrenos donde se esperan grandes beneficios
Los molinos de viento se usan extensamente en el vashylle de San Joaquiacuten (California) y en los grandes llanos de las Montantildeas Rocosas para obtener agua para el riego El principal inconveniente de estos molinos es su insegushyridad pues su funcionamiento depende completamente de la fuerza del viento
A causa de esta inseguridad los molinos nunca deben usarse para regar sin proveerse de un estanque ampliO pashyra almacenar el agua Debe instalarse un recipiente de gran capacidad a fin de poder almacenar el agua durante los diacuteas que no se la usa para regar Este recipiente se puede obtener usando uno de los tanques elevados que suminisshytran los constructores de molinos de viento o si el molino se puede instalar en un punto alto de la hacienda se pueshyde excavar un estanque paro el almacenamiento
En promedio se necesita una velocidad del viento 5- 6 millas por hora para mover un molino La tabla siguiente da la fuerza del viento para las velocidades ordinarias
-1554
Velocidad del viento y potencia
Millas por Pie por Presioacuten Millas por Pies por Presioacuten
La tabla siguiente tomada de un trabajo de Mr A R Wolff sobre molinos de viento muestra la capacidad y
economiacutea de un molino experimental con rueda de distinshyto diaacutemetro asumiendo una velocidad promedio del vienshyto de 10 millas por hora durante ocho diarias
CAPACIDAD DE LOS MOLINOS DE VIENTO
Tamantildeo Rtvoluclunes Galones de agua levantados por minuto H P de la rueda de la rueda bull una altura de desarrollados
pie
25 50 75 100 150 200
ID no-u lB fjfj tiu 41 1112 l~ ij-HO t3 n u 11 8 8 1 O ~ I H iexclO-i 4bull 1 ~~ 6 ) -I ~ 1U 1 S -l 02- Hi ~I-iexclO ji -U JI (iexcl 1liacute JI 1 98 SO 0 11 18 10- (- 911 j2 2middot1-1 J1 J ) D I ~n 1 bull -40 1lfI UI 1 IO X l J ~ JI l I I O1X 2J W-li ~ 124 J01 0 111) 40 1 Hi3 ~H1 134
- 1555 shy
Al disentildear un molino de viento para bombear agua deben considerarse dos cosas El momento de torsioacuten y la velocidad de la rueda en relacioacuten con la de la bomba La primera debe ser lo maacutes gronde posible a fin de que el molino arranque con un viento suave la segunda no debe ser muy alta para las bombas en un molino pequentildeo ni demasiado baja para uno grande De lo anterior deducimos que el tamantildeo de un molino es un elemento importante en el arreglo de sus aspas
El aacutengulo entre cualquier porcioacuten de una aspa y el plano de la rueda se denomina aacutengulo del viento para obtener el mayor momento de torsioacuten al arranque este aacutenshygulo debe ser el complemento de los mejores aacutengulos de incidencia o entre 70deg- 55 Se ha Encontrado en la praacutecshytica que el aacutengulo del viento no alcanza estos valores sienshydo muy recomendable usar 43deg La tabla siguiente da los resultados de los experimentos de J A Griffith con cinco clases de molinos norteamericanos
CAPACIDAD Y EFICIENCIA
STOVER
Diaacutemetro exterior de la rueda pies 115 inferior 45
Area bruta de la rueda pies cuadrados 1040 Angulo del viento en la extremidad exterior de las aspas 43 Diaacutemetro y carrera de la bomba pulgadas 3 X 4 Altura promedio del agua durante el ensayo pies 292
A maacutexima eficiencia
Ve locidad del viento millas por hora 58 Velocidad del molino revoluciones por minuto 130 H P 0011 H P por 100 pies cuadrados de aacuterea bruta 0011 Eficiencia neta maacutexima tanto por ciento 87
-- J556 --shy
Promedio de 100 horas localidad bonancible
Promedio del agua elevada galones por hora 1530 Promedio de los H P desarrollados por l 00 pies~ 0022
0023 Eficiencia neta maacutexima 21
Promedio de 100 horas localidad borrascosa
Promedio del agua elevada galones por hora 2870 Promedio de los H P desarrollados por 100 pies~ 0041
0043 Eficiencia neta maacutexima 028
De varios molinos
Parkins ~fthoue Allhouse Carlyle
16 1416 1016 983 60 45 383 416
2010 1570 81 800 36 30 5028u
3 X lOyiexcl 3 X 10 3 X 4 58 3 X 4 liquest 39 663 387 307
---shyMaacutequinas de combustioacuten interna- Las maacutequinas moshy
de rnas de combuslioacuten interna de gas y vapor no soacutelo con-sum e 1 pJCo combustible sino que son adaptabI8s unishydades pequentildeas ademaacutes req u ieren poca vigilancia para un buen manejo y las reparaciones se efectuacutean faacutecilmenshyte Estas ve1 tajas importantes hcn heclo generalizar el uso de esta clase de maacutequinas
Maacutequinas de vapor- A lgunas de la s maacutes grandes planshytas d2 bombas para riego usan el vapor como fuerza moshyIriz En las islas Hawai se emplean grandes bombas moshyvida s por vapor para e levar agua a 550 pies y regar cantildea de azuacutear Grandes plantas a vapor se emplean para eleshyvar grandes can tidades de agua a pequentildeas alturas y reshygar las plan taciones de arroz en Louisiana (EE UU ) Las grandes plantas usan la maacutequina reciacuteproca y la bomba directamente conectada En algunos casos se puede obteshyner mayoiexcl- eficiencia usando turbinas de vapor las que por su alta velocidad S9 prestan para mover generadores eleacutecshytricos los cuales a su vez pueden suplir corriente a bombas instaladas en dist intos pun tos Es te meacutetodo de distribucioacuten es especia lmen te venta joso cuando el agua se obtiene de muchos pozos El costo de esta clase de plantas estaacute geneshyralmente fuera del alcance individual y por esto la mayoshyriacutea de ellas son manejadas por grandes compantildeiacuteas o por Jos municipalidades
Bombas- La bomba centriacutefuga es la maacutes usada para regar
La bomba centriacutefuga eleva el agua por medio de un disco provisto de cuchillas curvas que giran raacutepidamente dentro de una caacutemara que se ajusta lo maacutes posible dejanshydo el juego necesario para el movimiento raacutepido Las cushychillas fuerzan el agua a traveacutes del tubo de salida Algunas veces se sumergen dentro del agua que va a bombearse
-- 1558-shy
o se colocan unos pocos p ies encima del n ivel del agu a
en cuy o caso se necesita cebarlas
La bomba centriacute fuga es la maacutes recomendable cuando
se tr Ita de elevar grandes cantidades de agua a pequentildeas
a lturas Sus principales ven tajas son sencillez seguridad
bajo cos to y poca probabilidad de dantildeo por c ieno etc
Cuando hcm sido biEn d isentildeadas acanzan eficiencias de
maacutes de 80 para altu ras de 30- 60 pies Las peacuterdidas a
la entrada del tubo de succioacuten yola sal ida del de desshy
carga se d isminuyen grandemente ensanchaacutendolos progreshy
sivamente al salir de la bomba
El profesor W B Gregory da la siguiente tabla para
ilustrar la ventaja qu e se obtiene al ensanchar los tubos
de succioacuten y descarga
BOMBA CENTRIFUGA - ALTURA DE ELEVACION 5 PIES
Peacuterdida de Peacuterdid a de Pda por fr ic-Forma del tubo altura a la altura bull la cioacute usando Altura Bnfic~
a 3 028 031 024 583 240 291 a 4 009 0 10 02 4 543 280 340
----shyAriete hidraacuteulico- Es ta maacutequina usa un gran v o lumen
de agua que cae de una pequentildea altura para elevar una
cantidad menor de agua a una altura mayor
En este aparato un tubo A conduce el agua a la caja
de la vaacutelvu la B ~ l tubo estaacute en comun icacioacuten con la caacuteshy
mara de a ire C de la cual arra nra e l tubo de descarga D
La vaacutelvula B s(~ abi e hacia abajo y se hace de un peso
tal que permanezca abierta cuando el agua circule a veshy
locidad moderada pero se c ierre raacutepidamente cuando la
velocidad del agua a lcance un valor determinado Cuando
la vaacute~vula se cierra el agu a se detiene suacutebitamente proshy
duciendo un golpe de ariete que abre la vaacutelvula de la caacuteshy
mara de aire comprimiendo eacuteste y haciendo pasar una
parte d e eacutel al tubo de descarga Cuando se iguala la preshy
-- 1)59-shy
sioacuten la vaacutelvula de la caacutemara de aire se cierra pero el flujo en el tubo D continuacutea durante un periacuteodo corto a caushysa de la expansioacuten del aire comprimido en la caacutemara C Como el aire de esta caacutemara es absorbido gradualmente y expulsado por el agua debe proveerse para su renuevo pues de otra manera la elici-encia del ariete disminuiriacutea Cuando el agua en el tubo A estaacute detenida la vaacutelvula B cae el agua empieza a moverse y el proceso se repite
El flujo de un ariete hidraacuteulico es pues una serie de pulsaciones y a cada impuso debe vampncerse la inercia de la columna de agua que se encuentra en el tubo D Si dos arietes se conectan en el mismo tubo de descarga pero de tal manera que sus pulsaciores no coincidan la descarga seraacute maacutes continua y se economizaraacute energiacutea estas ventashyjas se obtienen en mayor escala al aumentar el nuacutemero de arietes conectados Veacutease fig 12
i)
rs 2 l iacute
llUSlraciuacuten dd prin cipill dd ik hiJraacuteulicu
CAPITULO VI
Canales y alarieas de riego
Cualquiera que sea el meacutetodo de riego que se haya esshycogido su praacutectica requiere cierto nuacutemero de canales y atarieas Vamos a definir estos canales y atarjeas y a inshydicar las principales consideraciones que rigen su consshytruccioacuten
Todo riego supone una presa de agua en un canal riacuteo etc Esta agua por medio de un canal de derivacioacuten se
--1560shy- -
lleva a los regadiacuteos De cua lquier forma que sea en eacutel o en sus ra mificac iones na cen y se alimen ton zan jas de meshynores dimensiones llamadas atarjeas de distribucioacuten las cuales llevan el agua a las atarieas de riego
Como todo riego debe ir acompantildeado de una desecashycioacuten del suelo es necesario construIacuter atarjeas de desaguumle que lleven el agua usada a los canales de evacuacioacuten En ciertos casos las atarjeas de riego una vez vaciacutea s sirshyven para el desaguumle
Seccioacuten de los canales y de las atarieas- Los canale s de a limentacioacuten de distribucioacuten y de evacuacioacuten tienen seccioacuten trapezoidal (Fig 13) Las otarjeas de riego y de desshyaguumle son rectangulares (Fig 14) Soacutelo miden 5-15 ctms de profundidad
Un canal de riego se com pone de las siguientes parshytes (ver lig 13)
El fondo D F sobre e l cual fl uye e l agua
-1561
La altura O E = h del egua Las banquetas A B H 1 que sostienen el agua por cashy
da lado Los taludes formados por las caras laterales B D F H El periacutemetro mojado P o la lopgitud e D + D F + F G La seccioacuten uacutetil S del canal eo la superficie que tiene
por base G C y D F y por a~ tura O E El radio medkl R es igual a S P La pendiente de Jos taludes m se determina por la
relacioacuten G Kj F K
Pendiente de los taludes de los canales y de las aacutetarshyjeas principales- Las pendientes de los taludes dependen de la natura leza del terreno Hus ta 15 ctms de profundidad son verticales Pasando de esta profundidad y para atarjeas abiertas en desfonde se dan las siguientes pendien tes
Roca m l O Arcilla pura m 1 033 = 303 Tierra arcillosa m 1 05 200 Tierra arenosa m 1 15 = 066
Para Jos taluds de fosos cmstruiacutedos en terrapleacuten
Arcilla pura m 1 05 = 200 Tierra arcillosa m 1 075 = 133 Tierra arenosa m 1 225 = 044
Para el mismo terreno si m es la inclinacioacuten del tashylud en desfonde 10 inclinacioacuten m del talud de terrapleacuten es igual a
2 3 m 1 1
- +shym 2m
Pendiente de los canales--Cuanto maacutes fuerte es la penshydiente maacutes se puede reducir la seccioacuten de un canal para la misma descarga Conviene pues construiacuterlos con la mashyyor pendiente a fin de disminuiacuter los trabaj os de excavacioacuten Por otra parte hay que considerar que una pendiente fuershy
-- 1562 -shy
te disminuye por la raduccioacuten de seccJOn la superficie de contacto y por consiguiente la filtracioacuten Ademaacutes la veloshycidad del agua no debe pasar de determinados valores seguacuten el terreno pues produciriacutea erosiones en las paredes
Velocidades de las que no conviene exceder en los diferentes terrenos
Velocidad limite Pendlent
por segundo por kmt
Arcillas blandas 0152 mts 0045 mts
Arenas 0305 0136
Gravas 0609 0433
Guijarros 0914 0570
Piedras en grandes fragmentos 1220 1509
Guijarros aglomerados 1520 211 S
Rocas blandas 1830 2786
Rocas duras 3050 7342
Tambieacuten existe un liacutemite inferior de velocidad que no se debe traspasar pues se forman depoacutesitos que destruyen
los cauces Los depoacutesitos principian a formarse por debajo de una
velocidad media de 025 mts por segundo en corrientes de agua fangosa 030 cargada de
arena fina 050 mts por segundo en corrientes de agua cargada de
arena gruesa Por consiguiente la velocidad no bajaraacute de 050-080
mts en el canal principal a fin de que no se deposite la arena gruesa
No deberaacute ser inferior a 025- 040 mts en los canashyles de distribucioacuten para que en ellos se deposite la areshyna gruesa que si llegara a las atarieas de riego podriacutea ser perjudicial Como estos canales no se usan continuashymente seraacute faacutecil quitar los depoacutesitos asiacute formados
Canal de conduccioacuten- La pendiente de eacuteste depende
- 1563 shy
oel nivel de la presa de agua y de la altura de la parte maacutes alta que deba regarse
Generalmente su pendiente variacutea de 00007-00014 mts por m La velocidad no excede de 080 mts por segundo La seccioacuten es trapezoidal y debe ir disminuyendo a medishyda que el canal avanza como que tiene que servir a meshynor extensioacuten
Este canal debe estar dispuesto de tal forma que en su punto de unioacuten con el riacuteo quede su nivel maacutes baio que el quicio de la presa a fin de poder instalar un aparato de afor Siempre debe estar provisto de una compuerta de modo que sea faacutecil impedir o regular la entrada dol agua para poder efectuar reparaciones o prevenir una crecida de la corrien te alimentadora
A fin de evitar la erosioacuten conviene lapizar con ceacutesped las paredes laterales y el fondo
Atarieas de distribucioacuten- Deriacutevanse del canal de conshyduccioacuten y llevan el agua a las atarieas de riego Son casi horizontales con pendientes de 0001-0015 mts por m La velocidad del agua no debe ser inferior a 025-040 mts
Se ponen en comunicacioacuten con las atarieas de riego por medio de un tubo de aiiacuteareriacutea o de una caia rectangushylar de madera Esta abertura debe poderse cerrar con una compuerta
Atarieas de riego- E1 general deben ser tan poco proshyfundas como sea posible Con frecuencia se les da un pershyiexcljI rectangular En la unioacuten con las atcrieas de distribucioacuten pueden tener de 30- 35 clms de anche para lueacutego ir disshymi1uye1do
El fondo e3 generalmente horizontal y sus bordes esshytaacuten ligeramente inclinados seguacuten lo direccioacuten de la corrienshyte y se aproximan a medida quo se aleian de las atarieas de distribucioacuten
Atarieas de desaguumle--Las atarieas de desaguumle recogen las agu)s despueacutes de regar y la3 llevan a los canales de evacuacioacuten Son doblemente uacutetiles pues secan el suelo y
permiten volver a usar las aguas para el riego de nuevas extensiones
- 1564shy
Los bordes estaacuten cortados verticalmente Su anchura ordinariamente es de O l5- --030 mts
Canales de evacuacioacuten- El ca nal de evacuacioacuten recishybe el agua de los desaguumles y la conduce al riacuteo o a regar otras tierras Debe ocupa r lo parte maacutes baja del terreno Debe tener una seccioacuten suficiente para el agua que recibe Tiene forma trapezoida Sus paredes deben protegerse conshytra el desgaste por medio de ceacutesped
Caacutelculo de las dimensiones de los canales y de las atarjeas principales- Hemos dicho que la seccioacuten de los canales y atarjeas principales es trapezoidal La seCClOn de las secundarias es triangular o rectangular Generalmenshyte no S9 ca~culan Es necesario determinar lo maacutes exactashymente posible las dimen5iones de los canales y atorjeas principales Las foacutermulas emp16cdas dan resultados aproxishymados que la experiencia modifica A continuacioacuten damos las foacutermulas de Darcy perfecc ionadas por M Bazin
ConsideremQs la seccioacuten re presentada en la fig 13 Y llamemos
1 D F = longitud del fondo
h O E = la altura
S aacuterea de la seccioacuten
U velocidad mediacutea del agua velocidad media en la superficie X 080
Q = descarga
I = la pendi2nte
P periacutemetro moiado
R = radio medio
Estas cantidades estaacuten relacionadas de la siguiente mashynera
(1) R I = b U~ oacute U = C RT(2)
(3) Q = S U Oacute Q = S C rRI (4)
C = 1 b es un coeficiente que depende de la rugoshysidad de las paredes del canal M Bazin ha expresado su valor asiacute
1565 - shy
87
C = 1 Vb = - ---- + tiacute
VR ltiacute tiene los siguientes valores
Paredes muy lisas (cemento madera lisa) tiacute = 006 Paredes lisas (taba ladrillo) tiacute = 016
poco lisas de mamposteriacutea tiacute = 046 de naturaleza mixta Ciacute = 085
Canales de tierra en condicion3s ordinarias tiacute 130 Canales de tierra con resistencia excepcional tiacute = 175
Maacutes adelante daremos los valores del coeficiente C en funcioacuten del radio R y los valores del coeficiente o de la loacutermua (l) corre3pondientes a los valores dAl coeficiente
C = 1 vT-
Ganguillet y Kulter adoptan tambieacuten la foacutermula
u C RTpero daacutendole a C el siguiente valor
O 00155
23 + + n
C 000155
1+ 23 + --- n
( ) V R
El nuacutemero n variacutea con la naturaleza de las paredAS y tiene los siguientes valores
n ln Paredes muy uniformes ceuromento madera
cepillada 0010 100 Paredes linos piedra tallada ladriilos 0013 77 Paredes poso uniformes 0017 58 Paredes rugosas piedras en bruto 0020 50 Paredes de tierra 0025 40 Paredes de grava 0030 33 Paredes irregulares de grava y mal cuidadas 0035 29 Paredes muy irregulares 0040 35
- 1566 shy
Las dJmensiones de los canal83 deben 118nar otras conshydiciones que determinan las foacutermulas anteriores
En primer lugar la tangente trigonomeacutetrica m queda determinada por la naturaleza del terreno Luego si circunsshytancias especiales no exigen la adopcioacuten de una profundishydad conviene dadas 1 y m dar a la seccioacuten la forma que corresponda a la maacutexima descarga por unidad de aacuterea de ella Esta seraacute evidentemente la seccioacuten maacutes econoacuteshymica De la foacutermula (3) Q = S U deducimos que para una superliacutecie dada S la descarga Q es maacutexima con U POI
consiguiente para una pendiente dada y teniendo en cuen shyta la foacutermula (2) U = e VRT con R o tambieacuten pll8sto que R = S P cuando P es miacutenimo
D8 la Hg 14 deducimos que
(5) S h (1 + h m)
(6) P + 2 h m V1 + m~ (6) P = I + 2 hmv 1 + m~
S h ( I + hm) (7) R
P + 2 hm 1 + m~ y por caacutelculo deducimos que P es miacutenimo cuando
h + V I + m~ (8)
2 ro
En este caso los lados B D H F D F son tangentes a Jo circunferencia descrita desde O como centro y con h como radio
Si sustiacutetuIacutemos en (7) 1 por su valor sacado de (8) obshytendremos
2 m h h ( + hm)
+ VI + m (9) R +
2 mh 2h V 1 + m~
+ ml+vl+ m~
- 1567 shy
--- -
1+ iexcl-1 + rn~ ]iexcl 2 = X
rn 4
es decir el radio medio es igual a la mitad de lu profunshydidad del agua
La relacioacuten h 1 que determina la seccioacuten oacuteptima soacuteshylo depeeacutelde para S e 1 dados del valor m El valor de h 1 en (8) permite calcular faacutecilmente h y 1 conociendo S y m Reempazando 1 por su valor en funcioacuten de h en la ecuashyc ioacuten (5) 1endremos
(lO) S =
( h
2 m h
1 + 1 1 + m~ h+-111
)
h~ 2 l 1-+ m~ -----shy 1
m
mS lh
11 J J h = ( 2 V 1 + m - 1 )
Seguacuten esto S2 ve que cuanio maacutes se acerquen los taludes del canal a la vertical mayor es h y por consiguienshyte R Conviene adoptar para R el mayor valor posible pues asiacute no disminuye la anchura del canal de pendiente dada 1 y se aumenta la velocidad media d el agua que es proshyporcional a R
Cuando las circunstancias obligan la adopcioacuten de una profundidad determinada la ecuacioacuten S = h (l + h m) soacutelo contiene la incoacutegnita 1
Empleo de las foacutermulas uso de las tablas ejemplos middotnumeacutericos--Los problsmas que se presentan maacutes frecuenshytemente son
I- Conocida la seccioacuten transversal de un canal y su pendiente calcular su descarga
JI- Conocido el rendimiento del canal y su pendiente
- 1571 shy
calcular las dimensiones que debe tener su seccioacuten transshyversal y la velocidad media del agua
CASO iexcl- Se a plican las siguientes foacutermulas
h (1 + h m) (S) S = h (1 + h m) (7) R
1 + 2 h 1 + m~
m
y lueacutego
(2) U = C m 1)Y2 (1) Q _ S C (R 1) 1j~
La foacutermula (S) ncs do e l aacuterea la (1) el radio medio pues h I Y 111 SO1 conocidos Las foacutermulas (2 y 4) permiten ca lcular U y Q
EJEMPLO Calcular el rendimie llto de un canal de ti eshyITU sabiendo que 1 = lmts h = 121 1 = 00002 y la inclinacioacuten de los taludes es 45
La aplicacioacuten de las foacutermulas (5 y 7) nos da
S = 2867 mts~ y R = 060 mts
El valor de C seguacuten la tabla de Bazin es 325 y seguacuten la de Kutte r 35 Tomamos e l promedio de estos dos valoshyres o sea 3375
Aplicando las foacutermulas (4 y 2) obtendremos
Q = 098 mts y U 037 mts
CASO II- Si existen circunstancias que obliguen a adopshytar una profundidad determinada se aplicaraacuten las foacutermushylas de la seccioacuten maacutes ventajosa es decir las foacutermulas sishyguientes bull
Q~m S (9) h b U~ b - shy~ (1 + m~ )11 ) = 2 R (l) R I
12 - 1) S~
Se principiaraacute por adoptar para b un valor provisional y para escogerlo seguacuten el rendimiento se evaluaraacute el vashylor posible de R y por consiguiente el de C seguacuten la tashybla de Bazin La tabla de los valores de b daraacute un valor que se adoptaraacute provisionalmente Una vez hallado el vashy
- 1572 shy
lar da R se rectificaraacute e l de b Se volveraacute a calcular R y
se continuaraacuten estas aproximaciones hasta que se encuenshytren para C y b valores que no difieran sensiblemente de Jos anteriores La ecuacioacuten (1) contendraacute R elevada a la quinta potencia y deberaacute resolverse por logaritmos
EJEMPLO Un canal debe tener un rendimiento de 2 lIltS de agua por segundo con una pendiente de 00002 por mts Cuaacutel debe ser su perfil transversal en la tierra con taludes inclinados 45
Supongamos R = 1 mt entonces seguacuten la tabla d e Bozin C = 378 y seguacuten lo de Kutte r C = 40 Toma mos 81 pro lllcd io C = 389 Para b obtenemos 000066
In
Lu IOacuteI JI1 U 111 (0) du x
Pero s iendo m 1 sacamos
m 0547
y obte ndremos 4R~ S 4W
0547
Lo foacutermula (1) nos da
R X 00002 000066 4
S~
R S~ 132
y sustituyendo S po~ su valor
16 R
(0547F 132 R 075
Seguacuten las tablas de Bazin y Kutter los valores respecshytivos de C pondiente de b tend
son de b remos
348 es
y 00
37 Adoptamos 0077 Sustituyendo
359 este
el valor nuevo
corresshyvalor
- shy 1573 shy
4 4 R~ 0547 S TI X 00002 000077 (
s~
R = 075
Lo vola re s d~ e y de b no difieren sonsibloTrl ento de los que acabamos de adoptar Tomaremos pues para TI el va le r 076 mis entoncos h = 152
4 (076 )~
S 442 Jll l s ~
0547
Q 2
u 047 mts S 422
La foacutermula (8) permite dete rmina r l
2 m h 2 X 152 126 y e l problema
1 + ( + m~)Y2 1 + (2)1
queda resuelto Pero puede ocurrir que por circunstancias especiales no
se pueda adoptar el perfil maacutes econoacutemico Entonces se coshynoc 3 la profundidad h o la anchura 1 por lo tanto
S = h (1 + h m)
Q2
R 1 b --- en que R estaacute expresado en funcioacuten S2
de h y de I y permitiraacute hallar por tanteo h o I y S Supongamos que por causa de la existencia de un submiddot
suelo rocoso la profundidad del canal no debe exceder de un mI y que la descmga sea de 2 mts pOI segundo y la pendiente 00002
Procederemos asiacute
Puesto que h 9S a lo sumo igual Q 1 mI el radio meshydio puede evaluarse en 050 mts Las tablas dan para e 306 y 34 adoptamos 32 y entonces b = 000098
1574
Q2
De la ecuacioacuten R I b --- deducimos S2
000098 X 4 S~ 392 S 625
050 X 00002
La foacutermula S = h (l + h m) da 525
La foacutermula (6) nos da P = 807
s 625 R 077 mts
P 807
Se partiraacute de este nuevo valor de R para repetir los caacutelculos
Las tablas dan para R = 077 mts C = 35 y 37 Adoptamos C = 36 entonces b = 000077
Tenemos
000077 X 4 S 40 S 632 1 532
077 X 00002
P 814 Y R = 077
Adoptaremos para el perfil de este canal de 2 mts de descarga por segundo
1 = 532 h = 1 mI R = 077
La velocidad media del agua seraacute
u = Q S = 2 632 = 031 mts
CAPITULO VII
Sistemas de rieqo
Hay muchos procedimientos de riego seguacuten la naturashyleza del terreno su pendiente los cultivos o la cantidad de agua de que se dispone
- 1575 shy
A continuacioacuten describiremos los siguientes sistemas Por sumersioacuten por filtracioacuten por desbordamiento
El riego por sumersioacuten se dIvide en tres meacutetodos el ri ego por filtracioacuten en dos y el por desbordamiento tambieacuten en dos De todos eros hablaremos separadamente
Riego por sumersioacuten
El sistema d3 riego por sumersioacuten llamado tambieacuten en manta consiste en cubrir el suelo con una capa de agua que permanece sobre eacutel un tiempo maacutes o menos largo
Generalmente requiere que el terreno sea sensiblemenshyte horizontal de pendiente suave 2 0 00 a lo sumo y que no sea impermeable La superficie regable se rodea de peshyquentildeos diques Si la pendiente fuese fuerte habriacutean de ser a l tos y emplear maacutes agua con lo que se perderiacutea la prinshycipal ventaja de este sistema que es su sencillez y ecoshyncmiacutea
Este procedimiento es uno de los mejores para el rieshygo de praderas cuya pendiente sea de 1-15 mmts por metro Comprende tres meacutetodos distintos
IO-La sumersioacuten naturcl que resulta del desbordashymiento espontaacuteneo de una corriente de agua o de la inunshydacioacuten artificial proveniente del levantamiento de las aguas
29- La sumersioacuten artificial 5encilla en que las aguas permanecen estanadas mientras dura el riego
3y- La sumersioacutell atificial con cJrculacioacuten continuiexcl en que el agua ircula suavemente por la superficie del terreno sumergido
Cuando se riaga con aguas que acarrean limos y areshynas estos materiales generalmente corgados de materias fertili~antes se depositan sobre el suelo Entonces el riego por sumersioacuten va acompantildeado del erdorquinamiento
Sumersioacuten natural- Muchos terrenos estaacuten expuestos a las crecidas de las corrientes de agua que los atraviesan Esta sumersioacuten natural es fuente de grandes riquezas Tashyles s)n Egipto y las pompos de la imeacuterica del Sur En Francia grandes extensiones de ter reno deben su fertilidad a riegos perioacutedicos de esto naturaleza
Las condiciones esenciales de estos sumersiones natushy
1576 shy
rales son pendientes longitudinales muy suaves (040- 045
mts por kmt como promedio) y pendientes transversales
bastante aceurontuadus para que las aguas de las crecidas
vuelvan faacutecilmente a su cauce primitivo
Sumersioacuten artificial sencilla- Exige un suelo de poca
pendiente que no exceda de 2 0 00 a menos de restringir
mucho ia extensioacuten dE las parcelas sumergidas
Si la pendiente fuese fuerte no se depositariacutean los seshy
dimentos perdiendo asiacute este meacutetodo su principal ventaja
Ademaacutes se correriacutea el riesgo de que las aguas arrastraran
la tierra vegetal Finalmente seriacutea necesario que las cuenshycas sumergidas estuvieran rodeadas de diques muy altos
lo que hariacutea perder las ventajas econoacutemicas de este sisshy
tema
Consiste en sumergir el suelo bajo una capa de detershy
minado espesor durante un periacuteodo de tiempo variable
El terreno se divide en compartimientos regulares roshy
deados dE pequentildeos diques que retienen el agua
Generalmente las aguas despueacutes de regar un comparshy
timiento superior pasan a regar uno inferior
Los compartimientos tienen extensioacuten variable En geneshy
ral no exceden de 10-30 aacutereas Se les puede dar una anshychura de 50 mts y una longitud variable seguacuten la pendienshy
te del terreno Los diques que los rodean exceden en todas
partes a 25 ctms al nivel del agua
La altura media del agua sobre la superficie del sueshy
lo es de 15 ctms En el punto maacutes alto del nivel del agua
25 ctms
En el centro de cada compartimiento y en sentido de su longitud se abre una atarjea g (lig 15) que sirve a la
vez de conduccioacuten y desecamiento
A este objeto puede ir acompantildeado de pequentildeas a tarshy
jeas h En el origen y en la extremidad de cada compartishy
miento la atarjea g lleva una en trada de madera con comshy
puerta para retener el agua o dejarla pasar
La atarjea g debe tener una pendiente aproximada de
0001 mts mL La anchura en el fondo y su profundidad
dependen de la superficie del compartimiento y de la cantishydad de agua que conduciraacute
--1577-shy
La fig 15 denota la subdivisioacuten del terreno en cuatro recipientes que forman otros tantos saetines cuya longitud depende de la pendiente del terreno
Es preciso que el nivel del agua en el segundo comparshytimiento sea inferigtr de 1- 2 ctms al fondo de la atariea g del primero Asiacute se logra que el agua pase del primero al SEgundo compartimiento
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JCshy I
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Hiego por ~lIhm(~r~ ioacuten Planta ltle unn in~tala(- i(ln de cuatro C(Jlllparlimi-(-middotnto~
Ventajas e inconvenientes de este sistema- Permite reshygar superficies de poca pendiente con ca1tidades de agua demasiado pequentildeas para utiliza ras de otro modo Transshyforma en tierras feacutertiles suelos mediocres siempre que no sean impermeables y que las aguas contengan limos carshygados de principios nutritivos Su instalacioacuten y vigilancia son sencillas y baratas
En suelos impermeables da malos resultados Rara vez se puede aplicar en el momento de la vegetacioacuten y mientras dura impide la aireacioacuten del suelo
- - 1578 - shy
El riego por sumersioacuten se emplea principalmpnte en el cultivo del arroz
Riego de los arrozales- EI arrozal ha de estar compleshytamente cubierto por el agua pero sin quedar estancada sino circulando con muy poca velocidad Sin agua no gershyminariacutea la semilla y en cambio si quedara estancada enshyfermaria 0 planta y podriacutea ser causa de una epidemia pashyluacutedica en la regioacuten
El terreno destinado al cultivo del arroz ha de ser enshyteramente llano y con la pendiente necesaria para la lenshyta circulacioacuten del agua El campo se divide en parcelas delimitadas por pequentildeos diques de tierra
Unas como B (Fig 16) estaacuten trazadas longitudinalmenshyte en el sentido de las labores y del movimiento del agua al paso que otras la sentildealadas con la letra e van en dishyreccioacuten perpendicular a las primeras
Una vez construIacutedos los diques se da el agua a las parce las D y J de modo que la capa liacutequida tenga unos 12 ctms de espesor Hecho 6stO se practican en el dique inmediatamente infel ior unas abe rturas E de 20- 30 ctms
de ancho por donde flushyye el agua a las parceshylas inferiores Asiacute se conshytinuacutea hasta regar todo el arrozal El agua se reshycoge en la atariea d e desaguumle A
El consumo de a g ua se calcula en 24 Its por segundo y por hec taacuterea
Sumersioacuten artificial con derrame continuo--Cuanshydo se dispone de gran can tidad de agua la cirshyculacioacuten puede ser conshytinua sin alterar las disshyposiciones precedentegt
El agua de riego desshypueacutes de alcanzar el nishy
ni~po s i c i(lfl dI un arrozal divirl gtln ( 1
lahla~ n -lIadriluacutel erus L ri ego
- - 1579-shy
vel normal en el compartimiento regado pasa lentamente al inferior y se reemplaza con nueva agua Este procedishymiento priva menos del aire a las plantas que e l estallCU miento permanente
El movimiento d8 las aguas se regula dE-~ tal manera que la can tidad siexclJida por la parte inferior sea igual a Jo que Gntra por la superior De 83t8 modo se llega raacutepidashymente a resultados excelentes
Conviene enviar agua nueva o los compartimientos inshyferiores disponiendo alrededor del cqmpo un canal de cirshycunvalacioacuten El agua debe vaciar por encima de las comshypuertas a fin ds qU8 no arrastre los sedimentos En general los compartimientos tienen dimensiones mayores que los de sumersioacuten sencilla Si la pendiente es muy fuerte conviene disponer oblicuamente diques interiores que impidan la erosioacuten del suelo Los diques que bordean las parcelas tieshynen aproximadaments 150 mts de ancho en la corona y un nivel de 30- 40 ctms sobre el de las aguas
Rieqo por filtracioacuten
Este sistema comprende dos subdivisiones
19 Por filtracioacuten del aqua en el suelo por atarieas proshyfundas- Es un procsdimiento muy imperfecto desde el punshyto de vista d3 los resultados pero muy sencillo y econoacuteshymico Em p lea las zanjas excavadas en los terrenos para sanearlos
Esencialmente consiste en cerrar las compuertas que regulan los diferentes canales de desecamiento El agua de lluvia etc fluye asiacute poco a poco pgtr estos canales y si el suelo es permeable lo humedece al atravesar las pareshydes laterales de e llos pudiendo llegar por capilaridad hasshyta las raiacuteces
Este procedimiento soacutelo es practicable cuando el terreshyno es bastante permeable y de poca pendiente En suelos poco permeabls los resulta dos no son satisfactorios el agua fluye bien por los cana ~ es pero no logra humedecer la tierra
La lig 17 muestra la disposicioacuten de los canales a a b b y Ja de la compuerta d que cuando estaacute cerrada deshy
- 1580
termina el retroceso del agua que se va elevando en los canales y penetra en el suelo Abriendo jo compuerta se inicia la salida del agua y consecuentemente el desecashymien~o del terreno
A~~J~~Mitrbt~Ir~~M~~1 B
F~( 11 J)i sposieiHl para htlnHd e(~e r IIn 1IITfJ1U drenadu al ail
J i~ Hi middotiexclo po fiJI radmiddotn
29 Filtracioacuten del agua por atarieas abiertas superficiales - middot-Este meacutetodo se aplica sobre todo a Jos tierras labradas y
entre otros a 103 cultivos hortiacutec81as Difiere esencialmente del anterior en que las atarieas estaacuten mucho maacutes proacutexishymas en que son superficiales y el agua penetra en el sueshylo y en el subsuelo p8r las paredes y por el fondo
El agua circula por atarieas paralelas que limitan las parcelas de los cultives No debe tocar ni las hoias ni los tedios Por esta razoacuten se emplea e l agua de cloacas para los cultivos hortelanos Como no se ponen en contacto con as hoias ni con los tallos no pueden contaminar esta parshyte comestible de los vegatales Sin embargo uacuteltimamente se ha dicho que las aguas de cloacas contaminan las parshytes aeacutereas de las hortalizas con geacutermenes nocivos y se ha prohibido su empleo para el cultivo de las hortalizas que se toman sin coccioacuten
Este meacutetodo es tanto maacutes eficaz cuanto maacutes proacuteximas
1581 shy
t ~
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I
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I
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111111111 111111 111111 Vtk11 1 1 1 1 6 ~ iexcl
l Ft 8
ni ego por 5-lIrc()~ Di ~pn ~ iciiexclm de la~ atalj pa~
esteacuten las zanias que se trazan con el arado y estaacuten seshy
paradas unos 060- 080 mts La lig 18 indico la disposicioacuten del suelo La liacutenea a b
representa el canal de conduccioacuten a c el canal de riego del campo d designan los surcos que no terminan en el canal a c La limpieza que necesita el funcionamiento del sistema deteriora pronto este canal Debe construiacuterse una atari ea auxiliar e f comunicada con el canal a c por meshy
_-1582 - shy
dio de pequentildeos cortes g Este canal auxiliar se abre con el arado y se termina cuidadosamente con la pala Es anshycho y tiene una profundidad de unos la ctms
Riego por desbordamiento
Puede efectuarse de las maneras siguientes con reshygueras de nivel y planos inclinados que describiremos sucesivamente
A shy Por regueras de nivel Fundamentoshy EI terreno a regar estaacute surcado por regueras horizontales de desbordashymiento en que el agua rebosa el borde inferior y se exshytiende en forma de laacutemina continua
Pendiente del terrenoshy No debe ser excesivamente peshyquentildea pues entonces la circulacioacuten de la laacutemina de agua se efectuariacutea defectuosamente se admite como necesaria una pendiente de 3 Si 0 pendiente fuere excesiva en vez de una laacutemina continua se formariacutea una serie de arroshyyos que socavariacutean el terreno este peligro debe evitarse haciendo las regueras suficientemente proacuteximas
Descripcioacuten y funcionatnientoshy Las regueras de reparshyticioacuten se trazan en la direccioacuten aproximada de las liacuteneas de maacutexima pendiente fig 19 Si se interrumpe una regueshyra de distribucioacuten remansando el agua eacutesta entraraacute en la reguera de nivel inmediata anterior la cual se llenaraacute y desbordaraacute invadiendo el terreno el exceso se recogeraacute en el colector inmediato inferior el cual lo transportaraacute al canal de desaguumle
b middotmiddot l~vcro diexclhi Clon
rig 9
Alimentacioacuten de regueras sucesivas por una misma tomashy En vez de recoger las aguas sobrantes de una reshyguera directamente en un colector se recogen en otra reshyguera la cual una vez desbordada las deja pasar a otra y asiacute a varias no pasando de 4 oacute 5 seguacuten el caudal de
-1583 -
agua de que se disponga Parece que asiacute pudiera hacerse extensivo a todo el campo con una sola toma superior en la reguera de reparticioacuten pero no debe olvidarse que el agua que llegase a las regueras inferiores estariacutea escasa en oxiacutegeno y principios fertilizantes Esta es la razoacuten de las tomas sucesivas
Perfil longitudinal de las reguerasshy En la praacutectica no
iexcliexcl~f o UI a
I iquest
____ ~i~ I 0
I L middot ___ --shy
I D--1 t~uHO c o tor
- I 001 I 00 I
I 0 bull ___ J
-shy ---_ -i
_~_-o---J
Uig 19) Riego por curvas de nivel
debe d6rseles una pendiente superior al 0003 intercalando cascadas si fuere preciso esto se refiere a las regueras de reparticioacuten Las regueras de distribucioacuten deben ser perfecshytamente horizontales
Seccioacuten transversal de las reguerasshy Las regueras de nivel deben ser poco proundas a fin de disminuiacuter la preshysioacuten del agua y por tanto su infiltracioacuten Es aconsejable
- 1584 -
UllO anchura de 20 ctms con una profundidad no mayor
de S clms Las acequias y regueras d e reparticioacuten se calcushy
bn seguacuten las foacutermulas hidraacuteulicas
B shy Por planos inclinadosshy Son tales les ven tajas del
riego por regueras de n ivel que se procura em plear un
sistema anaacutelogo aunque el terreno no tengo lo pendiente
necesaria
Principio--Si lo pendiente es inferior al 003 se terramiddot
1 I
Cor~e por A B F iJ20
I I
I
J
Ri eacuteo t por p la n o~ in(linado pUl dobl e ari5la
plena formando un escolonado d e planos inclinados que
permito el riego por reguera~ de nivel
Descripcioacutenshy la reguera de reparticioacuten se coloca a una
altura conveniente para que el agua pueda en trar a las
regueras de nivel practicadas en la parte superior de los
planos en forma que llena de agua se vierta por ellos
recogiendo el exceso en colectores lig 20 El agua sobranshy
te puede ser muy abundante en tal caso el colector al ishy
- 185 shy
menta a su vez o tra serie de planos actuando a mane ra de reguera de reparticioacuten
Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
Planos inclinados naturales- Supongamos fig 21 un terreno de pequentildea pendiente S8 construye en terrapleacuten una reguera de d istribucioacuten con los produc tos de la excavacioacuten del colector inmediato E primer antildeo el riego seraacute defectuoshyso pero en los antildeos sucesivos mejoraraacuten los terraplenes y planos incl inados merced a la aportacioacuten del limo por las mismas aguas
0(oacute v lt
o
ltiexcl - =-=~ ~ ~ ~-= -=--=--=-shy~ ~ Fig21
Planos inclinados artificiales-Consisten en cons truiacuterlos directamen te con tierra sacada del terreno m ismo lo cual exige terraplenes y movimientos importantes de tierra (fig 22)
TfrImiddotO)COfi
~S~iacutelllflmiddot ~~f~~
Tts 22
Datos para la formacioacuten de un proyecto de riego por planos inclinados- Se atenderaacute en primer lugar a que las acequias y regueras de reparticioacuten sean capaces de sumishynistrar el agua necesaria y los colectores de desaguar los sobran tes Las regueras de distribucioacuten seguiraacuten sensibleshymente las curvas de nivel a fin de q ue los planos incl inashydos conserven una longitud constante y que las regueras de dis tribucioacuten sigan la direccioacuten de la pendiente del terreshyno La anchura de Jos escalones no seraacute excesiva a fin de evitar los grandes movimientos de tierra En general tienen 4 oacute 5 mts y si el terreno tiene fuerte pendiente lleshygan a tener 10 Oacute 12 mts La pendiente de los planos inclishynados seraacute de 003 como miacutenimum
heacuteln perforado la superficie del suelo que el reglmen de las corrientes de agua y la accioacuten de las lluvias sobre eacutel ha sido estudiado ninguna duda es ya posible Las obsershyvaciones llegadas de todas las regiones geo~oacutegicas prueban que la alimentacioacuten de todas las corrientes de agua sushyperficiales o subterraacuteneas de todas las capas estaacute asegushyrada uacutenicamente por las aguas de la atmoacutesfera
B-Manera de encontrar y buscar las aguas subterraacuteshyneas- Para encontrar las aguas subterraacuteneas se pueden dar solamente ideas generales Las aguas para que hagan su aparicioacuten en el subsuelo necesitan un recipiente un hueco en eacutel Para el hiJroacutelogo seraacute siempre tarea difiacutecil tener que buscar agua sobre todo si se trata de grandes cantidades de aguas subterraacuteneas en las capas geoloacutegicas antiguas pues en las rocas de esta edad la estratigrafiacutea de las capas perme-lbles de las roturas y de los abismos es de una naturaleza tan complicada y tan difiacutecil de comshyprobar que los medJos hidroloacutegicos son aplicables solashymente en casos determinados Por otra parte las rocas deshytriacuteticas de las edades geoloacutegicas maacutes recientes del cuashyternario diluvial o actual ofrecen un campo de investigamiddot cioacuten maacutes favorable
Por la misma formacioacuten de la superficie el hidroacutelogo podraacute deducir muchas veces si el subsuelo se presta para llevar aguas Son de importancia las deposiciones arenoshysas producidas por la atmoacutesfera las dunas de las cuales muchas ciudades se abastecen de agua Las deposiciones Cuaternarias se distinguen por su regularidad sin embargo es frecuente encontrar buenas condiciones hidroloacutegicas en las formaciones arenosos del terciario
Excelentes indicios ofrecen los pozos existentes se deshyberaacuten anotar las variaciones de nivel y las entregas de agua Si el pozo no se ha secado ni aun en los tiempos de mayor sequiacutea y si no se ha procedido nunca a profunshydizarlo se debe pensar que hay un buen portador de aguas Si el nivel del agua en el pozo baja muy poco aunque se saquen grandes cantidades de agua se tiene indicios de que el subsuelo procede de buenas capas permeables
Los terrenos seguacuten su naturaleza quiacutemica y fiacutesica roshyturas y grietas que los atraviesan son capaces de retener
- - ]31
o dejar filtrar maacutes o menos agua desde el punto de vista de esta propielad los dividiremos en permeables e impershymeables
Las aguas de lluvia al caer sobre el suelo empiezan por impregnar la capa superficial facilitando asiacute su absorshycioacuten por las plantas ot[) arte se evapora al contacto con el sueo cuya temperatura os genelUlmente superior a la del aire el resto del agua trata de seguir a los arroyos o riacuteos a menos que durante el trayecto estas aguas sean absorbidas por la porosidad del suelo
La parte de agua que no eS utilizada por la vegetacioacuten desciende lentamente hasta encontrar una capa impermeashyble que a obligu a escurrirse siguiendo su conterno
Si las raiacuteces son numerosas e importantes constituiraacuten una especie de filtro subterraacuteneo que haraacute regular el reacutegishymen de las aguas subterraacuteneas al contrario en terrenos donde la vegetacioacuten es escasa las aguas arrastran la tieshyrra vegetal y el reacutegimen subterraacuteneo saraacute irregular De esshyto deducimos la importancia de los bosques pues ellos son reguladores de la humedad del suelo dan origen a mananshytialas y moderan el escurrimiento de las aguas superficiales
Las rocas superficiales permeab~es provienen generalshymente de la disgregacioacuten de las rocas soacutelidas sea por las reaccienes quiacutemicas por la accioacuten de las aguas del calor etc Las rocas silicosas o cuarzosas (cuarzo pizarras siliacuteceas areniscas) se transforman en arenas maacutes o menos gruesas en cascajo en guijarros y cantos rodados Las rocas grashyniacuteticas gneis pizarras micaacuteceas es decir las recas de los terrenos cristalinos a base de feldespatos se descomponshydraacuten en tierras arcillosas o caolinas ricas en aacutelcalis y en arenas Les esquistos se transformaraacuten en tierras silicoshysos o arcillosas Las calizas y las margas calizas daraacuten tierras y arenas calizas
De todas estas rocas la maacutes permeable es el aluvioacuten esto se comprueba observcrdo la facilidad con la cual bashyja el nivel de los pozos cuando se ha secado cierta cantidad de agua Se mide la permeabilidad desnivelando la capa de agua de un pozo por medio de bombas la modificashycioacuten del nivel del agua para un gasto determinado permite evaluar la permeqbilidad
- 1512
Las arenas silicosas areniscas seguacuten su grado de ceshymentacioacuten las callzas friables y porosas) son tambieacuten roshycas permeables
La tabla siguiente da la porosidad de varias formacioshynes en porcentaje por volumen
Formacioacuten Localidad Porosidad Invutlu~dor
VolUlll
Dolomita Joliet 111 27 Merril Caliza (ooliacuteti- Bedford Ind 98
cas) Dolomita Winona Min 17 Arenisca Jordaacuten Min 237
Tiza Inglater-a 1444 Humber Arena 3545 Arena y grava 2S30 Suelo arenoso Carolinn del Arenisca de S 43 Whitney
Postdam Ablemans Wis 7 12 Buckley
Para compreacuteJbor la exist2ncia de aguas subterraacuteneas debe estudiarse si e llas estaacuten en e s tado de reposo o moshyvimiento En el primer caso s~ tendraacute una aglomeracioacuten de aguas que pueden agotarse Dor la extraccioacuten permanenshyte En el segundo la aglomeracioacuten daraacute un rendimiento continuo que se sostendraacute mlentrcs no se saque una canshytidad mayor que la que alimenta las existencias
A fin de informarse de sus movimientos debe iexcllevanshytarse un plano de las alturas de las capas del nivel de las oguas subterraacuteneas La construccioacuten del subsuelo se ha de relevar primeramente por medio de tres pozos situados siempre que sea posible en los veacutertices de un triaacutengulo equilaacutetero Deben determinarse las capas que forman el teshyrreno la manera como se suceden e l espesor y la situashy
- - 1133 - shy
cioacuten de ellas y anotarse los resultados en un libro de pershyforacioacuten que tendraacute el siguiente rayado
Pozo N 200 mts a l S de perforado entre el
y
Nuacutemero de Altura Espesor de Profundidad Naturaleza la capa Mts la capa Mts Bajo la supo del terreno
Mts
Cuando se llegue a la capa portadora de las aguas se colocaraacute un tubo de observacioacuten en el pozo para determishynar el nivel del agua subterraacutenea y sacar muestras de ella El tubo de observacioacuten tiene un diaacutemetro de 4 5 hasta lY2 y estaacute provisto en su extremidad inferior de un filtro de un metro de largo
El extremo que llevo e l filtro se fabrica de un tubo pershyforado revestido exteriormente con un tejido de trencilla Al colocar el tubo de observacioacuten dentro de la perforacioacuten deix~ reJenarse con arena lavada el espacio entre ambos y lueacutego quitar los tubos de perforacioacuten Debe hacerse lueacutego una nivelacioacuten para determinar las alturas de los extremos superioras de los tubos de observacioacuten y la situacioacuten de jo niveles de 103 aguas subterraacuteneas
Conocidos los signos exteriores que revelan la presenshycia de las aguas subterraacuteneas conviene tener en cuento algunos caracteres geoloacutegicos del terreno para proceder con maacutes acierto el e alumbramiento de las aguas Estos cashyracteres principales son
Terrenos poco permeables que descansan sobre un terreno impermeable--La topografiacutea de un terreno de este geacutenero es faacutecil conocerla consul tondo los mapas con curshyvas de nivel La liacutenea de mayor pendiente indica la dishyreccioacuten en que las aguas subterraacuteneas son maacutes abundanshytes porque generalmente la capa impermeable del subsueshylo estaacute inclinada en direccioacuten de la liacutenea de maacutexima penshydiente en a~gunos casos la pendiente de la capa impermeashyble sigue otra direccioacuten y en tonces la liacutenea en que se enshycontraraacute la mayor cantidad de agua seraacute la diagonal del paralelogramo
- - lSll -shy
Cuando la capa impermeable presenta ondulaciones como es frecuente las aguas subterraacuteneas se acumulan en las depresiones del terreno impermeable que corresponden aproximadamente a las depresiones superfi ciales en este punto deberaacuten practicarse los pozos
Terrenos de aluvioacuten y descompuestos-Las aguas subshyterraacuteneas de estos terrenos estaacuten muy cerca del suelo Pashyra obtener en ellos un gran caudal de agua se abren los pozos en los sitios en que la corriente de agua subterraacutenea tiene mayor velocidad Para averiguarlo suelen emplearse dos metodos el de Thien que consiste en abrir dos talashydros o pequentildeos pozos y tirar sal marina en el pozo maacutes alto determinando el tiempo que demora el agua salada en aparecer en el pozo maacutes bajo El otro metodo que es maacutes praacutectico es de Schuchter y consiste en practicar dos pozos en uno de los cuales se vierte cloruro de amonio electrolizando e l suelo por una corriente electrica la aguja de un galvanoacutemetro permite averiguar la llegada de la solucioacuten al otro pozo por disminuIacuter notablemente en este momento la resistencia del circuito eleacutectrico asiacute formado
Terrenos muy permeables y homogeacuteneos- Si eacutestos desshycansan sobre uno capa arcillosa bastaraacute hacer suficienteshymente profundo el pczo para encontrar la capa de agua De un modo general convendraacute seguir las mismas reglas indicadas para los terr enos poco permeables El empleo de la dinamita parece ser ventajoso pues la violencia de esshyte exposivo origina grietas y fisuras que favorecen la filo tracioacuten
Terrenos muy permeables y heterogeacuteneosmiddot-Es frecuenshyte que en estos terrenos haya dos circulaciones de aguas superpuestas por S2r generalmente muy profunda la capa inferior presenta moacutes intereacutes el alumbramiento de la capa superior
e-Manera de calcular la cantidad de agua subterraacuteshynea- El mejor meacutetodo para calcular la capacidad de una fuente subterraacutenea es hacer ensayos de bombeo durante un tiempo suficient8mente lergo para alcanzar un equilimiddot brio cproximado entre la entrega y la demanda Rara vez seraacute praacutectico continuar taes ensayos hasta alcanzar el equilibrio perfecto pues en la mayoriacutea de los casos seriacutea
-15 ~5 -
esto labor de varios antildeos Por otra parte los ensayos d 2 corta duracioacuten generalmente dan resultados falsos o al menos engantildeosos
a-Velocidad del flujo- -La velocidad del flujo de una corriente subterraacutenea es funcioacuten de la pendiente o gradiente hidraacuteulica y de la resistencia que ofrecen las partiacuteculas del suelo
La pendiente puede dete rminarse faacutecilmente haciendo sondeos hasta el nivel de las aguas subterraacuteneas teniendo cuidado de medirla en la direccioacuten de maacuteximo declive Si sobre el estrato permeable se encuentra otro maacutes o menos impermeable el agua correraacute en el inferior bajo una preshysioacuten superior a la atmosfeacuterica La pendiente se encontraraacute determinando la altura a que sube el agua en los tubos colocados en el estrato poroso Daben sacarse muestras del material e investigar su tamantildeo y porosidad Lo poroshysidad estaacute influenciada no soacutelo por el tamantildeo de los grashynos sino tambieacuten por el grado de compactacioacuten de la forshymacioacuten es por esto por lo que e lla soacutelo puede calcularse aproximadamente El tamantildeo de los granos se determina por medio de tamices
Habiendo encontrado estos e~ementos nos resta expreshysar la relacioacuten entre ellos y la velocidad del flujo
Los experimentos de Darcy Hagen y Hazen han deshymostrado que la rata a la cual un aguo fluye o traveacutes de arena o grava fina sigue aproximadamente las leyes que rigen paro el flujo en tubos capilares es decir la velocishydad es aproximadamente proporcional o h l siendo h la carga hidrostaacutetica y l la distancia que el agua recorre
Para diferentes clases de materiales la velocidad deshypende del tamantildeo de los poros siendo eacutesta una funcioacuten del tamantildeo de los granos y del grado de compactacioacuten Para una arena de tamantildeo uniforme y un grado dado de compactacioacuten se encuentra que la velocidad del flujo es aproximadamente proporcional al cuadrado del diaacutemetro de los granos expresardo el grado de compactacioacuten en teacutermino de porcentaje de poros se encuentra que para mashyteriales de igual tamantildeo la velocidad del flujo es aproxishymadamente proporcional al cuadrado de la relacioacuten de porosidad El voluIJ1en del flujo que viene o ser igual a
-1536 shy
la volocidad multipicada por el aacuterea de la seCCIOD neta
seraacute entonces proporcional al cubo de la porosidad La enorme variedad en tamantildeo y porosidad de las
arenas y gravas hace bClstante difiacutecil la aplicacioacuten de foacutermulas matemaacuteticas y resultados experimentales a las
condiciones de trabajo Sin embargo los resultados obtenidos por Hazen en
filtros de areno son de bastante importancia en esta mashy
teria La formacioacuten por eacutel obtenida y que se aplica a areshy
na de un tamantildeo efectivo de 01-30 mts es
h(t+IOO
v = cd~ ~ - 60--)
siendo
v la velocidad en metros por diacutea de una columna soacuteshy
lida de la misma 32ccioacuten que la de la arena
c una constante que variacutea entre 400 y 1000 d el tamantildeo efectivo de los granos de arena en mmts
h la carga hidrostaacutellca que causa el movimiento
1 e l espesor de la capa de Clrena t lo temperatura en grados Fahrenheit
El valor de la consonante e variacutea con la compactacioacuten y uniformidad de la arena La v elocidad del flujo a traveacutes
de los p oros se encontraraacute dividiendo la ecuocioacuten anterior por la relacioacuten de porosidad p Despreciando las correccioshy
nes de temperatura la velocidad en pies por diacutea seraacute
d middote shyv 33 X x s K s donde
p
v velocidad promedio a traveacutes de los poros de la areshy
na en pies por diacutea
d tamantildeo efectivo de la arena en mmts
p relacioacuten de porosidad
s gradiente hidraacuteulica
cd~
K = 33 X --- = velocidCld para la pendiente unitaria p
La porosidad p variacutea entre 40 para arena maacutes o meshy
nos uniforme y 30 o menos para arena maacutes compacta o
- IS37 shy
de un grado de uniformidad menor El teacutermino e p que reshypresenta la influencia de la porosidad sobre la velocidad se puede calcular en 1000 040 = 2500 para p = 40 Y
400 030 = 1330 para p = 30 Estos resultados concuerdan con los experimentos de Slichter que establece que la veshylocidad del fluj o es aproximadamente proporcional 01 cuashydrado de la relacioacuten de porosidad Partiendo de esta base y asumiendo c = 1000 para p = 40 calcularemos los vashylores de K
Valores de K o velocidad del flujo en pies por diacutea para S= 1 -
Porosi dad
Muy Fina Fina Media Gruesa
Muy
Gruesa GRAVA fiNA
2i
10 ~I
middot10
010 Oi
on IH 21
020 ~H
3S n l
U~
030
II
22
040
L
iexcl
~n
050 11 24 tl
fil
080 ll
iexcliexclO
1011 1-0
100 iexcln
11111 IliO
2iU
200 ~oo
~~II
1111
1~1l
3 00 470 SIiO
1middot1(1(1
2~O(J
Lembke calculoacute los siguientes va~ores para K basado en los experimentos de Darcy Krober y otros
Material 1lt en pies or dia
Arena y grava 9400 Arena gruesa 2800 Arena media 760 Arena fina 150
Slich ter dio los siguientes valores de K para una poshyrosidad de 32 y una temperatura de 50deg
Material Taln~ iexcllO efectivo 1lt en pies Por diacutea
Arena fina 010-020 16 a 65 Arena media 025-045 100 330 Arena gruesa 050-095 400 1550 Grava fina 100-500 1600 40000
No debe esperarse mucha exactitud de los coacutemputos hechos por los procesos antes descritos ellos sirven como una guiacutea general para estudios maacutes precisos e indican liacuteshymites razonables de estos valores
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b-Canlidad de agua--Habiendo determinado la veoshycidad del flujo la porosidad del material y la seccioacuten transversal del estrato poroso en aacutengulo recto a la direcshycioacuten del flujo la rata total seraacute el producto de estos tres factores
Q = velocidad X (aacuterea de ~a seccioacuten X porosidad) = v Ap = KsAp las unidades empleadas son el pie y el diacutea
Las irregularidades de la seccioacuten pendiente y moteria les afectaraacuten maacutes o menos los resultados 103 caacutelculos he chos en esto ferma no tAndraacuten un valor considerable en el estudio de las fuentes de agua subterraacutenecs pero siacute sershyviraacuten para modificar las id8as erroacuteneas que sobre su cashypacidad se tienen con frecuencia
En la tabla que a continuacioacuten insertamos se dan las ratas de flujo en galones por diacutea y por pie cuadrado de seccioacuten para arenas de diferentes grados de menudez y
porosidad y para un) pendiente de 1 Para otras pendienshytes multipliacutequese el nuacutemero de la tabla por la pendiente expresada en decimales
Muy Muy
Porosidad Fina Fina Media Gruesa Gruesa G R A V A F I N A
40 smiddot cw i IU JlUO 200n iacuteWU SIlIlII l llllll 7 lIflll 0 1 171l IXU H~1l 1100 7UU iexcl wo lilHl1l lHIIOIl
2-Estanques de almacenamiento
Estos recipientes se usan para regular el flujo del agua de tal manera que se acomode a las necesidades evitando el gasto excesivo cuando el abas tecimiento excede a la demanda y conservaacutendola para ser usada cuando ocurra lo contrario
El almacenamiento de agua para las necesidades del riego requiere condiciones topograacuteficas especiales para ser financieramente posible Tales condiciones deben hacer poshysible el a lmacenamiento de grandes cantidades de agua de tal manera que las estructuras necesarias sean de dishy
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rrensiones y costo moderado comparacias con la cantidad de agua almacenada Con respecto a las particularidades topograacuteficas los sitios que se acomodan a ests fin se pueshyden dividir en cuatro clases
l- Lagunas naturales 2- Aquellos cue estaacuten localizados en liacuteneas de dre naje
natural 3- Depresiones naturales 4-Estanques artificiales Las lagunas naturales son impor tantes reguladores del
gua de drenaje que reciben Controlando la salido por medio de represas y compuertas reguadoras puede aproshyvecharse gran pa rte de las existencias a muy bajo precio
Los sitios maacutes comunes para el almacenamiento de -lgua son los comprendIdos en el NI 2 pero requieren mushycho cuidado para la descarga de las crecidos y en geneshyral son muy costosos en proporcioacuten a su capacidad
Las depresiones naturales o logos secos provienen del hundimiento de cavernas subterraacuteneas formadas por la acshycioacuten erosiva de los aguas subterraacuteneos Estas depresiones son inapropiadas para el almacenamiento a causa del faacuteshyci escape que pueden e ncontrar las aguas por los grietas que se encuentran en sus vecindades
Los estanques artificiales exigen trabajos especiales de e xcavacioacuten en general son excesivamente costosos y soacutelo se recomienda su construccioacuten en caso de que el aguo tenga un costo elevado
Eleccioacuten del sitio- Las principales circunstancias que afectan la posibilidad y valor de un sitio para almacenashymiento son
l - Su relacioacuten con los regadiacuteos 2- Su relacioacuten con el abas tecimiento 3-Su topografiacutea 4- Su geologiacutea Debe hacerse un examen cuidadoso de la regioacuten donde
se desea localizar el almacenamien to a fin de descubrir toshydos los si tios posibles y poder escoger e l que ofrezca conshydiciones maacutes ventajosas
El estanque debe estar situado lo bastante alto para poder dlstrlbuiacuter el agua por gravedad y tan cerca de los
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regadiacuteos que las peacuterdidas por transporte sean miacutenimas Ademaacutes debe ser iexclal el sitio que intercepte una cantidad suficiente de agua o que se la pueda conducir a eacutel
Geologiacutea del sitio- Habiendo estudiado la topografiacutea e hidrografiacutea de l lugar debe estudiarse cuidadosamente su geologiacutea a fin de conocer el caraacutecter y profundidad de los astratos inferiores La conformacioacuten geoloacutegica debe ser tal que contribuya a la eficiencia del almacenamiento Los lugares si tuado3 en vall9s inclinados son gen6ralmente fa shyvorables Como en eacutestos les estratos se inclinan de las colinas al fondo de valle el a gua que cae en aqueacutellas iraacute por percolacioacuten al estanque
En las formaciones de cal y yeso es corriente enconshytrar cavernas que faacutecilmente pueden derrumbarse es por esto por lo que debe e3tudiarse cuidadosamente la geologiacutea de estas formacione3 antes de construIacuter un estanque sobre ellas
Peacuterdidas en los estanques- En re lacioacuten con este toacutepi shyco mencionaremos algunos estanque que han tenido que ser abandonados por lo alto de las peacuterdidas
Estanque de Tumalo- Fue construiacutedo por el Estado de Oregoacuten Durante la diiexclcusioacuten del proyecto un grupo de ingenieros recomendoacute se construyera parcialmente y se hishycieran ensayos sobre su impermeabilidad este consejo no fue seguido y la represa se construyoacute de la altura proyecshytada Terminada la obra se llenoacute el estanque hasta que e l agua a lcanzoacute una altura de 20 pies sobre el orificio de salida En estas circunstancias se abrioacute un hueco en el fondo que descargaba 200 pies cuacutebicos por segundo y que raacutepidamente vacioacute el estanque Este hueco fue taponado y vuelto a llenar el receptaacuteculo pero las nuevas grietas que se abrieron no permitie-ron que el agua volviera a alcanzar la altura inicial Las peacuterdidas subieron tanto que le quitashyron todo valor al estanque como lugar de almacenamiento
Estanque Hondo- Cerca de Roswell Nuevo Meacutejico se construyoacute este estanque aprovechando una depresioacuten nashytural La depres ioacuten se aumentoacute por la unioacuten de las colinas circundantes por medio de diques El agua se suministroacute por medio de un canal de alimentacioacuten Las fugas se preshysentaron inmediatamente que estuvo lleno el estanque y
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aumentaron raacutepidamente debido al ensanchamiento de los huecos y grietas que se abrieron en el fondo Muchos esshyfuerzos se hicieron para restringir las peacuterdidas pero tedas fracasaron y el estanque tuvo que ser abandonado
La roca de la regioacuten era principalmente yeso que coshymo anteriormente se dijo es inapropiado para este in ya que en estas formaciones se encuentran muchas cavernas Es seguro que la depresioacuten que se escogioacute para el almacenashymiento se formoacute debido al hundimiento de alguna caverna
Las siguientes recomendaciones generales pueden ser de alguna utilidad para la escogencia del lugar apropiado
l- Eviacutetense los lugares cercanos a las formaciones de y eso y cal
2- -Las fcrmaciones volcaacutenicas deben estudiarse cuidashydosamente pues en ellas es corriente encontrar grietas o cavidades
3- Las areniscas de grano grueso ofrecen alguacuten peligro
4- Las depresiones naturales no son recomendables y deben evitarse si se encuentral1 en las cercaniacuteas de rocas cavernosas o si reposan sobre material grueso que ofrece salida faacutecil al agua
Sedimentacioacuten en los estanques- Sabemos que todas las corrientes naturales eradan sus canales y llevan maacutes e menos limo en suspensioacuten Cuando se concluye una re presa a traveacutes de una corriente la sedimentacioacuten de los limos debida a l estancamiento del agua puede llegar a disminuiacuter grandemente la capacidad del estanque si n o e remueve
El problema relativo a la sedimentacioacuten en los estan ques construiacutedos sobre corrientes portadoras de limo ha sishydo cuidIdosamente estudiado y se han expuesto muchas teoriacuteas sobre su solucioacuten pero ninguna de ellas ha sido confirmdcr por la pTaacutectica
Se han hecho muchos esfuerzos para determinar el factor exacto que exprese la relacioacuten entre el peso de un limo seco obtenido por observacioacuten y el volumen del misshymo limo como se deposita en el fondo de los estanques
La tabla siguiente muestra el resultado de cuatro enshysayos
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Observedor Peso de I P C Limo huacutemedo Lbs
Limo seco P2S0 Lbs
Densidad
Follet Coghlcm Hughes Lawson
Promedio
1047 89 5
530 923 76 1 860 770
264 255 260
Las variaciones se deben en parte al diferente caraacutecshyter y peso de los limos ensayados Por esto el promedio (77 lbs pie cuacutebico) soacutelo debe tomarse como un va lor aproximado
El80bierno de los EE UU ha hecho observaciones sistemaacuteticas del limo que lleva el Riacuteo Grande desde 1897 hasta 1912 W N Folle es tudioacute cuiciadosamente las dishyversas observaciones y los resultados por eacutel obtenidos opashyrecen compendiados en la siguiente obla
Antildeo Aguaiacute acres pies Limo- Limo - acre s pies
Las observaciones se hicieron de la siguiente manera Se tomaron muestras del agua turbia del riacuteo se removioacute el limo por sedimentacioacuten y filtracioacuten se le secoacute a 60deg e y lueacutego se le p2SOacute Los porcientajes son por volumen y
se les calculoacute tomando como base que un pie cuacutebico de lim o en el estanque pesa despueacutes de secado 53 lbs
Despueacutes de considerar los resultados de los experimenshytos efectuados en India y Ameacuterica Etcheverry concluye asiacute
I- Un pie cuacutebico de limo saturado sedimentado en un tubo por un antildeo contiene alrededor de 30 lbs de limo seco El porcientaje por volumen de lodo saturado es jgual al porcientaje por peso multiplicado por 2l
2- Un pie cuacutebico de limo huacutemedo como se deposita bajo condiciones naturales el por volumen de lodo huacutemiddotmiddot medo es igual al por peso multiplicado por 12
3- Un pie cuacutebico de lodo seco pesa alrededor de 90 lbs
Remocioacuten del limo depositado- La represa Assuan en Egipto forma sobre el Nilo un estcnque de gran capacidad y considerable volumen de limo La gran capacidad del estanque se debe principalmente a la suave pendiente del riacuteo pues debido a eacutesta la represa logra represar las aguas unas 40 millas aguas arriba formando asiacute un estanque largo pero angosto La represa estaacute provista de 180 comshypuertas que permanecen abiertas mientras dura la crecida anual permitiendo asiacute que la corriente torrencial arrastre su linIO a traveacutes del estanque y al mismo tiempo saque parte del que se depositoacute el antildeo anterior
Este meacutetodo de remocioacuten parece ser efectivo pues sosshytiene la capacidad de almacenamiento para las necesidashydes actuales del riego pero eacutel exige el gasto de la mayor parte del agua en antildeos normales y su eficiencia depende mucho de las circunstancias locales (estanque angosto) pues bajo estas condiciones una corriente raacutepida es muy efectishyva para sacar el sedimento depositado Por otra parte las variaciones del Nilo son tan regulares que permiten la ashydopcioacuten de un programa predeterminado lo que es geneshyralmente imposible en otras corrientes
La combinacioacuten de estas condiciones es tan rara que la solucioacuten adoptada no tiene ap~icacioacuten en la mayoriacutea de
-- 1544-shy
los casos y presenta por lo tanlo muy poco in tereacutes como solucioacuten general al problema de que nO$ ocupamos
El ingeniero norteamericano W W Follelt propuso el siguienl meacutetod0 para ramover el limo del estanque Eleshyphanl Bulte
En lo mitad del estanque se construiraacute una pequentildea represa de 40- 50 pies de altura formando asiacute un pequeshyntildeo estanque dentro del principal Esia pequentildea represa esshytaraacute provista de una torre de esclultas eacutestas daraacuten acceso a un conducto que desembocaraacute en el valle pasando por la represo principal
Cuando el estaiexclque principal se esteacute llenando e l peshyquentildeo recibiraacute el agua del riacuteo y gran parte del limo se depositaraacute en eacutel an tes de que el agua pase por sus vershytederos al principal Cuando el estanque pequentildeo esteacute poshyco lleno las aguas turbias se haraacuten pasar por el conducto arrastraraacuten el limo depositado en el pequentildeo estanque y llevaraacuten su carga fertilizante a los regadiacuteos Si se necesishytare agua adicional se sacaraacute del estanque principal
La principal ventaja de este meacutetodo estriba en que con serva las propiedades fertilizantes del agua aumentando asiacute la fertilidad de las tierras que con ella se rieguen
3-Corrientes de aciexclua- La derivacioacuten de una corrienshyte de agua abarca esencialmente tres obras Una barrera un sistema de compuertas y un canal de derivacioacuten
La barrera se dispone a traveacutes de la corriente debajo de la presa de agua y en el lugar donde las orillas esteacuten maacutes cercanas Ella levanta los aguas y las conduce al cashynal de derivacioacuten
El tipo de la barrera depende del caudal de la corrienshyte que se quiere derivar
En un simple arroyo la oparacioacuten es sencilliacutesima Alshygunas piedras grandes y troncos de aacuterboles bastan para establecer barreras muy resistentes Las figuas I y 2 exshyplican la disposicioacuten de una de estas barreras Siempre conshyviene proteger con un zampeado de madera o piedra la parte maacutes abajo de ~a barrera para evitar el desgaste en las avenidas
Crevat describe asiacute las cbras de una presa de agua en el riacuteo Ain Uno de los problemas maacutes difiacuteciles en un proshy
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Planta dfgt la burrera rUacuteili( ~a c ll yo lorlf rtmiddotnr(iexcl ~ 1ta lJ rilo 2
yecto de derivacioacuten es el establecimiento de la presa de agua sobre todo cuando el riacuteo es ancho y torrencial Y hay que prevenir la invasioacuten del cascajo y la arena gruesa
Cuando sea posible conviene aprovechar un recodo del riacuteo donde disminuye la velocidad y por consiguiente au-
Fig 2 HI1TIra 1I1~li( a tn IIn arroyo COrl ~ ( g Uacutell A B (Itshy la fi~ 1
- 1546 shy
menta la altura del agua En la orilla (Fig 3) se construye con grandes piedras talladas un muro de 30 mts de lonshygitud cuya base al nivel de las aguas bajas estaacute proteshygida por un enlosado de cemento de 3 mts de ancho para facilitar el deslizamiento del cascajo que puede ser consishyderable durante las crecidas
Este muro A por tener que servir de vertedero es vershytical por la parte del riacuteo con 030 mts de altura sobre el nivel de la orilla y estaacute sostenido exteriormente por un tashylud de cemento de muy alargada pendiente que forma el
Plano timiddot una harrera y toma dI aglla
fondo de un pequentildeo depoacutesito B faacutecilmente vaciable desshypueacutes de las crecidas por medio de una gran compuerta
En la parte inferior del depoacutesito B hay que establecer un macizo de mamposteriacutea que forma la cabeza del canal F en el que se habraacuten abierto dos tuacuteneles e de dos meshytros de anchura y un metro de altura cuya entrada puede cerrarse con compuertas de hierro reforzadas con nervios El agua al pasar por estos dos tuacuteneles desemboca en el canal de derivacioacuten F que alliacute debe ser poco profundo pero ancho (5 mts) estrechaacutendose en seguida progresivashy
menle hasta que alcance el tiro de agua y anchura norshymales
Fn el muro de defensa A del recipiente B se coloca lna compuerta inmediatamente delante de la~ aberturas de toma d9 agua y debajo de la barrera
Transversalmeiexclte al riacuteo y en el extremo inferior de l vertedero se construye un soacutelido zampeado de fondo E recshytiliacuteneo algo maacutes alto quoacute el fondo leI riacuteo y que se vaya eevando un poco hacia la derecha d se eleva de 050 el nivel de la corriente y se echa nuevamente contra el vershytedero A xl propio tiempo que se ancha un poco el cauce
Chaipeniier de Cossigny habla de una barrera de cashyballetes que con frecuencia se ve en el sur de Francia
Para estableceo a traveacutes del caue del riacuteo se fijan una serie de caballetes como lo representan las figuras 4 y S donde A es una estaca gruesa inclinashyda y C C los sosteshynes Sobre estos cabashylletes se clava una seshyrie de tablas sobre las
Fi2~ 5 cuales se echa desde riacuteo arriba grava RiacuteoFrente de una brre13 de caJallrlt s
- 1548 shy
abajo se defiende al pie de la obra con pentildeascos sosshytenidos con estacas
Las barreras importantes se construyen de piedra o de cemento empezando por trazar el armazoacuten de la barrera Aprovechando la eacutepoca del arlO en que el riacuteo lleva poca agua se clavan a traveacutes una serie de soacutelidas estacas cushyyos extremos superiores delineuroan el perfil transversal de la barrera Estas estacas se unen entre siacute y en ambos senshytidos por medio de cruceros Entre elios se hincan tablones Terminada la armazoacuten se llenan los huecos con guijarros y piedras y lueacutego se rellenan los intersticios con grava y tierra La parte superior de la barrera se recubre con un thecho de carpinteriacutea o bien con losas que formen una esshypecie de embaldosado entre los cruceros
A fin de obtener una barrera maacutes fuerte se puede hashycer la siguiente variacioacuten Una vez terminada la armazoacuten se colocan apoyados conira los tab~ones sacos llenos de cemento que no tarda en f~aguar Estos sacos forman un muro muy resistente Se acaba de construiacuter la barrera lleshynando con cemento el interior limitado por el muro La cashyra superior se resguarda de la accioacuten del agua con un reshyvestimiento de mortero hidraacuteulico para el cual se puede emplear ladrillos
Las compuertas colocadas a la entrada del canal comshypletan el conjunto de las obras de derivacioacuten y sirven para llevor el agua de uno a otro canal
Hay considerable nuacutemero de modelos de compuertas desde las mayores que se aplican para cerrar los canales hasta las menores para abrir y cerrar las atarjeas En prinshycipio una compu9rta se compone de un quicio horizontal que ocupa el fondo del agua y dos montantes verticales ~obre los que se desliza el ventanillo enlazados por un dintel en el extremo superior El quicio y los montantes pueden ser de madera o de piedra El ventanillo es la parshyte movible de la compuerta y se acciona ya a mano ya por medio dG palanca o cremalera seguacuten el tamantildeo Las partes superior e inferior de las compuertas deben protegershyse contra las socavaciones por planchas de madera o por construccioacuten de mamposteriacutea
En suelos flojos se draga el fondo hasta encontrar roshy
-l549 - shy
shy________ -shy _ __ ___J
s lzaltln ue IIna compllfmiddotlla
ca o tierra firme y lueacutego se pone a traveacutes una hilera de
estacas sobre la cual descansa la compuerta a cada lado
de esta primera arma zoacuten se amontonan sacos de cemento
La3 figuras 6 y 7 rlt-presentan un modelo de compuerta
ordina ria Los figuras 8 y 9 representan la compuerta p e-
r~ 7 Planta de tilla (Olllplltmiddotrta
-shy 10
qUEntildea de hierro muy pr-aacutecti ca que se emplea para abrir y cerrO las atarjeas de riego La figura 9 indica claramenshyo
te coacutemo se mantiene fija esta compuerta por medio de dos grandes piedras indinadas que pueden sustituiacuterse por dos puntales de madera
En cuanto al canal de derivacioacuten tambieacuten llamado de alimentacioacuten se ceba en la corrient de agua un poco por
P t(JlUntildea compucrta para atarjta~ lit Jil~o
encima de la barrem Abierto o cerrado por una compuerta debe seguir en su trazado la parte superior del te rreno y presentar el mayor relieve posible Maacutes adelante hablar8shymas sobre eacutel
Evaluacioacuten del caudal de una corrienle- El caudal de una corriente de agua es igual al producto del aacuterea de io seccioacuten bantildeada por la veloc idad media por segundo del agua
r-iacute~ 9
l a middotolllpllrla dmiddot la fiiexcl 8 olorarla en la otnlrada d e 1 alarju
Es necesario obtener el perfil de la corriente en varios lugares y promediar los resultados Para obtener un periil se tiende una cuerda de una a otra orilla perpendicuarmiddot mente a la direccioacuten de la corriente y lo maacutes cerca posib~ de su superficie A distancias regulares sentildealadas en la cuerda se practican sondeos que dan la profundidad d e l
- 1551 shy
agua en cada una de las divisiones Obtenido el perfil con estos datos se sumaraacuten los trapecios parciales para obtAshyner el aacuterea de la seccioacuten dantildeada
La velocidad media de ~ agua se deduce de la velocishydad media en la superficie es igual al producto de eacutesta por el coeficiente 08 en los canales y riacuteos de dimensiones medianas y po 06887 en arroyos y atarjeas La velocidad en la superficie puede calcularse faacutecilmente de la siguienshyte manera A unos 3CJL-40 metros Daacutes arriba del paraje cuyo p3rfil se ha encontrado se echan unos cilindros de madera gruesa o corcho y con un cronoacutemetro se cuenta e l tiempo que gastan en recorrer la distancia comprendida enshytre el Jugar donde se echaron y olro previamente fijado 30-40 mIs maacutes abajo del lugar del perfil La operacioacuten debe repetirse varias veces y promediar los resultados
En vez de valerse del flotador para determinar la vsshylocidad de la corriente suelen emplearse los medidores de velocidad o corriente (Current Meter) Existen varios modeshylos de estos aparatos los maacutes usados son el de Haskell y
61 de Price En el modelo Price existen dos tipos el eleacutecshytrico y el acuacutestico Por se r estos aparatos suficientemente conocidos y venir acompantildeados de instrucciones para su uso no nos detenemos a explicarlos
Cuando el cauce es de seccioacuten bastante regular es preferible usar una compuerta para medir el caudal
Compuerta rectangular- De sus experimentos con esta clase de compuertas Francis dedujo la siguiente foacutermula
Q = 333 H (L - 02 H) siendo Q = descarga en pies cuacutebicos por segundo L = longitud de la compuerta 6n pies H = altura del agua sobre la compuerta en pies Cuando la velocidad de aproximacioacuten tiene un valor
suficientemente alto para afectar los resultados deben hushycerse las correcciones necesarias Francis propuso la sishyguiente foacutermula para este caso
Q = 333 (L - 02 H) [ (h HYh - h~h 1 donde h = allura debida a la velocidad de aproximacioacuten
Compuerta de Cippoletti- Las foacutermulas correspondienshytes a los dos casos mendonados para la compuerta regushylar son
Las figuras 10 y 11 representan la compuerta rectangushylar y la de Cippolstt i respectivamente
CAPITULO V
Uso de bombas para el riego
La praacutectico de elevar agua de un nivel inferior a otro superior para usarlo en el riego es sin duda tan antigua
1553 shy
como el riego mIsmo En China India y otros paiacuteses orienmiddot tales todaviacutea se acostumbra regar tiel ras maacutes ollas que los canales que conducen el agua elevaacutendola con potencio
bullhumana c animal unos pocos pies Naturalmenta que e~to
se puede efectuar soacuteo cuando la altura es moderada y el trabajo muy barato
Molinos de vienlo- La fuerza del vienio se empleoacute prishymitivamente para las necesidades del riego y auacuten hoy se usa frecwmtemente para elevar aguo de pozos para 103
necesidades domeacutesticas y para el riego de jardines y peshyquentildeos huertos Aunque la fuerza no represente gasto alshyguno el bombeo por medio de molinos de viento resulta en promedio maacutes costoso que cualquier otro meacutetodo excepshytuando aquellos que usan fuerza animal Esto se debe a la pequentildea potencia desarrol ~ada por estos aparatos la inshyconstancio del vie~to y la gran atencioacuten y reparacioacuten que exigen los molinos de viento Por estas razones el costo del bombeo por este sistema hace prohibitivo su empleo exshycepto para cultivos intensos de pequentildeos tarrenos donde se esperan grandes beneficios
Los molinos de viento se usan extensamente en el vashylle de San Joaquiacuten (California) y en los grandes llanos de las Montantildeas Rocosas para obtener agua para el riego El principal inconveniente de estos molinos es su insegushyridad pues su funcionamiento depende completamente de la fuerza del viento
A causa de esta inseguridad los molinos nunca deben usarse para regar sin proveerse de un estanque ampliO pashyra almacenar el agua Debe instalarse un recipiente de gran capacidad a fin de poder almacenar el agua durante los diacuteas que no se la usa para regar Este recipiente se puede obtener usando uno de los tanques elevados que suminisshytran los constructores de molinos de viento o si el molino se puede instalar en un punto alto de la hacienda se pueshyde excavar un estanque paro el almacenamiento
En promedio se necesita una velocidad del viento 5- 6 millas por hora para mover un molino La tabla siguiente da la fuerza del viento para las velocidades ordinarias
-1554
Velocidad del viento y potencia
Millas por Pie por Presioacuten Millas por Pies por Presioacuten
La tabla siguiente tomada de un trabajo de Mr A R Wolff sobre molinos de viento muestra la capacidad y
economiacutea de un molino experimental con rueda de distinshyto diaacutemetro asumiendo una velocidad promedio del vienshyto de 10 millas por hora durante ocho diarias
CAPACIDAD DE LOS MOLINOS DE VIENTO
Tamantildeo Rtvoluclunes Galones de agua levantados por minuto H P de la rueda de la rueda bull una altura de desarrollados
pie
25 50 75 100 150 200
ID no-u lB fjfj tiu 41 1112 l~ ij-HO t3 n u 11 8 8 1 O ~ I H iexclO-i 4bull 1 ~~ 6 ) -I ~ 1U 1 S -l 02- Hi ~I-iexclO ji -U JI (iexcl 1liacute JI 1 98 SO 0 11 18 10- (- 911 j2 2middot1-1 J1 J ) D I ~n 1 bull -40 1lfI UI 1 IO X l J ~ JI l I I O1X 2J W-li ~ 124 J01 0 111) 40 1 Hi3 ~H1 134
- 1555 shy
Al disentildear un molino de viento para bombear agua deben considerarse dos cosas El momento de torsioacuten y la velocidad de la rueda en relacioacuten con la de la bomba La primera debe ser lo maacutes gronde posible a fin de que el molino arranque con un viento suave la segunda no debe ser muy alta para las bombas en un molino pequentildeo ni demasiado baja para uno grande De lo anterior deducimos que el tamantildeo de un molino es un elemento importante en el arreglo de sus aspas
El aacutengulo entre cualquier porcioacuten de una aspa y el plano de la rueda se denomina aacutengulo del viento para obtener el mayor momento de torsioacuten al arranque este aacutenshygulo debe ser el complemento de los mejores aacutengulos de incidencia o entre 70deg- 55 Se ha Encontrado en la praacutecshytica que el aacutengulo del viento no alcanza estos valores sienshydo muy recomendable usar 43deg La tabla siguiente da los resultados de los experimentos de J A Griffith con cinco clases de molinos norteamericanos
CAPACIDAD Y EFICIENCIA
STOVER
Diaacutemetro exterior de la rueda pies 115 inferior 45
Area bruta de la rueda pies cuadrados 1040 Angulo del viento en la extremidad exterior de las aspas 43 Diaacutemetro y carrera de la bomba pulgadas 3 X 4 Altura promedio del agua durante el ensayo pies 292
A maacutexima eficiencia
Ve locidad del viento millas por hora 58 Velocidad del molino revoluciones por minuto 130 H P 0011 H P por 100 pies cuadrados de aacuterea bruta 0011 Eficiencia neta maacutexima tanto por ciento 87
-- J556 --shy
Promedio de 100 horas localidad bonancible
Promedio del agua elevada galones por hora 1530 Promedio de los H P desarrollados por l 00 pies~ 0022
0023 Eficiencia neta maacutexima 21
Promedio de 100 horas localidad borrascosa
Promedio del agua elevada galones por hora 2870 Promedio de los H P desarrollados por 100 pies~ 0041
0043 Eficiencia neta maacutexima 028
De varios molinos
Parkins ~fthoue Allhouse Carlyle
16 1416 1016 983 60 45 383 416
2010 1570 81 800 36 30 5028u
3 X lOyiexcl 3 X 10 3 X 4 58 3 X 4 liquest 39 663 387 307
---shyMaacutequinas de combustioacuten interna- Las maacutequinas moshy
de rnas de combuslioacuten interna de gas y vapor no soacutelo con-sum e 1 pJCo combustible sino que son adaptabI8s unishydades pequentildeas ademaacutes req u ieren poca vigilancia para un buen manejo y las reparaciones se efectuacutean faacutecilmenshyte Estas ve1 tajas importantes hcn heclo generalizar el uso de esta clase de maacutequinas
Maacutequinas de vapor- A lgunas de la s maacutes grandes planshytas d2 bombas para riego usan el vapor como fuerza moshyIriz En las islas Hawai se emplean grandes bombas moshyvida s por vapor para e levar agua a 550 pies y regar cantildea de azuacutear Grandes plantas a vapor se emplean para eleshyvar grandes can tidades de agua a pequentildeas alturas y reshygar las plan taciones de arroz en Louisiana (EE UU ) Las grandes plantas usan la maacutequina reciacuteproca y la bomba directamente conectada En algunos casos se puede obteshyner mayoiexcl- eficiencia usando turbinas de vapor las que por su alta velocidad S9 prestan para mover generadores eleacutecshytricos los cuales a su vez pueden suplir corriente a bombas instaladas en dist intos pun tos Es te meacutetodo de distribucioacuten es especia lmen te venta joso cuando el agua se obtiene de muchos pozos El costo de esta clase de plantas estaacute geneshyralmente fuera del alcance individual y por esto la mayoshyriacutea de ellas son manejadas por grandes compantildeiacuteas o por Jos municipalidades
Bombas- La bomba centriacutefuga es la maacutes usada para regar
La bomba centriacutefuga eleva el agua por medio de un disco provisto de cuchillas curvas que giran raacutepidamente dentro de una caacutemara que se ajusta lo maacutes posible dejanshydo el juego necesario para el movimiento raacutepido Las cushychillas fuerzan el agua a traveacutes del tubo de salida Algunas veces se sumergen dentro del agua que va a bombearse
-- 1558-shy
o se colocan unos pocos p ies encima del n ivel del agu a
en cuy o caso se necesita cebarlas
La bomba centriacute fuga es la maacutes recomendable cuando
se tr Ita de elevar grandes cantidades de agua a pequentildeas
a lturas Sus principales ven tajas son sencillez seguridad
bajo cos to y poca probabilidad de dantildeo por c ieno etc
Cuando hcm sido biEn d isentildeadas acanzan eficiencias de
maacutes de 80 para altu ras de 30- 60 pies Las peacuterdidas a
la entrada del tubo de succioacuten yola sal ida del de desshy
carga se d isminuyen grandemente ensanchaacutendolos progreshy
sivamente al salir de la bomba
El profesor W B Gregory da la siguiente tabla para
ilustrar la ventaja qu e se obtiene al ensanchar los tubos
de succioacuten y descarga
BOMBA CENTRIFUGA - ALTURA DE ELEVACION 5 PIES
Peacuterdida de Peacuterdid a de Pda por fr ic-Forma del tubo altura a la altura bull la cioacute usando Altura Bnfic~
a 3 028 031 024 583 240 291 a 4 009 0 10 02 4 543 280 340
----shyAriete hidraacuteulico- Es ta maacutequina usa un gran v o lumen
de agua que cae de una pequentildea altura para elevar una
cantidad menor de agua a una altura mayor
En este aparato un tubo A conduce el agua a la caja
de la vaacutelvu la B ~ l tubo estaacute en comun icacioacuten con la caacuteshy
mara de a ire C de la cual arra nra e l tubo de descarga D
La vaacutelvula B s(~ abi e hacia abajo y se hace de un peso
tal que permanezca abierta cuando el agua circule a veshy
locidad moderada pero se c ierre raacutepidamente cuando la
velocidad del agua a lcance un valor determinado Cuando
la vaacute~vula se cierra el agu a se detiene suacutebitamente proshy
duciendo un golpe de ariete que abre la vaacutelvula de la caacuteshy
mara de aire comprimiendo eacuteste y haciendo pasar una
parte d e eacutel al tubo de descarga Cuando se iguala la preshy
-- 1)59-shy
sioacuten la vaacutelvula de la caacutemara de aire se cierra pero el flujo en el tubo D continuacutea durante un periacuteodo corto a caushysa de la expansioacuten del aire comprimido en la caacutemara C Como el aire de esta caacutemara es absorbido gradualmente y expulsado por el agua debe proveerse para su renuevo pues de otra manera la elici-encia del ariete disminuiriacutea Cuando el agua en el tubo A estaacute detenida la vaacutelvula B cae el agua empieza a moverse y el proceso se repite
El flujo de un ariete hidraacuteulico es pues una serie de pulsaciones y a cada impuso debe vampncerse la inercia de la columna de agua que se encuentra en el tubo D Si dos arietes se conectan en el mismo tubo de descarga pero de tal manera que sus pulsaciores no coincidan la descarga seraacute maacutes continua y se economizaraacute energiacutea estas ventashyjas se obtienen en mayor escala al aumentar el nuacutemero de arietes conectados Veacutease fig 12
i)
rs 2 l iacute
llUSlraciuacuten dd prin cipill dd ik hiJraacuteulicu
CAPITULO VI
Canales y alarieas de riego
Cualquiera que sea el meacutetodo de riego que se haya esshycogido su praacutectica requiere cierto nuacutemero de canales y atarieas Vamos a definir estos canales y atarjeas y a inshydicar las principales consideraciones que rigen su consshytruccioacuten
Todo riego supone una presa de agua en un canal riacuteo etc Esta agua por medio de un canal de derivacioacuten se
--1560shy- -
lleva a los regadiacuteos De cua lquier forma que sea en eacutel o en sus ra mificac iones na cen y se alimen ton zan jas de meshynores dimensiones llamadas atarjeas de distribucioacuten las cuales llevan el agua a las atarieas de riego
Como todo riego debe ir acompantildeado de una desecashycioacuten del suelo es necesario construIacuter atarjeas de desaguumle que lleven el agua usada a los canales de evacuacioacuten En ciertos casos las atarjeas de riego una vez vaciacutea s sirshyven para el desaguumle
Seccioacuten de los canales y de las atarieas- Los canale s de a limentacioacuten de distribucioacuten y de evacuacioacuten tienen seccioacuten trapezoidal (Fig 13) Las otarjeas de riego y de desshyaguumle son rectangulares (Fig 14) Soacutelo miden 5-15 ctms de profundidad
Un canal de riego se com pone de las siguientes parshytes (ver lig 13)
El fondo D F sobre e l cual fl uye e l agua
-1561
La altura O E = h del egua Las banquetas A B H 1 que sostienen el agua por cashy
da lado Los taludes formados por las caras laterales B D F H El periacutemetro mojado P o la lopgitud e D + D F + F G La seccioacuten uacutetil S del canal eo la superficie que tiene
por base G C y D F y por a~ tura O E El radio medkl R es igual a S P La pendiente de Jos taludes m se determina por la
relacioacuten G Kj F K
Pendiente de los taludes de los canales y de las aacutetarshyjeas principales- Las pendientes de los taludes dependen de la natura leza del terreno Hus ta 15 ctms de profundidad son verticales Pasando de esta profundidad y para atarjeas abiertas en desfonde se dan las siguientes pendien tes
Roca m l O Arcilla pura m 1 033 = 303 Tierra arcillosa m 1 05 200 Tierra arenosa m 1 15 = 066
Para Jos taluds de fosos cmstruiacutedos en terrapleacuten
Arcilla pura m 1 05 = 200 Tierra arcillosa m 1 075 = 133 Tierra arenosa m 1 225 = 044
Para el mismo terreno si m es la inclinacioacuten del tashylud en desfonde 10 inclinacioacuten m del talud de terrapleacuten es igual a
2 3 m 1 1
- +shym 2m
Pendiente de los canales--Cuanto maacutes fuerte es la penshydiente maacutes se puede reducir la seccioacuten de un canal para la misma descarga Conviene pues construiacuterlos con la mashyyor pendiente a fin de disminuiacuter los trabaj os de excavacioacuten Por otra parte hay que considerar que una pendiente fuershy
-- 1562 -shy
te disminuye por la raduccioacuten de seccJOn la superficie de contacto y por consiguiente la filtracioacuten Ademaacutes la veloshycidad del agua no debe pasar de determinados valores seguacuten el terreno pues produciriacutea erosiones en las paredes
Velocidades de las que no conviene exceder en los diferentes terrenos
Velocidad limite Pendlent
por segundo por kmt
Arcillas blandas 0152 mts 0045 mts
Arenas 0305 0136
Gravas 0609 0433
Guijarros 0914 0570
Piedras en grandes fragmentos 1220 1509
Guijarros aglomerados 1520 211 S
Rocas blandas 1830 2786
Rocas duras 3050 7342
Tambieacuten existe un liacutemite inferior de velocidad que no se debe traspasar pues se forman depoacutesitos que destruyen
los cauces Los depoacutesitos principian a formarse por debajo de una
velocidad media de 025 mts por segundo en corrientes de agua fangosa 030 cargada de
arena fina 050 mts por segundo en corrientes de agua cargada de
arena gruesa Por consiguiente la velocidad no bajaraacute de 050-080
mts en el canal principal a fin de que no se deposite la arena gruesa
No deberaacute ser inferior a 025- 040 mts en los canashyles de distribucioacuten para que en ellos se deposite la areshyna gruesa que si llegara a las atarieas de riego podriacutea ser perjudicial Como estos canales no se usan continuashymente seraacute faacutecil quitar los depoacutesitos asiacute formados
Canal de conduccioacuten- La pendiente de eacuteste depende
- 1563 shy
oel nivel de la presa de agua y de la altura de la parte maacutes alta que deba regarse
Generalmente su pendiente variacutea de 00007-00014 mts por m La velocidad no excede de 080 mts por segundo La seccioacuten es trapezoidal y debe ir disminuyendo a medishyda que el canal avanza como que tiene que servir a meshynor extensioacuten
Este canal debe estar dispuesto de tal forma que en su punto de unioacuten con el riacuteo quede su nivel maacutes baio que el quicio de la presa a fin de poder instalar un aparato de afor Siempre debe estar provisto de una compuerta de modo que sea faacutecil impedir o regular la entrada dol agua para poder efectuar reparaciones o prevenir una crecida de la corrien te alimentadora
A fin de evitar la erosioacuten conviene lapizar con ceacutesped las paredes laterales y el fondo
Atarieas de distribucioacuten- Deriacutevanse del canal de conshyduccioacuten y llevan el agua a las atarieas de riego Son casi horizontales con pendientes de 0001-0015 mts por m La velocidad del agua no debe ser inferior a 025-040 mts
Se ponen en comunicacioacuten con las atarieas de riego por medio de un tubo de aiiacuteareriacutea o de una caia rectangushylar de madera Esta abertura debe poderse cerrar con una compuerta
Atarieas de riego- E1 general deben ser tan poco proshyfundas como sea posible Con frecuencia se les da un pershyiexcljI rectangular En la unioacuten con las atcrieas de distribucioacuten pueden tener de 30- 35 clms de anche para lueacutego ir disshymi1uye1do
El fondo e3 generalmente horizontal y sus bordes esshytaacuten ligeramente inclinados seguacuten lo direccioacuten de la corrienshyte y se aproximan a medida quo se aleian de las atarieas de distribucioacuten
Atarieas de desaguumle--Las atarieas de desaguumle recogen las agu)s despueacutes de regar y la3 llevan a los canales de evacuacioacuten Son doblemente uacutetiles pues secan el suelo y
permiten volver a usar las aguas para el riego de nuevas extensiones
- 1564shy
Los bordes estaacuten cortados verticalmente Su anchura ordinariamente es de O l5- --030 mts
Canales de evacuacioacuten- El ca nal de evacuacioacuten recishybe el agua de los desaguumles y la conduce al riacuteo o a regar otras tierras Debe ocupa r lo parte maacutes baja del terreno Debe tener una seccioacuten suficiente para el agua que recibe Tiene forma trapezoida Sus paredes deben protegerse conshytra el desgaste por medio de ceacutesped
Caacutelculo de las dimensiones de los canales y de las atarjeas principales- Hemos dicho que la seccioacuten de los canales y atarjeas principales es trapezoidal La seCClOn de las secundarias es triangular o rectangular Generalmenshyte no S9 ca~culan Es necesario determinar lo maacutes exactashymente posible las dimen5iones de los canales y atorjeas principales Las foacutermulas emp16cdas dan resultados aproxishymados que la experiencia modifica A continuacioacuten damos las foacutermulas de Darcy perfecc ionadas por M Bazin
ConsideremQs la seccioacuten re presentada en la fig 13 Y llamemos
1 D F = longitud del fondo
h O E = la altura
S aacuterea de la seccioacuten
U velocidad mediacutea del agua velocidad media en la superficie X 080
Q = descarga
I = la pendi2nte
P periacutemetro moiado
R = radio medio
Estas cantidades estaacuten relacionadas de la siguiente mashynera
(1) R I = b U~ oacute U = C RT(2)
(3) Q = S U Oacute Q = S C rRI (4)
C = 1 b es un coeficiente que depende de la rugoshysidad de las paredes del canal M Bazin ha expresado su valor asiacute
1565 - shy
87
C = 1 Vb = - ---- + tiacute
VR ltiacute tiene los siguientes valores
Paredes muy lisas (cemento madera lisa) tiacute = 006 Paredes lisas (taba ladrillo) tiacute = 016
poco lisas de mamposteriacutea tiacute = 046 de naturaleza mixta Ciacute = 085
Canales de tierra en condicion3s ordinarias tiacute 130 Canales de tierra con resistencia excepcional tiacute = 175
Maacutes adelante daremos los valores del coeficiente C en funcioacuten del radio R y los valores del coeficiente o de la loacutermua (l) corre3pondientes a los valores dAl coeficiente
C = 1 vT-
Ganguillet y Kulter adoptan tambieacuten la foacutermula
u C RTpero daacutendole a C el siguiente valor
O 00155
23 + + n
C 000155
1+ 23 + --- n
( ) V R
El nuacutemero n variacutea con la naturaleza de las paredAS y tiene los siguientes valores
n ln Paredes muy uniformes ceuromento madera
cepillada 0010 100 Paredes linos piedra tallada ladriilos 0013 77 Paredes poso uniformes 0017 58 Paredes rugosas piedras en bruto 0020 50 Paredes de tierra 0025 40 Paredes de grava 0030 33 Paredes irregulares de grava y mal cuidadas 0035 29 Paredes muy irregulares 0040 35
- 1566 shy
Las dJmensiones de los canal83 deben 118nar otras conshydiciones que determinan las foacutermulas anteriores
En primer lugar la tangente trigonomeacutetrica m queda determinada por la naturaleza del terreno Luego si circunsshytancias especiales no exigen la adopcioacuten de una profundishydad conviene dadas 1 y m dar a la seccioacuten la forma que corresponda a la maacutexima descarga por unidad de aacuterea de ella Esta seraacute evidentemente la seccioacuten maacutes econoacuteshymica De la foacutermula (3) Q = S U deducimos que para una superliacutecie dada S la descarga Q es maacutexima con U POI
consiguiente para una pendiente dada y teniendo en cuen shyta la foacutermula (2) U = e VRT con R o tambieacuten pll8sto que R = S P cuando P es miacutenimo
D8 la Hg 14 deducimos que
(5) S h (1 + h m)
(6) P + 2 h m V1 + m~ (6) P = I + 2 hmv 1 + m~
S h ( I + hm) (7) R
P + 2 hm 1 + m~ y por caacutelculo deducimos que P es miacutenimo cuando
h + V I + m~ (8)
2 ro
En este caso los lados B D H F D F son tangentes a Jo circunferencia descrita desde O como centro y con h como radio
Si sustiacutetuIacutemos en (7) 1 por su valor sacado de (8) obshytendremos
2 m h h ( + hm)
+ VI + m (9) R +
2 mh 2h V 1 + m~
+ ml+vl+ m~
- 1567 shy
--- -
1+ iexcl-1 + rn~ ]iexcl 2 = X
rn 4
es decir el radio medio es igual a la mitad de lu profunshydidad del agua
La relacioacuten h 1 que determina la seccioacuten oacuteptima soacuteshylo depeeacutelde para S e 1 dados del valor m El valor de h 1 en (8) permite calcular faacutecilmente h y 1 conociendo S y m Reempazando 1 por su valor en funcioacuten de h en la ecuashyc ioacuten (5) 1endremos
(lO) S =
( h
2 m h
1 + 1 1 + m~ h+-111
)
h~ 2 l 1-+ m~ -----shy 1
m
mS lh
11 J J h = ( 2 V 1 + m - 1 )
Seguacuten esto S2 ve que cuanio maacutes se acerquen los taludes del canal a la vertical mayor es h y por consiguienshyte R Conviene adoptar para R el mayor valor posible pues asiacute no disminuye la anchura del canal de pendiente dada 1 y se aumenta la velocidad media d el agua que es proshyporcional a R
Cuando las circunstancias obligan la adopcioacuten de una profundidad determinada la ecuacioacuten S = h (l + h m) soacutelo contiene la incoacutegnita 1
Empleo de las foacutermulas uso de las tablas ejemplos middotnumeacutericos--Los problsmas que se presentan maacutes frecuenshytemente son
I- Conocida la seccioacuten transversal de un canal y su pendiente calcular su descarga
JI- Conocido el rendimiento del canal y su pendiente
- 1571 shy
calcular las dimensiones que debe tener su seccioacuten transshyversal y la velocidad media del agua
CASO iexcl- Se a plican las siguientes foacutermulas
h (1 + h m) (S) S = h (1 + h m) (7) R
1 + 2 h 1 + m~
m
y lueacutego
(2) U = C m 1)Y2 (1) Q _ S C (R 1) 1j~
La foacutermula (S) ncs do e l aacuterea la (1) el radio medio pues h I Y 111 SO1 conocidos Las foacutermulas (2 y 4) permiten ca lcular U y Q
EJEMPLO Calcular el rendimie llto de un canal de ti eshyITU sabiendo que 1 = lmts h = 121 1 = 00002 y la inclinacioacuten de los taludes es 45
La aplicacioacuten de las foacutermulas (5 y 7) nos da
S = 2867 mts~ y R = 060 mts
El valor de C seguacuten la tabla de Bazin es 325 y seguacuten la de Kutte r 35 Tomamos e l promedio de estos dos valoshyres o sea 3375
Aplicando las foacutermulas (4 y 2) obtendremos
Q = 098 mts y U 037 mts
CASO II- Si existen circunstancias que obliguen a adopshytar una profundidad determinada se aplicaraacuten las foacutermushylas de la seccioacuten maacutes ventajosa es decir las foacutermulas sishyguientes bull
Q~m S (9) h b U~ b - shy~ (1 + m~ )11 ) = 2 R (l) R I
12 - 1) S~
Se principiaraacute por adoptar para b un valor provisional y para escogerlo seguacuten el rendimiento se evaluaraacute el vashylor posible de R y por consiguiente el de C seguacuten la tashybla de Bazin La tabla de los valores de b daraacute un valor que se adoptaraacute provisionalmente Una vez hallado el vashy
- 1572 shy
lar da R se rectificaraacute e l de b Se volveraacute a calcular R y
se continuaraacuten estas aproximaciones hasta que se encuenshytren para C y b valores que no difieran sensiblemente de Jos anteriores La ecuacioacuten (1) contendraacute R elevada a la quinta potencia y deberaacute resolverse por logaritmos
EJEMPLO Un canal debe tener un rendimiento de 2 lIltS de agua por segundo con una pendiente de 00002 por mts Cuaacutel debe ser su perfil transversal en la tierra con taludes inclinados 45
Supongamos R = 1 mt entonces seguacuten la tabla d e Bozin C = 378 y seguacuten lo de Kutte r C = 40 Toma mos 81 pro lllcd io C = 389 Para b obtenemos 000066
In
Lu IOacuteI JI1 U 111 (0) du x
Pero s iendo m 1 sacamos
m 0547
y obte ndremos 4R~ S 4W
0547
Lo foacutermula (1) nos da
R X 00002 000066 4
S~
R S~ 132
y sustituyendo S po~ su valor
16 R
(0547F 132 R 075
Seguacuten las tablas de Bazin y Kutter los valores respecshytivos de C pondiente de b tend
son de b remos
348 es
y 00
37 Adoptamos 0077 Sustituyendo
359 este
el valor nuevo
corresshyvalor
- shy 1573 shy
4 4 R~ 0547 S TI X 00002 000077 (
s~
R = 075
Lo vola re s d~ e y de b no difieren sonsibloTrl ento de los que acabamos de adoptar Tomaremos pues para TI el va le r 076 mis entoncos h = 152
4 (076 )~
S 442 Jll l s ~
0547
Q 2
u 047 mts S 422
La foacutermula (8) permite dete rmina r l
2 m h 2 X 152 126 y e l problema
1 + ( + m~)Y2 1 + (2)1
queda resuelto Pero puede ocurrir que por circunstancias especiales no
se pueda adoptar el perfil maacutes econoacutemico Entonces se coshynoc 3 la profundidad h o la anchura 1 por lo tanto
S = h (1 + h m)
Q2
R 1 b --- en que R estaacute expresado en funcioacuten S2
de h y de I y permitiraacute hallar por tanteo h o I y S Supongamos que por causa de la existencia de un submiddot
suelo rocoso la profundidad del canal no debe exceder de un mI y que la descmga sea de 2 mts pOI segundo y la pendiente 00002
Procederemos asiacute
Puesto que h 9S a lo sumo igual Q 1 mI el radio meshydio puede evaluarse en 050 mts Las tablas dan para e 306 y 34 adoptamos 32 y entonces b = 000098
1574
Q2
De la ecuacioacuten R I b --- deducimos S2
000098 X 4 S~ 392 S 625
050 X 00002
La foacutermula S = h (l + h m) da 525
La foacutermula (6) nos da P = 807
s 625 R 077 mts
P 807
Se partiraacute de este nuevo valor de R para repetir los caacutelculos
Las tablas dan para R = 077 mts C = 35 y 37 Adoptamos C = 36 entonces b = 000077
Tenemos
000077 X 4 S 40 S 632 1 532
077 X 00002
P 814 Y R = 077
Adoptaremos para el perfil de este canal de 2 mts de descarga por segundo
1 = 532 h = 1 mI R = 077
La velocidad media del agua seraacute
u = Q S = 2 632 = 031 mts
CAPITULO VII
Sistemas de rieqo
Hay muchos procedimientos de riego seguacuten la naturashyleza del terreno su pendiente los cultivos o la cantidad de agua de que se dispone
- 1575 shy
A continuacioacuten describiremos los siguientes sistemas Por sumersioacuten por filtracioacuten por desbordamiento
El riego por sumersioacuten se dIvide en tres meacutetodos el ri ego por filtracioacuten en dos y el por desbordamiento tambieacuten en dos De todos eros hablaremos separadamente
Riego por sumersioacuten
El sistema d3 riego por sumersioacuten llamado tambieacuten en manta consiste en cubrir el suelo con una capa de agua que permanece sobre eacutel un tiempo maacutes o menos largo
Generalmente requiere que el terreno sea sensiblemenshyte horizontal de pendiente suave 2 0 00 a lo sumo y que no sea impermeable La superficie regable se rodea de peshyquentildeos diques Si la pendiente fuese fuerte habriacutean de ser a l tos y emplear maacutes agua con lo que se perderiacutea la prinshycipal ventaja de este sistema que es su sencillez y ecoshyncmiacutea
Este procedimiento es uno de los mejores para el rieshygo de praderas cuya pendiente sea de 1-15 mmts por metro Comprende tres meacutetodos distintos
IO-La sumersioacuten naturcl que resulta del desbordashymiento espontaacuteneo de una corriente de agua o de la inunshydacioacuten artificial proveniente del levantamiento de las aguas
29- La sumersioacuten artificial 5encilla en que las aguas permanecen estanadas mientras dura el riego
3y- La sumersioacutell atificial con cJrculacioacuten continuiexcl en que el agua ircula suavemente por la superficie del terreno sumergido
Cuando se riaga con aguas que acarrean limos y areshynas estos materiales generalmente corgados de materias fertili~antes se depositan sobre el suelo Entonces el riego por sumersioacuten va acompantildeado del erdorquinamiento
Sumersioacuten natural- Muchos terrenos estaacuten expuestos a las crecidas de las corrientes de agua que los atraviesan Esta sumersioacuten natural es fuente de grandes riquezas Tashyles s)n Egipto y las pompos de la imeacuterica del Sur En Francia grandes extensiones de ter reno deben su fertilidad a riegos perioacutedicos de esto naturaleza
Las condiciones esenciales de estos sumersiones natushy
1576 shy
rales son pendientes longitudinales muy suaves (040- 045
mts por kmt como promedio) y pendientes transversales
bastante aceurontuadus para que las aguas de las crecidas
vuelvan faacutecilmente a su cauce primitivo
Sumersioacuten artificial sencilla- Exige un suelo de poca
pendiente que no exceda de 2 0 00 a menos de restringir
mucho ia extensioacuten dE las parcelas sumergidas
Si la pendiente fuese fuerte no se depositariacutean los seshy
dimentos perdiendo asiacute este meacutetodo su principal ventaja
Ademaacutes se correriacutea el riesgo de que las aguas arrastraran
la tierra vegetal Finalmente seriacutea necesario que las cuenshycas sumergidas estuvieran rodeadas de diques muy altos
lo que hariacutea perder las ventajas econoacutemicas de este sisshy
tema
Consiste en sumergir el suelo bajo una capa de detershy
minado espesor durante un periacuteodo de tiempo variable
El terreno se divide en compartimientos regulares roshy
deados dE pequentildeos diques que retienen el agua
Generalmente las aguas despueacutes de regar un comparshy
timiento superior pasan a regar uno inferior
Los compartimientos tienen extensioacuten variable En geneshy
ral no exceden de 10-30 aacutereas Se les puede dar una anshychura de 50 mts y una longitud variable seguacuten la pendienshy
te del terreno Los diques que los rodean exceden en todas
partes a 25 ctms al nivel del agua
La altura media del agua sobre la superficie del sueshy
lo es de 15 ctms En el punto maacutes alto del nivel del agua
25 ctms
En el centro de cada compartimiento y en sentido de su longitud se abre una atarjea g (lig 15) que sirve a la
vez de conduccioacuten y desecamiento
A este objeto puede ir acompantildeado de pequentildeas a tarshy
jeas h En el origen y en la extremidad de cada compartishy
miento la atarjea g lleva una en trada de madera con comshy
puerta para retener el agua o dejarla pasar
La atarjea g debe tener una pendiente aproximada de
0001 mts mL La anchura en el fondo y su profundidad
dependen de la superficie del compartimiento y de la cantishydad de agua que conduciraacute
--1577-shy
La fig 15 denota la subdivisioacuten del terreno en cuatro recipientes que forman otros tantos saetines cuya longitud depende de la pendiente del terreno
Es preciso que el nivel del agua en el segundo comparshytimiento sea inferigtr de 1- 2 ctms al fondo de la atariea g del primero Asiacute se logra que el agua pase del primero al SEgundo compartimiento
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Hiego por ~lIhm(~r~ ioacuten Planta ltle unn in~tala(- i(ln de cuatro C(Jlllparlimi-(-middotnto~
Ventajas e inconvenientes de este sistema- Permite reshygar superficies de poca pendiente con ca1tidades de agua demasiado pequentildeas para utiliza ras de otro modo Transshyforma en tierras feacutertiles suelos mediocres siempre que no sean impermeables y que las aguas contengan limos carshygados de principios nutritivos Su instalacioacuten y vigilancia son sencillas y baratas
En suelos impermeables da malos resultados Rara vez se puede aplicar en el momento de la vegetacioacuten y mientras dura impide la aireacioacuten del suelo
- - 1578 - shy
El riego por sumersioacuten se emplea principalmpnte en el cultivo del arroz
Riego de los arrozales- EI arrozal ha de estar compleshytamente cubierto por el agua pero sin quedar estancada sino circulando con muy poca velocidad Sin agua no gershyminariacutea la semilla y en cambio si quedara estancada enshyfermaria 0 planta y podriacutea ser causa de una epidemia pashyluacutedica en la regioacuten
El terreno destinado al cultivo del arroz ha de ser enshyteramente llano y con la pendiente necesaria para la lenshyta circulacioacuten del agua El campo se divide en parcelas delimitadas por pequentildeos diques de tierra
Unas como B (Fig 16) estaacuten trazadas longitudinalmenshyte en el sentido de las labores y del movimiento del agua al paso que otras la sentildealadas con la letra e van en dishyreccioacuten perpendicular a las primeras
Una vez construIacutedos los diques se da el agua a las parce las D y J de modo que la capa liacutequida tenga unos 12 ctms de espesor Hecho 6stO se practican en el dique inmediatamente infel ior unas abe rturas E de 20- 30 ctms
de ancho por donde flushyye el agua a las parceshylas inferiores Asiacute se conshytinuacutea hasta regar todo el arrozal El agua se reshycoge en la atariea d e desaguumle A
El consumo de a g ua se calcula en 24 Its por segundo y por hec taacuterea
Sumersioacuten artificial con derrame continuo--Cuanshydo se dispone de gran can tidad de agua la cirshyculacioacuten puede ser conshytinua sin alterar las disshyposiciones precedentegt
El agua de riego desshypueacutes de alcanzar el nishy
ni~po s i c i(lfl dI un arrozal divirl gtln ( 1
lahla~ n -lIadriluacutel erus L ri ego
- - 1579-shy
vel normal en el compartimiento regado pasa lentamente al inferior y se reemplaza con nueva agua Este procedishymiento priva menos del aire a las plantas que e l estallCU miento permanente
El movimiento d8 las aguas se regula dE-~ tal manera que la can tidad siexclJida por la parte inferior sea igual a Jo que Gntra por la superior De 83t8 modo se llega raacutepidashymente a resultados excelentes
Conviene enviar agua nueva o los compartimientos inshyferiores disponiendo alrededor del cqmpo un canal de cirshycunvalacioacuten El agua debe vaciar por encima de las comshypuertas a fin ds qU8 no arrastre los sedimentos En general los compartimientos tienen dimensiones mayores que los de sumersioacuten sencilla Si la pendiente es muy fuerte conviene disponer oblicuamente diques interiores que impidan la erosioacuten del suelo Los diques que bordean las parcelas tieshynen aproximadaments 150 mts de ancho en la corona y un nivel de 30- 40 ctms sobre el de las aguas
Rieqo por filtracioacuten
Este sistema comprende dos subdivisiones
19 Por filtracioacuten del aqua en el suelo por atarieas proshyfundas- Es un procsdimiento muy imperfecto desde el punshyto de vista d3 los resultados pero muy sencillo y econoacuteshymico Em p lea las zanjas excavadas en los terrenos para sanearlos
Esencialmente consiste en cerrar las compuertas que regulan los diferentes canales de desecamiento El agua de lluvia etc fluye asiacute poco a poco pgtr estos canales y si el suelo es permeable lo humedece al atravesar las pareshydes laterales de e llos pudiendo llegar por capilaridad hasshyta las raiacuteces
Este procedimiento soacutelo es practicable cuando el terreshyno es bastante permeable y de poca pendiente En suelos poco permeabls los resulta dos no son satisfactorios el agua fluye bien por los cana ~ es pero no logra humedecer la tierra
La lig 17 muestra la disposicioacuten de los canales a a b b y Ja de la compuerta d que cuando estaacute cerrada deshy
- 1580
termina el retroceso del agua que se va elevando en los canales y penetra en el suelo Abriendo jo compuerta se inicia la salida del agua y consecuentemente el desecashymien~o del terreno
A~~J~~Mitrbt~Ir~~M~~1 B
F~( 11 J)i sposieiHl para htlnHd e(~e r IIn 1IITfJ1U drenadu al ail
J i~ Hi middotiexclo po fiJI radmiddotn
29 Filtracioacuten del agua por atarieas abiertas superficiales - middot-Este meacutetodo se aplica sobre todo a Jos tierras labradas y
entre otros a 103 cultivos hortiacutec81as Difiere esencialmente del anterior en que las atarieas estaacuten mucho maacutes proacutexishymas en que son superficiales y el agua penetra en el sueshylo y en el subsuelo p8r las paredes y por el fondo
El agua circula por atarieas paralelas que limitan las parcelas de los cultives No debe tocar ni las hoias ni los tedios Por esta razoacuten se emplea e l agua de cloacas para los cultivos hortelanos Como no se ponen en contacto con as hoias ni con los tallos no pueden contaminar esta parshyte comestible de los vegatales Sin embargo uacuteltimamente se ha dicho que las aguas de cloacas contaminan las parshytes aeacutereas de las hortalizas con geacutermenes nocivos y se ha prohibido su empleo para el cultivo de las hortalizas que se toman sin coccioacuten
Este meacutetodo es tanto maacutes eficaz cuanto maacutes proacuteximas
1581 shy
t ~
1I
I
I
I o
I
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IIII I
l 11
I
111111111 111111 111111 Vtk11 1 1 1 1 6 ~ iexcl
l Ft 8
ni ego por 5-lIrc()~ Di ~pn ~ iciiexclm de la~ atalj pa~
esteacuten las zanias que se trazan con el arado y estaacuten seshy
paradas unos 060- 080 mts La lig 18 indico la disposicioacuten del suelo La liacutenea a b
representa el canal de conduccioacuten a c el canal de riego del campo d designan los surcos que no terminan en el canal a c La limpieza que necesita el funcionamiento del sistema deteriora pronto este canal Debe construiacuterse una atari ea auxiliar e f comunicada con el canal a c por meshy
_-1582 - shy
dio de pequentildeos cortes g Este canal auxiliar se abre con el arado y se termina cuidadosamente con la pala Es anshycho y tiene una profundidad de unos la ctms
Riego por desbordamiento
Puede efectuarse de las maneras siguientes con reshygueras de nivel y planos inclinados que describiremos sucesivamente
A shy Por regueras de nivel Fundamentoshy EI terreno a regar estaacute surcado por regueras horizontales de desbordashymiento en que el agua rebosa el borde inferior y se exshytiende en forma de laacutemina continua
Pendiente del terrenoshy No debe ser excesivamente peshyquentildea pues entonces la circulacioacuten de la laacutemina de agua se efectuariacutea defectuosamente se admite como necesaria una pendiente de 3 Si 0 pendiente fuere excesiva en vez de una laacutemina continua se formariacutea una serie de arroshyyos que socavariacutean el terreno este peligro debe evitarse haciendo las regueras suficientemente proacuteximas
Descripcioacuten y funcionatnientoshy Las regueras de reparshyticioacuten se trazan en la direccioacuten aproximada de las liacuteneas de maacutexima pendiente fig 19 Si se interrumpe una regueshyra de distribucioacuten remansando el agua eacutesta entraraacute en la reguera de nivel inmediata anterior la cual se llenaraacute y desbordaraacute invadiendo el terreno el exceso se recogeraacute en el colector inmediato inferior el cual lo transportaraacute al canal de desaguumle
b middotmiddot l~vcro diexclhi Clon
rig 9
Alimentacioacuten de regueras sucesivas por una misma tomashy En vez de recoger las aguas sobrantes de una reshyguera directamente en un colector se recogen en otra reshyguera la cual una vez desbordada las deja pasar a otra y asiacute a varias no pasando de 4 oacute 5 seguacuten el caudal de
-1583 -
agua de que se disponga Parece que asiacute pudiera hacerse extensivo a todo el campo con una sola toma superior en la reguera de reparticioacuten pero no debe olvidarse que el agua que llegase a las regueras inferiores estariacutea escasa en oxiacutegeno y principios fertilizantes Esta es la razoacuten de las tomas sucesivas
Perfil longitudinal de las reguerasshy En la praacutectica no
iexcliexcl~f o UI a
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I L middot ___ --shy
I D--1 t~uHO c o tor
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I 0 bull ___ J
-shy ---_ -i
_~_-o---J
Uig 19) Riego por curvas de nivel
debe d6rseles una pendiente superior al 0003 intercalando cascadas si fuere preciso esto se refiere a las regueras de reparticioacuten Las regueras de distribucioacuten deben ser perfecshytamente horizontales
Seccioacuten transversal de las reguerasshy Las regueras de nivel deben ser poco proundas a fin de disminuiacuter la preshysioacuten del agua y por tanto su infiltracioacuten Es aconsejable
- 1584 -
UllO anchura de 20 ctms con una profundidad no mayor
de S clms Las acequias y regueras d e reparticioacuten se calcushy
bn seguacuten las foacutermulas hidraacuteulicas
B shy Por planos inclinadosshy Son tales les ven tajas del
riego por regueras de n ivel que se procura em plear un
sistema anaacutelogo aunque el terreno no tengo lo pendiente
necesaria
Principio--Si lo pendiente es inferior al 003 se terramiddot
1 I
Cor~e por A B F iJ20
I I
I
J
Ri eacuteo t por p la n o~ in(linado pUl dobl e ari5la
plena formando un escolonado d e planos inclinados que
permito el riego por reguera~ de nivel
Descripcioacutenshy la reguera de reparticioacuten se coloca a una
altura conveniente para que el agua pueda en trar a las
regueras de nivel practicadas en la parte superior de los
planos en forma que llena de agua se vierta por ellos
recogiendo el exceso en colectores lig 20 El agua sobranshy
te puede ser muy abundante en tal caso el colector al ishy
- 185 shy
menta a su vez o tra serie de planos actuando a mane ra de reguera de reparticioacuten
Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
Planos inclinados naturales- Supongamos fig 21 un terreno de pequentildea pendiente S8 construye en terrapleacuten una reguera de d istribucioacuten con los produc tos de la excavacioacuten del colector inmediato E primer antildeo el riego seraacute defectuoshyso pero en los antildeos sucesivos mejoraraacuten los terraplenes y planos incl inados merced a la aportacioacuten del limo por las mismas aguas
0(oacute v lt
o
ltiexcl - =-=~ ~ ~ ~-= -=--=--=-shy~ ~ Fig21
Planos inclinados artificiales-Consisten en cons truiacuterlos directamen te con tierra sacada del terreno m ismo lo cual exige terraplenes y movimientos importantes de tierra (fig 22)
TfrImiddotO)COfi
~S~iacutelllflmiddot ~~f~~
Tts 22
Datos para la formacioacuten de un proyecto de riego por planos inclinados- Se atenderaacute en primer lugar a que las acequias y regueras de reparticioacuten sean capaces de sumishynistrar el agua necesaria y los colectores de desaguar los sobran tes Las regueras de distribucioacuten seguiraacuten sensibleshymente las curvas de nivel a fin de q ue los planos incl inashydos conserven una longitud constante y que las regueras de dis tribucioacuten sigan la direccioacuten de la pendiente del terreshyno La anchura de Jos escalones no seraacute excesiva a fin de evitar los grandes movimientos de tierra En general tienen 4 oacute 5 mts y si el terreno tiene fuerte pendiente lleshygan a tener 10 Oacute 12 mts La pendiente de los planos inclishynados seraacute de 003 como miacutenimum
o dejar filtrar maacutes o menos agua desde el punto de vista de esta propielad los dividiremos en permeables e impershymeables
Las aguas de lluvia al caer sobre el suelo empiezan por impregnar la capa superficial facilitando asiacute su absorshycioacuten por las plantas ot[) arte se evapora al contacto con el sueo cuya temperatura os genelUlmente superior a la del aire el resto del agua trata de seguir a los arroyos o riacuteos a menos que durante el trayecto estas aguas sean absorbidas por la porosidad del suelo
La parte de agua que no eS utilizada por la vegetacioacuten desciende lentamente hasta encontrar una capa impermeashyble que a obligu a escurrirse siguiendo su conterno
Si las raiacuteces son numerosas e importantes constituiraacuten una especie de filtro subterraacuteneo que haraacute regular el reacutegishymen de las aguas subterraacuteneas al contrario en terrenos donde la vegetacioacuten es escasa las aguas arrastran la tieshyrra vegetal y el reacutegimen subterraacuteneo saraacute irregular De esshyto deducimos la importancia de los bosques pues ellos son reguladores de la humedad del suelo dan origen a mananshytialas y moderan el escurrimiento de las aguas superficiales
Las rocas superficiales permeab~es provienen generalshymente de la disgregacioacuten de las rocas soacutelidas sea por las reaccienes quiacutemicas por la accioacuten de las aguas del calor etc Las rocas silicosas o cuarzosas (cuarzo pizarras siliacuteceas areniscas) se transforman en arenas maacutes o menos gruesas en cascajo en guijarros y cantos rodados Las rocas grashyniacuteticas gneis pizarras micaacuteceas es decir las recas de los terrenos cristalinos a base de feldespatos se descomponshydraacuten en tierras arcillosas o caolinas ricas en aacutelcalis y en arenas Les esquistos se transformaraacuten en tierras silicoshysos o arcillosas Las calizas y las margas calizas daraacuten tierras y arenas calizas
De todas estas rocas la maacutes permeable es el aluvioacuten esto se comprueba observcrdo la facilidad con la cual bashyja el nivel de los pozos cuando se ha secado cierta cantidad de agua Se mide la permeabilidad desnivelando la capa de agua de un pozo por medio de bombas la modificashycioacuten del nivel del agua para un gasto determinado permite evaluar la permeqbilidad
- 1512
Las arenas silicosas areniscas seguacuten su grado de ceshymentacioacuten las callzas friables y porosas) son tambieacuten roshycas permeables
La tabla siguiente da la porosidad de varias formacioshynes en porcentaje por volumen
Formacioacuten Localidad Porosidad Invutlu~dor
VolUlll
Dolomita Joliet 111 27 Merril Caliza (ooliacuteti- Bedford Ind 98
cas) Dolomita Winona Min 17 Arenisca Jordaacuten Min 237
Tiza Inglater-a 1444 Humber Arena 3545 Arena y grava 2S30 Suelo arenoso Carolinn del Arenisca de S 43 Whitney
Postdam Ablemans Wis 7 12 Buckley
Para compreacuteJbor la exist2ncia de aguas subterraacuteneas debe estudiarse si e llas estaacuten en e s tado de reposo o moshyvimiento En el primer caso s~ tendraacute una aglomeracioacuten de aguas que pueden agotarse Dor la extraccioacuten permanenshyte En el segundo la aglomeracioacuten daraacute un rendimiento continuo que se sostendraacute mlentrcs no se saque una canshytidad mayor que la que alimenta las existencias
A fin de informarse de sus movimientos debe iexcllevanshytarse un plano de las alturas de las capas del nivel de las oguas subterraacuteneas La construccioacuten del subsuelo se ha de relevar primeramente por medio de tres pozos situados siempre que sea posible en los veacutertices de un triaacutengulo equilaacutetero Deben determinarse las capas que forman el teshyrreno la manera como se suceden e l espesor y la situashy
- - 1133 - shy
cioacuten de ellas y anotarse los resultados en un libro de pershyforacioacuten que tendraacute el siguiente rayado
Pozo N 200 mts a l S de perforado entre el
y
Nuacutemero de Altura Espesor de Profundidad Naturaleza la capa Mts la capa Mts Bajo la supo del terreno
Mts
Cuando se llegue a la capa portadora de las aguas se colocaraacute un tubo de observacioacuten en el pozo para determishynar el nivel del agua subterraacutenea y sacar muestras de ella El tubo de observacioacuten tiene un diaacutemetro de 4 5 hasta lY2 y estaacute provisto en su extremidad inferior de un filtro de un metro de largo
El extremo que llevo e l filtro se fabrica de un tubo pershyforado revestido exteriormente con un tejido de trencilla Al colocar el tubo de observacioacuten dentro de la perforacioacuten deix~ reJenarse con arena lavada el espacio entre ambos y lueacutego quitar los tubos de perforacioacuten Debe hacerse lueacutego una nivelacioacuten para determinar las alturas de los extremos superioras de los tubos de observacioacuten y la situacioacuten de jo niveles de 103 aguas subterraacuteneas
Conocidos los signos exteriores que revelan la presenshycia de las aguas subterraacuteneas conviene tener en cuento algunos caracteres geoloacutegicos del terreno para proceder con maacutes acierto el e alumbramiento de las aguas Estos cashyracteres principales son
Terrenos poco permeables que descansan sobre un terreno impermeable--La topografiacutea de un terreno de este geacutenero es faacutecil conocerla consul tondo los mapas con curshyvas de nivel La liacutenea de mayor pendiente indica la dishyreccioacuten en que las aguas subterraacuteneas son maacutes abundanshytes porque generalmente la capa impermeable del subsueshylo estaacute inclinada en direccioacuten de la liacutenea de maacutexima penshydiente en a~gunos casos la pendiente de la capa impermeashyble sigue otra direccioacuten y en tonces la liacutenea en que se enshycontraraacute la mayor cantidad de agua seraacute la diagonal del paralelogramo
- - lSll -shy
Cuando la capa impermeable presenta ondulaciones como es frecuente las aguas subterraacuteneas se acumulan en las depresiones del terreno impermeable que corresponden aproximadamente a las depresiones superfi ciales en este punto deberaacuten practicarse los pozos
Terrenos de aluvioacuten y descompuestos-Las aguas subshyterraacuteneas de estos terrenos estaacuten muy cerca del suelo Pashyra obtener en ellos un gran caudal de agua se abren los pozos en los sitios en que la corriente de agua subterraacutenea tiene mayor velocidad Para averiguarlo suelen emplearse dos metodos el de Thien que consiste en abrir dos talashydros o pequentildeos pozos y tirar sal marina en el pozo maacutes alto determinando el tiempo que demora el agua salada en aparecer en el pozo maacutes bajo El otro metodo que es maacutes praacutectico es de Schuchter y consiste en practicar dos pozos en uno de los cuales se vierte cloruro de amonio electrolizando e l suelo por una corriente electrica la aguja de un galvanoacutemetro permite averiguar la llegada de la solucioacuten al otro pozo por disminuIacuter notablemente en este momento la resistencia del circuito eleacutectrico asiacute formado
Terrenos muy permeables y homogeacuteneos- Si eacutestos desshycansan sobre uno capa arcillosa bastaraacute hacer suficienteshymente profundo el pczo para encontrar la capa de agua De un modo general convendraacute seguir las mismas reglas indicadas para los terr enos poco permeables El empleo de la dinamita parece ser ventajoso pues la violencia de esshyte exposivo origina grietas y fisuras que favorecen la filo tracioacuten
Terrenos muy permeables y heterogeacuteneosmiddot-Es frecuenshyte que en estos terrenos haya dos circulaciones de aguas superpuestas por S2r generalmente muy profunda la capa inferior presenta moacutes intereacutes el alumbramiento de la capa superior
e-Manera de calcular la cantidad de agua subterraacuteshynea- El mejor meacutetodo para calcular la capacidad de una fuente subterraacutenea es hacer ensayos de bombeo durante un tiempo suficient8mente lergo para alcanzar un equilimiddot brio cproximado entre la entrega y la demanda Rara vez seraacute praacutectico continuar taes ensayos hasta alcanzar el equilibrio perfecto pues en la mayoriacutea de los casos seriacutea
-15 ~5 -
esto labor de varios antildeos Por otra parte los ensayos d 2 corta duracioacuten generalmente dan resultados falsos o al menos engantildeosos
a-Velocidad del flujo- -La velocidad del flujo de una corriente subterraacutenea es funcioacuten de la pendiente o gradiente hidraacuteulica y de la resistencia que ofrecen las partiacuteculas del suelo
La pendiente puede dete rminarse faacutecilmente haciendo sondeos hasta el nivel de las aguas subterraacuteneas teniendo cuidado de medirla en la direccioacuten de maacuteximo declive Si sobre el estrato permeable se encuentra otro maacutes o menos impermeable el agua correraacute en el inferior bajo una preshysioacuten superior a la atmosfeacuterica La pendiente se encontraraacute determinando la altura a que sube el agua en los tubos colocados en el estrato poroso Daben sacarse muestras del material e investigar su tamantildeo y porosidad Lo poroshysidad estaacute influenciada no soacutelo por el tamantildeo de los grashynos sino tambieacuten por el grado de compactacioacuten de la forshymacioacuten es por esto por lo que e lla soacutelo puede calcularse aproximadamente El tamantildeo de los granos se determina por medio de tamices
Habiendo encontrado estos e~ementos nos resta expreshysar la relacioacuten entre ellos y la velocidad del flujo
Los experimentos de Darcy Hagen y Hazen han deshymostrado que la rata a la cual un aguo fluye o traveacutes de arena o grava fina sigue aproximadamente las leyes que rigen paro el flujo en tubos capilares es decir la velocishydad es aproximadamente proporcional o h l siendo h la carga hidrostaacutetica y l la distancia que el agua recorre
Para diferentes clases de materiales la velocidad deshypende del tamantildeo de los poros siendo eacutesta una funcioacuten del tamantildeo de los granos y del grado de compactacioacuten Para una arena de tamantildeo uniforme y un grado dado de compactacioacuten se encuentra que la velocidad del flujo es aproximadamente proporcional al cuadrado del diaacutemetro de los granos expresardo el grado de compactacioacuten en teacutermino de porcentaje de poros se encuentra que para mashyteriales de igual tamantildeo la velocidad del flujo es aproxishymadamente proporcional al cuadrado de la relacioacuten de porosidad El voluIJ1en del flujo que viene o ser igual a
-1536 shy
la volocidad multipicada por el aacuterea de la seCCIOD neta
seraacute entonces proporcional al cubo de la porosidad La enorme variedad en tamantildeo y porosidad de las
arenas y gravas hace bClstante difiacutecil la aplicacioacuten de foacutermulas matemaacuteticas y resultados experimentales a las
condiciones de trabajo Sin embargo los resultados obtenidos por Hazen en
filtros de areno son de bastante importancia en esta mashy
teria La formacioacuten por eacutel obtenida y que se aplica a areshy
na de un tamantildeo efectivo de 01-30 mts es
h(t+IOO
v = cd~ ~ - 60--)
siendo
v la velocidad en metros por diacutea de una columna soacuteshy
lida de la misma 32ccioacuten que la de la arena
c una constante que variacutea entre 400 y 1000 d el tamantildeo efectivo de los granos de arena en mmts
h la carga hidrostaacutellca que causa el movimiento
1 e l espesor de la capa de Clrena t lo temperatura en grados Fahrenheit
El valor de la consonante e variacutea con la compactacioacuten y uniformidad de la arena La v elocidad del flujo a traveacutes
de los p oros se encontraraacute dividiendo la ecuocioacuten anterior por la relacioacuten de porosidad p Despreciando las correccioshy
nes de temperatura la velocidad en pies por diacutea seraacute
d middote shyv 33 X x s K s donde
p
v velocidad promedio a traveacutes de los poros de la areshy
na en pies por diacutea
d tamantildeo efectivo de la arena en mmts
p relacioacuten de porosidad
s gradiente hidraacuteulica
cd~
K = 33 X --- = velocidCld para la pendiente unitaria p
La porosidad p variacutea entre 40 para arena maacutes o meshy
nos uniforme y 30 o menos para arena maacutes compacta o
- IS37 shy
de un grado de uniformidad menor El teacutermino e p que reshypresenta la influencia de la porosidad sobre la velocidad se puede calcular en 1000 040 = 2500 para p = 40 Y
400 030 = 1330 para p = 30 Estos resultados concuerdan con los experimentos de Slichter que establece que la veshylocidad del fluj o es aproximadamente proporcional 01 cuashydrado de la relacioacuten de porosidad Partiendo de esta base y asumiendo c = 1000 para p = 40 calcularemos los vashylores de K
Valores de K o velocidad del flujo en pies por diacutea para S= 1 -
Porosi dad
Muy Fina Fina Media Gruesa
Muy
Gruesa GRAVA fiNA
2i
10 ~I
middot10
010 Oi
on IH 21
020 ~H
3S n l
U~
030
II
22
040
L
iexcl
~n
050 11 24 tl
fil
080 ll
iexcliexclO
1011 1-0
100 iexcln
11111 IliO
2iU
200 ~oo
~~II
1111
1~1l
3 00 470 SIiO
1middot1(1(1
2~O(J
Lembke calculoacute los siguientes va~ores para K basado en los experimentos de Darcy Krober y otros
Material 1lt en pies or dia
Arena y grava 9400 Arena gruesa 2800 Arena media 760 Arena fina 150
Slich ter dio los siguientes valores de K para una poshyrosidad de 32 y una temperatura de 50deg
Material Taln~ iexcllO efectivo 1lt en pies Por diacutea
Arena fina 010-020 16 a 65 Arena media 025-045 100 330 Arena gruesa 050-095 400 1550 Grava fina 100-500 1600 40000
No debe esperarse mucha exactitud de los coacutemputos hechos por los procesos antes descritos ellos sirven como una guiacutea general para estudios maacutes precisos e indican liacuteshymites razonables de estos valores
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b-Canlidad de agua--Habiendo determinado la veoshycidad del flujo la porosidad del material y la seccioacuten transversal del estrato poroso en aacutengulo recto a la direcshycioacuten del flujo la rata total seraacute el producto de estos tres factores
Q = velocidad X (aacuterea de ~a seccioacuten X porosidad) = v Ap = KsAp las unidades empleadas son el pie y el diacutea
Las irregularidades de la seccioacuten pendiente y moteria les afectaraacuten maacutes o menos los resultados 103 caacutelculos he chos en esto ferma no tAndraacuten un valor considerable en el estudio de las fuentes de agua subterraacutenecs pero siacute sershyviraacuten para modificar las id8as erroacuteneas que sobre su cashypacidad se tienen con frecuencia
En la tabla que a continuacioacuten insertamos se dan las ratas de flujo en galones por diacutea y por pie cuadrado de seccioacuten para arenas de diferentes grados de menudez y
porosidad y para un) pendiente de 1 Para otras pendienshytes multipliacutequese el nuacutemero de la tabla por la pendiente expresada en decimales
Muy Muy
Porosidad Fina Fina Media Gruesa Gruesa G R A V A F I N A
40 smiddot cw i IU JlUO 200n iacuteWU SIlIlII l llllll 7 lIflll 0 1 171l IXU H~1l 1100 7UU iexcl wo lilHl1l lHIIOIl
2-Estanques de almacenamiento
Estos recipientes se usan para regular el flujo del agua de tal manera que se acomode a las necesidades evitando el gasto excesivo cuando el abas tecimiento excede a la demanda y conservaacutendola para ser usada cuando ocurra lo contrario
El almacenamiento de agua para las necesidades del riego requiere condiciones topograacuteficas especiales para ser financieramente posible Tales condiciones deben hacer poshysible el a lmacenamiento de grandes cantidades de agua de tal manera que las estructuras necesarias sean de dishy
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rrensiones y costo moderado comparacias con la cantidad de agua almacenada Con respecto a las particularidades topograacuteficas los sitios que se acomodan a ests fin se pueshyden dividir en cuatro clases
l- Lagunas naturales 2- Aquellos cue estaacuten localizados en liacuteneas de dre naje
natural 3- Depresiones naturales 4-Estanques artificiales Las lagunas naturales son impor tantes reguladores del
gua de drenaje que reciben Controlando la salido por medio de represas y compuertas reguadoras puede aproshyvecharse gran pa rte de las existencias a muy bajo precio
Los sitios maacutes comunes para el almacenamiento de -lgua son los comprendIdos en el NI 2 pero requieren mushycho cuidado para la descarga de las crecidos y en geneshyral son muy costosos en proporcioacuten a su capacidad
Las depresiones naturales o logos secos provienen del hundimiento de cavernas subterraacuteneas formadas por la acshycioacuten erosiva de los aguas subterraacuteneos Estas depresiones son inapropiadas para el almacenamiento a causa del faacuteshyci escape que pueden e ncontrar las aguas por los grietas que se encuentran en sus vecindades
Los estanques artificiales exigen trabajos especiales de e xcavacioacuten en general son excesivamente costosos y soacutelo se recomienda su construccioacuten en caso de que el aguo tenga un costo elevado
Eleccioacuten del sitio- Las principales circunstancias que afectan la posibilidad y valor de un sitio para almacenashymiento son
l - Su relacioacuten con los regadiacuteos 2- Su relacioacuten con el abas tecimiento 3-Su topografiacutea 4- Su geologiacutea Debe hacerse un examen cuidadoso de la regioacuten donde
se desea localizar el almacenamien to a fin de descubrir toshydos los si tios posibles y poder escoger e l que ofrezca conshydiciones maacutes ventajosas
El estanque debe estar situado lo bastante alto para poder dlstrlbuiacuter el agua por gravedad y tan cerca de los
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regadiacuteos que las peacuterdidas por transporte sean miacutenimas Ademaacutes debe ser iexclal el sitio que intercepte una cantidad suficiente de agua o que se la pueda conducir a eacutel
Geologiacutea del sitio- Habiendo estudiado la topografiacutea e hidrografiacutea de l lugar debe estudiarse cuidadosamente su geologiacutea a fin de conocer el caraacutecter y profundidad de los astratos inferiores La conformacioacuten geoloacutegica debe ser tal que contribuya a la eficiencia del almacenamiento Los lugares si tuado3 en vall9s inclinados son gen6ralmente fa shyvorables Como en eacutestos les estratos se inclinan de las colinas al fondo de valle el a gua que cae en aqueacutellas iraacute por percolacioacuten al estanque
En las formaciones de cal y yeso es corriente enconshytrar cavernas que faacutecilmente pueden derrumbarse es por esto por lo que debe e3tudiarse cuidadosamente la geologiacutea de estas formacione3 antes de construIacuter un estanque sobre ellas
Peacuterdidas en los estanques- En re lacioacuten con este toacutepi shyco mencionaremos algunos estanque que han tenido que ser abandonados por lo alto de las peacuterdidas
Estanque de Tumalo- Fue construiacutedo por el Estado de Oregoacuten Durante la diiexclcusioacuten del proyecto un grupo de ingenieros recomendoacute se construyera parcialmente y se hishycieran ensayos sobre su impermeabilidad este consejo no fue seguido y la represa se construyoacute de la altura proyecshytada Terminada la obra se llenoacute el estanque hasta que e l agua a lcanzoacute una altura de 20 pies sobre el orificio de salida En estas circunstancias se abrioacute un hueco en el fondo que descargaba 200 pies cuacutebicos por segundo y que raacutepidamente vacioacute el estanque Este hueco fue taponado y vuelto a llenar el receptaacuteculo pero las nuevas grietas que se abrieron no permitie-ron que el agua volviera a alcanzar la altura inicial Las peacuterdidas subieron tanto que le quitashyron todo valor al estanque como lugar de almacenamiento
Estanque Hondo- Cerca de Roswell Nuevo Meacutejico se construyoacute este estanque aprovechando una depresioacuten nashytural La depres ioacuten se aumentoacute por la unioacuten de las colinas circundantes por medio de diques El agua se suministroacute por medio de un canal de alimentacioacuten Las fugas se preshysentaron inmediatamente que estuvo lleno el estanque y
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aumentaron raacutepidamente debido al ensanchamiento de los huecos y grietas que se abrieron en el fondo Muchos esshyfuerzos se hicieron para restringir las peacuterdidas pero tedas fracasaron y el estanque tuvo que ser abandonado
La roca de la regioacuten era principalmente yeso que coshymo anteriormente se dijo es inapropiado para este in ya que en estas formaciones se encuentran muchas cavernas Es seguro que la depresioacuten que se escogioacute para el almacenashymiento se formoacute debido al hundimiento de alguna caverna
Las siguientes recomendaciones generales pueden ser de alguna utilidad para la escogencia del lugar apropiado
l- Eviacutetense los lugares cercanos a las formaciones de y eso y cal
2- -Las fcrmaciones volcaacutenicas deben estudiarse cuidashydosamente pues en ellas es corriente encontrar grietas o cavidades
3- Las areniscas de grano grueso ofrecen alguacuten peligro
4- Las depresiones naturales no son recomendables y deben evitarse si se encuentral1 en las cercaniacuteas de rocas cavernosas o si reposan sobre material grueso que ofrece salida faacutecil al agua
Sedimentacioacuten en los estanques- Sabemos que todas las corrientes naturales eradan sus canales y llevan maacutes e menos limo en suspensioacuten Cuando se concluye una re presa a traveacutes de una corriente la sedimentacioacuten de los limos debida a l estancamiento del agua puede llegar a disminuiacuter grandemente la capacidad del estanque si n o e remueve
El problema relativo a la sedimentacioacuten en los estan ques construiacutedos sobre corrientes portadoras de limo ha sishydo cuidIdosamente estudiado y se han expuesto muchas teoriacuteas sobre su solucioacuten pero ninguna de ellas ha sido confirmdcr por la pTaacutectica
Se han hecho muchos esfuerzos para determinar el factor exacto que exprese la relacioacuten entre el peso de un limo seco obtenido por observacioacuten y el volumen del misshymo limo como se deposita en el fondo de los estanques
La tabla siguiente muestra el resultado de cuatro enshysayos
-- 1542 -shy
Observedor Peso de I P C Limo huacutemedo Lbs
Limo seco P2S0 Lbs
Densidad
Follet Coghlcm Hughes Lawson
Promedio
1047 89 5
530 923 76 1 860 770
264 255 260
Las variaciones se deben en parte al diferente caraacutecshyter y peso de los limos ensayados Por esto el promedio (77 lbs pie cuacutebico) soacutelo debe tomarse como un va lor aproximado
El80bierno de los EE UU ha hecho observaciones sistemaacuteticas del limo que lleva el Riacuteo Grande desde 1897 hasta 1912 W N Folle es tudioacute cuiciadosamente las dishyversas observaciones y los resultados por eacutel obtenidos opashyrecen compendiados en la siguiente obla
Antildeo Aguaiacute acres pies Limo- Limo - acre s pies
Las observaciones se hicieron de la siguiente manera Se tomaron muestras del agua turbia del riacuteo se removioacute el limo por sedimentacioacuten y filtracioacuten se le secoacute a 60deg e y lueacutego se le p2SOacute Los porcientajes son por volumen y
se les calculoacute tomando como base que un pie cuacutebico de lim o en el estanque pesa despueacutes de secado 53 lbs
Despueacutes de considerar los resultados de los experimenshytos efectuados en India y Ameacuterica Etcheverry concluye asiacute
I- Un pie cuacutebico de limo saturado sedimentado en un tubo por un antildeo contiene alrededor de 30 lbs de limo seco El porcientaje por volumen de lodo saturado es jgual al porcientaje por peso multiplicado por 2l
2- Un pie cuacutebico de limo huacutemedo como se deposita bajo condiciones naturales el por volumen de lodo huacutemiddotmiddot medo es igual al por peso multiplicado por 12
3- Un pie cuacutebico de lodo seco pesa alrededor de 90 lbs
Remocioacuten del limo depositado- La represa Assuan en Egipto forma sobre el Nilo un estcnque de gran capacidad y considerable volumen de limo La gran capacidad del estanque se debe principalmente a la suave pendiente del riacuteo pues debido a eacutesta la represa logra represar las aguas unas 40 millas aguas arriba formando asiacute un estanque largo pero angosto La represa estaacute provista de 180 comshypuertas que permanecen abiertas mientras dura la crecida anual permitiendo asiacute que la corriente torrencial arrastre su linIO a traveacutes del estanque y al mismo tiempo saque parte del que se depositoacute el antildeo anterior
Este meacutetodo de remocioacuten parece ser efectivo pues sosshytiene la capacidad de almacenamiento para las necesidashydes actuales del riego pero eacutel exige el gasto de la mayor parte del agua en antildeos normales y su eficiencia depende mucho de las circunstancias locales (estanque angosto) pues bajo estas condiciones una corriente raacutepida es muy efectishyva para sacar el sedimento depositado Por otra parte las variaciones del Nilo son tan regulares que permiten la ashydopcioacuten de un programa predeterminado lo que es geneshyralmente imposible en otras corrientes
La combinacioacuten de estas condiciones es tan rara que la solucioacuten adoptada no tiene ap~icacioacuten en la mayoriacutea de
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los casos y presenta por lo tanlo muy poco in tereacutes como solucioacuten general al problema de que nO$ ocupamos
El ingeniero norteamericano W W Follelt propuso el siguienl meacutetod0 para ramover el limo del estanque Eleshyphanl Bulte
En lo mitad del estanque se construiraacute una pequentildea represa de 40- 50 pies de altura formando asiacute un pequeshyntildeo estanque dentro del principal Esia pequentildea represa esshytaraacute provista de una torre de esclultas eacutestas daraacuten acceso a un conducto que desembocaraacute en el valle pasando por la represo principal
Cuando el estaiexclque principal se esteacute llenando e l peshyquentildeo recibiraacute el agua del riacuteo y gran parte del limo se depositaraacute en eacutel an tes de que el agua pase por sus vershytederos al principal Cuando el estanque pequentildeo esteacute poshyco lleno las aguas turbias se haraacuten pasar por el conducto arrastraraacuten el limo depositado en el pequentildeo estanque y llevaraacuten su carga fertilizante a los regadiacuteos Si se necesishytare agua adicional se sacaraacute del estanque principal
La principal ventaja de este meacutetodo estriba en que con serva las propiedades fertilizantes del agua aumentando asiacute la fertilidad de las tierras que con ella se rieguen
3-Corrientes de aciexclua- La derivacioacuten de una corrienshyte de agua abarca esencialmente tres obras Una barrera un sistema de compuertas y un canal de derivacioacuten
La barrera se dispone a traveacutes de la corriente debajo de la presa de agua y en el lugar donde las orillas esteacuten maacutes cercanas Ella levanta los aguas y las conduce al cashynal de derivacioacuten
El tipo de la barrera depende del caudal de la corrienshyte que se quiere derivar
En un simple arroyo la oparacioacuten es sencilliacutesima Alshygunas piedras grandes y troncos de aacuterboles bastan para establecer barreras muy resistentes Las figuas I y 2 exshyplican la disposicioacuten de una de estas barreras Siempre conshyviene proteger con un zampeado de madera o piedra la parte maacutes abajo de ~a barrera para evitar el desgaste en las avenidas
Crevat describe asiacute las cbras de una presa de agua en el riacuteo Ain Uno de los problemas maacutes difiacuteciles en un proshy
-iexcl l S1S shy
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Planta dfgt la burrera rUacuteili( ~a c ll yo lorlf rtmiddotnr(iexcl ~ 1ta lJ rilo 2
yecto de derivacioacuten es el establecimiento de la presa de agua sobre todo cuando el riacuteo es ancho y torrencial Y hay que prevenir la invasioacuten del cascajo y la arena gruesa
Cuando sea posible conviene aprovechar un recodo del riacuteo donde disminuye la velocidad y por consiguiente au-
Fig 2 HI1TIra 1I1~li( a tn IIn arroyo COrl ~ ( g Uacutell A B (Itshy la fi~ 1
- 1546 shy
menta la altura del agua En la orilla (Fig 3) se construye con grandes piedras talladas un muro de 30 mts de lonshygitud cuya base al nivel de las aguas bajas estaacute proteshygida por un enlosado de cemento de 3 mts de ancho para facilitar el deslizamiento del cascajo que puede ser consishyderable durante las crecidas
Este muro A por tener que servir de vertedero es vershytical por la parte del riacuteo con 030 mts de altura sobre el nivel de la orilla y estaacute sostenido exteriormente por un tashylud de cemento de muy alargada pendiente que forma el
Plano timiddot una harrera y toma dI aglla
fondo de un pequentildeo depoacutesito B faacutecilmente vaciable desshypueacutes de las crecidas por medio de una gran compuerta
En la parte inferior del depoacutesito B hay que establecer un macizo de mamposteriacutea que forma la cabeza del canal F en el que se habraacuten abierto dos tuacuteneles e de dos meshytros de anchura y un metro de altura cuya entrada puede cerrarse con compuertas de hierro reforzadas con nervios El agua al pasar por estos dos tuacuteneles desemboca en el canal de derivacioacuten F que alliacute debe ser poco profundo pero ancho (5 mts) estrechaacutendose en seguida progresivashy
menle hasta que alcance el tiro de agua y anchura norshymales
Fn el muro de defensa A del recipiente B se coloca lna compuerta inmediatamente delante de la~ aberturas de toma d9 agua y debajo de la barrera
Transversalmeiexclte al riacuteo y en el extremo inferior de l vertedero se construye un soacutelido zampeado de fondo E recshytiliacuteneo algo maacutes alto quoacute el fondo leI riacuteo y que se vaya eevando un poco hacia la derecha d se eleva de 050 el nivel de la corriente y se echa nuevamente contra el vershytedero A xl propio tiempo que se ancha un poco el cauce
Chaipeniier de Cossigny habla de una barrera de cashyballetes que con frecuencia se ve en el sur de Francia
Para estableceo a traveacutes del caue del riacuteo se fijan una serie de caballetes como lo representan las figuras 4 y S donde A es una estaca gruesa inclinashyda y C C los sosteshynes Sobre estos cabashylletes se clava una seshyrie de tablas sobre las
Fi2~ 5 cuales se echa desde riacuteo arriba grava RiacuteoFrente de una brre13 de caJallrlt s
- 1548 shy
abajo se defiende al pie de la obra con pentildeascos sosshytenidos con estacas
Las barreras importantes se construyen de piedra o de cemento empezando por trazar el armazoacuten de la barrera Aprovechando la eacutepoca del arlO en que el riacuteo lleva poca agua se clavan a traveacutes una serie de soacutelidas estacas cushyyos extremos superiores delineuroan el perfil transversal de la barrera Estas estacas se unen entre siacute y en ambos senshytidos por medio de cruceros Entre elios se hincan tablones Terminada la armazoacuten se llenan los huecos con guijarros y piedras y lueacutego se rellenan los intersticios con grava y tierra La parte superior de la barrera se recubre con un thecho de carpinteriacutea o bien con losas que formen una esshypecie de embaldosado entre los cruceros
A fin de obtener una barrera maacutes fuerte se puede hashycer la siguiente variacioacuten Una vez terminada la armazoacuten se colocan apoyados conira los tab~ones sacos llenos de cemento que no tarda en f~aguar Estos sacos forman un muro muy resistente Se acaba de construiacuter la barrera lleshynando con cemento el interior limitado por el muro La cashyra superior se resguarda de la accioacuten del agua con un reshyvestimiento de mortero hidraacuteulico para el cual se puede emplear ladrillos
Las compuertas colocadas a la entrada del canal comshypletan el conjunto de las obras de derivacioacuten y sirven para llevor el agua de uno a otro canal
Hay considerable nuacutemero de modelos de compuertas desde las mayores que se aplican para cerrar los canales hasta las menores para abrir y cerrar las atarjeas En prinshycipio una compu9rta se compone de un quicio horizontal que ocupa el fondo del agua y dos montantes verticales ~obre los que se desliza el ventanillo enlazados por un dintel en el extremo superior El quicio y los montantes pueden ser de madera o de piedra El ventanillo es la parshyte movible de la compuerta y se acciona ya a mano ya por medio dG palanca o cremalera seguacuten el tamantildeo Las partes superior e inferior de las compuertas deben protegershyse contra las socavaciones por planchas de madera o por construccioacuten de mamposteriacutea
En suelos flojos se draga el fondo hasta encontrar roshy
-l549 - shy
shy________ -shy _ __ ___J
s lzaltln ue IIna compllfmiddotlla
ca o tierra firme y lueacutego se pone a traveacutes una hilera de
estacas sobre la cual descansa la compuerta a cada lado
de esta primera arma zoacuten se amontonan sacos de cemento
La3 figuras 6 y 7 rlt-presentan un modelo de compuerta
ordina ria Los figuras 8 y 9 representan la compuerta p e-
r~ 7 Planta de tilla (Olllplltmiddotrta
-shy 10
qUEntildea de hierro muy pr-aacutecti ca que se emplea para abrir y cerrO las atarjeas de riego La figura 9 indica claramenshyo
te coacutemo se mantiene fija esta compuerta por medio de dos grandes piedras indinadas que pueden sustituiacuterse por dos puntales de madera
En cuanto al canal de derivacioacuten tambieacuten llamado de alimentacioacuten se ceba en la corrient de agua un poco por
P t(JlUntildea compucrta para atarjta~ lit Jil~o
encima de la barrem Abierto o cerrado por una compuerta debe seguir en su trazado la parte superior del te rreno y presentar el mayor relieve posible Maacutes adelante hablar8shymas sobre eacutel
Evaluacioacuten del caudal de una corrienle- El caudal de una corriente de agua es igual al producto del aacuterea de io seccioacuten bantildeada por la veloc idad media por segundo del agua
r-iacute~ 9
l a middotolllpllrla dmiddot la fiiexcl 8 olorarla en la otnlrada d e 1 alarju
Es necesario obtener el perfil de la corriente en varios lugares y promediar los resultados Para obtener un periil se tiende una cuerda de una a otra orilla perpendicuarmiddot mente a la direccioacuten de la corriente y lo maacutes cerca posib~ de su superficie A distancias regulares sentildealadas en la cuerda se practican sondeos que dan la profundidad d e l
- 1551 shy
agua en cada una de las divisiones Obtenido el perfil con estos datos se sumaraacuten los trapecios parciales para obtAshyner el aacuterea de la seccioacuten dantildeada
La velocidad media de ~ agua se deduce de la velocishydad media en la superficie es igual al producto de eacutesta por el coeficiente 08 en los canales y riacuteos de dimensiones medianas y po 06887 en arroyos y atarjeas La velocidad en la superficie puede calcularse faacutecilmente de la siguienshyte manera A unos 3CJL-40 metros Daacutes arriba del paraje cuyo p3rfil se ha encontrado se echan unos cilindros de madera gruesa o corcho y con un cronoacutemetro se cuenta e l tiempo que gastan en recorrer la distancia comprendida enshytre el Jugar donde se echaron y olro previamente fijado 30-40 mIs maacutes abajo del lugar del perfil La operacioacuten debe repetirse varias veces y promediar los resultados
En vez de valerse del flotador para determinar la vsshylocidad de la corriente suelen emplearse los medidores de velocidad o corriente (Current Meter) Existen varios modeshylos de estos aparatos los maacutes usados son el de Haskell y
61 de Price En el modelo Price existen dos tipos el eleacutecshytrico y el acuacutestico Por se r estos aparatos suficientemente conocidos y venir acompantildeados de instrucciones para su uso no nos detenemos a explicarlos
Cuando el cauce es de seccioacuten bastante regular es preferible usar una compuerta para medir el caudal
Compuerta rectangular- De sus experimentos con esta clase de compuertas Francis dedujo la siguiente foacutermula
Q = 333 H (L - 02 H) siendo Q = descarga en pies cuacutebicos por segundo L = longitud de la compuerta 6n pies H = altura del agua sobre la compuerta en pies Cuando la velocidad de aproximacioacuten tiene un valor
suficientemente alto para afectar los resultados deben hushycerse las correcciones necesarias Francis propuso la sishyguiente foacutermula para este caso
Q = 333 (L - 02 H) [ (h HYh - h~h 1 donde h = allura debida a la velocidad de aproximacioacuten
Compuerta de Cippoletti- Las foacutermulas correspondienshytes a los dos casos mendonados para la compuerta regushylar son
Las figuras 10 y 11 representan la compuerta rectangushylar y la de Cippolstt i respectivamente
CAPITULO V
Uso de bombas para el riego
La praacutectico de elevar agua de un nivel inferior a otro superior para usarlo en el riego es sin duda tan antigua
1553 shy
como el riego mIsmo En China India y otros paiacuteses orienmiddot tales todaviacutea se acostumbra regar tiel ras maacutes ollas que los canales que conducen el agua elevaacutendola con potencio
bullhumana c animal unos pocos pies Naturalmenta que e~to
se puede efectuar soacuteo cuando la altura es moderada y el trabajo muy barato
Molinos de vienlo- La fuerza del vienio se empleoacute prishymitivamente para las necesidades del riego y auacuten hoy se usa frecwmtemente para elevar aguo de pozos para 103
necesidades domeacutesticas y para el riego de jardines y peshyquentildeos huertos Aunque la fuerza no represente gasto alshyguno el bombeo por medio de molinos de viento resulta en promedio maacutes costoso que cualquier otro meacutetodo excepshytuando aquellos que usan fuerza animal Esto se debe a la pequentildea potencia desarrol ~ada por estos aparatos la inshyconstancio del vie~to y la gran atencioacuten y reparacioacuten que exigen los molinos de viento Por estas razones el costo del bombeo por este sistema hace prohibitivo su empleo exshycepto para cultivos intensos de pequentildeos tarrenos donde se esperan grandes beneficios
Los molinos de viento se usan extensamente en el vashylle de San Joaquiacuten (California) y en los grandes llanos de las Montantildeas Rocosas para obtener agua para el riego El principal inconveniente de estos molinos es su insegushyridad pues su funcionamiento depende completamente de la fuerza del viento
A causa de esta inseguridad los molinos nunca deben usarse para regar sin proveerse de un estanque ampliO pashyra almacenar el agua Debe instalarse un recipiente de gran capacidad a fin de poder almacenar el agua durante los diacuteas que no se la usa para regar Este recipiente se puede obtener usando uno de los tanques elevados que suminisshytran los constructores de molinos de viento o si el molino se puede instalar en un punto alto de la hacienda se pueshyde excavar un estanque paro el almacenamiento
En promedio se necesita una velocidad del viento 5- 6 millas por hora para mover un molino La tabla siguiente da la fuerza del viento para las velocidades ordinarias
-1554
Velocidad del viento y potencia
Millas por Pie por Presioacuten Millas por Pies por Presioacuten
La tabla siguiente tomada de un trabajo de Mr A R Wolff sobre molinos de viento muestra la capacidad y
economiacutea de un molino experimental con rueda de distinshyto diaacutemetro asumiendo una velocidad promedio del vienshyto de 10 millas por hora durante ocho diarias
CAPACIDAD DE LOS MOLINOS DE VIENTO
Tamantildeo Rtvoluclunes Galones de agua levantados por minuto H P de la rueda de la rueda bull una altura de desarrollados
pie
25 50 75 100 150 200
ID no-u lB fjfj tiu 41 1112 l~ ij-HO t3 n u 11 8 8 1 O ~ I H iexclO-i 4bull 1 ~~ 6 ) -I ~ 1U 1 S -l 02- Hi ~I-iexclO ji -U JI (iexcl 1liacute JI 1 98 SO 0 11 18 10- (- 911 j2 2middot1-1 J1 J ) D I ~n 1 bull -40 1lfI UI 1 IO X l J ~ JI l I I O1X 2J W-li ~ 124 J01 0 111) 40 1 Hi3 ~H1 134
- 1555 shy
Al disentildear un molino de viento para bombear agua deben considerarse dos cosas El momento de torsioacuten y la velocidad de la rueda en relacioacuten con la de la bomba La primera debe ser lo maacutes gronde posible a fin de que el molino arranque con un viento suave la segunda no debe ser muy alta para las bombas en un molino pequentildeo ni demasiado baja para uno grande De lo anterior deducimos que el tamantildeo de un molino es un elemento importante en el arreglo de sus aspas
El aacutengulo entre cualquier porcioacuten de una aspa y el plano de la rueda se denomina aacutengulo del viento para obtener el mayor momento de torsioacuten al arranque este aacutenshygulo debe ser el complemento de los mejores aacutengulos de incidencia o entre 70deg- 55 Se ha Encontrado en la praacutecshytica que el aacutengulo del viento no alcanza estos valores sienshydo muy recomendable usar 43deg La tabla siguiente da los resultados de los experimentos de J A Griffith con cinco clases de molinos norteamericanos
CAPACIDAD Y EFICIENCIA
STOVER
Diaacutemetro exterior de la rueda pies 115 inferior 45
Area bruta de la rueda pies cuadrados 1040 Angulo del viento en la extremidad exterior de las aspas 43 Diaacutemetro y carrera de la bomba pulgadas 3 X 4 Altura promedio del agua durante el ensayo pies 292
A maacutexima eficiencia
Ve locidad del viento millas por hora 58 Velocidad del molino revoluciones por minuto 130 H P 0011 H P por 100 pies cuadrados de aacuterea bruta 0011 Eficiencia neta maacutexima tanto por ciento 87
-- J556 --shy
Promedio de 100 horas localidad bonancible
Promedio del agua elevada galones por hora 1530 Promedio de los H P desarrollados por l 00 pies~ 0022
0023 Eficiencia neta maacutexima 21
Promedio de 100 horas localidad borrascosa
Promedio del agua elevada galones por hora 2870 Promedio de los H P desarrollados por 100 pies~ 0041
0043 Eficiencia neta maacutexima 028
De varios molinos
Parkins ~fthoue Allhouse Carlyle
16 1416 1016 983 60 45 383 416
2010 1570 81 800 36 30 5028u
3 X lOyiexcl 3 X 10 3 X 4 58 3 X 4 liquest 39 663 387 307
---shyMaacutequinas de combustioacuten interna- Las maacutequinas moshy
de rnas de combuslioacuten interna de gas y vapor no soacutelo con-sum e 1 pJCo combustible sino que son adaptabI8s unishydades pequentildeas ademaacutes req u ieren poca vigilancia para un buen manejo y las reparaciones se efectuacutean faacutecilmenshyte Estas ve1 tajas importantes hcn heclo generalizar el uso de esta clase de maacutequinas
Maacutequinas de vapor- A lgunas de la s maacutes grandes planshytas d2 bombas para riego usan el vapor como fuerza moshyIriz En las islas Hawai se emplean grandes bombas moshyvida s por vapor para e levar agua a 550 pies y regar cantildea de azuacutear Grandes plantas a vapor se emplean para eleshyvar grandes can tidades de agua a pequentildeas alturas y reshygar las plan taciones de arroz en Louisiana (EE UU ) Las grandes plantas usan la maacutequina reciacuteproca y la bomba directamente conectada En algunos casos se puede obteshyner mayoiexcl- eficiencia usando turbinas de vapor las que por su alta velocidad S9 prestan para mover generadores eleacutecshytricos los cuales a su vez pueden suplir corriente a bombas instaladas en dist intos pun tos Es te meacutetodo de distribucioacuten es especia lmen te venta joso cuando el agua se obtiene de muchos pozos El costo de esta clase de plantas estaacute geneshyralmente fuera del alcance individual y por esto la mayoshyriacutea de ellas son manejadas por grandes compantildeiacuteas o por Jos municipalidades
Bombas- La bomba centriacutefuga es la maacutes usada para regar
La bomba centriacutefuga eleva el agua por medio de un disco provisto de cuchillas curvas que giran raacutepidamente dentro de una caacutemara que se ajusta lo maacutes posible dejanshydo el juego necesario para el movimiento raacutepido Las cushychillas fuerzan el agua a traveacutes del tubo de salida Algunas veces se sumergen dentro del agua que va a bombearse
-- 1558-shy
o se colocan unos pocos p ies encima del n ivel del agu a
en cuy o caso se necesita cebarlas
La bomba centriacute fuga es la maacutes recomendable cuando
se tr Ita de elevar grandes cantidades de agua a pequentildeas
a lturas Sus principales ven tajas son sencillez seguridad
bajo cos to y poca probabilidad de dantildeo por c ieno etc
Cuando hcm sido biEn d isentildeadas acanzan eficiencias de
maacutes de 80 para altu ras de 30- 60 pies Las peacuterdidas a
la entrada del tubo de succioacuten yola sal ida del de desshy
carga se d isminuyen grandemente ensanchaacutendolos progreshy
sivamente al salir de la bomba
El profesor W B Gregory da la siguiente tabla para
ilustrar la ventaja qu e se obtiene al ensanchar los tubos
de succioacuten y descarga
BOMBA CENTRIFUGA - ALTURA DE ELEVACION 5 PIES
Peacuterdida de Peacuterdid a de Pda por fr ic-Forma del tubo altura a la altura bull la cioacute usando Altura Bnfic~
a 3 028 031 024 583 240 291 a 4 009 0 10 02 4 543 280 340
----shyAriete hidraacuteulico- Es ta maacutequina usa un gran v o lumen
de agua que cae de una pequentildea altura para elevar una
cantidad menor de agua a una altura mayor
En este aparato un tubo A conduce el agua a la caja
de la vaacutelvu la B ~ l tubo estaacute en comun icacioacuten con la caacuteshy
mara de a ire C de la cual arra nra e l tubo de descarga D
La vaacutelvula B s(~ abi e hacia abajo y se hace de un peso
tal que permanezca abierta cuando el agua circule a veshy
locidad moderada pero se c ierre raacutepidamente cuando la
velocidad del agua a lcance un valor determinado Cuando
la vaacute~vula se cierra el agu a se detiene suacutebitamente proshy
duciendo un golpe de ariete que abre la vaacutelvula de la caacuteshy
mara de aire comprimiendo eacuteste y haciendo pasar una
parte d e eacutel al tubo de descarga Cuando se iguala la preshy
-- 1)59-shy
sioacuten la vaacutelvula de la caacutemara de aire se cierra pero el flujo en el tubo D continuacutea durante un periacuteodo corto a caushysa de la expansioacuten del aire comprimido en la caacutemara C Como el aire de esta caacutemara es absorbido gradualmente y expulsado por el agua debe proveerse para su renuevo pues de otra manera la elici-encia del ariete disminuiriacutea Cuando el agua en el tubo A estaacute detenida la vaacutelvula B cae el agua empieza a moverse y el proceso se repite
El flujo de un ariete hidraacuteulico es pues una serie de pulsaciones y a cada impuso debe vampncerse la inercia de la columna de agua que se encuentra en el tubo D Si dos arietes se conectan en el mismo tubo de descarga pero de tal manera que sus pulsaciores no coincidan la descarga seraacute maacutes continua y se economizaraacute energiacutea estas ventashyjas se obtienen en mayor escala al aumentar el nuacutemero de arietes conectados Veacutease fig 12
i)
rs 2 l iacute
llUSlraciuacuten dd prin cipill dd ik hiJraacuteulicu
CAPITULO VI
Canales y alarieas de riego
Cualquiera que sea el meacutetodo de riego que se haya esshycogido su praacutectica requiere cierto nuacutemero de canales y atarieas Vamos a definir estos canales y atarjeas y a inshydicar las principales consideraciones que rigen su consshytruccioacuten
Todo riego supone una presa de agua en un canal riacuteo etc Esta agua por medio de un canal de derivacioacuten se
--1560shy- -
lleva a los regadiacuteos De cua lquier forma que sea en eacutel o en sus ra mificac iones na cen y se alimen ton zan jas de meshynores dimensiones llamadas atarjeas de distribucioacuten las cuales llevan el agua a las atarieas de riego
Como todo riego debe ir acompantildeado de una desecashycioacuten del suelo es necesario construIacuter atarjeas de desaguumle que lleven el agua usada a los canales de evacuacioacuten En ciertos casos las atarjeas de riego una vez vaciacutea s sirshyven para el desaguumle
Seccioacuten de los canales y de las atarieas- Los canale s de a limentacioacuten de distribucioacuten y de evacuacioacuten tienen seccioacuten trapezoidal (Fig 13) Las otarjeas de riego y de desshyaguumle son rectangulares (Fig 14) Soacutelo miden 5-15 ctms de profundidad
Un canal de riego se com pone de las siguientes parshytes (ver lig 13)
El fondo D F sobre e l cual fl uye e l agua
-1561
La altura O E = h del egua Las banquetas A B H 1 que sostienen el agua por cashy
da lado Los taludes formados por las caras laterales B D F H El periacutemetro mojado P o la lopgitud e D + D F + F G La seccioacuten uacutetil S del canal eo la superficie que tiene
por base G C y D F y por a~ tura O E El radio medkl R es igual a S P La pendiente de Jos taludes m se determina por la
relacioacuten G Kj F K
Pendiente de los taludes de los canales y de las aacutetarshyjeas principales- Las pendientes de los taludes dependen de la natura leza del terreno Hus ta 15 ctms de profundidad son verticales Pasando de esta profundidad y para atarjeas abiertas en desfonde se dan las siguientes pendien tes
Roca m l O Arcilla pura m 1 033 = 303 Tierra arcillosa m 1 05 200 Tierra arenosa m 1 15 = 066
Para Jos taluds de fosos cmstruiacutedos en terrapleacuten
Arcilla pura m 1 05 = 200 Tierra arcillosa m 1 075 = 133 Tierra arenosa m 1 225 = 044
Para el mismo terreno si m es la inclinacioacuten del tashylud en desfonde 10 inclinacioacuten m del talud de terrapleacuten es igual a
2 3 m 1 1
- +shym 2m
Pendiente de los canales--Cuanto maacutes fuerte es la penshydiente maacutes se puede reducir la seccioacuten de un canal para la misma descarga Conviene pues construiacuterlos con la mashyyor pendiente a fin de disminuiacuter los trabaj os de excavacioacuten Por otra parte hay que considerar que una pendiente fuershy
-- 1562 -shy
te disminuye por la raduccioacuten de seccJOn la superficie de contacto y por consiguiente la filtracioacuten Ademaacutes la veloshycidad del agua no debe pasar de determinados valores seguacuten el terreno pues produciriacutea erosiones en las paredes
Velocidades de las que no conviene exceder en los diferentes terrenos
Velocidad limite Pendlent
por segundo por kmt
Arcillas blandas 0152 mts 0045 mts
Arenas 0305 0136
Gravas 0609 0433
Guijarros 0914 0570
Piedras en grandes fragmentos 1220 1509
Guijarros aglomerados 1520 211 S
Rocas blandas 1830 2786
Rocas duras 3050 7342
Tambieacuten existe un liacutemite inferior de velocidad que no se debe traspasar pues se forman depoacutesitos que destruyen
los cauces Los depoacutesitos principian a formarse por debajo de una
velocidad media de 025 mts por segundo en corrientes de agua fangosa 030 cargada de
arena fina 050 mts por segundo en corrientes de agua cargada de
arena gruesa Por consiguiente la velocidad no bajaraacute de 050-080
mts en el canal principal a fin de que no se deposite la arena gruesa
No deberaacute ser inferior a 025- 040 mts en los canashyles de distribucioacuten para que en ellos se deposite la areshyna gruesa que si llegara a las atarieas de riego podriacutea ser perjudicial Como estos canales no se usan continuashymente seraacute faacutecil quitar los depoacutesitos asiacute formados
Canal de conduccioacuten- La pendiente de eacuteste depende
- 1563 shy
oel nivel de la presa de agua y de la altura de la parte maacutes alta que deba regarse
Generalmente su pendiente variacutea de 00007-00014 mts por m La velocidad no excede de 080 mts por segundo La seccioacuten es trapezoidal y debe ir disminuyendo a medishyda que el canal avanza como que tiene que servir a meshynor extensioacuten
Este canal debe estar dispuesto de tal forma que en su punto de unioacuten con el riacuteo quede su nivel maacutes baio que el quicio de la presa a fin de poder instalar un aparato de afor Siempre debe estar provisto de una compuerta de modo que sea faacutecil impedir o regular la entrada dol agua para poder efectuar reparaciones o prevenir una crecida de la corrien te alimentadora
A fin de evitar la erosioacuten conviene lapizar con ceacutesped las paredes laterales y el fondo
Atarieas de distribucioacuten- Deriacutevanse del canal de conshyduccioacuten y llevan el agua a las atarieas de riego Son casi horizontales con pendientes de 0001-0015 mts por m La velocidad del agua no debe ser inferior a 025-040 mts
Se ponen en comunicacioacuten con las atarieas de riego por medio de un tubo de aiiacuteareriacutea o de una caia rectangushylar de madera Esta abertura debe poderse cerrar con una compuerta
Atarieas de riego- E1 general deben ser tan poco proshyfundas como sea posible Con frecuencia se les da un pershyiexcljI rectangular En la unioacuten con las atcrieas de distribucioacuten pueden tener de 30- 35 clms de anche para lueacutego ir disshymi1uye1do
El fondo e3 generalmente horizontal y sus bordes esshytaacuten ligeramente inclinados seguacuten lo direccioacuten de la corrienshyte y se aproximan a medida quo se aleian de las atarieas de distribucioacuten
Atarieas de desaguumle--Las atarieas de desaguumle recogen las agu)s despueacutes de regar y la3 llevan a los canales de evacuacioacuten Son doblemente uacutetiles pues secan el suelo y
permiten volver a usar las aguas para el riego de nuevas extensiones
- 1564shy
Los bordes estaacuten cortados verticalmente Su anchura ordinariamente es de O l5- --030 mts
Canales de evacuacioacuten- El ca nal de evacuacioacuten recishybe el agua de los desaguumles y la conduce al riacuteo o a regar otras tierras Debe ocupa r lo parte maacutes baja del terreno Debe tener una seccioacuten suficiente para el agua que recibe Tiene forma trapezoida Sus paredes deben protegerse conshytra el desgaste por medio de ceacutesped
Caacutelculo de las dimensiones de los canales y de las atarjeas principales- Hemos dicho que la seccioacuten de los canales y atarjeas principales es trapezoidal La seCClOn de las secundarias es triangular o rectangular Generalmenshyte no S9 ca~culan Es necesario determinar lo maacutes exactashymente posible las dimen5iones de los canales y atorjeas principales Las foacutermulas emp16cdas dan resultados aproxishymados que la experiencia modifica A continuacioacuten damos las foacutermulas de Darcy perfecc ionadas por M Bazin
ConsideremQs la seccioacuten re presentada en la fig 13 Y llamemos
1 D F = longitud del fondo
h O E = la altura
S aacuterea de la seccioacuten
U velocidad mediacutea del agua velocidad media en la superficie X 080
Q = descarga
I = la pendi2nte
P periacutemetro moiado
R = radio medio
Estas cantidades estaacuten relacionadas de la siguiente mashynera
(1) R I = b U~ oacute U = C RT(2)
(3) Q = S U Oacute Q = S C rRI (4)
C = 1 b es un coeficiente que depende de la rugoshysidad de las paredes del canal M Bazin ha expresado su valor asiacute
1565 - shy
87
C = 1 Vb = - ---- + tiacute
VR ltiacute tiene los siguientes valores
Paredes muy lisas (cemento madera lisa) tiacute = 006 Paredes lisas (taba ladrillo) tiacute = 016
poco lisas de mamposteriacutea tiacute = 046 de naturaleza mixta Ciacute = 085
Canales de tierra en condicion3s ordinarias tiacute 130 Canales de tierra con resistencia excepcional tiacute = 175
Maacutes adelante daremos los valores del coeficiente C en funcioacuten del radio R y los valores del coeficiente o de la loacutermua (l) corre3pondientes a los valores dAl coeficiente
C = 1 vT-
Ganguillet y Kulter adoptan tambieacuten la foacutermula
u C RTpero daacutendole a C el siguiente valor
O 00155
23 + + n
C 000155
1+ 23 + --- n
( ) V R
El nuacutemero n variacutea con la naturaleza de las paredAS y tiene los siguientes valores
n ln Paredes muy uniformes ceuromento madera
cepillada 0010 100 Paredes linos piedra tallada ladriilos 0013 77 Paredes poso uniformes 0017 58 Paredes rugosas piedras en bruto 0020 50 Paredes de tierra 0025 40 Paredes de grava 0030 33 Paredes irregulares de grava y mal cuidadas 0035 29 Paredes muy irregulares 0040 35
- 1566 shy
Las dJmensiones de los canal83 deben 118nar otras conshydiciones que determinan las foacutermulas anteriores
En primer lugar la tangente trigonomeacutetrica m queda determinada por la naturaleza del terreno Luego si circunsshytancias especiales no exigen la adopcioacuten de una profundishydad conviene dadas 1 y m dar a la seccioacuten la forma que corresponda a la maacutexima descarga por unidad de aacuterea de ella Esta seraacute evidentemente la seccioacuten maacutes econoacuteshymica De la foacutermula (3) Q = S U deducimos que para una superliacutecie dada S la descarga Q es maacutexima con U POI
consiguiente para una pendiente dada y teniendo en cuen shyta la foacutermula (2) U = e VRT con R o tambieacuten pll8sto que R = S P cuando P es miacutenimo
D8 la Hg 14 deducimos que
(5) S h (1 + h m)
(6) P + 2 h m V1 + m~ (6) P = I + 2 hmv 1 + m~
S h ( I + hm) (7) R
P + 2 hm 1 + m~ y por caacutelculo deducimos que P es miacutenimo cuando
h + V I + m~ (8)
2 ro
En este caso los lados B D H F D F son tangentes a Jo circunferencia descrita desde O como centro y con h como radio
Si sustiacutetuIacutemos en (7) 1 por su valor sacado de (8) obshytendremos
2 m h h ( + hm)
+ VI + m (9) R +
2 mh 2h V 1 + m~
+ ml+vl+ m~
- 1567 shy
--- -
1+ iexcl-1 + rn~ ]iexcl 2 = X
rn 4
es decir el radio medio es igual a la mitad de lu profunshydidad del agua
La relacioacuten h 1 que determina la seccioacuten oacuteptima soacuteshylo depeeacutelde para S e 1 dados del valor m El valor de h 1 en (8) permite calcular faacutecilmente h y 1 conociendo S y m Reempazando 1 por su valor en funcioacuten de h en la ecuashyc ioacuten (5) 1endremos
(lO) S =
( h
2 m h
1 + 1 1 + m~ h+-111
)
h~ 2 l 1-+ m~ -----shy 1
m
mS lh
11 J J h = ( 2 V 1 + m - 1 )
Seguacuten esto S2 ve que cuanio maacutes se acerquen los taludes del canal a la vertical mayor es h y por consiguienshyte R Conviene adoptar para R el mayor valor posible pues asiacute no disminuye la anchura del canal de pendiente dada 1 y se aumenta la velocidad media d el agua que es proshyporcional a R
Cuando las circunstancias obligan la adopcioacuten de una profundidad determinada la ecuacioacuten S = h (l + h m) soacutelo contiene la incoacutegnita 1
Empleo de las foacutermulas uso de las tablas ejemplos middotnumeacutericos--Los problsmas que se presentan maacutes frecuenshytemente son
I- Conocida la seccioacuten transversal de un canal y su pendiente calcular su descarga
JI- Conocido el rendimiento del canal y su pendiente
- 1571 shy
calcular las dimensiones que debe tener su seccioacuten transshyversal y la velocidad media del agua
CASO iexcl- Se a plican las siguientes foacutermulas
h (1 + h m) (S) S = h (1 + h m) (7) R
1 + 2 h 1 + m~
m
y lueacutego
(2) U = C m 1)Y2 (1) Q _ S C (R 1) 1j~
La foacutermula (S) ncs do e l aacuterea la (1) el radio medio pues h I Y 111 SO1 conocidos Las foacutermulas (2 y 4) permiten ca lcular U y Q
EJEMPLO Calcular el rendimie llto de un canal de ti eshyITU sabiendo que 1 = lmts h = 121 1 = 00002 y la inclinacioacuten de los taludes es 45
La aplicacioacuten de las foacutermulas (5 y 7) nos da
S = 2867 mts~ y R = 060 mts
El valor de C seguacuten la tabla de Bazin es 325 y seguacuten la de Kutte r 35 Tomamos e l promedio de estos dos valoshyres o sea 3375
Aplicando las foacutermulas (4 y 2) obtendremos
Q = 098 mts y U 037 mts
CASO II- Si existen circunstancias que obliguen a adopshytar una profundidad determinada se aplicaraacuten las foacutermushylas de la seccioacuten maacutes ventajosa es decir las foacutermulas sishyguientes bull
Q~m S (9) h b U~ b - shy~ (1 + m~ )11 ) = 2 R (l) R I
12 - 1) S~
Se principiaraacute por adoptar para b un valor provisional y para escogerlo seguacuten el rendimiento se evaluaraacute el vashylor posible de R y por consiguiente el de C seguacuten la tashybla de Bazin La tabla de los valores de b daraacute un valor que se adoptaraacute provisionalmente Una vez hallado el vashy
- 1572 shy
lar da R se rectificaraacute e l de b Se volveraacute a calcular R y
se continuaraacuten estas aproximaciones hasta que se encuenshytren para C y b valores que no difieran sensiblemente de Jos anteriores La ecuacioacuten (1) contendraacute R elevada a la quinta potencia y deberaacute resolverse por logaritmos
EJEMPLO Un canal debe tener un rendimiento de 2 lIltS de agua por segundo con una pendiente de 00002 por mts Cuaacutel debe ser su perfil transversal en la tierra con taludes inclinados 45
Supongamos R = 1 mt entonces seguacuten la tabla d e Bozin C = 378 y seguacuten lo de Kutte r C = 40 Toma mos 81 pro lllcd io C = 389 Para b obtenemos 000066
In
Lu IOacuteI JI1 U 111 (0) du x
Pero s iendo m 1 sacamos
m 0547
y obte ndremos 4R~ S 4W
0547
Lo foacutermula (1) nos da
R X 00002 000066 4
S~
R S~ 132
y sustituyendo S po~ su valor
16 R
(0547F 132 R 075
Seguacuten las tablas de Bazin y Kutter los valores respecshytivos de C pondiente de b tend
son de b remos
348 es
y 00
37 Adoptamos 0077 Sustituyendo
359 este
el valor nuevo
corresshyvalor
- shy 1573 shy
4 4 R~ 0547 S TI X 00002 000077 (
s~
R = 075
Lo vola re s d~ e y de b no difieren sonsibloTrl ento de los que acabamos de adoptar Tomaremos pues para TI el va le r 076 mis entoncos h = 152
4 (076 )~
S 442 Jll l s ~
0547
Q 2
u 047 mts S 422
La foacutermula (8) permite dete rmina r l
2 m h 2 X 152 126 y e l problema
1 + ( + m~)Y2 1 + (2)1
queda resuelto Pero puede ocurrir que por circunstancias especiales no
se pueda adoptar el perfil maacutes econoacutemico Entonces se coshynoc 3 la profundidad h o la anchura 1 por lo tanto
S = h (1 + h m)
Q2
R 1 b --- en que R estaacute expresado en funcioacuten S2
de h y de I y permitiraacute hallar por tanteo h o I y S Supongamos que por causa de la existencia de un submiddot
suelo rocoso la profundidad del canal no debe exceder de un mI y que la descmga sea de 2 mts pOI segundo y la pendiente 00002
Procederemos asiacute
Puesto que h 9S a lo sumo igual Q 1 mI el radio meshydio puede evaluarse en 050 mts Las tablas dan para e 306 y 34 adoptamos 32 y entonces b = 000098
1574
Q2
De la ecuacioacuten R I b --- deducimos S2
000098 X 4 S~ 392 S 625
050 X 00002
La foacutermula S = h (l + h m) da 525
La foacutermula (6) nos da P = 807
s 625 R 077 mts
P 807
Se partiraacute de este nuevo valor de R para repetir los caacutelculos
Las tablas dan para R = 077 mts C = 35 y 37 Adoptamos C = 36 entonces b = 000077
Tenemos
000077 X 4 S 40 S 632 1 532
077 X 00002
P 814 Y R = 077
Adoptaremos para el perfil de este canal de 2 mts de descarga por segundo
1 = 532 h = 1 mI R = 077
La velocidad media del agua seraacute
u = Q S = 2 632 = 031 mts
CAPITULO VII
Sistemas de rieqo
Hay muchos procedimientos de riego seguacuten la naturashyleza del terreno su pendiente los cultivos o la cantidad de agua de que se dispone
- 1575 shy
A continuacioacuten describiremos los siguientes sistemas Por sumersioacuten por filtracioacuten por desbordamiento
El riego por sumersioacuten se dIvide en tres meacutetodos el ri ego por filtracioacuten en dos y el por desbordamiento tambieacuten en dos De todos eros hablaremos separadamente
Riego por sumersioacuten
El sistema d3 riego por sumersioacuten llamado tambieacuten en manta consiste en cubrir el suelo con una capa de agua que permanece sobre eacutel un tiempo maacutes o menos largo
Generalmente requiere que el terreno sea sensiblemenshyte horizontal de pendiente suave 2 0 00 a lo sumo y que no sea impermeable La superficie regable se rodea de peshyquentildeos diques Si la pendiente fuese fuerte habriacutean de ser a l tos y emplear maacutes agua con lo que se perderiacutea la prinshycipal ventaja de este sistema que es su sencillez y ecoshyncmiacutea
Este procedimiento es uno de los mejores para el rieshygo de praderas cuya pendiente sea de 1-15 mmts por metro Comprende tres meacutetodos distintos
IO-La sumersioacuten naturcl que resulta del desbordashymiento espontaacuteneo de una corriente de agua o de la inunshydacioacuten artificial proveniente del levantamiento de las aguas
29- La sumersioacuten artificial 5encilla en que las aguas permanecen estanadas mientras dura el riego
3y- La sumersioacutell atificial con cJrculacioacuten continuiexcl en que el agua ircula suavemente por la superficie del terreno sumergido
Cuando se riaga con aguas que acarrean limos y areshynas estos materiales generalmente corgados de materias fertili~antes se depositan sobre el suelo Entonces el riego por sumersioacuten va acompantildeado del erdorquinamiento
Sumersioacuten natural- Muchos terrenos estaacuten expuestos a las crecidas de las corrientes de agua que los atraviesan Esta sumersioacuten natural es fuente de grandes riquezas Tashyles s)n Egipto y las pompos de la imeacuterica del Sur En Francia grandes extensiones de ter reno deben su fertilidad a riegos perioacutedicos de esto naturaleza
Las condiciones esenciales de estos sumersiones natushy
1576 shy
rales son pendientes longitudinales muy suaves (040- 045
mts por kmt como promedio) y pendientes transversales
bastante aceurontuadus para que las aguas de las crecidas
vuelvan faacutecilmente a su cauce primitivo
Sumersioacuten artificial sencilla- Exige un suelo de poca
pendiente que no exceda de 2 0 00 a menos de restringir
mucho ia extensioacuten dE las parcelas sumergidas
Si la pendiente fuese fuerte no se depositariacutean los seshy
dimentos perdiendo asiacute este meacutetodo su principal ventaja
Ademaacutes se correriacutea el riesgo de que las aguas arrastraran
la tierra vegetal Finalmente seriacutea necesario que las cuenshycas sumergidas estuvieran rodeadas de diques muy altos
lo que hariacutea perder las ventajas econoacutemicas de este sisshy
tema
Consiste en sumergir el suelo bajo una capa de detershy
minado espesor durante un periacuteodo de tiempo variable
El terreno se divide en compartimientos regulares roshy
deados dE pequentildeos diques que retienen el agua
Generalmente las aguas despueacutes de regar un comparshy
timiento superior pasan a regar uno inferior
Los compartimientos tienen extensioacuten variable En geneshy
ral no exceden de 10-30 aacutereas Se les puede dar una anshychura de 50 mts y una longitud variable seguacuten la pendienshy
te del terreno Los diques que los rodean exceden en todas
partes a 25 ctms al nivel del agua
La altura media del agua sobre la superficie del sueshy
lo es de 15 ctms En el punto maacutes alto del nivel del agua
25 ctms
En el centro de cada compartimiento y en sentido de su longitud se abre una atarjea g (lig 15) que sirve a la
vez de conduccioacuten y desecamiento
A este objeto puede ir acompantildeado de pequentildeas a tarshy
jeas h En el origen y en la extremidad de cada compartishy
miento la atarjea g lleva una en trada de madera con comshy
puerta para retener el agua o dejarla pasar
La atarjea g debe tener una pendiente aproximada de
0001 mts mL La anchura en el fondo y su profundidad
dependen de la superficie del compartimiento y de la cantishydad de agua que conduciraacute
--1577-shy
La fig 15 denota la subdivisioacuten del terreno en cuatro recipientes que forman otros tantos saetines cuya longitud depende de la pendiente del terreno
Es preciso que el nivel del agua en el segundo comparshytimiento sea inferigtr de 1- 2 ctms al fondo de la atariea g del primero Asiacute se logra que el agua pase del primero al SEgundo compartimiento
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Hiego por ~lIhm(~r~ ioacuten Planta ltle unn in~tala(- i(ln de cuatro C(Jlllparlimi-(-middotnto~
Ventajas e inconvenientes de este sistema- Permite reshygar superficies de poca pendiente con ca1tidades de agua demasiado pequentildeas para utiliza ras de otro modo Transshyforma en tierras feacutertiles suelos mediocres siempre que no sean impermeables y que las aguas contengan limos carshygados de principios nutritivos Su instalacioacuten y vigilancia son sencillas y baratas
En suelos impermeables da malos resultados Rara vez se puede aplicar en el momento de la vegetacioacuten y mientras dura impide la aireacioacuten del suelo
- - 1578 - shy
El riego por sumersioacuten se emplea principalmpnte en el cultivo del arroz
Riego de los arrozales- EI arrozal ha de estar compleshytamente cubierto por el agua pero sin quedar estancada sino circulando con muy poca velocidad Sin agua no gershyminariacutea la semilla y en cambio si quedara estancada enshyfermaria 0 planta y podriacutea ser causa de una epidemia pashyluacutedica en la regioacuten
El terreno destinado al cultivo del arroz ha de ser enshyteramente llano y con la pendiente necesaria para la lenshyta circulacioacuten del agua El campo se divide en parcelas delimitadas por pequentildeos diques de tierra
Unas como B (Fig 16) estaacuten trazadas longitudinalmenshyte en el sentido de las labores y del movimiento del agua al paso que otras la sentildealadas con la letra e van en dishyreccioacuten perpendicular a las primeras
Una vez construIacutedos los diques se da el agua a las parce las D y J de modo que la capa liacutequida tenga unos 12 ctms de espesor Hecho 6stO se practican en el dique inmediatamente infel ior unas abe rturas E de 20- 30 ctms
de ancho por donde flushyye el agua a las parceshylas inferiores Asiacute se conshytinuacutea hasta regar todo el arrozal El agua se reshycoge en la atariea d e desaguumle A
El consumo de a g ua se calcula en 24 Its por segundo y por hec taacuterea
Sumersioacuten artificial con derrame continuo--Cuanshydo se dispone de gran can tidad de agua la cirshyculacioacuten puede ser conshytinua sin alterar las disshyposiciones precedentegt
El agua de riego desshypueacutes de alcanzar el nishy
ni~po s i c i(lfl dI un arrozal divirl gtln ( 1
lahla~ n -lIadriluacutel erus L ri ego
- - 1579-shy
vel normal en el compartimiento regado pasa lentamente al inferior y se reemplaza con nueva agua Este procedishymiento priva menos del aire a las plantas que e l estallCU miento permanente
El movimiento d8 las aguas se regula dE-~ tal manera que la can tidad siexclJida por la parte inferior sea igual a Jo que Gntra por la superior De 83t8 modo se llega raacutepidashymente a resultados excelentes
Conviene enviar agua nueva o los compartimientos inshyferiores disponiendo alrededor del cqmpo un canal de cirshycunvalacioacuten El agua debe vaciar por encima de las comshypuertas a fin ds qU8 no arrastre los sedimentos En general los compartimientos tienen dimensiones mayores que los de sumersioacuten sencilla Si la pendiente es muy fuerte conviene disponer oblicuamente diques interiores que impidan la erosioacuten del suelo Los diques que bordean las parcelas tieshynen aproximadaments 150 mts de ancho en la corona y un nivel de 30- 40 ctms sobre el de las aguas
Rieqo por filtracioacuten
Este sistema comprende dos subdivisiones
19 Por filtracioacuten del aqua en el suelo por atarieas proshyfundas- Es un procsdimiento muy imperfecto desde el punshyto de vista d3 los resultados pero muy sencillo y econoacuteshymico Em p lea las zanjas excavadas en los terrenos para sanearlos
Esencialmente consiste en cerrar las compuertas que regulan los diferentes canales de desecamiento El agua de lluvia etc fluye asiacute poco a poco pgtr estos canales y si el suelo es permeable lo humedece al atravesar las pareshydes laterales de e llos pudiendo llegar por capilaridad hasshyta las raiacuteces
Este procedimiento soacutelo es practicable cuando el terreshyno es bastante permeable y de poca pendiente En suelos poco permeabls los resulta dos no son satisfactorios el agua fluye bien por los cana ~ es pero no logra humedecer la tierra
La lig 17 muestra la disposicioacuten de los canales a a b b y Ja de la compuerta d que cuando estaacute cerrada deshy
- 1580
termina el retroceso del agua que se va elevando en los canales y penetra en el suelo Abriendo jo compuerta se inicia la salida del agua y consecuentemente el desecashymien~o del terreno
A~~J~~Mitrbt~Ir~~M~~1 B
F~( 11 J)i sposieiHl para htlnHd e(~e r IIn 1IITfJ1U drenadu al ail
J i~ Hi middotiexclo po fiJI radmiddotn
29 Filtracioacuten del agua por atarieas abiertas superficiales - middot-Este meacutetodo se aplica sobre todo a Jos tierras labradas y
entre otros a 103 cultivos hortiacutec81as Difiere esencialmente del anterior en que las atarieas estaacuten mucho maacutes proacutexishymas en que son superficiales y el agua penetra en el sueshylo y en el subsuelo p8r las paredes y por el fondo
El agua circula por atarieas paralelas que limitan las parcelas de los cultives No debe tocar ni las hoias ni los tedios Por esta razoacuten se emplea e l agua de cloacas para los cultivos hortelanos Como no se ponen en contacto con as hoias ni con los tallos no pueden contaminar esta parshyte comestible de los vegatales Sin embargo uacuteltimamente se ha dicho que las aguas de cloacas contaminan las parshytes aeacutereas de las hortalizas con geacutermenes nocivos y se ha prohibido su empleo para el cultivo de las hortalizas que se toman sin coccioacuten
Este meacutetodo es tanto maacutes eficaz cuanto maacutes proacuteximas
1581 shy
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111111111 111111 111111 Vtk11 1 1 1 1 6 ~ iexcl
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ni ego por 5-lIrc()~ Di ~pn ~ iciiexclm de la~ atalj pa~
esteacuten las zanias que se trazan con el arado y estaacuten seshy
paradas unos 060- 080 mts La lig 18 indico la disposicioacuten del suelo La liacutenea a b
representa el canal de conduccioacuten a c el canal de riego del campo d designan los surcos que no terminan en el canal a c La limpieza que necesita el funcionamiento del sistema deteriora pronto este canal Debe construiacuterse una atari ea auxiliar e f comunicada con el canal a c por meshy
_-1582 - shy
dio de pequentildeos cortes g Este canal auxiliar se abre con el arado y se termina cuidadosamente con la pala Es anshycho y tiene una profundidad de unos la ctms
Riego por desbordamiento
Puede efectuarse de las maneras siguientes con reshygueras de nivel y planos inclinados que describiremos sucesivamente
A shy Por regueras de nivel Fundamentoshy EI terreno a regar estaacute surcado por regueras horizontales de desbordashymiento en que el agua rebosa el borde inferior y se exshytiende en forma de laacutemina continua
Pendiente del terrenoshy No debe ser excesivamente peshyquentildea pues entonces la circulacioacuten de la laacutemina de agua se efectuariacutea defectuosamente se admite como necesaria una pendiente de 3 Si 0 pendiente fuere excesiva en vez de una laacutemina continua se formariacutea una serie de arroshyyos que socavariacutean el terreno este peligro debe evitarse haciendo las regueras suficientemente proacuteximas
Descripcioacuten y funcionatnientoshy Las regueras de reparshyticioacuten se trazan en la direccioacuten aproximada de las liacuteneas de maacutexima pendiente fig 19 Si se interrumpe una regueshyra de distribucioacuten remansando el agua eacutesta entraraacute en la reguera de nivel inmediata anterior la cual se llenaraacute y desbordaraacute invadiendo el terreno el exceso se recogeraacute en el colector inmediato inferior el cual lo transportaraacute al canal de desaguumle
b middotmiddot l~vcro diexclhi Clon
rig 9
Alimentacioacuten de regueras sucesivas por una misma tomashy En vez de recoger las aguas sobrantes de una reshyguera directamente en un colector se recogen en otra reshyguera la cual una vez desbordada las deja pasar a otra y asiacute a varias no pasando de 4 oacute 5 seguacuten el caudal de
-1583 -
agua de que se disponga Parece que asiacute pudiera hacerse extensivo a todo el campo con una sola toma superior en la reguera de reparticioacuten pero no debe olvidarse que el agua que llegase a las regueras inferiores estariacutea escasa en oxiacutegeno y principios fertilizantes Esta es la razoacuten de las tomas sucesivas
Perfil longitudinal de las reguerasshy En la praacutectica no
iexcliexcl~f o UI a
I iquest
____ ~i~ I 0
I L middot ___ --shy
I D--1 t~uHO c o tor
- I 001 I 00 I
I 0 bull ___ J
-shy ---_ -i
_~_-o---J
Uig 19) Riego por curvas de nivel
debe d6rseles una pendiente superior al 0003 intercalando cascadas si fuere preciso esto se refiere a las regueras de reparticioacuten Las regueras de distribucioacuten deben ser perfecshytamente horizontales
Seccioacuten transversal de las reguerasshy Las regueras de nivel deben ser poco proundas a fin de disminuiacuter la preshysioacuten del agua y por tanto su infiltracioacuten Es aconsejable
- 1584 -
UllO anchura de 20 ctms con una profundidad no mayor
de S clms Las acequias y regueras d e reparticioacuten se calcushy
bn seguacuten las foacutermulas hidraacuteulicas
B shy Por planos inclinadosshy Son tales les ven tajas del
riego por regueras de n ivel que se procura em plear un
sistema anaacutelogo aunque el terreno no tengo lo pendiente
necesaria
Principio--Si lo pendiente es inferior al 003 se terramiddot
1 I
Cor~e por A B F iJ20
I I
I
J
Ri eacuteo t por p la n o~ in(linado pUl dobl e ari5la
plena formando un escolonado d e planos inclinados que
permito el riego por reguera~ de nivel
Descripcioacutenshy la reguera de reparticioacuten se coloca a una
altura conveniente para que el agua pueda en trar a las
regueras de nivel practicadas en la parte superior de los
planos en forma que llena de agua se vierta por ellos
recogiendo el exceso en colectores lig 20 El agua sobranshy
te puede ser muy abundante en tal caso el colector al ishy
- 185 shy
menta a su vez o tra serie de planos actuando a mane ra de reguera de reparticioacuten
Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
Planos inclinados naturales- Supongamos fig 21 un terreno de pequentildea pendiente S8 construye en terrapleacuten una reguera de d istribucioacuten con los produc tos de la excavacioacuten del colector inmediato E primer antildeo el riego seraacute defectuoshyso pero en los antildeos sucesivos mejoraraacuten los terraplenes y planos incl inados merced a la aportacioacuten del limo por las mismas aguas
0(oacute v lt
o
ltiexcl - =-=~ ~ ~ ~-= -=--=--=-shy~ ~ Fig21
Planos inclinados artificiales-Consisten en cons truiacuterlos directamen te con tierra sacada del terreno m ismo lo cual exige terraplenes y movimientos importantes de tierra (fig 22)
TfrImiddotO)COfi
~S~iacutelllflmiddot ~~f~~
Tts 22
Datos para la formacioacuten de un proyecto de riego por planos inclinados- Se atenderaacute en primer lugar a que las acequias y regueras de reparticioacuten sean capaces de sumishynistrar el agua necesaria y los colectores de desaguar los sobran tes Las regueras de distribucioacuten seguiraacuten sensibleshymente las curvas de nivel a fin de q ue los planos incl inashydos conserven una longitud constante y que las regueras de dis tribucioacuten sigan la direccioacuten de la pendiente del terreshyno La anchura de Jos escalones no seraacute excesiva a fin de evitar los grandes movimientos de tierra En general tienen 4 oacute 5 mts y si el terreno tiene fuerte pendiente lleshygan a tener 10 Oacute 12 mts La pendiente de los planos inclishynados seraacute de 003 como miacutenimum
Las arenas silicosas areniscas seguacuten su grado de ceshymentacioacuten las callzas friables y porosas) son tambieacuten roshycas permeables
La tabla siguiente da la porosidad de varias formacioshynes en porcentaje por volumen
Formacioacuten Localidad Porosidad Invutlu~dor
VolUlll
Dolomita Joliet 111 27 Merril Caliza (ooliacuteti- Bedford Ind 98
cas) Dolomita Winona Min 17 Arenisca Jordaacuten Min 237
Tiza Inglater-a 1444 Humber Arena 3545 Arena y grava 2S30 Suelo arenoso Carolinn del Arenisca de S 43 Whitney
Postdam Ablemans Wis 7 12 Buckley
Para compreacuteJbor la exist2ncia de aguas subterraacuteneas debe estudiarse si e llas estaacuten en e s tado de reposo o moshyvimiento En el primer caso s~ tendraacute una aglomeracioacuten de aguas que pueden agotarse Dor la extraccioacuten permanenshyte En el segundo la aglomeracioacuten daraacute un rendimiento continuo que se sostendraacute mlentrcs no se saque una canshytidad mayor que la que alimenta las existencias
A fin de informarse de sus movimientos debe iexcllevanshytarse un plano de las alturas de las capas del nivel de las oguas subterraacuteneas La construccioacuten del subsuelo se ha de relevar primeramente por medio de tres pozos situados siempre que sea posible en los veacutertices de un triaacutengulo equilaacutetero Deben determinarse las capas que forman el teshyrreno la manera como se suceden e l espesor y la situashy
- - 1133 - shy
cioacuten de ellas y anotarse los resultados en un libro de pershyforacioacuten que tendraacute el siguiente rayado
Pozo N 200 mts a l S de perforado entre el
y
Nuacutemero de Altura Espesor de Profundidad Naturaleza la capa Mts la capa Mts Bajo la supo del terreno
Mts
Cuando se llegue a la capa portadora de las aguas se colocaraacute un tubo de observacioacuten en el pozo para determishynar el nivel del agua subterraacutenea y sacar muestras de ella El tubo de observacioacuten tiene un diaacutemetro de 4 5 hasta lY2 y estaacute provisto en su extremidad inferior de un filtro de un metro de largo
El extremo que llevo e l filtro se fabrica de un tubo pershyforado revestido exteriormente con un tejido de trencilla Al colocar el tubo de observacioacuten dentro de la perforacioacuten deix~ reJenarse con arena lavada el espacio entre ambos y lueacutego quitar los tubos de perforacioacuten Debe hacerse lueacutego una nivelacioacuten para determinar las alturas de los extremos superioras de los tubos de observacioacuten y la situacioacuten de jo niveles de 103 aguas subterraacuteneas
Conocidos los signos exteriores que revelan la presenshycia de las aguas subterraacuteneas conviene tener en cuento algunos caracteres geoloacutegicos del terreno para proceder con maacutes acierto el e alumbramiento de las aguas Estos cashyracteres principales son
Terrenos poco permeables que descansan sobre un terreno impermeable--La topografiacutea de un terreno de este geacutenero es faacutecil conocerla consul tondo los mapas con curshyvas de nivel La liacutenea de mayor pendiente indica la dishyreccioacuten en que las aguas subterraacuteneas son maacutes abundanshytes porque generalmente la capa impermeable del subsueshylo estaacute inclinada en direccioacuten de la liacutenea de maacutexima penshydiente en a~gunos casos la pendiente de la capa impermeashyble sigue otra direccioacuten y en tonces la liacutenea en que se enshycontraraacute la mayor cantidad de agua seraacute la diagonal del paralelogramo
- - lSll -shy
Cuando la capa impermeable presenta ondulaciones como es frecuente las aguas subterraacuteneas se acumulan en las depresiones del terreno impermeable que corresponden aproximadamente a las depresiones superfi ciales en este punto deberaacuten practicarse los pozos
Terrenos de aluvioacuten y descompuestos-Las aguas subshyterraacuteneas de estos terrenos estaacuten muy cerca del suelo Pashyra obtener en ellos un gran caudal de agua se abren los pozos en los sitios en que la corriente de agua subterraacutenea tiene mayor velocidad Para averiguarlo suelen emplearse dos metodos el de Thien que consiste en abrir dos talashydros o pequentildeos pozos y tirar sal marina en el pozo maacutes alto determinando el tiempo que demora el agua salada en aparecer en el pozo maacutes bajo El otro metodo que es maacutes praacutectico es de Schuchter y consiste en practicar dos pozos en uno de los cuales se vierte cloruro de amonio electrolizando e l suelo por una corriente electrica la aguja de un galvanoacutemetro permite averiguar la llegada de la solucioacuten al otro pozo por disminuIacuter notablemente en este momento la resistencia del circuito eleacutectrico asiacute formado
Terrenos muy permeables y homogeacuteneos- Si eacutestos desshycansan sobre uno capa arcillosa bastaraacute hacer suficienteshymente profundo el pczo para encontrar la capa de agua De un modo general convendraacute seguir las mismas reglas indicadas para los terr enos poco permeables El empleo de la dinamita parece ser ventajoso pues la violencia de esshyte exposivo origina grietas y fisuras que favorecen la filo tracioacuten
Terrenos muy permeables y heterogeacuteneosmiddot-Es frecuenshyte que en estos terrenos haya dos circulaciones de aguas superpuestas por S2r generalmente muy profunda la capa inferior presenta moacutes intereacutes el alumbramiento de la capa superior
e-Manera de calcular la cantidad de agua subterraacuteshynea- El mejor meacutetodo para calcular la capacidad de una fuente subterraacutenea es hacer ensayos de bombeo durante un tiempo suficient8mente lergo para alcanzar un equilimiddot brio cproximado entre la entrega y la demanda Rara vez seraacute praacutectico continuar taes ensayos hasta alcanzar el equilibrio perfecto pues en la mayoriacutea de los casos seriacutea
-15 ~5 -
esto labor de varios antildeos Por otra parte los ensayos d 2 corta duracioacuten generalmente dan resultados falsos o al menos engantildeosos
a-Velocidad del flujo- -La velocidad del flujo de una corriente subterraacutenea es funcioacuten de la pendiente o gradiente hidraacuteulica y de la resistencia que ofrecen las partiacuteculas del suelo
La pendiente puede dete rminarse faacutecilmente haciendo sondeos hasta el nivel de las aguas subterraacuteneas teniendo cuidado de medirla en la direccioacuten de maacuteximo declive Si sobre el estrato permeable se encuentra otro maacutes o menos impermeable el agua correraacute en el inferior bajo una preshysioacuten superior a la atmosfeacuterica La pendiente se encontraraacute determinando la altura a que sube el agua en los tubos colocados en el estrato poroso Daben sacarse muestras del material e investigar su tamantildeo y porosidad Lo poroshysidad estaacute influenciada no soacutelo por el tamantildeo de los grashynos sino tambieacuten por el grado de compactacioacuten de la forshymacioacuten es por esto por lo que e lla soacutelo puede calcularse aproximadamente El tamantildeo de los granos se determina por medio de tamices
Habiendo encontrado estos e~ementos nos resta expreshysar la relacioacuten entre ellos y la velocidad del flujo
Los experimentos de Darcy Hagen y Hazen han deshymostrado que la rata a la cual un aguo fluye o traveacutes de arena o grava fina sigue aproximadamente las leyes que rigen paro el flujo en tubos capilares es decir la velocishydad es aproximadamente proporcional o h l siendo h la carga hidrostaacutetica y l la distancia que el agua recorre
Para diferentes clases de materiales la velocidad deshypende del tamantildeo de los poros siendo eacutesta una funcioacuten del tamantildeo de los granos y del grado de compactacioacuten Para una arena de tamantildeo uniforme y un grado dado de compactacioacuten se encuentra que la velocidad del flujo es aproximadamente proporcional al cuadrado del diaacutemetro de los granos expresardo el grado de compactacioacuten en teacutermino de porcentaje de poros se encuentra que para mashyteriales de igual tamantildeo la velocidad del flujo es aproxishymadamente proporcional al cuadrado de la relacioacuten de porosidad El voluIJ1en del flujo que viene o ser igual a
-1536 shy
la volocidad multipicada por el aacuterea de la seCCIOD neta
seraacute entonces proporcional al cubo de la porosidad La enorme variedad en tamantildeo y porosidad de las
arenas y gravas hace bClstante difiacutecil la aplicacioacuten de foacutermulas matemaacuteticas y resultados experimentales a las
condiciones de trabajo Sin embargo los resultados obtenidos por Hazen en
filtros de areno son de bastante importancia en esta mashy
teria La formacioacuten por eacutel obtenida y que se aplica a areshy
na de un tamantildeo efectivo de 01-30 mts es
h(t+IOO
v = cd~ ~ - 60--)
siendo
v la velocidad en metros por diacutea de una columna soacuteshy
lida de la misma 32ccioacuten que la de la arena
c una constante que variacutea entre 400 y 1000 d el tamantildeo efectivo de los granos de arena en mmts
h la carga hidrostaacutellca que causa el movimiento
1 e l espesor de la capa de Clrena t lo temperatura en grados Fahrenheit
El valor de la consonante e variacutea con la compactacioacuten y uniformidad de la arena La v elocidad del flujo a traveacutes
de los p oros se encontraraacute dividiendo la ecuocioacuten anterior por la relacioacuten de porosidad p Despreciando las correccioshy
nes de temperatura la velocidad en pies por diacutea seraacute
d middote shyv 33 X x s K s donde
p
v velocidad promedio a traveacutes de los poros de la areshy
na en pies por diacutea
d tamantildeo efectivo de la arena en mmts
p relacioacuten de porosidad
s gradiente hidraacuteulica
cd~
K = 33 X --- = velocidCld para la pendiente unitaria p
La porosidad p variacutea entre 40 para arena maacutes o meshy
nos uniforme y 30 o menos para arena maacutes compacta o
- IS37 shy
de un grado de uniformidad menor El teacutermino e p que reshypresenta la influencia de la porosidad sobre la velocidad se puede calcular en 1000 040 = 2500 para p = 40 Y
400 030 = 1330 para p = 30 Estos resultados concuerdan con los experimentos de Slichter que establece que la veshylocidad del fluj o es aproximadamente proporcional 01 cuashydrado de la relacioacuten de porosidad Partiendo de esta base y asumiendo c = 1000 para p = 40 calcularemos los vashylores de K
Valores de K o velocidad del flujo en pies por diacutea para S= 1 -
Porosi dad
Muy Fina Fina Media Gruesa
Muy
Gruesa GRAVA fiNA
2i
10 ~I
middot10
010 Oi
on IH 21
020 ~H
3S n l
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~n
050 11 24 tl
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1011 1-0
100 iexcln
11111 IliO
2iU
200 ~oo
~~II
1111
1~1l
3 00 470 SIiO
1middot1(1(1
2~O(J
Lembke calculoacute los siguientes va~ores para K basado en los experimentos de Darcy Krober y otros
Material 1lt en pies or dia
Arena y grava 9400 Arena gruesa 2800 Arena media 760 Arena fina 150
Slich ter dio los siguientes valores de K para una poshyrosidad de 32 y una temperatura de 50deg
Material Taln~ iexcllO efectivo 1lt en pies Por diacutea
Arena fina 010-020 16 a 65 Arena media 025-045 100 330 Arena gruesa 050-095 400 1550 Grava fina 100-500 1600 40000
No debe esperarse mucha exactitud de los coacutemputos hechos por los procesos antes descritos ellos sirven como una guiacutea general para estudios maacutes precisos e indican liacuteshymites razonables de estos valores
- 1538shy
b-Canlidad de agua--Habiendo determinado la veoshycidad del flujo la porosidad del material y la seccioacuten transversal del estrato poroso en aacutengulo recto a la direcshycioacuten del flujo la rata total seraacute el producto de estos tres factores
Q = velocidad X (aacuterea de ~a seccioacuten X porosidad) = v Ap = KsAp las unidades empleadas son el pie y el diacutea
Las irregularidades de la seccioacuten pendiente y moteria les afectaraacuten maacutes o menos los resultados 103 caacutelculos he chos en esto ferma no tAndraacuten un valor considerable en el estudio de las fuentes de agua subterraacutenecs pero siacute sershyviraacuten para modificar las id8as erroacuteneas que sobre su cashypacidad se tienen con frecuencia
En la tabla que a continuacioacuten insertamos se dan las ratas de flujo en galones por diacutea y por pie cuadrado de seccioacuten para arenas de diferentes grados de menudez y
porosidad y para un) pendiente de 1 Para otras pendienshytes multipliacutequese el nuacutemero de la tabla por la pendiente expresada en decimales
Muy Muy
Porosidad Fina Fina Media Gruesa Gruesa G R A V A F I N A
40 smiddot cw i IU JlUO 200n iacuteWU SIlIlII l llllll 7 lIflll 0 1 171l IXU H~1l 1100 7UU iexcl wo lilHl1l lHIIOIl
2-Estanques de almacenamiento
Estos recipientes se usan para regular el flujo del agua de tal manera que se acomode a las necesidades evitando el gasto excesivo cuando el abas tecimiento excede a la demanda y conservaacutendola para ser usada cuando ocurra lo contrario
El almacenamiento de agua para las necesidades del riego requiere condiciones topograacuteficas especiales para ser financieramente posible Tales condiciones deben hacer poshysible el a lmacenamiento de grandes cantidades de agua de tal manera que las estructuras necesarias sean de dishy
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rrensiones y costo moderado comparacias con la cantidad de agua almacenada Con respecto a las particularidades topograacuteficas los sitios que se acomodan a ests fin se pueshyden dividir en cuatro clases
l- Lagunas naturales 2- Aquellos cue estaacuten localizados en liacuteneas de dre naje
natural 3- Depresiones naturales 4-Estanques artificiales Las lagunas naturales son impor tantes reguladores del
gua de drenaje que reciben Controlando la salido por medio de represas y compuertas reguadoras puede aproshyvecharse gran pa rte de las existencias a muy bajo precio
Los sitios maacutes comunes para el almacenamiento de -lgua son los comprendIdos en el NI 2 pero requieren mushycho cuidado para la descarga de las crecidos y en geneshyral son muy costosos en proporcioacuten a su capacidad
Las depresiones naturales o logos secos provienen del hundimiento de cavernas subterraacuteneas formadas por la acshycioacuten erosiva de los aguas subterraacuteneos Estas depresiones son inapropiadas para el almacenamiento a causa del faacuteshyci escape que pueden e ncontrar las aguas por los grietas que se encuentran en sus vecindades
Los estanques artificiales exigen trabajos especiales de e xcavacioacuten en general son excesivamente costosos y soacutelo se recomienda su construccioacuten en caso de que el aguo tenga un costo elevado
Eleccioacuten del sitio- Las principales circunstancias que afectan la posibilidad y valor de un sitio para almacenashymiento son
l - Su relacioacuten con los regadiacuteos 2- Su relacioacuten con el abas tecimiento 3-Su topografiacutea 4- Su geologiacutea Debe hacerse un examen cuidadoso de la regioacuten donde
se desea localizar el almacenamien to a fin de descubrir toshydos los si tios posibles y poder escoger e l que ofrezca conshydiciones maacutes ventajosas
El estanque debe estar situado lo bastante alto para poder dlstrlbuiacuter el agua por gravedad y tan cerca de los
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regadiacuteos que las peacuterdidas por transporte sean miacutenimas Ademaacutes debe ser iexclal el sitio que intercepte una cantidad suficiente de agua o que se la pueda conducir a eacutel
Geologiacutea del sitio- Habiendo estudiado la topografiacutea e hidrografiacutea de l lugar debe estudiarse cuidadosamente su geologiacutea a fin de conocer el caraacutecter y profundidad de los astratos inferiores La conformacioacuten geoloacutegica debe ser tal que contribuya a la eficiencia del almacenamiento Los lugares si tuado3 en vall9s inclinados son gen6ralmente fa shyvorables Como en eacutestos les estratos se inclinan de las colinas al fondo de valle el a gua que cae en aqueacutellas iraacute por percolacioacuten al estanque
En las formaciones de cal y yeso es corriente enconshytrar cavernas que faacutecilmente pueden derrumbarse es por esto por lo que debe e3tudiarse cuidadosamente la geologiacutea de estas formacione3 antes de construIacuter un estanque sobre ellas
Peacuterdidas en los estanques- En re lacioacuten con este toacutepi shyco mencionaremos algunos estanque que han tenido que ser abandonados por lo alto de las peacuterdidas
Estanque de Tumalo- Fue construiacutedo por el Estado de Oregoacuten Durante la diiexclcusioacuten del proyecto un grupo de ingenieros recomendoacute se construyera parcialmente y se hishycieran ensayos sobre su impermeabilidad este consejo no fue seguido y la represa se construyoacute de la altura proyecshytada Terminada la obra se llenoacute el estanque hasta que e l agua a lcanzoacute una altura de 20 pies sobre el orificio de salida En estas circunstancias se abrioacute un hueco en el fondo que descargaba 200 pies cuacutebicos por segundo y que raacutepidamente vacioacute el estanque Este hueco fue taponado y vuelto a llenar el receptaacuteculo pero las nuevas grietas que se abrieron no permitie-ron que el agua volviera a alcanzar la altura inicial Las peacuterdidas subieron tanto que le quitashyron todo valor al estanque como lugar de almacenamiento
Estanque Hondo- Cerca de Roswell Nuevo Meacutejico se construyoacute este estanque aprovechando una depresioacuten nashytural La depres ioacuten se aumentoacute por la unioacuten de las colinas circundantes por medio de diques El agua se suministroacute por medio de un canal de alimentacioacuten Las fugas se preshysentaron inmediatamente que estuvo lleno el estanque y
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aumentaron raacutepidamente debido al ensanchamiento de los huecos y grietas que se abrieron en el fondo Muchos esshyfuerzos se hicieron para restringir las peacuterdidas pero tedas fracasaron y el estanque tuvo que ser abandonado
La roca de la regioacuten era principalmente yeso que coshymo anteriormente se dijo es inapropiado para este in ya que en estas formaciones se encuentran muchas cavernas Es seguro que la depresioacuten que se escogioacute para el almacenashymiento se formoacute debido al hundimiento de alguna caverna
Las siguientes recomendaciones generales pueden ser de alguna utilidad para la escogencia del lugar apropiado
l- Eviacutetense los lugares cercanos a las formaciones de y eso y cal
2- -Las fcrmaciones volcaacutenicas deben estudiarse cuidashydosamente pues en ellas es corriente encontrar grietas o cavidades
3- Las areniscas de grano grueso ofrecen alguacuten peligro
4- Las depresiones naturales no son recomendables y deben evitarse si se encuentral1 en las cercaniacuteas de rocas cavernosas o si reposan sobre material grueso que ofrece salida faacutecil al agua
Sedimentacioacuten en los estanques- Sabemos que todas las corrientes naturales eradan sus canales y llevan maacutes e menos limo en suspensioacuten Cuando se concluye una re presa a traveacutes de una corriente la sedimentacioacuten de los limos debida a l estancamiento del agua puede llegar a disminuiacuter grandemente la capacidad del estanque si n o e remueve
El problema relativo a la sedimentacioacuten en los estan ques construiacutedos sobre corrientes portadoras de limo ha sishydo cuidIdosamente estudiado y se han expuesto muchas teoriacuteas sobre su solucioacuten pero ninguna de ellas ha sido confirmdcr por la pTaacutectica
Se han hecho muchos esfuerzos para determinar el factor exacto que exprese la relacioacuten entre el peso de un limo seco obtenido por observacioacuten y el volumen del misshymo limo como se deposita en el fondo de los estanques
La tabla siguiente muestra el resultado de cuatro enshysayos
-- 1542 -shy
Observedor Peso de I P C Limo huacutemedo Lbs
Limo seco P2S0 Lbs
Densidad
Follet Coghlcm Hughes Lawson
Promedio
1047 89 5
530 923 76 1 860 770
264 255 260
Las variaciones se deben en parte al diferente caraacutecshyter y peso de los limos ensayados Por esto el promedio (77 lbs pie cuacutebico) soacutelo debe tomarse como un va lor aproximado
El80bierno de los EE UU ha hecho observaciones sistemaacuteticas del limo que lleva el Riacuteo Grande desde 1897 hasta 1912 W N Folle es tudioacute cuiciadosamente las dishyversas observaciones y los resultados por eacutel obtenidos opashyrecen compendiados en la siguiente obla
Antildeo Aguaiacute acres pies Limo- Limo - acre s pies
Las observaciones se hicieron de la siguiente manera Se tomaron muestras del agua turbia del riacuteo se removioacute el limo por sedimentacioacuten y filtracioacuten se le secoacute a 60deg e y lueacutego se le p2SOacute Los porcientajes son por volumen y
se les calculoacute tomando como base que un pie cuacutebico de lim o en el estanque pesa despueacutes de secado 53 lbs
Despueacutes de considerar los resultados de los experimenshytos efectuados en India y Ameacuterica Etcheverry concluye asiacute
I- Un pie cuacutebico de limo saturado sedimentado en un tubo por un antildeo contiene alrededor de 30 lbs de limo seco El porcientaje por volumen de lodo saturado es jgual al porcientaje por peso multiplicado por 2l
2- Un pie cuacutebico de limo huacutemedo como se deposita bajo condiciones naturales el por volumen de lodo huacutemiddotmiddot medo es igual al por peso multiplicado por 12
3- Un pie cuacutebico de lodo seco pesa alrededor de 90 lbs
Remocioacuten del limo depositado- La represa Assuan en Egipto forma sobre el Nilo un estcnque de gran capacidad y considerable volumen de limo La gran capacidad del estanque se debe principalmente a la suave pendiente del riacuteo pues debido a eacutesta la represa logra represar las aguas unas 40 millas aguas arriba formando asiacute un estanque largo pero angosto La represa estaacute provista de 180 comshypuertas que permanecen abiertas mientras dura la crecida anual permitiendo asiacute que la corriente torrencial arrastre su linIO a traveacutes del estanque y al mismo tiempo saque parte del que se depositoacute el antildeo anterior
Este meacutetodo de remocioacuten parece ser efectivo pues sosshytiene la capacidad de almacenamiento para las necesidashydes actuales del riego pero eacutel exige el gasto de la mayor parte del agua en antildeos normales y su eficiencia depende mucho de las circunstancias locales (estanque angosto) pues bajo estas condiciones una corriente raacutepida es muy efectishyva para sacar el sedimento depositado Por otra parte las variaciones del Nilo son tan regulares que permiten la ashydopcioacuten de un programa predeterminado lo que es geneshyralmente imposible en otras corrientes
La combinacioacuten de estas condiciones es tan rara que la solucioacuten adoptada no tiene ap~icacioacuten en la mayoriacutea de
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los casos y presenta por lo tanlo muy poco in tereacutes como solucioacuten general al problema de que nO$ ocupamos
El ingeniero norteamericano W W Follelt propuso el siguienl meacutetod0 para ramover el limo del estanque Eleshyphanl Bulte
En lo mitad del estanque se construiraacute una pequentildea represa de 40- 50 pies de altura formando asiacute un pequeshyntildeo estanque dentro del principal Esia pequentildea represa esshytaraacute provista de una torre de esclultas eacutestas daraacuten acceso a un conducto que desembocaraacute en el valle pasando por la represo principal
Cuando el estaiexclque principal se esteacute llenando e l peshyquentildeo recibiraacute el agua del riacuteo y gran parte del limo se depositaraacute en eacutel an tes de que el agua pase por sus vershytederos al principal Cuando el estanque pequentildeo esteacute poshyco lleno las aguas turbias se haraacuten pasar por el conducto arrastraraacuten el limo depositado en el pequentildeo estanque y llevaraacuten su carga fertilizante a los regadiacuteos Si se necesishytare agua adicional se sacaraacute del estanque principal
La principal ventaja de este meacutetodo estriba en que con serva las propiedades fertilizantes del agua aumentando asiacute la fertilidad de las tierras que con ella se rieguen
3-Corrientes de aciexclua- La derivacioacuten de una corrienshyte de agua abarca esencialmente tres obras Una barrera un sistema de compuertas y un canal de derivacioacuten
La barrera se dispone a traveacutes de la corriente debajo de la presa de agua y en el lugar donde las orillas esteacuten maacutes cercanas Ella levanta los aguas y las conduce al cashynal de derivacioacuten
El tipo de la barrera depende del caudal de la corrienshyte que se quiere derivar
En un simple arroyo la oparacioacuten es sencilliacutesima Alshygunas piedras grandes y troncos de aacuterboles bastan para establecer barreras muy resistentes Las figuas I y 2 exshyplican la disposicioacuten de una de estas barreras Siempre conshyviene proteger con un zampeado de madera o piedra la parte maacutes abajo de ~a barrera para evitar el desgaste en las avenidas
Crevat describe asiacute las cbras de una presa de agua en el riacuteo Ain Uno de los problemas maacutes difiacuteciles en un proshy
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Planta dfgt la burrera rUacuteili( ~a c ll yo lorlf rtmiddotnr(iexcl ~ 1ta lJ rilo 2
yecto de derivacioacuten es el establecimiento de la presa de agua sobre todo cuando el riacuteo es ancho y torrencial Y hay que prevenir la invasioacuten del cascajo y la arena gruesa
Cuando sea posible conviene aprovechar un recodo del riacuteo donde disminuye la velocidad y por consiguiente au-
Fig 2 HI1TIra 1I1~li( a tn IIn arroyo COrl ~ ( g Uacutell A B (Itshy la fi~ 1
- 1546 shy
menta la altura del agua En la orilla (Fig 3) se construye con grandes piedras talladas un muro de 30 mts de lonshygitud cuya base al nivel de las aguas bajas estaacute proteshygida por un enlosado de cemento de 3 mts de ancho para facilitar el deslizamiento del cascajo que puede ser consishyderable durante las crecidas
Este muro A por tener que servir de vertedero es vershytical por la parte del riacuteo con 030 mts de altura sobre el nivel de la orilla y estaacute sostenido exteriormente por un tashylud de cemento de muy alargada pendiente que forma el
Plano timiddot una harrera y toma dI aglla
fondo de un pequentildeo depoacutesito B faacutecilmente vaciable desshypueacutes de las crecidas por medio de una gran compuerta
En la parte inferior del depoacutesito B hay que establecer un macizo de mamposteriacutea que forma la cabeza del canal F en el que se habraacuten abierto dos tuacuteneles e de dos meshytros de anchura y un metro de altura cuya entrada puede cerrarse con compuertas de hierro reforzadas con nervios El agua al pasar por estos dos tuacuteneles desemboca en el canal de derivacioacuten F que alliacute debe ser poco profundo pero ancho (5 mts) estrechaacutendose en seguida progresivashy
menle hasta que alcance el tiro de agua y anchura norshymales
Fn el muro de defensa A del recipiente B se coloca lna compuerta inmediatamente delante de la~ aberturas de toma d9 agua y debajo de la barrera
Transversalmeiexclte al riacuteo y en el extremo inferior de l vertedero se construye un soacutelido zampeado de fondo E recshytiliacuteneo algo maacutes alto quoacute el fondo leI riacuteo y que se vaya eevando un poco hacia la derecha d se eleva de 050 el nivel de la corriente y se echa nuevamente contra el vershytedero A xl propio tiempo que se ancha un poco el cauce
Chaipeniier de Cossigny habla de una barrera de cashyballetes que con frecuencia se ve en el sur de Francia
Para estableceo a traveacutes del caue del riacuteo se fijan una serie de caballetes como lo representan las figuras 4 y S donde A es una estaca gruesa inclinashyda y C C los sosteshynes Sobre estos cabashylletes se clava una seshyrie de tablas sobre las
Fi2~ 5 cuales se echa desde riacuteo arriba grava RiacuteoFrente de una brre13 de caJallrlt s
- 1548 shy
abajo se defiende al pie de la obra con pentildeascos sosshytenidos con estacas
Las barreras importantes se construyen de piedra o de cemento empezando por trazar el armazoacuten de la barrera Aprovechando la eacutepoca del arlO en que el riacuteo lleva poca agua se clavan a traveacutes una serie de soacutelidas estacas cushyyos extremos superiores delineuroan el perfil transversal de la barrera Estas estacas se unen entre siacute y en ambos senshytidos por medio de cruceros Entre elios se hincan tablones Terminada la armazoacuten se llenan los huecos con guijarros y piedras y lueacutego se rellenan los intersticios con grava y tierra La parte superior de la barrera se recubre con un thecho de carpinteriacutea o bien con losas que formen una esshypecie de embaldosado entre los cruceros
A fin de obtener una barrera maacutes fuerte se puede hashycer la siguiente variacioacuten Una vez terminada la armazoacuten se colocan apoyados conira los tab~ones sacos llenos de cemento que no tarda en f~aguar Estos sacos forman un muro muy resistente Se acaba de construiacuter la barrera lleshynando con cemento el interior limitado por el muro La cashyra superior se resguarda de la accioacuten del agua con un reshyvestimiento de mortero hidraacuteulico para el cual se puede emplear ladrillos
Las compuertas colocadas a la entrada del canal comshypletan el conjunto de las obras de derivacioacuten y sirven para llevor el agua de uno a otro canal
Hay considerable nuacutemero de modelos de compuertas desde las mayores que se aplican para cerrar los canales hasta las menores para abrir y cerrar las atarjeas En prinshycipio una compu9rta se compone de un quicio horizontal que ocupa el fondo del agua y dos montantes verticales ~obre los que se desliza el ventanillo enlazados por un dintel en el extremo superior El quicio y los montantes pueden ser de madera o de piedra El ventanillo es la parshyte movible de la compuerta y se acciona ya a mano ya por medio dG palanca o cremalera seguacuten el tamantildeo Las partes superior e inferior de las compuertas deben protegershyse contra las socavaciones por planchas de madera o por construccioacuten de mamposteriacutea
En suelos flojos se draga el fondo hasta encontrar roshy
-l549 - shy
shy________ -shy _ __ ___J
s lzaltln ue IIna compllfmiddotlla
ca o tierra firme y lueacutego se pone a traveacutes una hilera de
estacas sobre la cual descansa la compuerta a cada lado
de esta primera arma zoacuten se amontonan sacos de cemento
La3 figuras 6 y 7 rlt-presentan un modelo de compuerta
ordina ria Los figuras 8 y 9 representan la compuerta p e-
r~ 7 Planta de tilla (Olllplltmiddotrta
-shy 10
qUEntildea de hierro muy pr-aacutecti ca que se emplea para abrir y cerrO las atarjeas de riego La figura 9 indica claramenshyo
te coacutemo se mantiene fija esta compuerta por medio de dos grandes piedras indinadas que pueden sustituiacuterse por dos puntales de madera
En cuanto al canal de derivacioacuten tambieacuten llamado de alimentacioacuten se ceba en la corrient de agua un poco por
P t(JlUntildea compucrta para atarjta~ lit Jil~o
encima de la barrem Abierto o cerrado por una compuerta debe seguir en su trazado la parte superior del te rreno y presentar el mayor relieve posible Maacutes adelante hablar8shymas sobre eacutel
Evaluacioacuten del caudal de una corrienle- El caudal de una corriente de agua es igual al producto del aacuterea de io seccioacuten bantildeada por la veloc idad media por segundo del agua
r-iacute~ 9
l a middotolllpllrla dmiddot la fiiexcl 8 olorarla en la otnlrada d e 1 alarju
Es necesario obtener el perfil de la corriente en varios lugares y promediar los resultados Para obtener un periil se tiende una cuerda de una a otra orilla perpendicuarmiddot mente a la direccioacuten de la corriente y lo maacutes cerca posib~ de su superficie A distancias regulares sentildealadas en la cuerda se practican sondeos que dan la profundidad d e l
- 1551 shy
agua en cada una de las divisiones Obtenido el perfil con estos datos se sumaraacuten los trapecios parciales para obtAshyner el aacuterea de la seccioacuten dantildeada
La velocidad media de ~ agua se deduce de la velocishydad media en la superficie es igual al producto de eacutesta por el coeficiente 08 en los canales y riacuteos de dimensiones medianas y po 06887 en arroyos y atarjeas La velocidad en la superficie puede calcularse faacutecilmente de la siguienshyte manera A unos 3CJL-40 metros Daacutes arriba del paraje cuyo p3rfil se ha encontrado se echan unos cilindros de madera gruesa o corcho y con un cronoacutemetro se cuenta e l tiempo que gastan en recorrer la distancia comprendida enshytre el Jugar donde se echaron y olro previamente fijado 30-40 mIs maacutes abajo del lugar del perfil La operacioacuten debe repetirse varias veces y promediar los resultados
En vez de valerse del flotador para determinar la vsshylocidad de la corriente suelen emplearse los medidores de velocidad o corriente (Current Meter) Existen varios modeshylos de estos aparatos los maacutes usados son el de Haskell y
61 de Price En el modelo Price existen dos tipos el eleacutecshytrico y el acuacutestico Por se r estos aparatos suficientemente conocidos y venir acompantildeados de instrucciones para su uso no nos detenemos a explicarlos
Cuando el cauce es de seccioacuten bastante regular es preferible usar una compuerta para medir el caudal
Compuerta rectangular- De sus experimentos con esta clase de compuertas Francis dedujo la siguiente foacutermula
Q = 333 H (L - 02 H) siendo Q = descarga en pies cuacutebicos por segundo L = longitud de la compuerta 6n pies H = altura del agua sobre la compuerta en pies Cuando la velocidad de aproximacioacuten tiene un valor
suficientemente alto para afectar los resultados deben hushycerse las correcciones necesarias Francis propuso la sishyguiente foacutermula para este caso
Q = 333 (L - 02 H) [ (h HYh - h~h 1 donde h = allura debida a la velocidad de aproximacioacuten
Compuerta de Cippoletti- Las foacutermulas correspondienshytes a los dos casos mendonados para la compuerta regushylar son
Las figuras 10 y 11 representan la compuerta rectangushylar y la de Cippolstt i respectivamente
CAPITULO V
Uso de bombas para el riego
La praacutectico de elevar agua de un nivel inferior a otro superior para usarlo en el riego es sin duda tan antigua
1553 shy
como el riego mIsmo En China India y otros paiacuteses orienmiddot tales todaviacutea se acostumbra regar tiel ras maacutes ollas que los canales que conducen el agua elevaacutendola con potencio
bullhumana c animal unos pocos pies Naturalmenta que e~to
se puede efectuar soacuteo cuando la altura es moderada y el trabajo muy barato
Molinos de vienlo- La fuerza del vienio se empleoacute prishymitivamente para las necesidades del riego y auacuten hoy se usa frecwmtemente para elevar aguo de pozos para 103
necesidades domeacutesticas y para el riego de jardines y peshyquentildeos huertos Aunque la fuerza no represente gasto alshyguno el bombeo por medio de molinos de viento resulta en promedio maacutes costoso que cualquier otro meacutetodo excepshytuando aquellos que usan fuerza animal Esto se debe a la pequentildea potencia desarrol ~ada por estos aparatos la inshyconstancio del vie~to y la gran atencioacuten y reparacioacuten que exigen los molinos de viento Por estas razones el costo del bombeo por este sistema hace prohibitivo su empleo exshycepto para cultivos intensos de pequentildeos tarrenos donde se esperan grandes beneficios
Los molinos de viento se usan extensamente en el vashylle de San Joaquiacuten (California) y en los grandes llanos de las Montantildeas Rocosas para obtener agua para el riego El principal inconveniente de estos molinos es su insegushyridad pues su funcionamiento depende completamente de la fuerza del viento
A causa de esta inseguridad los molinos nunca deben usarse para regar sin proveerse de un estanque ampliO pashyra almacenar el agua Debe instalarse un recipiente de gran capacidad a fin de poder almacenar el agua durante los diacuteas que no se la usa para regar Este recipiente se puede obtener usando uno de los tanques elevados que suminisshytran los constructores de molinos de viento o si el molino se puede instalar en un punto alto de la hacienda se pueshyde excavar un estanque paro el almacenamiento
En promedio se necesita una velocidad del viento 5- 6 millas por hora para mover un molino La tabla siguiente da la fuerza del viento para las velocidades ordinarias
-1554
Velocidad del viento y potencia
Millas por Pie por Presioacuten Millas por Pies por Presioacuten
La tabla siguiente tomada de un trabajo de Mr A R Wolff sobre molinos de viento muestra la capacidad y
economiacutea de un molino experimental con rueda de distinshyto diaacutemetro asumiendo una velocidad promedio del vienshyto de 10 millas por hora durante ocho diarias
CAPACIDAD DE LOS MOLINOS DE VIENTO
Tamantildeo Rtvoluclunes Galones de agua levantados por minuto H P de la rueda de la rueda bull una altura de desarrollados
pie
25 50 75 100 150 200
ID no-u lB fjfj tiu 41 1112 l~ ij-HO t3 n u 11 8 8 1 O ~ I H iexclO-i 4bull 1 ~~ 6 ) -I ~ 1U 1 S -l 02- Hi ~I-iexclO ji -U JI (iexcl 1liacute JI 1 98 SO 0 11 18 10- (- 911 j2 2middot1-1 J1 J ) D I ~n 1 bull -40 1lfI UI 1 IO X l J ~ JI l I I O1X 2J W-li ~ 124 J01 0 111) 40 1 Hi3 ~H1 134
- 1555 shy
Al disentildear un molino de viento para bombear agua deben considerarse dos cosas El momento de torsioacuten y la velocidad de la rueda en relacioacuten con la de la bomba La primera debe ser lo maacutes gronde posible a fin de que el molino arranque con un viento suave la segunda no debe ser muy alta para las bombas en un molino pequentildeo ni demasiado baja para uno grande De lo anterior deducimos que el tamantildeo de un molino es un elemento importante en el arreglo de sus aspas
El aacutengulo entre cualquier porcioacuten de una aspa y el plano de la rueda se denomina aacutengulo del viento para obtener el mayor momento de torsioacuten al arranque este aacutenshygulo debe ser el complemento de los mejores aacutengulos de incidencia o entre 70deg- 55 Se ha Encontrado en la praacutecshytica que el aacutengulo del viento no alcanza estos valores sienshydo muy recomendable usar 43deg La tabla siguiente da los resultados de los experimentos de J A Griffith con cinco clases de molinos norteamericanos
CAPACIDAD Y EFICIENCIA
STOVER
Diaacutemetro exterior de la rueda pies 115 inferior 45
Area bruta de la rueda pies cuadrados 1040 Angulo del viento en la extremidad exterior de las aspas 43 Diaacutemetro y carrera de la bomba pulgadas 3 X 4 Altura promedio del agua durante el ensayo pies 292
A maacutexima eficiencia
Ve locidad del viento millas por hora 58 Velocidad del molino revoluciones por minuto 130 H P 0011 H P por 100 pies cuadrados de aacuterea bruta 0011 Eficiencia neta maacutexima tanto por ciento 87
-- J556 --shy
Promedio de 100 horas localidad bonancible
Promedio del agua elevada galones por hora 1530 Promedio de los H P desarrollados por l 00 pies~ 0022
0023 Eficiencia neta maacutexima 21
Promedio de 100 horas localidad borrascosa
Promedio del agua elevada galones por hora 2870 Promedio de los H P desarrollados por 100 pies~ 0041
0043 Eficiencia neta maacutexima 028
De varios molinos
Parkins ~fthoue Allhouse Carlyle
16 1416 1016 983 60 45 383 416
2010 1570 81 800 36 30 5028u
3 X lOyiexcl 3 X 10 3 X 4 58 3 X 4 liquest 39 663 387 307
---shyMaacutequinas de combustioacuten interna- Las maacutequinas moshy
de rnas de combuslioacuten interna de gas y vapor no soacutelo con-sum e 1 pJCo combustible sino que son adaptabI8s unishydades pequentildeas ademaacutes req u ieren poca vigilancia para un buen manejo y las reparaciones se efectuacutean faacutecilmenshyte Estas ve1 tajas importantes hcn heclo generalizar el uso de esta clase de maacutequinas
Maacutequinas de vapor- A lgunas de la s maacutes grandes planshytas d2 bombas para riego usan el vapor como fuerza moshyIriz En las islas Hawai se emplean grandes bombas moshyvida s por vapor para e levar agua a 550 pies y regar cantildea de azuacutear Grandes plantas a vapor se emplean para eleshyvar grandes can tidades de agua a pequentildeas alturas y reshygar las plan taciones de arroz en Louisiana (EE UU ) Las grandes plantas usan la maacutequina reciacuteproca y la bomba directamente conectada En algunos casos se puede obteshyner mayoiexcl- eficiencia usando turbinas de vapor las que por su alta velocidad S9 prestan para mover generadores eleacutecshytricos los cuales a su vez pueden suplir corriente a bombas instaladas en dist intos pun tos Es te meacutetodo de distribucioacuten es especia lmen te venta joso cuando el agua se obtiene de muchos pozos El costo de esta clase de plantas estaacute geneshyralmente fuera del alcance individual y por esto la mayoshyriacutea de ellas son manejadas por grandes compantildeiacuteas o por Jos municipalidades
Bombas- La bomba centriacutefuga es la maacutes usada para regar
La bomba centriacutefuga eleva el agua por medio de un disco provisto de cuchillas curvas que giran raacutepidamente dentro de una caacutemara que se ajusta lo maacutes posible dejanshydo el juego necesario para el movimiento raacutepido Las cushychillas fuerzan el agua a traveacutes del tubo de salida Algunas veces se sumergen dentro del agua que va a bombearse
-- 1558-shy
o se colocan unos pocos p ies encima del n ivel del agu a
en cuy o caso se necesita cebarlas
La bomba centriacute fuga es la maacutes recomendable cuando
se tr Ita de elevar grandes cantidades de agua a pequentildeas
a lturas Sus principales ven tajas son sencillez seguridad
bajo cos to y poca probabilidad de dantildeo por c ieno etc
Cuando hcm sido biEn d isentildeadas acanzan eficiencias de
maacutes de 80 para altu ras de 30- 60 pies Las peacuterdidas a
la entrada del tubo de succioacuten yola sal ida del de desshy
carga se d isminuyen grandemente ensanchaacutendolos progreshy
sivamente al salir de la bomba
El profesor W B Gregory da la siguiente tabla para
ilustrar la ventaja qu e se obtiene al ensanchar los tubos
de succioacuten y descarga
BOMBA CENTRIFUGA - ALTURA DE ELEVACION 5 PIES
Peacuterdida de Peacuterdid a de Pda por fr ic-Forma del tubo altura a la altura bull la cioacute usando Altura Bnfic~
a 3 028 031 024 583 240 291 a 4 009 0 10 02 4 543 280 340
----shyAriete hidraacuteulico- Es ta maacutequina usa un gran v o lumen
de agua que cae de una pequentildea altura para elevar una
cantidad menor de agua a una altura mayor
En este aparato un tubo A conduce el agua a la caja
de la vaacutelvu la B ~ l tubo estaacute en comun icacioacuten con la caacuteshy
mara de a ire C de la cual arra nra e l tubo de descarga D
La vaacutelvula B s(~ abi e hacia abajo y se hace de un peso
tal que permanezca abierta cuando el agua circule a veshy
locidad moderada pero se c ierre raacutepidamente cuando la
velocidad del agua a lcance un valor determinado Cuando
la vaacute~vula se cierra el agu a se detiene suacutebitamente proshy
duciendo un golpe de ariete que abre la vaacutelvula de la caacuteshy
mara de aire comprimiendo eacuteste y haciendo pasar una
parte d e eacutel al tubo de descarga Cuando se iguala la preshy
-- 1)59-shy
sioacuten la vaacutelvula de la caacutemara de aire se cierra pero el flujo en el tubo D continuacutea durante un periacuteodo corto a caushysa de la expansioacuten del aire comprimido en la caacutemara C Como el aire de esta caacutemara es absorbido gradualmente y expulsado por el agua debe proveerse para su renuevo pues de otra manera la elici-encia del ariete disminuiriacutea Cuando el agua en el tubo A estaacute detenida la vaacutelvula B cae el agua empieza a moverse y el proceso se repite
El flujo de un ariete hidraacuteulico es pues una serie de pulsaciones y a cada impuso debe vampncerse la inercia de la columna de agua que se encuentra en el tubo D Si dos arietes se conectan en el mismo tubo de descarga pero de tal manera que sus pulsaciores no coincidan la descarga seraacute maacutes continua y se economizaraacute energiacutea estas ventashyjas se obtienen en mayor escala al aumentar el nuacutemero de arietes conectados Veacutease fig 12
i)
rs 2 l iacute
llUSlraciuacuten dd prin cipill dd ik hiJraacuteulicu
CAPITULO VI
Canales y alarieas de riego
Cualquiera que sea el meacutetodo de riego que se haya esshycogido su praacutectica requiere cierto nuacutemero de canales y atarieas Vamos a definir estos canales y atarjeas y a inshydicar las principales consideraciones que rigen su consshytruccioacuten
Todo riego supone una presa de agua en un canal riacuteo etc Esta agua por medio de un canal de derivacioacuten se
--1560shy- -
lleva a los regadiacuteos De cua lquier forma que sea en eacutel o en sus ra mificac iones na cen y se alimen ton zan jas de meshynores dimensiones llamadas atarjeas de distribucioacuten las cuales llevan el agua a las atarieas de riego
Como todo riego debe ir acompantildeado de una desecashycioacuten del suelo es necesario construIacuter atarjeas de desaguumle que lleven el agua usada a los canales de evacuacioacuten En ciertos casos las atarjeas de riego una vez vaciacutea s sirshyven para el desaguumle
Seccioacuten de los canales y de las atarieas- Los canale s de a limentacioacuten de distribucioacuten y de evacuacioacuten tienen seccioacuten trapezoidal (Fig 13) Las otarjeas de riego y de desshyaguumle son rectangulares (Fig 14) Soacutelo miden 5-15 ctms de profundidad
Un canal de riego se com pone de las siguientes parshytes (ver lig 13)
El fondo D F sobre e l cual fl uye e l agua
-1561
La altura O E = h del egua Las banquetas A B H 1 que sostienen el agua por cashy
da lado Los taludes formados por las caras laterales B D F H El periacutemetro mojado P o la lopgitud e D + D F + F G La seccioacuten uacutetil S del canal eo la superficie que tiene
por base G C y D F y por a~ tura O E El radio medkl R es igual a S P La pendiente de Jos taludes m se determina por la
relacioacuten G Kj F K
Pendiente de los taludes de los canales y de las aacutetarshyjeas principales- Las pendientes de los taludes dependen de la natura leza del terreno Hus ta 15 ctms de profundidad son verticales Pasando de esta profundidad y para atarjeas abiertas en desfonde se dan las siguientes pendien tes
Roca m l O Arcilla pura m 1 033 = 303 Tierra arcillosa m 1 05 200 Tierra arenosa m 1 15 = 066
Para Jos taluds de fosos cmstruiacutedos en terrapleacuten
Arcilla pura m 1 05 = 200 Tierra arcillosa m 1 075 = 133 Tierra arenosa m 1 225 = 044
Para el mismo terreno si m es la inclinacioacuten del tashylud en desfonde 10 inclinacioacuten m del talud de terrapleacuten es igual a
2 3 m 1 1
- +shym 2m
Pendiente de los canales--Cuanto maacutes fuerte es la penshydiente maacutes se puede reducir la seccioacuten de un canal para la misma descarga Conviene pues construiacuterlos con la mashyyor pendiente a fin de disminuiacuter los trabaj os de excavacioacuten Por otra parte hay que considerar que una pendiente fuershy
-- 1562 -shy
te disminuye por la raduccioacuten de seccJOn la superficie de contacto y por consiguiente la filtracioacuten Ademaacutes la veloshycidad del agua no debe pasar de determinados valores seguacuten el terreno pues produciriacutea erosiones en las paredes
Velocidades de las que no conviene exceder en los diferentes terrenos
Velocidad limite Pendlent
por segundo por kmt
Arcillas blandas 0152 mts 0045 mts
Arenas 0305 0136
Gravas 0609 0433
Guijarros 0914 0570
Piedras en grandes fragmentos 1220 1509
Guijarros aglomerados 1520 211 S
Rocas blandas 1830 2786
Rocas duras 3050 7342
Tambieacuten existe un liacutemite inferior de velocidad que no se debe traspasar pues se forman depoacutesitos que destruyen
los cauces Los depoacutesitos principian a formarse por debajo de una
velocidad media de 025 mts por segundo en corrientes de agua fangosa 030 cargada de
arena fina 050 mts por segundo en corrientes de agua cargada de
arena gruesa Por consiguiente la velocidad no bajaraacute de 050-080
mts en el canal principal a fin de que no se deposite la arena gruesa
No deberaacute ser inferior a 025- 040 mts en los canashyles de distribucioacuten para que en ellos se deposite la areshyna gruesa que si llegara a las atarieas de riego podriacutea ser perjudicial Como estos canales no se usan continuashymente seraacute faacutecil quitar los depoacutesitos asiacute formados
Canal de conduccioacuten- La pendiente de eacuteste depende
- 1563 shy
oel nivel de la presa de agua y de la altura de la parte maacutes alta que deba regarse
Generalmente su pendiente variacutea de 00007-00014 mts por m La velocidad no excede de 080 mts por segundo La seccioacuten es trapezoidal y debe ir disminuyendo a medishyda que el canal avanza como que tiene que servir a meshynor extensioacuten
Este canal debe estar dispuesto de tal forma que en su punto de unioacuten con el riacuteo quede su nivel maacutes baio que el quicio de la presa a fin de poder instalar un aparato de afor Siempre debe estar provisto de una compuerta de modo que sea faacutecil impedir o regular la entrada dol agua para poder efectuar reparaciones o prevenir una crecida de la corrien te alimentadora
A fin de evitar la erosioacuten conviene lapizar con ceacutesped las paredes laterales y el fondo
Atarieas de distribucioacuten- Deriacutevanse del canal de conshyduccioacuten y llevan el agua a las atarieas de riego Son casi horizontales con pendientes de 0001-0015 mts por m La velocidad del agua no debe ser inferior a 025-040 mts
Se ponen en comunicacioacuten con las atarieas de riego por medio de un tubo de aiiacuteareriacutea o de una caia rectangushylar de madera Esta abertura debe poderse cerrar con una compuerta
Atarieas de riego- E1 general deben ser tan poco proshyfundas como sea posible Con frecuencia se les da un pershyiexcljI rectangular En la unioacuten con las atcrieas de distribucioacuten pueden tener de 30- 35 clms de anche para lueacutego ir disshymi1uye1do
El fondo e3 generalmente horizontal y sus bordes esshytaacuten ligeramente inclinados seguacuten lo direccioacuten de la corrienshyte y se aproximan a medida quo se aleian de las atarieas de distribucioacuten
Atarieas de desaguumle--Las atarieas de desaguumle recogen las agu)s despueacutes de regar y la3 llevan a los canales de evacuacioacuten Son doblemente uacutetiles pues secan el suelo y
permiten volver a usar las aguas para el riego de nuevas extensiones
- 1564shy
Los bordes estaacuten cortados verticalmente Su anchura ordinariamente es de O l5- --030 mts
Canales de evacuacioacuten- El ca nal de evacuacioacuten recishybe el agua de los desaguumles y la conduce al riacuteo o a regar otras tierras Debe ocupa r lo parte maacutes baja del terreno Debe tener una seccioacuten suficiente para el agua que recibe Tiene forma trapezoida Sus paredes deben protegerse conshytra el desgaste por medio de ceacutesped
Caacutelculo de las dimensiones de los canales y de las atarjeas principales- Hemos dicho que la seccioacuten de los canales y atarjeas principales es trapezoidal La seCClOn de las secundarias es triangular o rectangular Generalmenshyte no S9 ca~culan Es necesario determinar lo maacutes exactashymente posible las dimen5iones de los canales y atorjeas principales Las foacutermulas emp16cdas dan resultados aproxishymados que la experiencia modifica A continuacioacuten damos las foacutermulas de Darcy perfecc ionadas por M Bazin
ConsideremQs la seccioacuten re presentada en la fig 13 Y llamemos
1 D F = longitud del fondo
h O E = la altura
S aacuterea de la seccioacuten
U velocidad mediacutea del agua velocidad media en la superficie X 080
Q = descarga
I = la pendi2nte
P periacutemetro moiado
R = radio medio
Estas cantidades estaacuten relacionadas de la siguiente mashynera
(1) R I = b U~ oacute U = C RT(2)
(3) Q = S U Oacute Q = S C rRI (4)
C = 1 b es un coeficiente que depende de la rugoshysidad de las paredes del canal M Bazin ha expresado su valor asiacute
1565 - shy
87
C = 1 Vb = - ---- + tiacute
VR ltiacute tiene los siguientes valores
Paredes muy lisas (cemento madera lisa) tiacute = 006 Paredes lisas (taba ladrillo) tiacute = 016
poco lisas de mamposteriacutea tiacute = 046 de naturaleza mixta Ciacute = 085
Canales de tierra en condicion3s ordinarias tiacute 130 Canales de tierra con resistencia excepcional tiacute = 175
Maacutes adelante daremos los valores del coeficiente C en funcioacuten del radio R y los valores del coeficiente o de la loacutermua (l) corre3pondientes a los valores dAl coeficiente
C = 1 vT-
Ganguillet y Kulter adoptan tambieacuten la foacutermula
u C RTpero daacutendole a C el siguiente valor
O 00155
23 + + n
C 000155
1+ 23 + --- n
( ) V R
El nuacutemero n variacutea con la naturaleza de las paredAS y tiene los siguientes valores
n ln Paredes muy uniformes ceuromento madera
cepillada 0010 100 Paredes linos piedra tallada ladriilos 0013 77 Paredes poso uniformes 0017 58 Paredes rugosas piedras en bruto 0020 50 Paredes de tierra 0025 40 Paredes de grava 0030 33 Paredes irregulares de grava y mal cuidadas 0035 29 Paredes muy irregulares 0040 35
- 1566 shy
Las dJmensiones de los canal83 deben 118nar otras conshydiciones que determinan las foacutermulas anteriores
En primer lugar la tangente trigonomeacutetrica m queda determinada por la naturaleza del terreno Luego si circunsshytancias especiales no exigen la adopcioacuten de una profundishydad conviene dadas 1 y m dar a la seccioacuten la forma que corresponda a la maacutexima descarga por unidad de aacuterea de ella Esta seraacute evidentemente la seccioacuten maacutes econoacuteshymica De la foacutermula (3) Q = S U deducimos que para una superliacutecie dada S la descarga Q es maacutexima con U POI
consiguiente para una pendiente dada y teniendo en cuen shyta la foacutermula (2) U = e VRT con R o tambieacuten pll8sto que R = S P cuando P es miacutenimo
D8 la Hg 14 deducimos que
(5) S h (1 + h m)
(6) P + 2 h m V1 + m~ (6) P = I + 2 hmv 1 + m~
S h ( I + hm) (7) R
P + 2 hm 1 + m~ y por caacutelculo deducimos que P es miacutenimo cuando
h + V I + m~ (8)
2 ro
En este caso los lados B D H F D F son tangentes a Jo circunferencia descrita desde O como centro y con h como radio
Si sustiacutetuIacutemos en (7) 1 por su valor sacado de (8) obshytendremos
2 m h h ( + hm)
+ VI + m (9) R +
2 mh 2h V 1 + m~
+ ml+vl+ m~
- 1567 shy
--- -
1+ iexcl-1 + rn~ ]iexcl 2 = X
rn 4
es decir el radio medio es igual a la mitad de lu profunshydidad del agua
La relacioacuten h 1 que determina la seccioacuten oacuteptima soacuteshylo depeeacutelde para S e 1 dados del valor m El valor de h 1 en (8) permite calcular faacutecilmente h y 1 conociendo S y m Reempazando 1 por su valor en funcioacuten de h en la ecuashyc ioacuten (5) 1endremos
(lO) S =
( h
2 m h
1 + 1 1 + m~ h+-111
)
h~ 2 l 1-+ m~ -----shy 1
m
mS lh
11 J J h = ( 2 V 1 + m - 1 )
Seguacuten esto S2 ve que cuanio maacutes se acerquen los taludes del canal a la vertical mayor es h y por consiguienshyte R Conviene adoptar para R el mayor valor posible pues asiacute no disminuye la anchura del canal de pendiente dada 1 y se aumenta la velocidad media d el agua que es proshyporcional a R
Cuando las circunstancias obligan la adopcioacuten de una profundidad determinada la ecuacioacuten S = h (l + h m) soacutelo contiene la incoacutegnita 1
Empleo de las foacutermulas uso de las tablas ejemplos middotnumeacutericos--Los problsmas que se presentan maacutes frecuenshytemente son
I- Conocida la seccioacuten transversal de un canal y su pendiente calcular su descarga
JI- Conocido el rendimiento del canal y su pendiente
- 1571 shy
calcular las dimensiones que debe tener su seccioacuten transshyversal y la velocidad media del agua
CASO iexcl- Se a plican las siguientes foacutermulas
h (1 + h m) (S) S = h (1 + h m) (7) R
1 + 2 h 1 + m~
m
y lueacutego
(2) U = C m 1)Y2 (1) Q _ S C (R 1) 1j~
La foacutermula (S) ncs do e l aacuterea la (1) el radio medio pues h I Y 111 SO1 conocidos Las foacutermulas (2 y 4) permiten ca lcular U y Q
EJEMPLO Calcular el rendimie llto de un canal de ti eshyITU sabiendo que 1 = lmts h = 121 1 = 00002 y la inclinacioacuten de los taludes es 45
La aplicacioacuten de las foacutermulas (5 y 7) nos da
S = 2867 mts~ y R = 060 mts
El valor de C seguacuten la tabla de Bazin es 325 y seguacuten la de Kutte r 35 Tomamos e l promedio de estos dos valoshyres o sea 3375
Aplicando las foacutermulas (4 y 2) obtendremos
Q = 098 mts y U 037 mts
CASO II- Si existen circunstancias que obliguen a adopshytar una profundidad determinada se aplicaraacuten las foacutermushylas de la seccioacuten maacutes ventajosa es decir las foacutermulas sishyguientes bull
Q~m S (9) h b U~ b - shy~ (1 + m~ )11 ) = 2 R (l) R I
12 - 1) S~
Se principiaraacute por adoptar para b un valor provisional y para escogerlo seguacuten el rendimiento se evaluaraacute el vashylor posible de R y por consiguiente el de C seguacuten la tashybla de Bazin La tabla de los valores de b daraacute un valor que se adoptaraacute provisionalmente Una vez hallado el vashy
- 1572 shy
lar da R se rectificaraacute e l de b Se volveraacute a calcular R y
se continuaraacuten estas aproximaciones hasta que se encuenshytren para C y b valores que no difieran sensiblemente de Jos anteriores La ecuacioacuten (1) contendraacute R elevada a la quinta potencia y deberaacute resolverse por logaritmos
EJEMPLO Un canal debe tener un rendimiento de 2 lIltS de agua por segundo con una pendiente de 00002 por mts Cuaacutel debe ser su perfil transversal en la tierra con taludes inclinados 45
Supongamos R = 1 mt entonces seguacuten la tabla d e Bozin C = 378 y seguacuten lo de Kutte r C = 40 Toma mos 81 pro lllcd io C = 389 Para b obtenemos 000066
In
Lu IOacuteI JI1 U 111 (0) du x
Pero s iendo m 1 sacamos
m 0547
y obte ndremos 4R~ S 4W
0547
Lo foacutermula (1) nos da
R X 00002 000066 4
S~
R S~ 132
y sustituyendo S po~ su valor
16 R
(0547F 132 R 075
Seguacuten las tablas de Bazin y Kutter los valores respecshytivos de C pondiente de b tend
son de b remos
348 es
y 00
37 Adoptamos 0077 Sustituyendo
359 este
el valor nuevo
corresshyvalor
- shy 1573 shy
4 4 R~ 0547 S TI X 00002 000077 (
s~
R = 075
Lo vola re s d~ e y de b no difieren sonsibloTrl ento de los que acabamos de adoptar Tomaremos pues para TI el va le r 076 mis entoncos h = 152
4 (076 )~
S 442 Jll l s ~
0547
Q 2
u 047 mts S 422
La foacutermula (8) permite dete rmina r l
2 m h 2 X 152 126 y e l problema
1 + ( + m~)Y2 1 + (2)1
queda resuelto Pero puede ocurrir que por circunstancias especiales no
se pueda adoptar el perfil maacutes econoacutemico Entonces se coshynoc 3 la profundidad h o la anchura 1 por lo tanto
S = h (1 + h m)
Q2
R 1 b --- en que R estaacute expresado en funcioacuten S2
de h y de I y permitiraacute hallar por tanteo h o I y S Supongamos que por causa de la existencia de un submiddot
suelo rocoso la profundidad del canal no debe exceder de un mI y que la descmga sea de 2 mts pOI segundo y la pendiente 00002
Procederemos asiacute
Puesto que h 9S a lo sumo igual Q 1 mI el radio meshydio puede evaluarse en 050 mts Las tablas dan para e 306 y 34 adoptamos 32 y entonces b = 000098
1574
Q2
De la ecuacioacuten R I b --- deducimos S2
000098 X 4 S~ 392 S 625
050 X 00002
La foacutermula S = h (l + h m) da 525
La foacutermula (6) nos da P = 807
s 625 R 077 mts
P 807
Se partiraacute de este nuevo valor de R para repetir los caacutelculos
Las tablas dan para R = 077 mts C = 35 y 37 Adoptamos C = 36 entonces b = 000077
Tenemos
000077 X 4 S 40 S 632 1 532
077 X 00002
P 814 Y R = 077
Adoptaremos para el perfil de este canal de 2 mts de descarga por segundo
1 = 532 h = 1 mI R = 077
La velocidad media del agua seraacute
u = Q S = 2 632 = 031 mts
CAPITULO VII
Sistemas de rieqo
Hay muchos procedimientos de riego seguacuten la naturashyleza del terreno su pendiente los cultivos o la cantidad de agua de que se dispone
- 1575 shy
A continuacioacuten describiremos los siguientes sistemas Por sumersioacuten por filtracioacuten por desbordamiento
El riego por sumersioacuten se dIvide en tres meacutetodos el ri ego por filtracioacuten en dos y el por desbordamiento tambieacuten en dos De todos eros hablaremos separadamente
Riego por sumersioacuten
El sistema d3 riego por sumersioacuten llamado tambieacuten en manta consiste en cubrir el suelo con una capa de agua que permanece sobre eacutel un tiempo maacutes o menos largo
Generalmente requiere que el terreno sea sensiblemenshyte horizontal de pendiente suave 2 0 00 a lo sumo y que no sea impermeable La superficie regable se rodea de peshyquentildeos diques Si la pendiente fuese fuerte habriacutean de ser a l tos y emplear maacutes agua con lo que se perderiacutea la prinshycipal ventaja de este sistema que es su sencillez y ecoshyncmiacutea
Este procedimiento es uno de los mejores para el rieshygo de praderas cuya pendiente sea de 1-15 mmts por metro Comprende tres meacutetodos distintos
IO-La sumersioacuten naturcl que resulta del desbordashymiento espontaacuteneo de una corriente de agua o de la inunshydacioacuten artificial proveniente del levantamiento de las aguas
29- La sumersioacuten artificial 5encilla en que las aguas permanecen estanadas mientras dura el riego
3y- La sumersioacutell atificial con cJrculacioacuten continuiexcl en que el agua ircula suavemente por la superficie del terreno sumergido
Cuando se riaga con aguas que acarrean limos y areshynas estos materiales generalmente corgados de materias fertili~antes se depositan sobre el suelo Entonces el riego por sumersioacuten va acompantildeado del erdorquinamiento
Sumersioacuten natural- Muchos terrenos estaacuten expuestos a las crecidas de las corrientes de agua que los atraviesan Esta sumersioacuten natural es fuente de grandes riquezas Tashyles s)n Egipto y las pompos de la imeacuterica del Sur En Francia grandes extensiones de ter reno deben su fertilidad a riegos perioacutedicos de esto naturaleza
Las condiciones esenciales de estos sumersiones natushy
1576 shy
rales son pendientes longitudinales muy suaves (040- 045
mts por kmt como promedio) y pendientes transversales
bastante aceurontuadus para que las aguas de las crecidas
vuelvan faacutecilmente a su cauce primitivo
Sumersioacuten artificial sencilla- Exige un suelo de poca
pendiente que no exceda de 2 0 00 a menos de restringir
mucho ia extensioacuten dE las parcelas sumergidas
Si la pendiente fuese fuerte no se depositariacutean los seshy
dimentos perdiendo asiacute este meacutetodo su principal ventaja
Ademaacutes se correriacutea el riesgo de que las aguas arrastraran
la tierra vegetal Finalmente seriacutea necesario que las cuenshycas sumergidas estuvieran rodeadas de diques muy altos
lo que hariacutea perder las ventajas econoacutemicas de este sisshy
tema
Consiste en sumergir el suelo bajo una capa de detershy
minado espesor durante un periacuteodo de tiempo variable
El terreno se divide en compartimientos regulares roshy
deados dE pequentildeos diques que retienen el agua
Generalmente las aguas despueacutes de regar un comparshy
timiento superior pasan a regar uno inferior
Los compartimientos tienen extensioacuten variable En geneshy
ral no exceden de 10-30 aacutereas Se les puede dar una anshychura de 50 mts y una longitud variable seguacuten la pendienshy
te del terreno Los diques que los rodean exceden en todas
partes a 25 ctms al nivel del agua
La altura media del agua sobre la superficie del sueshy
lo es de 15 ctms En el punto maacutes alto del nivel del agua
25 ctms
En el centro de cada compartimiento y en sentido de su longitud se abre una atarjea g (lig 15) que sirve a la
vez de conduccioacuten y desecamiento
A este objeto puede ir acompantildeado de pequentildeas a tarshy
jeas h En el origen y en la extremidad de cada compartishy
miento la atarjea g lleva una en trada de madera con comshy
puerta para retener el agua o dejarla pasar
La atarjea g debe tener una pendiente aproximada de
0001 mts mL La anchura en el fondo y su profundidad
dependen de la superficie del compartimiento y de la cantishydad de agua que conduciraacute
--1577-shy
La fig 15 denota la subdivisioacuten del terreno en cuatro recipientes que forman otros tantos saetines cuya longitud depende de la pendiente del terreno
Es preciso que el nivel del agua en el segundo comparshytimiento sea inferigtr de 1- 2 ctms al fondo de la atariea g del primero Asiacute se logra que el agua pase del primero al SEgundo compartimiento
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Hiego por ~lIhm(~r~ ioacuten Planta ltle unn in~tala(- i(ln de cuatro C(Jlllparlimi-(-middotnto~
Ventajas e inconvenientes de este sistema- Permite reshygar superficies de poca pendiente con ca1tidades de agua demasiado pequentildeas para utiliza ras de otro modo Transshyforma en tierras feacutertiles suelos mediocres siempre que no sean impermeables y que las aguas contengan limos carshygados de principios nutritivos Su instalacioacuten y vigilancia son sencillas y baratas
En suelos impermeables da malos resultados Rara vez se puede aplicar en el momento de la vegetacioacuten y mientras dura impide la aireacioacuten del suelo
- - 1578 - shy
El riego por sumersioacuten se emplea principalmpnte en el cultivo del arroz
Riego de los arrozales- EI arrozal ha de estar compleshytamente cubierto por el agua pero sin quedar estancada sino circulando con muy poca velocidad Sin agua no gershyminariacutea la semilla y en cambio si quedara estancada enshyfermaria 0 planta y podriacutea ser causa de una epidemia pashyluacutedica en la regioacuten
El terreno destinado al cultivo del arroz ha de ser enshyteramente llano y con la pendiente necesaria para la lenshyta circulacioacuten del agua El campo se divide en parcelas delimitadas por pequentildeos diques de tierra
Unas como B (Fig 16) estaacuten trazadas longitudinalmenshyte en el sentido de las labores y del movimiento del agua al paso que otras la sentildealadas con la letra e van en dishyreccioacuten perpendicular a las primeras
Una vez construIacutedos los diques se da el agua a las parce las D y J de modo que la capa liacutequida tenga unos 12 ctms de espesor Hecho 6stO se practican en el dique inmediatamente infel ior unas abe rturas E de 20- 30 ctms
de ancho por donde flushyye el agua a las parceshylas inferiores Asiacute se conshytinuacutea hasta regar todo el arrozal El agua se reshycoge en la atariea d e desaguumle A
El consumo de a g ua se calcula en 24 Its por segundo y por hec taacuterea
Sumersioacuten artificial con derrame continuo--Cuanshydo se dispone de gran can tidad de agua la cirshyculacioacuten puede ser conshytinua sin alterar las disshyposiciones precedentegt
El agua de riego desshypueacutes de alcanzar el nishy
ni~po s i c i(lfl dI un arrozal divirl gtln ( 1
lahla~ n -lIadriluacutel erus L ri ego
- - 1579-shy
vel normal en el compartimiento regado pasa lentamente al inferior y se reemplaza con nueva agua Este procedishymiento priva menos del aire a las plantas que e l estallCU miento permanente
El movimiento d8 las aguas se regula dE-~ tal manera que la can tidad siexclJida por la parte inferior sea igual a Jo que Gntra por la superior De 83t8 modo se llega raacutepidashymente a resultados excelentes
Conviene enviar agua nueva o los compartimientos inshyferiores disponiendo alrededor del cqmpo un canal de cirshycunvalacioacuten El agua debe vaciar por encima de las comshypuertas a fin ds qU8 no arrastre los sedimentos En general los compartimientos tienen dimensiones mayores que los de sumersioacuten sencilla Si la pendiente es muy fuerte conviene disponer oblicuamente diques interiores que impidan la erosioacuten del suelo Los diques que bordean las parcelas tieshynen aproximadaments 150 mts de ancho en la corona y un nivel de 30- 40 ctms sobre el de las aguas
Rieqo por filtracioacuten
Este sistema comprende dos subdivisiones
19 Por filtracioacuten del aqua en el suelo por atarieas proshyfundas- Es un procsdimiento muy imperfecto desde el punshyto de vista d3 los resultados pero muy sencillo y econoacuteshymico Em p lea las zanjas excavadas en los terrenos para sanearlos
Esencialmente consiste en cerrar las compuertas que regulan los diferentes canales de desecamiento El agua de lluvia etc fluye asiacute poco a poco pgtr estos canales y si el suelo es permeable lo humedece al atravesar las pareshydes laterales de e llos pudiendo llegar por capilaridad hasshyta las raiacuteces
Este procedimiento soacutelo es practicable cuando el terreshyno es bastante permeable y de poca pendiente En suelos poco permeabls los resulta dos no son satisfactorios el agua fluye bien por los cana ~ es pero no logra humedecer la tierra
La lig 17 muestra la disposicioacuten de los canales a a b b y Ja de la compuerta d que cuando estaacute cerrada deshy
- 1580
termina el retroceso del agua que se va elevando en los canales y penetra en el suelo Abriendo jo compuerta se inicia la salida del agua y consecuentemente el desecashymien~o del terreno
A~~J~~Mitrbt~Ir~~M~~1 B
F~( 11 J)i sposieiHl para htlnHd e(~e r IIn 1IITfJ1U drenadu al ail
J i~ Hi middotiexclo po fiJI radmiddotn
29 Filtracioacuten del agua por atarieas abiertas superficiales - middot-Este meacutetodo se aplica sobre todo a Jos tierras labradas y
entre otros a 103 cultivos hortiacutec81as Difiere esencialmente del anterior en que las atarieas estaacuten mucho maacutes proacutexishymas en que son superficiales y el agua penetra en el sueshylo y en el subsuelo p8r las paredes y por el fondo
El agua circula por atarieas paralelas que limitan las parcelas de los cultives No debe tocar ni las hoias ni los tedios Por esta razoacuten se emplea e l agua de cloacas para los cultivos hortelanos Como no se ponen en contacto con as hoias ni con los tallos no pueden contaminar esta parshyte comestible de los vegatales Sin embargo uacuteltimamente se ha dicho que las aguas de cloacas contaminan las parshytes aeacutereas de las hortalizas con geacutermenes nocivos y se ha prohibido su empleo para el cultivo de las hortalizas que se toman sin coccioacuten
Este meacutetodo es tanto maacutes eficaz cuanto maacutes proacuteximas
1581 shy
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ni ego por 5-lIrc()~ Di ~pn ~ iciiexclm de la~ atalj pa~
esteacuten las zanias que se trazan con el arado y estaacuten seshy
paradas unos 060- 080 mts La lig 18 indico la disposicioacuten del suelo La liacutenea a b
representa el canal de conduccioacuten a c el canal de riego del campo d designan los surcos que no terminan en el canal a c La limpieza que necesita el funcionamiento del sistema deteriora pronto este canal Debe construiacuterse una atari ea auxiliar e f comunicada con el canal a c por meshy
_-1582 - shy
dio de pequentildeos cortes g Este canal auxiliar se abre con el arado y se termina cuidadosamente con la pala Es anshycho y tiene una profundidad de unos la ctms
Riego por desbordamiento
Puede efectuarse de las maneras siguientes con reshygueras de nivel y planos inclinados que describiremos sucesivamente
A shy Por regueras de nivel Fundamentoshy EI terreno a regar estaacute surcado por regueras horizontales de desbordashymiento en que el agua rebosa el borde inferior y se exshytiende en forma de laacutemina continua
Pendiente del terrenoshy No debe ser excesivamente peshyquentildea pues entonces la circulacioacuten de la laacutemina de agua se efectuariacutea defectuosamente se admite como necesaria una pendiente de 3 Si 0 pendiente fuere excesiva en vez de una laacutemina continua se formariacutea una serie de arroshyyos que socavariacutean el terreno este peligro debe evitarse haciendo las regueras suficientemente proacuteximas
Descripcioacuten y funcionatnientoshy Las regueras de reparshyticioacuten se trazan en la direccioacuten aproximada de las liacuteneas de maacutexima pendiente fig 19 Si se interrumpe una regueshyra de distribucioacuten remansando el agua eacutesta entraraacute en la reguera de nivel inmediata anterior la cual se llenaraacute y desbordaraacute invadiendo el terreno el exceso se recogeraacute en el colector inmediato inferior el cual lo transportaraacute al canal de desaguumle
b middotmiddot l~vcro diexclhi Clon
rig 9
Alimentacioacuten de regueras sucesivas por una misma tomashy En vez de recoger las aguas sobrantes de una reshyguera directamente en un colector se recogen en otra reshyguera la cual una vez desbordada las deja pasar a otra y asiacute a varias no pasando de 4 oacute 5 seguacuten el caudal de
-1583 -
agua de que se disponga Parece que asiacute pudiera hacerse extensivo a todo el campo con una sola toma superior en la reguera de reparticioacuten pero no debe olvidarse que el agua que llegase a las regueras inferiores estariacutea escasa en oxiacutegeno y principios fertilizantes Esta es la razoacuten de las tomas sucesivas
Perfil longitudinal de las reguerasshy En la praacutectica no
iexcliexcl~f o UI a
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Uig 19) Riego por curvas de nivel
debe d6rseles una pendiente superior al 0003 intercalando cascadas si fuere preciso esto se refiere a las regueras de reparticioacuten Las regueras de distribucioacuten deben ser perfecshytamente horizontales
Seccioacuten transversal de las reguerasshy Las regueras de nivel deben ser poco proundas a fin de disminuiacuter la preshysioacuten del agua y por tanto su infiltracioacuten Es aconsejable
- 1584 -
UllO anchura de 20 ctms con una profundidad no mayor
de S clms Las acequias y regueras d e reparticioacuten se calcushy
bn seguacuten las foacutermulas hidraacuteulicas
B shy Por planos inclinadosshy Son tales les ven tajas del
riego por regueras de n ivel que se procura em plear un
sistema anaacutelogo aunque el terreno no tengo lo pendiente
necesaria
Principio--Si lo pendiente es inferior al 003 se terramiddot
1 I
Cor~e por A B F iJ20
I I
I
J
Ri eacuteo t por p la n o~ in(linado pUl dobl e ari5la
plena formando un escolonado d e planos inclinados que
permito el riego por reguera~ de nivel
Descripcioacutenshy la reguera de reparticioacuten se coloca a una
altura conveniente para que el agua pueda en trar a las
regueras de nivel practicadas en la parte superior de los
planos en forma que llena de agua se vierta por ellos
recogiendo el exceso en colectores lig 20 El agua sobranshy
te puede ser muy abundante en tal caso el colector al ishy
- 185 shy
menta a su vez o tra serie de planos actuando a mane ra de reguera de reparticioacuten
Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
Planos inclinados naturales- Supongamos fig 21 un terreno de pequentildea pendiente S8 construye en terrapleacuten una reguera de d istribucioacuten con los produc tos de la excavacioacuten del colector inmediato E primer antildeo el riego seraacute defectuoshyso pero en los antildeos sucesivos mejoraraacuten los terraplenes y planos incl inados merced a la aportacioacuten del limo por las mismas aguas
0(oacute v lt
o
ltiexcl - =-=~ ~ ~ ~-= -=--=--=-shy~ ~ Fig21
Planos inclinados artificiales-Consisten en cons truiacuterlos directamen te con tierra sacada del terreno m ismo lo cual exige terraplenes y movimientos importantes de tierra (fig 22)
TfrImiddotO)COfi
~S~iacutelllflmiddot ~~f~~
Tts 22
Datos para la formacioacuten de un proyecto de riego por planos inclinados- Se atenderaacute en primer lugar a que las acequias y regueras de reparticioacuten sean capaces de sumishynistrar el agua necesaria y los colectores de desaguar los sobran tes Las regueras de distribucioacuten seguiraacuten sensibleshymente las curvas de nivel a fin de q ue los planos incl inashydos conserven una longitud constante y que las regueras de dis tribucioacuten sigan la direccioacuten de la pendiente del terreshyno La anchura de Jos escalones no seraacute excesiva a fin de evitar los grandes movimientos de tierra En general tienen 4 oacute 5 mts y si el terreno tiene fuerte pendiente lleshygan a tener 10 Oacute 12 mts La pendiente de los planos inclishynados seraacute de 003 como miacutenimum
cioacuten de ellas y anotarse los resultados en un libro de pershyforacioacuten que tendraacute el siguiente rayado
Pozo N 200 mts a l S de perforado entre el
y
Nuacutemero de Altura Espesor de Profundidad Naturaleza la capa Mts la capa Mts Bajo la supo del terreno
Mts
Cuando se llegue a la capa portadora de las aguas se colocaraacute un tubo de observacioacuten en el pozo para determishynar el nivel del agua subterraacutenea y sacar muestras de ella El tubo de observacioacuten tiene un diaacutemetro de 4 5 hasta lY2 y estaacute provisto en su extremidad inferior de un filtro de un metro de largo
El extremo que llevo e l filtro se fabrica de un tubo pershyforado revestido exteriormente con un tejido de trencilla Al colocar el tubo de observacioacuten dentro de la perforacioacuten deix~ reJenarse con arena lavada el espacio entre ambos y lueacutego quitar los tubos de perforacioacuten Debe hacerse lueacutego una nivelacioacuten para determinar las alturas de los extremos superioras de los tubos de observacioacuten y la situacioacuten de jo niveles de 103 aguas subterraacuteneas
Conocidos los signos exteriores que revelan la presenshycia de las aguas subterraacuteneas conviene tener en cuento algunos caracteres geoloacutegicos del terreno para proceder con maacutes acierto el e alumbramiento de las aguas Estos cashyracteres principales son
Terrenos poco permeables que descansan sobre un terreno impermeable--La topografiacutea de un terreno de este geacutenero es faacutecil conocerla consul tondo los mapas con curshyvas de nivel La liacutenea de mayor pendiente indica la dishyreccioacuten en que las aguas subterraacuteneas son maacutes abundanshytes porque generalmente la capa impermeable del subsueshylo estaacute inclinada en direccioacuten de la liacutenea de maacutexima penshydiente en a~gunos casos la pendiente de la capa impermeashyble sigue otra direccioacuten y en tonces la liacutenea en que se enshycontraraacute la mayor cantidad de agua seraacute la diagonal del paralelogramo
- - lSll -shy
Cuando la capa impermeable presenta ondulaciones como es frecuente las aguas subterraacuteneas se acumulan en las depresiones del terreno impermeable que corresponden aproximadamente a las depresiones superfi ciales en este punto deberaacuten practicarse los pozos
Terrenos de aluvioacuten y descompuestos-Las aguas subshyterraacuteneas de estos terrenos estaacuten muy cerca del suelo Pashyra obtener en ellos un gran caudal de agua se abren los pozos en los sitios en que la corriente de agua subterraacutenea tiene mayor velocidad Para averiguarlo suelen emplearse dos metodos el de Thien que consiste en abrir dos talashydros o pequentildeos pozos y tirar sal marina en el pozo maacutes alto determinando el tiempo que demora el agua salada en aparecer en el pozo maacutes bajo El otro metodo que es maacutes praacutectico es de Schuchter y consiste en practicar dos pozos en uno de los cuales se vierte cloruro de amonio electrolizando e l suelo por una corriente electrica la aguja de un galvanoacutemetro permite averiguar la llegada de la solucioacuten al otro pozo por disminuIacuter notablemente en este momento la resistencia del circuito eleacutectrico asiacute formado
Terrenos muy permeables y homogeacuteneos- Si eacutestos desshycansan sobre uno capa arcillosa bastaraacute hacer suficienteshymente profundo el pczo para encontrar la capa de agua De un modo general convendraacute seguir las mismas reglas indicadas para los terr enos poco permeables El empleo de la dinamita parece ser ventajoso pues la violencia de esshyte exposivo origina grietas y fisuras que favorecen la filo tracioacuten
Terrenos muy permeables y heterogeacuteneosmiddot-Es frecuenshyte que en estos terrenos haya dos circulaciones de aguas superpuestas por S2r generalmente muy profunda la capa inferior presenta moacutes intereacutes el alumbramiento de la capa superior
e-Manera de calcular la cantidad de agua subterraacuteshynea- El mejor meacutetodo para calcular la capacidad de una fuente subterraacutenea es hacer ensayos de bombeo durante un tiempo suficient8mente lergo para alcanzar un equilimiddot brio cproximado entre la entrega y la demanda Rara vez seraacute praacutectico continuar taes ensayos hasta alcanzar el equilibrio perfecto pues en la mayoriacutea de los casos seriacutea
-15 ~5 -
esto labor de varios antildeos Por otra parte los ensayos d 2 corta duracioacuten generalmente dan resultados falsos o al menos engantildeosos
a-Velocidad del flujo- -La velocidad del flujo de una corriente subterraacutenea es funcioacuten de la pendiente o gradiente hidraacuteulica y de la resistencia que ofrecen las partiacuteculas del suelo
La pendiente puede dete rminarse faacutecilmente haciendo sondeos hasta el nivel de las aguas subterraacuteneas teniendo cuidado de medirla en la direccioacuten de maacuteximo declive Si sobre el estrato permeable se encuentra otro maacutes o menos impermeable el agua correraacute en el inferior bajo una preshysioacuten superior a la atmosfeacuterica La pendiente se encontraraacute determinando la altura a que sube el agua en los tubos colocados en el estrato poroso Daben sacarse muestras del material e investigar su tamantildeo y porosidad Lo poroshysidad estaacute influenciada no soacutelo por el tamantildeo de los grashynos sino tambieacuten por el grado de compactacioacuten de la forshymacioacuten es por esto por lo que e lla soacutelo puede calcularse aproximadamente El tamantildeo de los granos se determina por medio de tamices
Habiendo encontrado estos e~ementos nos resta expreshysar la relacioacuten entre ellos y la velocidad del flujo
Los experimentos de Darcy Hagen y Hazen han deshymostrado que la rata a la cual un aguo fluye o traveacutes de arena o grava fina sigue aproximadamente las leyes que rigen paro el flujo en tubos capilares es decir la velocishydad es aproximadamente proporcional o h l siendo h la carga hidrostaacutetica y l la distancia que el agua recorre
Para diferentes clases de materiales la velocidad deshypende del tamantildeo de los poros siendo eacutesta una funcioacuten del tamantildeo de los granos y del grado de compactacioacuten Para una arena de tamantildeo uniforme y un grado dado de compactacioacuten se encuentra que la velocidad del flujo es aproximadamente proporcional al cuadrado del diaacutemetro de los granos expresardo el grado de compactacioacuten en teacutermino de porcentaje de poros se encuentra que para mashyteriales de igual tamantildeo la velocidad del flujo es aproxishymadamente proporcional al cuadrado de la relacioacuten de porosidad El voluIJ1en del flujo que viene o ser igual a
-1536 shy
la volocidad multipicada por el aacuterea de la seCCIOD neta
seraacute entonces proporcional al cubo de la porosidad La enorme variedad en tamantildeo y porosidad de las
arenas y gravas hace bClstante difiacutecil la aplicacioacuten de foacutermulas matemaacuteticas y resultados experimentales a las
condiciones de trabajo Sin embargo los resultados obtenidos por Hazen en
filtros de areno son de bastante importancia en esta mashy
teria La formacioacuten por eacutel obtenida y que se aplica a areshy
na de un tamantildeo efectivo de 01-30 mts es
h(t+IOO
v = cd~ ~ - 60--)
siendo
v la velocidad en metros por diacutea de una columna soacuteshy
lida de la misma 32ccioacuten que la de la arena
c una constante que variacutea entre 400 y 1000 d el tamantildeo efectivo de los granos de arena en mmts
h la carga hidrostaacutellca que causa el movimiento
1 e l espesor de la capa de Clrena t lo temperatura en grados Fahrenheit
El valor de la consonante e variacutea con la compactacioacuten y uniformidad de la arena La v elocidad del flujo a traveacutes
de los p oros se encontraraacute dividiendo la ecuocioacuten anterior por la relacioacuten de porosidad p Despreciando las correccioshy
nes de temperatura la velocidad en pies por diacutea seraacute
d middote shyv 33 X x s K s donde
p
v velocidad promedio a traveacutes de los poros de la areshy
na en pies por diacutea
d tamantildeo efectivo de la arena en mmts
p relacioacuten de porosidad
s gradiente hidraacuteulica
cd~
K = 33 X --- = velocidCld para la pendiente unitaria p
La porosidad p variacutea entre 40 para arena maacutes o meshy
nos uniforme y 30 o menos para arena maacutes compacta o
- IS37 shy
de un grado de uniformidad menor El teacutermino e p que reshypresenta la influencia de la porosidad sobre la velocidad se puede calcular en 1000 040 = 2500 para p = 40 Y
400 030 = 1330 para p = 30 Estos resultados concuerdan con los experimentos de Slichter que establece que la veshylocidad del fluj o es aproximadamente proporcional 01 cuashydrado de la relacioacuten de porosidad Partiendo de esta base y asumiendo c = 1000 para p = 40 calcularemos los vashylores de K
Valores de K o velocidad del flujo en pies por diacutea para S= 1 -
Porosi dad
Muy Fina Fina Media Gruesa
Muy
Gruesa GRAVA fiNA
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10 ~I
middot10
010 Oi
on IH 21
020 ~H
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050 11 24 tl
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11111 IliO
2iU
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1111
1~1l
3 00 470 SIiO
1middot1(1(1
2~O(J
Lembke calculoacute los siguientes va~ores para K basado en los experimentos de Darcy Krober y otros
Material 1lt en pies or dia
Arena y grava 9400 Arena gruesa 2800 Arena media 760 Arena fina 150
Slich ter dio los siguientes valores de K para una poshyrosidad de 32 y una temperatura de 50deg
Material Taln~ iexcllO efectivo 1lt en pies Por diacutea
Arena fina 010-020 16 a 65 Arena media 025-045 100 330 Arena gruesa 050-095 400 1550 Grava fina 100-500 1600 40000
No debe esperarse mucha exactitud de los coacutemputos hechos por los procesos antes descritos ellos sirven como una guiacutea general para estudios maacutes precisos e indican liacuteshymites razonables de estos valores
- 1538shy
b-Canlidad de agua--Habiendo determinado la veoshycidad del flujo la porosidad del material y la seccioacuten transversal del estrato poroso en aacutengulo recto a la direcshycioacuten del flujo la rata total seraacute el producto de estos tres factores
Q = velocidad X (aacuterea de ~a seccioacuten X porosidad) = v Ap = KsAp las unidades empleadas son el pie y el diacutea
Las irregularidades de la seccioacuten pendiente y moteria les afectaraacuten maacutes o menos los resultados 103 caacutelculos he chos en esto ferma no tAndraacuten un valor considerable en el estudio de las fuentes de agua subterraacutenecs pero siacute sershyviraacuten para modificar las id8as erroacuteneas que sobre su cashypacidad se tienen con frecuencia
En la tabla que a continuacioacuten insertamos se dan las ratas de flujo en galones por diacutea y por pie cuadrado de seccioacuten para arenas de diferentes grados de menudez y
porosidad y para un) pendiente de 1 Para otras pendienshytes multipliacutequese el nuacutemero de la tabla por la pendiente expresada en decimales
Muy Muy
Porosidad Fina Fina Media Gruesa Gruesa G R A V A F I N A
40 smiddot cw i IU JlUO 200n iacuteWU SIlIlII l llllll 7 lIflll 0 1 171l IXU H~1l 1100 7UU iexcl wo lilHl1l lHIIOIl
2-Estanques de almacenamiento
Estos recipientes se usan para regular el flujo del agua de tal manera que se acomode a las necesidades evitando el gasto excesivo cuando el abas tecimiento excede a la demanda y conservaacutendola para ser usada cuando ocurra lo contrario
El almacenamiento de agua para las necesidades del riego requiere condiciones topograacuteficas especiales para ser financieramente posible Tales condiciones deben hacer poshysible el a lmacenamiento de grandes cantidades de agua de tal manera que las estructuras necesarias sean de dishy
- 1539 shy
rrensiones y costo moderado comparacias con la cantidad de agua almacenada Con respecto a las particularidades topograacuteficas los sitios que se acomodan a ests fin se pueshyden dividir en cuatro clases
l- Lagunas naturales 2- Aquellos cue estaacuten localizados en liacuteneas de dre naje
natural 3- Depresiones naturales 4-Estanques artificiales Las lagunas naturales son impor tantes reguladores del
gua de drenaje que reciben Controlando la salido por medio de represas y compuertas reguadoras puede aproshyvecharse gran pa rte de las existencias a muy bajo precio
Los sitios maacutes comunes para el almacenamiento de -lgua son los comprendIdos en el NI 2 pero requieren mushycho cuidado para la descarga de las crecidos y en geneshyral son muy costosos en proporcioacuten a su capacidad
Las depresiones naturales o logos secos provienen del hundimiento de cavernas subterraacuteneas formadas por la acshycioacuten erosiva de los aguas subterraacuteneos Estas depresiones son inapropiadas para el almacenamiento a causa del faacuteshyci escape que pueden e ncontrar las aguas por los grietas que se encuentran en sus vecindades
Los estanques artificiales exigen trabajos especiales de e xcavacioacuten en general son excesivamente costosos y soacutelo se recomienda su construccioacuten en caso de que el aguo tenga un costo elevado
Eleccioacuten del sitio- Las principales circunstancias que afectan la posibilidad y valor de un sitio para almacenashymiento son
l - Su relacioacuten con los regadiacuteos 2- Su relacioacuten con el abas tecimiento 3-Su topografiacutea 4- Su geologiacutea Debe hacerse un examen cuidadoso de la regioacuten donde
se desea localizar el almacenamien to a fin de descubrir toshydos los si tios posibles y poder escoger e l que ofrezca conshydiciones maacutes ventajosas
El estanque debe estar situado lo bastante alto para poder dlstrlbuiacuter el agua por gravedad y tan cerca de los
- 1540 shy
regadiacuteos que las peacuterdidas por transporte sean miacutenimas Ademaacutes debe ser iexclal el sitio que intercepte una cantidad suficiente de agua o que se la pueda conducir a eacutel
Geologiacutea del sitio- Habiendo estudiado la topografiacutea e hidrografiacutea de l lugar debe estudiarse cuidadosamente su geologiacutea a fin de conocer el caraacutecter y profundidad de los astratos inferiores La conformacioacuten geoloacutegica debe ser tal que contribuya a la eficiencia del almacenamiento Los lugares si tuado3 en vall9s inclinados son gen6ralmente fa shyvorables Como en eacutestos les estratos se inclinan de las colinas al fondo de valle el a gua que cae en aqueacutellas iraacute por percolacioacuten al estanque
En las formaciones de cal y yeso es corriente enconshytrar cavernas que faacutecilmente pueden derrumbarse es por esto por lo que debe e3tudiarse cuidadosamente la geologiacutea de estas formacione3 antes de construIacuter un estanque sobre ellas
Peacuterdidas en los estanques- En re lacioacuten con este toacutepi shyco mencionaremos algunos estanque que han tenido que ser abandonados por lo alto de las peacuterdidas
Estanque de Tumalo- Fue construiacutedo por el Estado de Oregoacuten Durante la diiexclcusioacuten del proyecto un grupo de ingenieros recomendoacute se construyera parcialmente y se hishycieran ensayos sobre su impermeabilidad este consejo no fue seguido y la represa se construyoacute de la altura proyecshytada Terminada la obra se llenoacute el estanque hasta que e l agua a lcanzoacute una altura de 20 pies sobre el orificio de salida En estas circunstancias se abrioacute un hueco en el fondo que descargaba 200 pies cuacutebicos por segundo y que raacutepidamente vacioacute el estanque Este hueco fue taponado y vuelto a llenar el receptaacuteculo pero las nuevas grietas que se abrieron no permitie-ron que el agua volviera a alcanzar la altura inicial Las peacuterdidas subieron tanto que le quitashyron todo valor al estanque como lugar de almacenamiento
Estanque Hondo- Cerca de Roswell Nuevo Meacutejico se construyoacute este estanque aprovechando una depresioacuten nashytural La depres ioacuten se aumentoacute por la unioacuten de las colinas circundantes por medio de diques El agua se suministroacute por medio de un canal de alimentacioacuten Las fugas se preshysentaron inmediatamente que estuvo lleno el estanque y
- - 1541 - shy
aumentaron raacutepidamente debido al ensanchamiento de los huecos y grietas que se abrieron en el fondo Muchos esshyfuerzos se hicieron para restringir las peacuterdidas pero tedas fracasaron y el estanque tuvo que ser abandonado
La roca de la regioacuten era principalmente yeso que coshymo anteriormente se dijo es inapropiado para este in ya que en estas formaciones se encuentran muchas cavernas Es seguro que la depresioacuten que se escogioacute para el almacenashymiento se formoacute debido al hundimiento de alguna caverna
Las siguientes recomendaciones generales pueden ser de alguna utilidad para la escogencia del lugar apropiado
l- Eviacutetense los lugares cercanos a las formaciones de y eso y cal
2- -Las fcrmaciones volcaacutenicas deben estudiarse cuidashydosamente pues en ellas es corriente encontrar grietas o cavidades
3- Las areniscas de grano grueso ofrecen alguacuten peligro
4- Las depresiones naturales no son recomendables y deben evitarse si se encuentral1 en las cercaniacuteas de rocas cavernosas o si reposan sobre material grueso que ofrece salida faacutecil al agua
Sedimentacioacuten en los estanques- Sabemos que todas las corrientes naturales eradan sus canales y llevan maacutes e menos limo en suspensioacuten Cuando se concluye una re presa a traveacutes de una corriente la sedimentacioacuten de los limos debida a l estancamiento del agua puede llegar a disminuiacuter grandemente la capacidad del estanque si n o e remueve
El problema relativo a la sedimentacioacuten en los estan ques construiacutedos sobre corrientes portadoras de limo ha sishydo cuidIdosamente estudiado y se han expuesto muchas teoriacuteas sobre su solucioacuten pero ninguna de ellas ha sido confirmdcr por la pTaacutectica
Se han hecho muchos esfuerzos para determinar el factor exacto que exprese la relacioacuten entre el peso de un limo seco obtenido por observacioacuten y el volumen del misshymo limo como se deposita en el fondo de los estanques
La tabla siguiente muestra el resultado de cuatro enshysayos
-- 1542 -shy
Observedor Peso de I P C Limo huacutemedo Lbs
Limo seco P2S0 Lbs
Densidad
Follet Coghlcm Hughes Lawson
Promedio
1047 89 5
530 923 76 1 860 770
264 255 260
Las variaciones se deben en parte al diferente caraacutecshyter y peso de los limos ensayados Por esto el promedio (77 lbs pie cuacutebico) soacutelo debe tomarse como un va lor aproximado
El80bierno de los EE UU ha hecho observaciones sistemaacuteticas del limo que lleva el Riacuteo Grande desde 1897 hasta 1912 W N Folle es tudioacute cuiciadosamente las dishyversas observaciones y los resultados por eacutel obtenidos opashyrecen compendiados en la siguiente obla
Antildeo Aguaiacute acres pies Limo- Limo - acre s pies
Las observaciones se hicieron de la siguiente manera Se tomaron muestras del agua turbia del riacuteo se removioacute el limo por sedimentacioacuten y filtracioacuten se le secoacute a 60deg e y lueacutego se le p2SOacute Los porcientajes son por volumen y
se les calculoacute tomando como base que un pie cuacutebico de lim o en el estanque pesa despueacutes de secado 53 lbs
Despueacutes de considerar los resultados de los experimenshytos efectuados en India y Ameacuterica Etcheverry concluye asiacute
I- Un pie cuacutebico de limo saturado sedimentado en un tubo por un antildeo contiene alrededor de 30 lbs de limo seco El porcientaje por volumen de lodo saturado es jgual al porcientaje por peso multiplicado por 2l
2- Un pie cuacutebico de limo huacutemedo como se deposita bajo condiciones naturales el por volumen de lodo huacutemiddotmiddot medo es igual al por peso multiplicado por 12
3- Un pie cuacutebico de lodo seco pesa alrededor de 90 lbs
Remocioacuten del limo depositado- La represa Assuan en Egipto forma sobre el Nilo un estcnque de gran capacidad y considerable volumen de limo La gran capacidad del estanque se debe principalmente a la suave pendiente del riacuteo pues debido a eacutesta la represa logra represar las aguas unas 40 millas aguas arriba formando asiacute un estanque largo pero angosto La represa estaacute provista de 180 comshypuertas que permanecen abiertas mientras dura la crecida anual permitiendo asiacute que la corriente torrencial arrastre su linIO a traveacutes del estanque y al mismo tiempo saque parte del que se depositoacute el antildeo anterior
Este meacutetodo de remocioacuten parece ser efectivo pues sosshytiene la capacidad de almacenamiento para las necesidashydes actuales del riego pero eacutel exige el gasto de la mayor parte del agua en antildeos normales y su eficiencia depende mucho de las circunstancias locales (estanque angosto) pues bajo estas condiciones una corriente raacutepida es muy efectishyva para sacar el sedimento depositado Por otra parte las variaciones del Nilo son tan regulares que permiten la ashydopcioacuten de un programa predeterminado lo que es geneshyralmente imposible en otras corrientes
La combinacioacuten de estas condiciones es tan rara que la solucioacuten adoptada no tiene ap~icacioacuten en la mayoriacutea de
-- 1544-shy
los casos y presenta por lo tanlo muy poco in tereacutes como solucioacuten general al problema de que nO$ ocupamos
El ingeniero norteamericano W W Follelt propuso el siguienl meacutetod0 para ramover el limo del estanque Eleshyphanl Bulte
En lo mitad del estanque se construiraacute una pequentildea represa de 40- 50 pies de altura formando asiacute un pequeshyntildeo estanque dentro del principal Esia pequentildea represa esshytaraacute provista de una torre de esclultas eacutestas daraacuten acceso a un conducto que desembocaraacute en el valle pasando por la represo principal
Cuando el estaiexclque principal se esteacute llenando e l peshyquentildeo recibiraacute el agua del riacuteo y gran parte del limo se depositaraacute en eacutel an tes de que el agua pase por sus vershytederos al principal Cuando el estanque pequentildeo esteacute poshyco lleno las aguas turbias se haraacuten pasar por el conducto arrastraraacuten el limo depositado en el pequentildeo estanque y llevaraacuten su carga fertilizante a los regadiacuteos Si se necesishytare agua adicional se sacaraacute del estanque principal
La principal ventaja de este meacutetodo estriba en que con serva las propiedades fertilizantes del agua aumentando asiacute la fertilidad de las tierras que con ella se rieguen
3-Corrientes de aciexclua- La derivacioacuten de una corrienshyte de agua abarca esencialmente tres obras Una barrera un sistema de compuertas y un canal de derivacioacuten
La barrera se dispone a traveacutes de la corriente debajo de la presa de agua y en el lugar donde las orillas esteacuten maacutes cercanas Ella levanta los aguas y las conduce al cashynal de derivacioacuten
El tipo de la barrera depende del caudal de la corrienshyte que se quiere derivar
En un simple arroyo la oparacioacuten es sencilliacutesima Alshygunas piedras grandes y troncos de aacuterboles bastan para establecer barreras muy resistentes Las figuas I y 2 exshyplican la disposicioacuten de una de estas barreras Siempre conshyviene proteger con un zampeado de madera o piedra la parte maacutes abajo de ~a barrera para evitar el desgaste en las avenidas
Crevat describe asiacute las cbras de una presa de agua en el riacuteo Ain Uno de los problemas maacutes difiacuteciles en un proshy
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Planta dfgt la burrera rUacuteili( ~a c ll yo lorlf rtmiddotnr(iexcl ~ 1ta lJ rilo 2
yecto de derivacioacuten es el establecimiento de la presa de agua sobre todo cuando el riacuteo es ancho y torrencial Y hay que prevenir la invasioacuten del cascajo y la arena gruesa
Cuando sea posible conviene aprovechar un recodo del riacuteo donde disminuye la velocidad y por consiguiente au-
Fig 2 HI1TIra 1I1~li( a tn IIn arroyo COrl ~ ( g Uacutell A B (Itshy la fi~ 1
- 1546 shy
menta la altura del agua En la orilla (Fig 3) se construye con grandes piedras talladas un muro de 30 mts de lonshygitud cuya base al nivel de las aguas bajas estaacute proteshygida por un enlosado de cemento de 3 mts de ancho para facilitar el deslizamiento del cascajo que puede ser consishyderable durante las crecidas
Este muro A por tener que servir de vertedero es vershytical por la parte del riacuteo con 030 mts de altura sobre el nivel de la orilla y estaacute sostenido exteriormente por un tashylud de cemento de muy alargada pendiente que forma el
Plano timiddot una harrera y toma dI aglla
fondo de un pequentildeo depoacutesito B faacutecilmente vaciable desshypueacutes de las crecidas por medio de una gran compuerta
En la parte inferior del depoacutesito B hay que establecer un macizo de mamposteriacutea que forma la cabeza del canal F en el que se habraacuten abierto dos tuacuteneles e de dos meshytros de anchura y un metro de altura cuya entrada puede cerrarse con compuertas de hierro reforzadas con nervios El agua al pasar por estos dos tuacuteneles desemboca en el canal de derivacioacuten F que alliacute debe ser poco profundo pero ancho (5 mts) estrechaacutendose en seguida progresivashy
menle hasta que alcance el tiro de agua y anchura norshymales
Fn el muro de defensa A del recipiente B se coloca lna compuerta inmediatamente delante de la~ aberturas de toma d9 agua y debajo de la barrera
Transversalmeiexclte al riacuteo y en el extremo inferior de l vertedero se construye un soacutelido zampeado de fondo E recshytiliacuteneo algo maacutes alto quoacute el fondo leI riacuteo y que se vaya eevando un poco hacia la derecha d se eleva de 050 el nivel de la corriente y se echa nuevamente contra el vershytedero A xl propio tiempo que se ancha un poco el cauce
Chaipeniier de Cossigny habla de una barrera de cashyballetes que con frecuencia se ve en el sur de Francia
Para estableceo a traveacutes del caue del riacuteo se fijan una serie de caballetes como lo representan las figuras 4 y S donde A es una estaca gruesa inclinashyda y C C los sosteshynes Sobre estos cabashylletes se clava una seshyrie de tablas sobre las
Fi2~ 5 cuales se echa desde riacuteo arriba grava RiacuteoFrente de una brre13 de caJallrlt s
- 1548 shy
abajo se defiende al pie de la obra con pentildeascos sosshytenidos con estacas
Las barreras importantes se construyen de piedra o de cemento empezando por trazar el armazoacuten de la barrera Aprovechando la eacutepoca del arlO en que el riacuteo lleva poca agua se clavan a traveacutes una serie de soacutelidas estacas cushyyos extremos superiores delineuroan el perfil transversal de la barrera Estas estacas se unen entre siacute y en ambos senshytidos por medio de cruceros Entre elios se hincan tablones Terminada la armazoacuten se llenan los huecos con guijarros y piedras y lueacutego se rellenan los intersticios con grava y tierra La parte superior de la barrera se recubre con un thecho de carpinteriacutea o bien con losas que formen una esshypecie de embaldosado entre los cruceros
A fin de obtener una barrera maacutes fuerte se puede hashycer la siguiente variacioacuten Una vez terminada la armazoacuten se colocan apoyados conira los tab~ones sacos llenos de cemento que no tarda en f~aguar Estos sacos forman un muro muy resistente Se acaba de construiacuter la barrera lleshynando con cemento el interior limitado por el muro La cashyra superior se resguarda de la accioacuten del agua con un reshyvestimiento de mortero hidraacuteulico para el cual se puede emplear ladrillos
Las compuertas colocadas a la entrada del canal comshypletan el conjunto de las obras de derivacioacuten y sirven para llevor el agua de uno a otro canal
Hay considerable nuacutemero de modelos de compuertas desde las mayores que se aplican para cerrar los canales hasta las menores para abrir y cerrar las atarjeas En prinshycipio una compu9rta se compone de un quicio horizontal que ocupa el fondo del agua y dos montantes verticales ~obre los que se desliza el ventanillo enlazados por un dintel en el extremo superior El quicio y los montantes pueden ser de madera o de piedra El ventanillo es la parshyte movible de la compuerta y se acciona ya a mano ya por medio dG palanca o cremalera seguacuten el tamantildeo Las partes superior e inferior de las compuertas deben protegershyse contra las socavaciones por planchas de madera o por construccioacuten de mamposteriacutea
En suelos flojos se draga el fondo hasta encontrar roshy
-l549 - shy
shy________ -shy _ __ ___J
s lzaltln ue IIna compllfmiddotlla
ca o tierra firme y lueacutego se pone a traveacutes una hilera de
estacas sobre la cual descansa la compuerta a cada lado
de esta primera arma zoacuten se amontonan sacos de cemento
La3 figuras 6 y 7 rlt-presentan un modelo de compuerta
ordina ria Los figuras 8 y 9 representan la compuerta p e-
r~ 7 Planta de tilla (Olllplltmiddotrta
-shy 10
qUEntildea de hierro muy pr-aacutecti ca que se emplea para abrir y cerrO las atarjeas de riego La figura 9 indica claramenshyo
te coacutemo se mantiene fija esta compuerta por medio de dos grandes piedras indinadas que pueden sustituiacuterse por dos puntales de madera
En cuanto al canal de derivacioacuten tambieacuten llamado de alimentacioacuten se ceba en la corrient de agua un poco por
P t(JlUntildea compucrta para atarjta~ lit Jil~o
encima de la barrem Abierto o cerrado por una compuerta debe seguir en su trazado la parte superior del te rreno y presentar el mayor relieve posible Maacutes adelante hablar8shymas sobre eacutel
Evaluacioacuten del caudal de una corrienle- El caudal de una corriente de agua es igual al producto del aacuterea de io seccioacuten bantildeada por la veloc idad media por segundo del agua
r-iacute~ 9
l a middotolllpllrla dmiddot la fiiexcl 8 olorarla en la otnlrada d e 1 alarju
Es necesario obtener el perfil de la corriente en varios lugares y promediar los resultados Para obtener un periil se tiende una cuerda de una a otra orilla perpendicuarmiddot mente a la direccioacuten de la corriente y lo maacutes cerca posib~ de su superficie A distancias regulares sentildealadas en la cuerda se practican sondeos que dan la profundidad d e l
- 1551 shy
agua en cada una de las divisiones Obtenido el perfil con estos datos se sumaraacuten los trapecios parciales para obtAshyner el aacuterea de la seccioacuten dantildeada
La velocidad media de ~ agua se deduce de la velocishydad media en la superficie es igual al producto de eacutesta por el coeficiente 08 en los canales y riacuteos de dimensiones medianas y po 06887 en arroyos y atarjeas La velocidad en la superficie puede calcularse faacutecilmente de la siguienshyte manera A unos 3CJL-40 metros Daacutes arriba del paraje cuyo p3rfil se ha encontrado se echan unos cilindros de madera gruesa o corcho y con un cronoacutemetro se cuenta e l tiempo que gastan en recorrer la distancia comprendida enshytre el Jugar donde se echaron y olro previamente fijado 30-40 mIs maacutes abajo del lugar del perfil La operacioacuten debe repetirse varias veces y promediar los resultados
En vez de valerse del flotador para determinar la vsshylocidad de la corriente suelen emplearse los medidores de velocidad o corriente (Current Meter) Existen varios modeshylos de estos aparatos los maacutes usados son el de Haskell y
61 de Price En el modelo Price existen dos tipos el eleacutecshytrico y el acuacutestico Por se r estos aparatos suficientemente conocidos y venir acompantildeados de instrucciones para su uso no nos detenemos a explicarlos
Cuando el cauce es de seccioacuten bastante regular es preferible usar una compuerta para medir el caudal
Compuerta rectangular- De sus experimentos con esta clase de compuertas Francis dedujo la siguiente foacutermula
Q = 333 H (L - 02 H) siendo Q = descarga en pies cuacutebicos por segundo L = longitud de la compuerta 6n pies H = altura del agua sobre la compuerta en pies Cuando la velocidad de aproximacioacuten tiene un valor
suficientemente alto para afectar los resultados deben hushycerse las correcciones necesarias Francis propuso la sishyguiente foacutermula para este caso
Q = 333 (L - 02 H) [ (h HYh - h~h 1 donde h = allura debida a la velocidad de aproximacioacuten
Compuerta de Cippoletti- Las foacutermulas correspondienshytes a los dos casos mendonados para la compuerta regushylar son
Las figuras 10 y 11 representan la compuerta rectangushylar y la de Cippolstt i respectivamente
CAPITULO V
Uso de bombas para el riego
La praacutectico de elevar agua de un nivel inferior a otro superior para usarlo en el riego es sin duda tan antigua
1553 shy
como el riego mIsmo En China India y otros paiacuteses orienmiddot tales todaviacutea se acostumbra regar tiel ras maacutes ollas que los canales que conducen el agua elevaacutendola con potencio
bullhumana c animal unos pocos pies Naturalmenta que e~to
se puede efectuar soacuteo cuando la altura es moderada y el trabajo muy barato
Molinos de vienlo- La fuerza del vienio se empleoacute prishymitivamente para las necesidades del riego y auacuten hoy se usa frecwmtemente para elevar aguo de pozos para 103
necesidades domeacutesticas y para el riego de jardines y peshyquentildeos huertos Aunque la fuerza no represente gasto alshyguno el bombeo por medio de molinos de viento resulta en promedio maacutes costoso que cualquier otro meacutetodo excepshytuando aquellos que usan fuerza animal Esto se debe a la pequentildea potencia desarrol ~ada por estos aparatos la inshyconstancio del vie~to y la gran atencioacuten y reparacioacuten que exigen los molinos de viento Por estas razones el costo del bombeo por este sistema hace prohibitivo su empleo exshycepto para cultivos intensos de pequentildeos tarrenos donde se esperan grandes beneficios
Los molinos de viento se usan extensamente en el vashylle de San Joaquiacuten (California) y en los grandes llanos de las Montantildeas Rocosas para obtener agua para el riego El principal inconveniente de estos molinos es su insegushyridad pues su funcionamiento depende completamente de la fuerza del viento
A causa de esta inseguridad los molinos nunca deben usarse para regar sin proveerse de un estanque ampliO pashyra almacenar el agua Debe instalarse un recipiente de gran capacidad a fin de poder almacenar el agua durante los diacuteas que no se la usa para regar Este recipiente se puede obtener usando uno de los tanques elevados que suminisshytran los constructores de molinos de viento o si el molino se puede instalar en un punto alto de la hacienda se pueshyde excavar un estanque paro el almacenamiento
En promedio se necesita una velocidad del viento 5- 6 millas por hora para mover un molino La tabla siguiente da la fuerza del viento para las velocidades ordinarias
-1554
Velocidad del viento y potencia
Millas por Pie por Presioacuten Millas por Pies por Presioacuten
La tabla siguiente tomada de un trabajo de Mr A R Wolff sobre molinos de viento muestra la capacidad y
economiacutea de un molino experimental con rueda de distinshyto diaacutemetro asumiendo una velocidad promedio del vienshyto de 10 millas por hora durante ocho diarias
CAPACIDAD DE LOS MOLINOS DE VIENTO
Tamantildeo Rtvoluclunes Galones de agua levantados por minuto H P de la rueda de la rueda bull una altura de desarrollados
pie
25 50 75 100 150 200
ID no-u lB fjfj tiu 41 1112 l~ ij-HO t3 n u 11 8 8 1 O ~ I H iexclO-i 4bull 1 ~~ 6 ) -I ~ 1U 1 S -l 02- Hi ~I-iexclO ji -U JI (iexcl 1liacute JI 1 98 SO 0 11 18 10- (- 911 j2 2middot1-1 J1 J ) D I ~n 1 bull -40 1lfI UI 1 IO X l J ~ JI l I I O1X 2J W-li ~ 124 J01 0 111) 40 1 Hi3 ~H1 134
- 1555 shy
Al disentildear un molino de viento para bombear agua deben considerarse dos cosas El momento de torsioacuten y la velocidad de la rueda en relacioacuten con la de la bomba La primera debe ser lo maacutes gronde posible a fin de que el molino arranque con un viento suave la segunda no debe ser muy alta para las bombas en un molino pequentildeo ni demasiado baja para uno grande De lo anterior deducimos que el tamantildeo de un molino es un elemento importante en el arreglo de sus aspas
El aacutengulo entre cualquier porcioacuten de una aspa y el plano de la rueda se denomina aacutengulo del viento para obtener el mayor momento de torsioacuten al arranque este aacutenshygulo debe ser el complemento de los mejores aacutengulos de incidencia o entre 70deg- 55 Se ha Encontrado en la praacutecshytica que el aacutengulo del viento no alcanza estos valores sienshydo muy recomendable usar 43deg La tabla siguiente da los resultados de los experimentos de J A Griffith con cinco clases de molinos norteamericanos
CAPACIDAD Y EFICIENCIA
STOVER
Diaacutemetro exterior de la rueda pies 115 inferior 45
Area bruta de la rueda pies cuadrados 1040 Angulo del viento en la extremidad exterior de las aspas 43 Diaacutemetro y carrera de la bomba pulgadas 3 X 4 Altura promedio del agua durante el ensayo pies 292
A maacutexima eficiencia
Ve locidad del viento millas por hora 58 Velocidad del molino revoluciones por minuto 130 H P 0011 H P por 100 pies cuadrados de aacuterea bruta 0011 Eficiencia neta maacutexima tanto por ciento 87
-- J556 --shy
Promedio de 100 horas localidad bonancible
Promedio del agua elevada galones por hora 1530 Promedio de los H P desarrollados por l 00 pies~ 0022
0023 Eficiencia neta maacutexima 21
Promedio de 100 horas localidad borrascosa
Promedio del agua elevada galones por hora 2870 Promedio de los H P desarrollados por 100 pies~ 0041
0043 Eficiencia neta maacutexima 028
De varios molinos
Parkins ~fthoue Allhouse Carlyle
16 1416 1016 983 60 45 383 416
2010 1570 81 800 36 30 5028u
3 X lOyiexcl 3 X 10 3 X 4 58 3 X 4 liquest 39 663 387 307
---shyMaacutequinas de combustioacuten interna- Las maacutequinas moshy
de rnas de combuslioacuten interna de gas y vapor no soacutelo con-sum e 1 pJCo combustible sino que son adaptabI8s unishydades pequentildeas ademaacutes req u ieren poca vigilancia para un buen manejo y las reparaciones se efectuacutean faacutecilmenshyte Estas ve1 tajas importantes hcn heclo generalizar el uso de esta clase de maacutequinas
Maacutequinas de vapor- A lgunas de la s maacutes grandes planshytas d2 bombas para riego usan el vapor como fuerza moshyIriz En las islas Hawai se emplean grandes bombas moshyvida s por vapor para e levar agua a 550 pies y regar cantildea de azuacutear Grandes plantas a vapor se emplean para eleshyvar grandes can tidades de agua a pequentildeas alturas y reshygar las plan taciones de arroz en Louisiana (EE UU ) Las grandes plantas usan la maacutequina reciacuteproca y la bomba directamente conectada En algunos casos se puede obteshyner mayoiexcl- eficiencia usando turbinas de vapor las que por su alta velocidad S9 prestan para mover generadores eleacutecshytricos los cuales a su vez pueden suplir corriente a bombas instaladas en dist intos pun tos Es te meacutetodo de distribucioacuten es especia lmen te venta joso cuando el agua se obtiene de muchos pozos El costo de esta clase de plantas estaacute geneshyralmente fuera del alcance individual y por esto la mayoshyriacutea de ellas son manejadas por grandes compantildeiacuteas o por Jos municipalidades
Bombas- La bomba centriacutefuga es la maacutes usada para regar
La bomba centriacutefuga eleva el agua por medio de un disco provisto de cuchillas curvas que giran raacutepidamente dentro de una caacutemara que se ajusta lo maacutes posible dejanshydo el juego necesario para el movimiento raacutepido Las cushychillas fuerzan el agua a traveacutes del tubo de salida Algunas veces se sumergen dentro del agua que va a bombearse
-- 1558-shy
o se colocan unos pocos p ies encima del n ivel del agu a
en cuy o caso se necesita cebarlas
La bomba centriacute fuga es la maacutes recomendable cuando
se tr Ita de elevar grandes cantidades de agua a pequentildeas
a lturas Sus principales ven tajas son sencillez seguridad
bajo cos to y poca probabilidad de dantildeo por c ieno etc
Cuando hcm sido biEn d isentildeadas acanzan eficiencias de
maacutes de 80 para altu ras de 30- 60 pies Las peacuterdidas a
la entrada del tubo de succioacuten yola sal ida del de desshy
carga se d isminuyen grandemente ensanchaacutendolos progreshy
sivamente al salir de la bomba
El profesor W B Gregory da la siguiente tabla para
ilustrar la ventaja qu e se obtiene al ensanchar los tubos
de succioacuten y descarga
BOMBA CENTRIFUGA - ALTURA DE ELEVACION 5 PIES
Peacuterdida de Peacuterdid a de Pda por fr ic-Forma del tubo altura a la altura bull la cioacute usando Altura Bnfic~
a 3 028 031 024 583 240 291 a 4 009 0 10 02 4 543 280 340
----shyAriete hidraacuteulico- Es ta maacutequina usa un gran v o lumen
de agua que cae de una pequentildea altura para elevar una
cantidad menor de agua a una altura mayor
En este aparato un tubo A conduce el agua a la caja
de la vaacutelvu la B ~ l tubo estaacute en comun icacioacuten con la caacuteshy
mara de a ire C de la cual arra nra e l tubo de descarga D
La vaacutelvula B s(~ abi e hacia abajo y se hace de un peso
tal que permanezca abierta cuando el agua circule a veshy
locidad moderada pero se c ierre raacutepidamente cuando la
velocidad del agua a lcance un valor determinado Cuando
la vaacute~vula se cierra el agu a se detiene suacutebitamente proshy
duciendo un golpe de ariete que abre la vaacutelvula de la caacuteshy
mara de aire comprimiendo eacuteste y haciendo pasar una
parte d e eacutel al tubo de descarga Cuando se iguala la preshy
-- 1)59-shy
sioacuten la vaacutelvula de la caacutemara de aire se cierra pero el flujo en el tubo D continuacutea durante un periacuteodo corto a caushysa de la expansioacuten del aire comprimido en la caacutemara C Como el aire de esta caacutemara es absorbido gradualmente y expulsado por el agua debe proveerse para su renuevo pues de otra manera la elici-encia del ariete disminuiriacutea Cuando el agua en el tubo A estaacute detenida la vaacutelvula B cae el agua empieza a moverse y el proceso se repite
El flujo de un ariete hidraacuteulico es pues una serie de pulsaciones y a cada impuso debe vampncerse la inercia de la columna de agua que se encuentra en el tubo D Si dos arietes se conectan en el mismo tubo de descarga pero de tal manera que sus pulsaciores no coincidan la descarga seraacute maacutes continua y se economizaraacute energiacutea estas ventashyjas se obtienen en mayor escala al aumentar el nuacutemero de arietes conectados Veacutease fig 12
i)
rs 2 l iacute
llUSlraciuacuten dd prin cipill dd ik hiJraacuteulicu
CAPITULO VI
Canales y alarieas de riego
Cualquiera que sea el meacutetodo de riego que se haya esshycogido su praacutectica requiere cierto nuacutemero de canales y atarieas Vamos a definir estos canales y atarjeas y a inshydicar las principales consideraciones que rigen su consshytruccioacuten
Todo riego supone una presa de agua en un canal riacuteo etc Esta agua por medio de un canal de derivacioacuten se
--1560shy- -
lleva a los regadiacuteos De cua lquier forma que sea en eacutel o en sus ra mificac iones na cen y se alimen ton zan jas de meshynores dimensiones llamadas atarjeas de distribucioacuten las cuales llevan el agua a las atarieas de riego
Como todo riego debe ir acompantildeado de una desecashycioacuten del suelo es necesario construIacuter atarjeas de desaguumle que lleven el agua usada a los canales de evacuacioacuten En ciertos casos las atarjeas de riego una vez vaciacutea s sirshyven para el desaguumle
Seccioacuten de los canales y de las atarieas- Los canale s de a limentacioacuten de distribucioacuten y de evacuacioacuten tienen seccioacuten trapezoidal (Fig 13) Las otarjeas de riego y de desshyaguumle son rectangulares (Fig 14) Soacutelo miden 5-15 ctms de profundidad
Un canal de riego se com pone de las siguientes parshytes (ver lig 13)
El fondo D F sobre e l cual fl uye e l agua
-1561
La altura O E = h del egua Las banquetas A B H 1 que sostienen el agua por cashy
da lado Los taludes formados por las caras laterales B D F H El periacutemetro mojado P o la lopgitud e D + D F + F G La seccioacuten uacutetil S del canal eo la superficie que tiene
por base G C y D F y por a~ tura O E El radio medkl R es igual a S P La pendiente de Jos taludes m se determina por la
relacioacuten G Kj F K
Pendiente de los taludes de los canales y de las aacutetarshyjeas principales- Las pendientes de los taludes dependen de la natura leza del terreno Hus ta 15 ctms de profundidad son verticales Pasando de esta profundidad y para atarjeas abiertas en desfonde se dan las siguientes pendien tes
Roca m l O Arcilla pura m 1 033 = 303 Tierra arcillosa m 1 05 200 Tierra arenosa m 1 15 = 066
Para Jos taluds de fosos cmstruiacutedos en terrapleacuten
Arcilla pura m 1 05 = 200 Tierra arcillosa m 1 075 = 133 Tierra arenosa m 1 225 = 044
Para el mismo terreno si m es la inclinacioacuten del tashylud en desfonde 10 inclinacioacuten m del talud de terrapleacuten es igual a
2 3 m 1 1
- +shym 2m
Pendiente de los canales--Cuanto maacutes fuerte es la penshydiente maacutes se puede reducir la seccioacuten de un canal para la misma descarga Conviene pues construiacuterlos con la mashyyor pendiente a fin de disminuiacuter los trabaj os de excavacioacuten Por otra parte hay que considerar que una pendiente fuershy
-- 1562 -shy
te disminuye por la raduccioacuten de seccJOn la superficie de contacto y por consiguiente la filtracioacuten Ademaacutes la veloshycidad del agua no debe pasar de determinados valores seguacuten el terreno pues produciriacutea erosiones en las paredes
Velocidades de las que no conviene exceder en los diferentes terrenos
Velocidad limite Pendlent
por segundo por kmt
Arcillas blandas 0152 mts 0045 mts
Arenas 0305 0136
Gravas 0609 0433
Guijarros 0914 0570
Piedras en grandes fragmentos 1220 1509
Guijarros aglomerados 1520 211 S
Rocas blandas 1830 2786
Rocas duras 3050 7342
Tambieacuten existe un liacutemite inferior de velocidad que no se debe traspasar pues se forman depoacutesitos que destruyen
los cauces Los depoacutesitos principian a formarse por debajo de una
velocidad media de 025 mts por segundo en corrientes de agua fangosa 030 cargada de
arena fina 050 mts por segundo en corrientes de agua cargada de
arena gruesa Por consiguiente la velocidad no bajaraacute de 050-080
mts en el canal principal a fin de que no se deposite la arena gruesa
No deberaacute ser inferior a 025- 040 mts en los canashyles de distribucioacuten para que en ellos se deposite la areshyna gruesa que si llegara a las atarieas de riego podriacutea ser perjudicial Como estos canales no se usan continuashymente seraacute faacutecil quitar los depoacutesitos asiacute formados
Canal de conduccioacuten- La pendiente de eacuteste depende
- 1563 shy
oel nivel de la presa de agua y de la altura de la parte maacutes alta que deba regarse
Generalmente su pendiente variacutea de 00007-00014 mts por m La velocidad no excede de 080 mts por segundo La seccioacuten es trapezoidal y debe ir disminuyendo a medishyda que el canal avanza como que tiene que servir a meshynor extensioacuten
Este canal debe estar dispuesto de tal forma que en su punto de unioacuten con el riacuteo quede su nivel maacutes baio que el quicio de la presa a fin de poder instalar un aparato de afor Siempre debe estar provisto de una compuerta de modo que sea faacutecil impedir o regular la entrada dol agua para poder efectuar reparaciones o prevenir una crecida de la corrien te alimentadora
A fin de evitar la erosioacuten conviene lapizar con ceacutesped las paredes laterales y el fondo
Atarieas de distribucioacuten- Deriacutevanse del canal de conshyduccioacuten y llevan el agua a las atarieas de riego Son casi horizontales con pendientes de 0001-0015 mts por m La velocidad del agua no debe ser inferior a 025-040 mts
Se ponen en comunicacioacuten con las atarieas de riego por medio de un tubo de aiiacuteareriacutea o de una caia rectangushylar de madera Esta abertura debe poderse cerrar con una compuerta
Atarieas de riego- E1 general deben ser tan poco proshyfundas como sea posible Con frecuencia se les da un pershyiexcljI rectangular En la unioacuten con las atcrieas de distribucioacuten pueden tener de 30- 35 clms de anche para lueacutego ir disshymi1uye1do
El fondo e3 generalmente horizontal y sus bordes esshytaacuten ligeramente inclinados seguacuten lo direccioacuten de la corrienshyte y se aproximan a medida quo se aleian de las atarieas de distribucioacuten
Atarieas de desaguumle--Las atarieas de desaguumle recogen las agu)s despueacutes de regar y la3 llevan a los canales de evacuacioacuten Son doblemente uacutetiles pues secan el suelo y
permiten volver a usar las aguas para el riego de nuevas extensiones
- 1564shy
Los bordes estaacuten cortados verticalmente Su anchura ordinariamente es de O l5- --030 mts
Canales de evacuacioacuten- El ca nal de evacuacioacuten recishybe el agua de los desaguumles y la conduce al riacuteo o a regar otras tierras Debe ocupa r lo parte maacutes baja del terreno Debe tener una seccioacuten suficiente para el agua que recibe Tiene forma trapezoida Sus paredes deben protegerse conshytra el desgaste por medio de ceacutesped
Caacutelculo de las dimensiones de los canales y de las atarjeas principales- Hemos dicho que la seccioacuten de los canales y atarjeas principales es trapezoidal La seCClOn de las secundarias es triangular o rectangular Generalmenshyte no S9 ca~culan Es necesario determinar lo maacutes exactashymente posible las dimen5iones de los canales y atorjeas principales Las foacutermulas emp16cdas dan resultados aproxishymados que la experiencia modifica A continuacioacuten damos las foacutermulas de Darcy perfecc ionadas por M Bazin
ConsideremQs la seccioacuten re presentada en la fig 13 Y llamemos
1 D F = longitud del fondo
h O E = la altura
S aacuterea de la seccioacuten
U velocidad mediacutea del agua velocidad media en la superficie X 080
Q = descarga
I = la pendi2nte
P periacutemetro moiado
R = radio medio
Estas cantidades estaacuten relacionadas de la siguiente mashynera
(1) R I = b U~ oacute U = C RT(2)
(3) Q = S U Oacute Q = S C rRI (4)
C = 1 b es un coeficiente que depende de la rugoshysidad de las paredes del canal M Bazin ha expresado su valor asiacute
1565 - shy
87
C = 1 Vb = - ---- + tiacute
VR ltiacute tiene los siguientes valores
Paredes muy lisas (cemento madera lisa) tiacute = 006 Paredes lisas (taba ladrillo) tiacute = 016
poco lisas de mamposteriacutea tiacute = 046 de naturaleza mixta Ciacute = 085
Canales de tierra en condicion3s ordinarias tiacute 130 Canales de tierra con resistencia excepcional tiacute = 175
Maacutes adelante daremos los valores del coeficiente C en funcioacuten del radio R y los valores del coeficiente o de la loacutermua (l) corre3pondientes a los valores dAl coeficiente
C = 1 vT-
Ganguillet y Kulter adoptan tambieacuten la foacutermula
u C RTpero daacutendole a C el siguiente valor
O 00155
23 + + n
C 000155
1+ 23 + --- n
( ) V R
El nuacutemero n variacutea con la naturaleza de las paredAS y tiene los siguientes valores
n ln Paredes muy uniformes ceuromento madera
cepillada 0010 100 Paredes linos piedra tallada ladriilos 0013 77 Paredes poso uniformes 0017 58 Paredes rugosas piedras en bruto 0020 50 Paredes de tierra 0025 40 Paredes de grava 0030 33 Paredes irregulares de grava y mal cuidadas 0035 29 Paredes muy irregulares 0040 35
- 1566 shy
Las dJmensiones de los canal83 deben 118nar otras conshydiciones que determinan las foacutermulas anteriores
En primer lugar la tangente trigonomeacutetrica m queda determinada por la naturaleza del terreno Luego si circunsshytancias especiales no exigen la adopcioacuten de una profundishydad conviene dadas 1 y m dar a la seccioacuten la forma que corresponda a la maacutexima descarga por unidad de aacuterea de ella Esta seraacute evidentemente la seccioacuten maacutes econoacuteshymica De la foacutermula (3) Q = S U deducimos que para una superliacutecie dada S la descarga Q es maacutexima con U POI
consiguiente para una pendiente dada y teniendo en cuen shyta la foacutermula (2) U = e VRT con R o tambieacuten pll8sto que R = S P cuando P es miacutenimo
D8 la Hg 14 deducimos que
(5) S h (1 + h m)
(6) P + 2 h m V1 + m~ (6) P = I + 2 hmv 1 + m~
S h ( I + hm) (7) R
P + 2 hm 1 + m~ y por caacutelculo deducimos que P es miacutenimo cuando
h + V I + m~ (8)
2 ro
En este caso los lados B D H F D F son tangentes a Jo circunferencia descrita desde O como centro y con h como radio
Si sustiacutetuIacutemos en (7) 1 por su valor sacado de (8) obshytendremos
2 m h h ( + hm)
+ VI + m (9) R +
2 mh 2h V 1 + m~
+ ml+vl+ m~
- 1567 shy
--- -
1+ iexcl-1 + rn~ ]iexcl 2 = X
rn 4
es decir el radio medio es igual a la mitad de lu profunshydidad del agua
La relacioacuten h 1 que determina la seccioacuten oacuteptima soacuteshylo depeeacutelde para S e 1 dados del valor m El valor de h 1 en (8) permite calcular faacutecilmente h y 1 conociendo S y m Reempazando 1 por su valor en funcioacuten de h en la ecuashyc ioacuten (5) 1endremos
(lO) S =
( h
2 m h
1 + 1 1 + m~ h+-111
)
h~ 2 l 1-+ m~ -----shy 1
m
mS lh
11 J J h = ( 2 V 1 + m - 1 )
Seguacuten esto S2 ve que cuanio maacutes se acerquen los taludes del canal a la vertical mayor es h y por consiguienshyte R Conviene adoptar para R el mayor valor posible pues asiacute no disminuye la anchura del canal de pendiente dada 1 y se aumenta la velocidad media d el agua que es proshyporcional a R
Cuando las circunstancias obligan la adopcioacuten de una profundidad determinada la ecuacioacuten S = h (l + h m) soacutelo contiene la incoacutegnita 1
Empleo de las foacutermulas uso de las tablas ejemplos middotnumeacutericos--Los problsmas que se presentan maacutes frecuenshytemente son
I- Conocida la seccioacuten transversal de un canal y su pendiente calcular su descarga
JI- Conocido el rendimiento del canal y su pendiente
- 1571 shy
calcular las dimensiones que debe tener su seccioacuten transshyversal y la velocidad media del agua
CASO iexcl- Se a plican las siguientes foacutermulas
h (1 + h m) (S) S = h (1 + h m) (7) R
1 + 2 h 1 + m~
m
y lueacutego
(2) U = C m 1)Y2 (1) Q _ S C (R 1) 1j~
La foacutermula (S) ncs do e l aacuterea la (1) el radio medio pues h I Y 111 SO1 conocidos Las foacutermulas (2 y 4) permiten ca lcular U y Q
EJEMPLO Calcular el rendimie llto de un canal de ti eshyITU sabiendo que 1 = lmts h = 121 1 = 00002 y la inclinacioacuten de los taludes es 45
La aplicacioacuten de las foacutermulas (5 y 7) nos da
S = 2867 mts~ y R = 060 mts
El valor de C seguacuten la tabla de Bazin es 325 y seguacuten la de Kutte r 35 Tomamos e l promedio de estos dos valoshyres o sea 3375
Aplicando las foacutermulas (4 y 2) obtendremos
Q = 098 mts y U 037 mts
CASO II- Si existen circunstancias que obliguen a adopshytar una profundidad determinada se aplicaraacuten las foacutermushylas de la seccioacuten maacutes ventajosa es decir las foacutermulas sishyguientes bull
Q~m S (9) h b U~ b - shy~ (1 + m~ )11 ) = 2 R (l) R I
12 - 1) S~
Se principiaraacute por adoptar para b un valor provisional y para escogerlo seguacuten el rendimiento se evaluaraacute el vashylor posible de R y por consiguiente el de C seguacuten la tashybla de Bazin La tabla de los valores de b daraacute un valor que se adoptaraacute provisionalmente Una vez hallado el vashy
- 1572 shy
lar da R se rectificaraacute e l de b Se volveraacute a calcular R y
se continuaraacuten estas aproximaciones hasta que se encuenshytren para C y b valores que no difieran sensiblemente de Jos anteriores La ecuacioacuten (1) contendraacute R elevada a la quinta potencia y deberaacute resolverse por logaritmos
EJEMPLO Un canal debe tener un rendimiento de 2 lIltS de agua por segundo con una pendiente de 00002 por mts Cuaacutel debe ser su perfil transversal en la tierra con taludes inclinados 45
Supongamos R = 1 mt entonces seguacuten la tabla d e Bozin C = 378 y seguacuten lo de Kutte r C = 40 Toma mos 81 pro lllcd io C = 389 Para b obtenemos 000066
In
Lu IOacuteI JI1 U 111 (0) du x
Pero s iendo m 1 sacamos
m 0547
y obte ndremos 4R~ S 4W
0547
Lo foacutermula (1) nos da
R X 00002 000066 4
S~
R S~ 132
y sustituyendo S po~ su valor
16 R
(0547F 132 R 075
Seguacuten las tablas de Bazin y Kutter los valores respecshytivos de C pondiente de b tend
son de b remos
348 es
y 00
37 Adoptamos 0077 Sustituyendo
359 este
el valor nuevo
corresshyvalor
- shy 1573 shy
4 4 R~ 0547 S TI X 00002 000077 (
s~
R = 075
Lo vola re s d~ e y de b no difieren sonsibloTrl ento de los que acabamos de adoptar Tomaremos pues para TI el va le r 076 mis entoncos h = 152
4 (076 )~
S 442 Jll l s ~
0547
Q 2
u 047 mts S 422
La foacutermula (8) permite dete rmina r l
2 m h 2 X 152 126 y e l problema
1 + ( + m~)Y2 1 + (2)1
queda resuelto Pero puede ocurrir que por circunstancias especiales no
se pueda adoptar el perfil maacutes econoacutemico Entonces se coshynoc 3 la profundidad h o la anchura 1 por lo tanto
S = h (1 + h m)
Q2
R 1 b --- en que R estaacute expresado en funcioacuten S2
de h y de I y permitiraacute hallar por tanteo h o I y S Supongamos que por causa de la existencia de un submiddot
suelo rocoso la profundidad del canal no debe exceder de un mI y que la descmga sea de 2 mts pOI segundo y la pendiente 00002
Procederemos asiacute
Puesto que h 9S a lo sumo igual Q 1 mI el radio meshydio puede evaluarse en 050 mts Las tablas dan para e 306 y 34 adoptamos 32 y entonces b = 000098
1574
Q2
De la ecuacioacuten R I b --- deducimos S2
000098 X 4 S~ 392 S 625
050 X 00002
La foacutermula S = h (l + h m) da 525
La foacutermula (6) nos da P = 807
s 625 R 077 mts
P 807
Se partiraacute de este nuevo valor de R para repetir los caacutelculos
Las tablas dan para R = 077 mts C = 35 y 37 Adoptamos C = 36 entonces b = 000077
Tenemos
000077 X 4 S 40 S 632 1 532
077 X 00002
P 814 Y R = 077
Adoptaremos para el perfil de este canal de 2 mts de descarga por segundo
1 = 532 h = 1 mI R = 077
La velocidad media del agua seraacute
u = Q S = 2 632 = 031 mts
CAPITULO VII
Sistemas de rieqo
Hay muchos procedimientos de riego seguacuten la naturashyleza del terreno su pendiente los cultivos o la cantidad de agua de que se dispone
- 1575 shy
A continuacioacuten describiremos los siguientes sistemas Por sumersioacuten por filtracioacuten por desbordamiento
El riego por sumersioacuten se dIvide en tres meacutetodos el ri ego por filtracioacuten en dos y el por desbordamiento tambieacuten en dos De todos eros hablaremos separadamente
Riego por sumersioacuten
El sistema d3 riego por sumersioacuten llamado tambieacuten en manta consiste en cubrir el suelo con una capa de agua que permanece sobre eacutel un tiempo maacutes o menos largo
Generalmente requiere que el terreno sea sensiblemenshyte horizontal de pendiente suave 2 0 00 a lo sumo y que no sea impermeable La superficie regable se rodea de peshyquentildeos diques Si la pendiente fuese fuerte habriacutean de ser a l tos y emplear maacutes agua con lo que se perderiacutea la prinshycipal ventaja de este sistema que es su sencillez y ecoshyncmiacutea
Este procedimiento es uno de los mejores para el rieshygo de praderas cuya pendiente sea de 1-15 mmts por metro Comprende tres meacutetodos distintos
IO-La sumersioacuten naturcl que resulta del desbordashymiento espontaacuteneo de una corriente de agua o de la inunshydacioacuten artificial proveniente del levantamiento de las aguas
29- La sumersioacuten artificial 5encilla en que las aguas permanecen estanadas mientras dura el riego
3y- La sumersioacutell atificial con cJrculacioacuten continuiexcl en que el agua ircula suavemente por la superficie del terreno sumergido
Cuando se riaga con aguas que acarrean limos y areshynas estos materiales generalmente corgados de materias fertili~antes se depositan sobre el suelo Entonces el riego por sumersioacuten va acompantildeado del erdorquinamiento
Sumersioacuten natural- Muchos terrenos estaacuten expuestos a las crecidas de las corrientes de agua que los atraviesan Esta sumersioacuten natural es fuente de grandes riquezas Tashyles s)n Egipto y las pompos de la imeacuterica del Sur En Francia grandes extensiones de ter reno deben su fertilidad a riegos perioacutedicos de esto naturaleza
Las condiciones esenciales de estos sumersiones natushy
1576 shy
rales son pendientes longitudinales muy suaves (040- 045
mts por kmt como promedio) y pendientes transversales
bastante aceurontuadus para que las aguas de las crecidas
vuelvan faacutecilmente a su cauce primitivo
Sumersioacuten artificial sencilla- Exige un suelo de poca
pendiente que no exceda de 2 0 00 a menos de restringir
mucho ia extensioacuten dE las parcelas sumergidas
Si la pendiente fuese fuerte no se depositariacutean los seshy
dimentos perdiendo asiacute este meacutetodo su principal ventaja
Ademaacutes se correriacutea el riesgo de que las aguas arrastraran
la tierra vegetal Finalmente seriacutea necesario que las cuenshycas sumergidas estuvieran rodeadas de diques muy altos
lo que hariacutea perder las ventajas econoacutemicas de este sisshy
tema
Consiste en sumergir el suelo bajo una capa de detershy
minado espesor durante un periacuteodo de tiempo variable
El terreno se divide en compartimientos regulares roshy
deados dE pequentildeos diques que retienen el agua
Generalmente las aguas despueacutes de regar un comparshy
timiento superior pasan a regar uno inferior
Los compartimientos tienen extensioacuten variable En geneshy
ral no exceden de 10-30 aacutereas Se les puede dar una anshychura de 50 mts y una longitud variable seguacuten la pendienshy
te del terreno Los diques que los rodean exceden en todas
partes a 25 ctms al nivel del agua
La altura media del agua sobre la superficie del sueshy
lo es de 15 ctms En el punto maacutes alto del nivel del agua
25 ctms
En el centro de cada compartimiento y en sentido de su longitud se abre una atarjea g (lig 15) que sirve a la
vez de conduccioacuten y desecamiento
A este objeto puede ir acompantildeado de pequentildeas a tarshy
jeas h En el origen y en la extremidad de cada compartishy
miento la atarjea g lleva una en trada de madera con comshy
puerta para retener el agua o dejarla pasar
La atarjea g debe tener una pendiente aproximada de
0001 mts mL La anchura en el fondo y su profundidad
dependen de la superficie del compartimiento y de la cantishydad de agua que conduciraacute
--1577-shy
La fig 15 denota la subdivisioacuten del terreno en cuatro recipientes que forman otros tantos saetines cuya longitud depende de la pendiente del terreno
Es preciso que el nivel del agua en el segundo comparshytimiento sea inferigtr de 1- 2 ctms al fondo de la atariea g del primero Asiacute se logra que el agua pase del primero al SEgundo compartimiento
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Hiego por ~lIhm(~r~ ioacuten Planta ltle unn in~tala(- i(ln de cuatro C(Jlllparlimi-(-middotnto~
Ventajas e inconvenientes de este sistema- Permite reshygar superficies de poca pendiente con ca1tidades de agua demasiado pequentildeas para utiliza ras de otro modo Transshyforma en tierras feacutertiles suelos mediocres siempre que no sean impermeables y que las aguas contengan limos carshygados de principios nutritivos Su instalacioacuten y vigilancia son sencillas y baratas
En suelos impermeables da malos resultados Rara vez se puede aplicar en el momento de la vegetacioacuten y mientras dura impide la aireacioacuten del suelo
- - 1578 - shy
El riego por sumersioacuten se emplea principalmpnte en el cultivo del arroz
Riego de los arrozales- EI arrozal ha de estar compleshytamente cubierto por el agua pero sin quedar estancada sino circulando con muy poca velocidad Sin agua no gershyminariacutea la semilla y en cambio si quedara estancada enshyfermaria 0 planta y podriacutea ser causa de una epidemia pashyluacutedica en la regioacuten
El terreno destinado al cultivo del arroz ha de ser enshyteramente llano y con la pendiente necesaria para la lenshyta circulacioacuten del agua El campo se divide en parcelas delimitadas por pequentildeos diques de tierra
Unas como B (Fig 16) estaacuten trazadas longitudinalmenshyte en el sentido de las labores y del movimiento del agua al paso que otras la sentildealadas con la letra e van en dishyreccioacuten perpendicular a las primeras
Una vez construIacutedos los diques se da el agua a las parce las D y J de modo que la capa liacutequida tenga unos 12 ctms de espesor Hecho 6stO se practican en el dique inmediatamente infel ior unas abe rturas E de 20- 30 ctms
de ancho por donde flushyye el agua a las parceshylas inferiores Asiacute se conshytinuacutea hasta regar todo el arrozal El agua se reshycoge en la atariea d e desaguumle A
El consumo de a g ua se calcula en 24 Its por segundo y por hec taacuterea
Sumersioacuten artificial con derrame continuo--Cuanshydo se dispone de gran can tidad de agua la cirshyculacioacuten puede ser conshytinua sin alterar las disshyposiciones precedentegt
El agua de riego desshypueacutes de alcanzar el nishy
ni~po s i c i(lfl dI un arrozal divirl gtln ( 1
lahla~ n -lIadriluacutel erus L ri ego
- - 1579-shy
vel normal en el compartimiento regado pasa lentamente al inferior y se reemplaza con nueva agua Este procedishymiento priva menos del aire a las plantas que e l estallCU miento permanente
El movimiento d8 las aguas se regula dE-~ tal manera que la can tidad siexclJida por la parte inferior sea igual a Jo que Gntra por la superior De 83t8 modo se llega raacutepidashymente a resultados excelentes
Conviene enviar agua nueva o los compartimientos inshyferiores disponiendo alrededor del cqmpo un canal de cirshycunvalacioacuten El agua debe vaciar por encima de las comshypuertas a fin ds qU8 no arrastre los sedimentos En general los compartimientos tienen dimensiones mayores que los de sumersioacuten sencilla Si la pendiente es muy fuerte conviene disponer oblicuamente diques interiores que impidan la erosioacuten del suelo Los diques que bordean las parcelas tieshynen aproximadaments 150 mts de ancho en la corona y un nivel de 30- 40 ctms sobre el de las aguas
Rieqo por filtracioacuten
Este sistema comprende dos subdivisiones
19 Por filtracioacuten del aqua en el suelo por atarieas proshyfundas- Es un procsdimiento muy imperfecto desde el punshyto de vista d3 los resultados pero muy sencillo y econoacuteshymico Em p lea las zanjas excavadas en los terrenos para sanearlos
Esencialmente consiste en cerrar las compuertas que regulan los diferentes canales de desecamiento El agua de lluvia etc fluye asiacute poco a poco pgtr estos canales y si el suelo es permeable lo humedece al atravesar las pareshydes laterales de e llos pudiendo llegar por capilaridad hasshyta las raiacuteces
Este procedimiento soacutelo es practicable cuando el terreshyno es bastante permeable y de poca pendiente En suelos poco permeabls los resulta dos no son satisfactorios el agua fluye bien por los cana ~ es pero no logra humedecer la tierra
La lig 17 muestra la disposicioacuten de los canales a a b b y Ja de la compuerta d que cuando estaacute cerrada deshy
- 1580
termina el retroceso del agua que se va elevando en los canales y penetra en el suelo Abriendo jo compuerta se inicia la salida del agua y consecuentemente el desecashymien~o del terreno
A~~J~~Mitrbt~Ir~~M~~1 B
F~( 11 J)i sposieiHl para htlnHd e(~e r IIn 1IITfJ1U drenadu al ail
J i~ Hi middotiexclo po fiJI radmiddotn
29 Filtracioacuten del agua por atarieas abiertas superficiales - middot-Este meacutetodo se aplica sobre todo a Jos tierras labradas y
entre otros a 103 cultivos hortiacutec81as Difiere esencialmente del anterior en que las atarieas estaacuten mucho maacutes proacutexishymas en que son superficiales y el agua penetra en el sueshylo y en el subsuelo p8r las paredes y por el fondo
El agua circula por atarieas paralelas que limitan las parcelas de los cultives No debe tocar ni las hoias ni los tedios Por esta razoacuten se emplea e l agua de cloacas para los cultivos hortelanos Como no se ponen en contacto con as hoias ni con los tallos no pueden contaminar esta parshyte comestible de los vegatales Sin embargo uacuteltimamente se ha dicho que las aguas de cloacas contaminan las parshytes aeacutereas de las hortalizas con geacutermenes nocivos y se ha prohibido su empleo para el cultivo de las hortalizas que se toman sin coccioacuten
Este meacutetodo es tanto maacutes eficaz cuanto maacutes proacuteximas
1581 shy
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ni ego por 5-lIrc()~ Di ~pn ~ iciiexclm de la~ atalj pa~
esteacuten las zanias que se trazan con el arado y estaacuten seshy
paradas unos 060- 080 mts La lig 18 indico la disposicioacuten del suelo La liacutenea a b
representa el canal de conduccioacuten a c el canal de riego del campo d designan los surcos que no terminan en el canal a c La limpieza que necesita el funcionamiento del sistema deteriora pronto este canal Debe construiacuterse una atari ea auxiliar e f comunicada con el canal a c por meshy
_-1582 - shy
dio de pequentildeos cortes g Este canal auxiliar se abre con el arado y se termina cuidadosamente con la pala Es anshycho y tiene una profundidad de unos la ctms
Riego por desbordamiento
Puede efectuarse de las maneras siguientes con reshygueras de nivel y planos inclinados que describiremos sucesivamente
A shy Por regueras de nivel Fundamentoshy EI terreno a regar estaacute surcado por regueras horizontales de desbordashymiento en que el agua rebosa el borde inferior y se exshytiende en forma de laacutemina continua
Pendiente del terrenoshy No debe ser excesivamente peshyquentildea pues entonces la circulacioacuten de la laacutemina de agua se efectuariacutea defectuosamente se admite como necesaria una pendiente de 3 Si 0 pendiente fuere excesiva en vez de una laacutemina continua se formariacutea una serie de arroshyyos que socavariacutean el terreno este peligro debe evitarse haciendo las regueras suficientemente proacuteximas
Descripcioacuten y funcionatnientoshy Las regueras de reparshyticioacuten se trazan en la direccioacuten aproximada de las liacuteneas de maacutexima pendiente fig 19 Si se interrumpe una regueshyra de distribucioacuten remansando el agua eacutesta entraraacute en la reguera de nivel inmediata anterior la cual se llenaraacute y desbordaraacute invadiendo el terreno el exceso se recogeraacute en el colector inmediato inferior el cual lo transportaraacute al canal de desaguumle
b middotmiddot l~vcro diexclhi Clon
rig 9
Alimentacioacuten de regueras sucesivas por una misma tomashy En vez de recoger las aguas sobrantes de una reshyguera directamente en un colector se recogen en otra reshyguera la cual una vez desbordada las deja pasar a otra y asiacute a varias no pasando de 4 oacute 5 seguacuten el caudal de
-1583 -
agua de que se disponga Parece que asiacute pudiera hacerse extensivo a todo el campo con una sola toma superior en la reguera de reparticioacuten pero no debe olvidarse que el agua que llegase a las regueras inferiores estariacutea escasa en oxiacutegeno y principios fertilizantes Esta es la razoacuten de las tomas sucesivas
Perfil longitudinal de las reguerasshy En la praacutectica no
iexcliexcl~f o UI a
I iquest
____ ~i~ I 0
I L middot ___ --shy
I D--1 t~uHO c o tor
- I 001 I 00 I
I 0 bull ___ J
-shy ---_ -i
_~_-o---J
Uig 19) Riego por curvas de nivel
debe d6rseles una pendiente superior al 0003 intercalando cascadas si fuere preciso esto se refiere a las regueras de reparticioacuten Las regueras de distribucioacuten deben ser perfecshytamente horizontales
Seccioacuten transversal de las reguerasshy Las regueras de nivel deben ser poco proundas a fin de disminuiacuter la preshysioacuten del agua y por tanto su infiltracioacuten Es aconsejable
- 1584 -
UllO anchura de 20 ctms con una profundidad no mayor
de S clms Las acequias y regueras d e reparticioacuten se calcushy
bn seguacuten las foacutermulas hidraacuteulicas
B shy Por planos inclinadosshy Son tales les ven tajas del
riego por regueras de n ivel que se procura em plear un
sistema anaacutelogo aunque el terreno no tengo lo pendiente
necesaria
Principio--Si lo pendiente es inferior al 003 se terramiddot
1 I
Cor~e por A B F iJ20
I I
I
J
Ri eacuteo t por p la n o~ in(linado pUl dobl e ari5la
plena formando un escolonado d e planos inclinados que
permito el riego por reguera~ de nivel
Descripcioacutenshy la reguera de reparticioacuten se coloca a una
altura conveniente para que el agua pueda en trar a las
regueras de nivel practicadas en la parte superior de los
planos en forma que llena de agua se vierta por ellos
recogiendo el exceso en colectores lig 20 El agua sobranshy
te puede ser muy abundante en tal caso el colector al ishy
- 185 shy
menta a su vez o tra serie de planos actuando a mane ra de reguera de reparticioacuten
Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
Planos inclinados naturales- Supongamos fig 21 un terreno de pequentildea pendiente S8 construye en terrapleacuten una reguera de d istribucioacuten con los produc tos de la excavacioacuten del colector inmediato E primer antildeo el riego seraacute defectuoshyso pero en los antildeos sucesivos mejoraraacuten los terraplenes y planos incl inados merced a la aportacioacuten del limo por las mismas aguas
0(oacute v lt
o
ltiexcl - =-=~ ~ ~ ~-= -=--=--=-shy~ ~ Fig21
Planos inclinados artificiales-Consisten en cons truiacuterlos directamen te con tierra sacada del terreno m ismo lo cual exige terraplenes y movimientos importantes de tierra (fig 22)
TfrImiddotO)COfi
~S~iacutelllflmiddot ~~f~~
Tts 22
Datos para la formacioacuten de un proyecto de riego por planos inclinados- Se atenderaacute en primer lugar a que las acequias y regueras de reparticioacuten sean capaces de sumishynistrar el agua necesaria y los colectores de desaguar los sobran tes Las regueras de distribucioacuten seguiraacuten sensibleshymente las curvas de nivel a fin de q ue los planos incl inashydos conserven una longitud constante y que las regueras de dis tribucioacuten sigan la direccioacuten de la pendiente del terreshyno La anchura de Jos escalones no seraacute excesiva a fin de evitar los grandes movimientos de tierra En general tienen 4 oacute 5 mts y si el terreno tiene fuerte pendiente lleshygan a tener 10 Oacute 12 mts La pendiente de los planos inclishynados seraacute de 003 como miacutenimum
Cuando la capa impermeable presenta ondulaciones como es frecuente las aguas subterraacuteneas se acumulan en las depresiones del terreno impermeable que corresponden aproximadamente a las depresiones superfi ciales en este punto deberaacuten practicarse los pozos
Terrenos de aluvioacuten y descompuestos-Las aguas subshyterraacuteneas de estos terrenos estaacuten muy cerca del suelo Pashyra obtener en ellos un gran caudal de agua se abren los pozos en los sitios en que la corriente de agua subterraacutenea tiene mayor velocidad Para averiguarlo suelen emplearse dos metodos el de Thien que consiste en abrir dos talashydros o pequentildeos pozos y tirar sal marina en el pozo maacutes alto determinando el tiempo que demora el agua salada en aparecer en el pozo maacutes bajo El otro metodo que es maacutes praacutectico es de Schuchter y consiste en practicar dos pozos en uno de los cuales se vierte cloruro de amonio electrolizando e l suelo por una corriente electrica la aguja de un galvanoacutemetro permite averiguar la llegada de la solucioacuten al otro pozo por disminuIacuter notablemente en este momento la resistencia del circuito eleacutectrico asiacute formado
Terrenos muy permeables y homogeacuteneos- Si eacutestos desshycansan sobre uno capa arcillosa bastaraacute hacer suficienteshymente profundo el pczo para encontrar la capa de agua De un modo general convendraacute seguir las mismas reglas indicadas para los terr enos poco permeables El empleo de la dinamita parece ser ventajoso pues la violencia de esshyte exposivo origina grietas y fisuras que favorecen la filo tracioacuten
Terrenos muy permeables y heterogeacuteneosmiddot-Es frecuenshyte que en estos terrenos haya dos circulaciones de aguas superpuestas por S2r generalmente muy profunda la capa inferior presenta moacutes intereacutes el alumbramiento de la capa superior
e-Manera de calcular la cantidad de agua subterraacuteshynea- El mejor meacutetodo para calcular la capacidad de una fuente subterraacutenea es hacer ensayos de bombeo durante un tiempo suficient8mente lergo para alcanzar un equilimiddot brio cproximado entre la entrega y la demanda Rara vez seraacute praacutectico continuar taes ensayos hasta alcanzar el equilibrio perfecto pues en la mayoriacutea de los casos seriacutea
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esto labor de varios antildeos Por otra parte los ensayos d 2 corta duracioacuten generalmente dan resultados falsos o al menos engantildeosos
a-Velocidad del flujo- -La velocidad del flujo de una corriente subterraacutenea es funcioacuten de la pendiente o gradiente hidraacuteulica y de la resistencia que ofrecen las partiacuteculas del suelo
La pendiente puede dete rminarse faacutecilmente haciendo sondeos hasta el nivel de las aguas subterraacuteneas teniendo cuidado de medirla en la direccioacuten de maacuteximo declive Si sobre el estrato permeable se encuentra otro maacutes o menos impermeable el agua correraacute en el inferior bajo una preshysioacuten superior a la atmosfeacuterica La pendiente se encontraraacute determinando la altura a que sube el agua en los tubos colocados en el estrato poroso Daben sacarse muestras del material e investigar su tamantildeo y porosidad Lo poroshysidad estaacute influenciada no soacutelo por el tamantildeo de los grashynos sino tambieacuten por el grado de compactacioacuten de la forshymacioacuten es por esto por lo que e lla soacutelo puede calcularse aproximadamente El tamantildeo de los granos se determina por medio de tamices
Habiendo encontrado estos e~ementos nos resta expreshysar la relacioacuten entre ellos y la velocidad del flujo
Los experimentos de Darcy Hagen y Hazen han deshymostrado que la rata a la cual un aguo fluye o traveacutes de arena o grava fina sigue aproximadamente las leyes que rigen paro el flujo en tubos capilares es decir la velocishydad es aproximadamente proporcional o h l siendo h la carga hidrostaacutetica y l la distancia que el agua recorre
Para diferentes clases de materiales la velocidad deshypende del tamantildeo de los poros siendo eacutesta una funcioacuten del tamantildeo de los granos y del grado de compactacioacuten Para una arena de tamantildeo uniforme y un grado dado de compactacioacuten se encuentra que la velocidad del flujo es aproximadamente proporcional al cuadrado del diaacutemetro de los granos expresardo el grado de compactacioacuten en teacutermino de porcentaje de poros se encuentra que para mashyteriales de igual tamantildeo la velocidad del flujo es aproxishymadamente proporcional al cuadrado de la relacioacuten de porosidad El voluIJ1en del flujo que viene o ser igual a
-1536 shy
la volocidad multipicada por el aacuterea de la seCCIOD neta
seraacute entonces proporcional al cubo de la porosidad La enorme variedad en tamantildeo y porosidad de las
arenas y gravas hace bClstante difiacutecil la aplicacioacuten de foacutermulas matemaacuteticas y resultados experimentales a las
condiciones de trabajo Sin embargo los resultados obtenidos por Hazen en
filtros de areno son de bastante importancia en esta mashy
teria La formacioacuten por eacutel obtenida y que se aplica a areshy
na de un tamantildeo efectivo de 01-30 mts es
h(t+IOO
v = cd~ ~ - 60--)
siendo
v la velocidad en metros por diacutea de una columna soacuteshy
lida de la misma 32ccioacuten que la de la arena
c una constante que variacutea entre 400 y 1000 d el tamantildeo efectivo de los granos de arena en mmts
h la carga hidrostaacutellca que causa el movimiento
1 e l espesor de la capa de Clrena t lo temperatura en grados Fahrenheit
El valor de la consonante e variacutea con la compactacioacuten y uniformidad de la arena La v elocidad del flujo a traveacutes
de los p oros se encontraraacute dividiendo la ecuocioacuten anterior por la relacioacuten de porosidad p Despreciando las correccioshy
nes de temperatura la velocidad en pies por diacutea seraacute
d middote shyv 33 X x s K s donde
p
v velocidad promedio a traveacutes de los poros de la areshy
na en pies por diacutea
d tamantildeo efectivo de la arena en mmts
p relacioacuten de porosidad
s gradiente hidraacuteulica
cd~
K = 33 X --- = velocidCld para la pendiente unitaria p
La porosidad p variacutea entre 40 para arena maacutes o meshy
nos uniforme y 30 o menos para arena maacutes compacta o
- IS37 shy
de un grado de uniformidad menor El teacutermino e p que reshypresenta la influencia de la porosidad sobre la velocidad se puede calcular en 1000 040 = 2500 para p = 40 Y
400 030 = 1330 para p = 30 Estos resultados concuerdan con los experimentos de Slichter que establece que la veshylocidad del fluj o es aproximadamente proporcional 01 cuashydrado de la relacioacuten de porosidad Partiendo de esta base y asumiendo c = 1000 para p = 40 calcularemos los vashylores de K
Valores de K o velocidad del flujo en pies por diacutea para S= 1 -
Porosi dad
Muy Fina Fina Media Gruesa
Muy
Gruesa GRAVA fiNA
2i
10 ~I
middot10
010 Oi
on IH 21
020 ~H
3S n l
U~
030
II
22
040
L
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~n
050 11 24 tl
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iexcliexclO
1011 1-0
100 iexcln
11111 IliO
2iU
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1111
1~1l
3 00 470 SIiO
1middot1(1(1
2~O(J
Lembke calculoacute los siguientes va~ores para K basado en los experimentos de Darcy Krober y otros
Material 1lt en pies or dia
Arena y grava 9400 Arena gruesa 2800 Arena media 760 Arena fina 150
Slich ter dio los siguientes valores de K para una poshyrosidad de 32 y una temperatura de 50deg
Material Taln~ iexcllO efectivo 1lt en pies Por diacutea
Arena fina 010-020 16 a 65 Arena media 025-045 100 330 Arena gruesa 050-095 400 1550 Grava fina 100-500 1600 40000
No debe esperarse mucha exactitud de los coacutemputos hechos por los procesos antes descritos ellos sirven como una guiacutea general para estudios maacutes precisos e indican liacuteshymites razonables de estos valores
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b-Canlidad de agua--Habiendo determinado la veoshycidad del flujo la porosidad del material y la seccioacuten transversal del estrato poroso en aacutengulo recto a la direcshycioacuten del flujo la rata total seraacute el producto de estos tres factores
Q = velocidad X (aacuterea de ~a seccioacuten X porosidad) = v Ap = KsAp las unidades empleadas son el pie y el diacutea
Las irregularidades de la seccioacuten pendiente y moteria les afectaraacuten maacutes o menos los resultados 103 caacutelculos he chos en esto ferma no tAndraacuten un valor considerable en el estudio de las fuentes de agua subterraacutenecs pero siacute sershyviraacuten para modificar las id8as erroacuteneas que sobre su cashypacidad se tienen con frecuencia
En la tabla que a continuacioacuten insertamos se dan las ratas de flujo en galones por diacutea y por pie cuadrado de seccioacuten para arenas de diferentes grados de menudez y
porosidad y para un) pendiente de 1 Para otras pendienshytes multipliacutequese el nuacutemero de la tabla por la pendiente expresada en decimales
Muy Muy
Porosidad Fina Fina Media Gruesa Gruesa G R A V A F I N A
40 smiddot cw i IU JlUO 200n iacuteWU SIlIlII l llllll 7 lIflll 0 1 171l IXU H~1l 1100 7UU iexcl wo lilHl1l lHIIOIl
2-Estanques de almacenamiento
Estos recipientes se usan para regular el flujo del agua de tal manera que se acomode a las necesidades evitando el gasto excesivo cuando el abas tecimiento excede a la demanda y conservaacutendola para ser usada cuando ocurra lo contrario
El almacenamiento de agua para las necesidades del riego requiere condiciones topograacuteficas especiales para ser financieramente posible Tales condiciones deben hacer poshysible el a lmacenamiento de grandes cantidades de agua de tal manera que las estructuras necesarias sean de dishy
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rrensiones y costo moderado comparacias con la cantidad de agua almacenada Con respecto a las particularidades topograacuteficas los sitios que se acomodan a ests fin se pueshyden dividir en cuatro clases
l- Lagunas naturales 2- Aquellos cue estaacuten localizados en liacuteneas de dre naje
natural 3- Depresiones naturales 4-Estanques artificiales Las lagunas naturales son impor tantes reguladores del
gua de drenaje que reciben Controlando la salido por medio de represas y compuertas reguadoras puede aproshyvecharse gran pa rte de las existencias a muy bajo precio
Los sitios maacutes comunes para el almacenamiento de -lgua son los comprendIdos en el NI 2 pero requieren mushycho cuidado para la descarga de las crecidos y en geneshyral son muy costosos en proporcioacuten a su capacidad
Las depresiones naturales o logos secos provienen del hundimiento de cavernas subterraacuteneas formadas por la acshycioacuten erosiva de los aguas subterraacuteneos Estas depresiones son inapropiadas para el almacenamiento a causa del faacuteshyci escape que pueden e ncontrar las aguas por los grietas que se encuentran en sus vecindades
Los estanques artificiales exigen trabajos especiales de e xcavacioacuten en general son excesivamente costosos y soacutelo se recomienda su construccioacuten en caso de que el aguo tenga un costo elevado
Eleccioacuten del sitio- Las principales circunstancias que afectan la posibilidad y valor de un sitio para almacenashymiento son
l - Su relacioacuten con los regadiacuteos 2- Su relacioacuten con el abas tecimiento 3-Su topografiacutea 4- Su geologiacutea Debe hacerse un examen cuidadoso de la regioacuten donde
se desea localizar el almacenamien to a fin de descubrir toshydos los si tios posibles y poder escoger e l que ofrezca conshydiciones maacutes ventajosas
El estanque debe estar situado lo bastante alto para poder dlstrlbuiacuter el agua por gravedad y tan cerca de los
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regadiacuteos que las peacuterdidas por transporte sean miacutenimas Ademaacutes debe ser iexclal el sitio que intercepte una cantidad suficiente de agua o que se la pueda conducir a eacutel
Geologiacutea del sitio- Habiendo estudiado la topografiacutea e hidrografiacutea de l lugar debe estudiarse cuidadosamente su geologiacutea a fin de conocer el caraacutecter y profundidad de los astratos inferiores La conformacioacuten geoloacutegica debe ser tal que contribuya a la eficiencia del almacenamiento Los lugares si tuado3 en vall9s inclinados son gen6ralmente fa shyvorables Como en eacutestos les estratos se inclinan de las colinas al fondo de valle el a gua que cae en aqueacutellas iraacute por percolacioacuten al estanque
En las formaciones de cal y yeso es corriente enconshytrar cavernas que faacutecilmente pueden derrumbarse es por esto por lo que debe e3tudiarse cuidadosamente la geologiacutea de estas formacione3 antes de construIacuter un estanque sobre ellas
Peacuterdidas en los estanques- En re lacioacuten con este toacutepi shyco mencionaremos algunos estanque que han tenido que ser abandonados por lo alto de las peacuterdidas
Estanque de Tumalo- Fue construiacutedo por el Estado de Oregoacuten Durante la diiexclcusioacuten del proyecto un grupo de ingenieros recomendoacute se construyera parcialmente y se hishycieran ensayos sobre su impermeabilidad este consejo no fue seguido y la represa se construyoacute de la altura proyecshytada Terminada la obra se llenoacute el estanque hasta que e l agua a lcanzoacute una altura de 20 pies sobre el orificio de salida En estas circunstancias se abrioacute un hueco en el fondo que descargaba 200 pies cuacutebicos por segundo y que raacutepidamente vacioacute el estanque Este hueco fue taponado y vuelto a llenar el receptaacuteculo pero las nuevas grietas que se abrieron no permitie-ron que el agua volviera a alcanzar la altura inicial Las peacuterdidas subieron tanto que le quitashyron todo valor al estanque como lugar de almacenamiento
Estanque Hondo- Cerca de Roswell Nuevo Meacutejico se construyoacute este estanque aprovechando una depresioacuten nashytural La depres ioacuten se aumentoacute por la unioacuten de las colinas circundantes por medio de diques El agua se suministroacute por medio de un canal de alimentacioacuten Las fugas se preshysentaron inmediatamente que estuvo lleno el estanque y
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aumentaron raacutepidamente debido al ensanchamiento de los huecos y grietas que se abrieron en el fondo Muchos esshyfuerzos se hicieron para restringir las peacuterdidas pero tedas fracasaron y el estanque tuvo que ser abandonado
La roca de la regioacuten era principalmente yeso que coshymo anteriormente se dijo es inapropiado para este in ya que en estas formaciones se encuentran muchas cavernas Es seguro que la depresioacuten que se escogioacute para el almacenashymiento se formoacute debido al hundimiento de alguna caverna
Las siguientes recomendaciones generales pueden ser de alguna utilidad para la escogencia del lugar apropiado
l- Eviacutetense los lugares cercanos a las formaciones de y eso y cal
2- -Las fcrmaciones volcaacutenicas deben estudiarse cuidashydosamente pues en ellas es corriente encontrar grietas o cavidades
3- Las areniscas de grano grueso ofrecen alguacuten peligro
4- Las depresiones naturales no son recomendables y deben evitarse si se encuentral1 en las cercaniacuteas de rocas cavernosas o si reposan sobre material grueso que ofrece salida faacutecil al agua
Sedimentacioacuten en los estanques- Sabemos que todas las corrientes naturales eradan sus canales y llevan maacutes e menos limo en suspensioacuten Cuando se concluye una re presa a traveacutes de una corriente la sedimentacioacuten de los limos debida a l estancamiento del agua puede llegar a disminuiacuter grandemente la capacidad del estanque si n o e remueve
El problema relativo a la sedimentacioacuten en los estan ques construiacutedos sobre corrientes portadoras de limo ha sishydo cuidIdosamente estudiado y se han expuesto muchas teoriacuteas sobre su solucioacuten pero ninguna de ellas ha sido confirmdcr por la pTaacutectica
Se han hecho muchos esfuerzos para determinar el factor exacto que exprese la relacioacuten entre el peso de un limo seco obtenido por observacioacuten y el volumen del misshymo limo como se deposita en el fondo de los estanques
La tabla siguiente muestra el resultado de cuatro enshysayos
-- 1542 -shy
Observedor Peso de I P C Limo huacutemedo Lbs
Limo seco P2S0 Lbs
Densidad
Follet Coghlcm Hughes Lawson
Promedio
1047 89 5
530 923 76 1 860 770
264 255 260
Las variaciones se deben en parte al diferente caraacutecshyter y peso de los limos ensayados Por esto el promedio (77 lbs pie cuacutebico) soacutelo debe tomarse como un va lor aproximado
El80bierno de los EE UU ha hecho observaciones sistemaacuteticas del limo que lleva el Riacuteo Grande desde 1897 hasta 1912 W N Folle es tudioacute cuiciadosamente las dishyversas observaciones y los resultados por eacutel obtenidos opashyrecen compendiados en la siguiente obla
Antildeo Aguaiacute acres pies Limo- Limo - acre s pies
Las observaciones se hicieron de la siguiente manera Se tomaron muestras del agua turbia del riacuteo se removioacute el limo por sedimentacioacuten y filtracioacuten se le secoacute a 60deg e y lueacutego se le p2SOacute Los porcientajes son por volumen y
se les calculoacute tomando como base que un pie cuacutebico de lim o en el estanque pesa despueacutes de secado 53 lbs
Despueacutes de considerar los resultados de los experimenshytos efectuados en India y Ameacuterica Etcheverry concluye asiacute
I- Un pie cuacutebico de limo saturado sedimentado en un tubo por un antildeo contiene alrededor de 30 lbs de limo seco El porcientaje por volumen de lodo saturado es jgual al porcientaje por peso multiplicado por 2l
2- Un pie cuacutebico de limo huacutemedo como se deposita bajo condiciones naturales el por volumen de lodo huacutemiddotmiddot medo es igual al por peso multiplicado por 12
3- Un pie cuacutebico de lodo seco pesa alrededor de 90 lbs
Remocioacuten del limo depositado- La represa Assuan en Egipto forma sobre el Nilo un estcnque de gran capacidad y considerable volumen de limo La gran capacidad del estanque se debe principalmente a la suave pendiente del riacuteo pues debido a eacutesta la represa logra represar las aguas unas 40 millas aguas arriba formando asiacute un estanque largo pero angosto La represa estaacute provista de 180 comshypuertas que permanecen abiertas mientras dura la crecida anual permitiendo asiacute que la corriente torrencial arrastre su linIO a traveacutes del estanque y al mismo tiempo saque parte del que se depositoacute el antildeo anterior
Este meacutetodo de remocioacuten parece ser efectivo pues sosshytiene la capacidad de almacenamiento para las necesidashydes actuales del riego pero eacutel exige el gasto de la mayor parte del agua en antildeos normales y su eficiencia depende mucho de las circunstancias locales (estanque angosto) pues bajo estas condiciones una corriente raacutepida es muy efectishyva para sacar el sedimento depositado Por otra parte las variaciones del Nilo son tan regulares que permiten la ashydopcioacuten de un programa predeterminado lo que es geneshyralmente imposible en otras corrientes
La combinacioacuten de estas condiciones es tan rara que la solucioacuten adoptada no tiene ap~icacioacuten en la mayoriacutea de
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los casos y presenta por lo tanlo muy poco in tereacutes como solucioacuten general al problema de que nO$ ocupamos
El ingeniero norteamericano W W Follelt propuso el siguienl meacutetod0 para ramover el limo del estanque Eleshyphanl Bulte
En lo mitad del estanque se construiraacute una pequentildea represa de 40- 50 pies de altura formando asiacute un pequeshyntildeo estanque dentro del principal Esia pequentildea represa esshytaraacute provista de una torre de esclultas eacutestas daraacuten acceso a un conducto que desembocaraacute en el valle pasando por la represo principal
Cuando el estaiexclque principal se esteacute llenando e l peshyquentildeo recibiraacute el agua del riacuteo y gran parte del limo se depositaraacute en eacutel an tes de que el agua pase por sus vershytederos al principal Cuando el estanque pequentildeo esteacute poshyco lleno las aguas turbias se haraacuten pasar por el conducto arrastraraacuten el limo depositado en el pequentildeo estanque y llevaraacuten su carga fertilizante a los regadiacuteos Si se necesishytare agua adicional se sacaraacute del estanque principal
La principal ventaja de este meacutetodo estriba en que con serva las propiedades fertilizantes del agua aumentando asiacute la fertilidad de las tierras que con ella se rieguen
3-Corrientes de aciexclua- La derivacioacuten de una corrienshyte de agua abarca esencialmente tres obras Una barrera un sistema de compuertas y un canal de derivacioacuten
La barrera se dispone a traveacutes de la corriente debajo de la presa de agua y en el lugar donde las orillas esteacuten maacutes cercanas Ella levanta los aguas y las conduce al cashynal de derivacioacuten
El tipo de la barrera depende del caudal de la corrienshyte que se quiere derivar
En un simple arroyo la oparacioacuten es sencilliacutesima Alshygunas piedras grandes y troncos de aacuterboles bastan para establecer barreras muy resistentes Las figuas I y 2 exshyplican la disposicioacuten de una de estas barreras Siempre conshyviene proteger con un zampeado de madera o piedra la parte maacutes abajo de ~a barrera para evitar el desgaste en las avenidas
Crevat describe asiacute las cbras de una presa de agua en el riacuteo Ain Uno de los problemas maacutes difiacuteciles en un proshy
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Planta dfgt la burrera rUacuteili( ~a c ll yo lorlf rtmiddotnr(iexcl ~ 1ta lJ rilo 2
yecto de derivacioacuten es el establecimiento de la presa de agua sobre todo cuando el riacuteo es ancho y torrencial Y hay que prevenir la invasioacuten del cascajo y la arena gruesa
Cuando sea posible conviene aprovechar un recodo del riacuteo donde disminuye la velocidad y por consiguiente au-
Fig 2 HI1TIra 1I1~li( a tn IIn arroyo COrl ~ ( g Uacutell A B (Itshy la fi~ 1
- 1546 shy
menta la altura del agua En la orilla (Fig 3) se construye con grandes piedras talladas un muro de 30 mts de lonshygitud cuya base al nivel de las aguas bajas estaacute proteshygida por un enlosado de cemento de 3 mts de ancho para facilitar el deslizamiento del cascajo que puede ser consishyderable durante las crecidas
Este muro A por tener que servir de vertedero es vershytical por la parte del riacuteo con 030 mts de altura sobre el nivel de la orilla y estaacute sostenido exteriormente por un tashylud de cemento de muy alargada pendiente que forma el
Plano timiddot una harrera y toma dI aglla
fondo de un pequentildeo depoacutesito B faacutecilmente vaciable desshypueacutes de las crecidas por medio de una gran compuerta
En la parte inferior del depoacutesito B hay que establecer un macizo de mamposteriacutea que forma la cabeza del canal F en el que se habraacuten abierto dos tuacuteneles e de dos meshytros de anchura y un metro de altura cuya entrada puede cerrarse con compuertas de hierro reforzadas con nervios El agua al pasar por estos dos tuacuteneles desemboca en el canal de derivacioacuten F que alliacute debe ser poco profundo pero ancho (5 mts) estrechaacutendose en seguida progresivashy
menle hasta que alcance el tiro de agua y anchura norshymales
Fn el muro de defensa A del recipiente B se coloca lna compuerta inmediatamente delante de la~ aberturas de toma d9 agua y debajo de la barrera
Transversalmeiexclte al riacuteo y en el extremo inferior de l vertedero se construye un soacutelido zampeado de fondo E recshytiliacuteneo algo maacutes alto quoacute el fondo leI riacuteo y que se vaya eevando un poco hacia la derecha d se eleva de 050 el nivel de la corriente y se echa nuevamente contra el vershytedero A xl propio tiempo que se ancha un poco el cauce
Chaipeniier de Cossigny habla de una barrera de cashyballetes que con frecuencia se ve en el sur de Francia
Para estableceo a traveacutes del caue del riacuteo se fijan una serie de caballetes como lo representan las figuras 4 y S donde A es una estaca gruesa inclinashyda y C C los sosteshynes Sobre estos cabashylletes se clava una seshyrie de tablas sobre las
Fi2~ 5 cuales se echa desde riacuteo arriba grava RiacuteoFrente de una brre13 de caJallrlt s
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abajo se defiende al pie de la obra con pentildeascos sosshytenidos con estacas
Las barreras importantes se construyen de piedra o de cemento empezando por trazar el armazoacuten de la barrera Aprovechando la eacutepoca del arlO en que el riacuteo lleva poca agua se clavan a traveacutes una serie de soacutelidas estacas cushyyos extremos superiores delineuroan el perfil transversal de la barrera Estas estacas se unen entre siacute y en ambos senshytidos por medio de cruceros Entre elios se hincan tablones Terminada la armazoacuten se llenan los huecos con guijarros y piedras y lueacutego se rellenan los intersticios con grava y tierra La parte superior de la barrera se recubre con un thecho de carpinteriacutea o bien con losas que formen una esshypecie de embaldosado entre los cruceros
A fin de obtener una barrera maacutes fuerte se puede hashycer la siguiente variacioacuten Una vez terminada la armazoacuten se colocan apoyados conira los tab~ones sacos llenos de cemento que no tarda en f~aguar Estos sacos forman un muro muy resistente Se acaba de construiacuter la barrera lleshynando con cemento el interior limitado por el muro La cashyra superior se resguarda de la accioacuten del agua con un reshyvestimiento de mortero hidraacuteulico para el cual se puede emplear ladrillos
Las compuertas colocadas a la entrada del canal comshypletan el conjunto de las obras de derivacioacuten y sirven para llevor el agua de uno a otro canal
Hay considerable nuacutemero de modelos de compuertas desde las mayores que se aplican para cerrar los canales hasta las menores para abrir y cerrar las atarjeas En prinshycipio una compu9rta se compone de un quicio horizontal que ocupa el fondo del agua y dos montantes verticales ~obre los que se desliza el ventanillo enlazados por un dintel en el extremo superior El quicio y los montantes pueden ser de madera o de piedra El ventanillo es la parshyte movible de la compuerta y se acciona ya a mano ya por medio dG palanca o cremalera seguacuten el tamantildeo Las partes superior e inferior de las compuertas deben protegershyse contra las socavaciones por planchas de madera o por construccioacuten de mamposteriacutea
En suelos flojos se draga el fondo hasta encontrar roshy
-l549 - shy
shy________ -shy _ __ ___J
s lzaltln ue IIna compllfmiddotlla
ca o tierra firme y lueacutego se pone a traveacutes una hilera de
estacas sobre la cual descansa la compuerta a cada lado
de esta primera arma zoacuten se amontonan sacos de cemento
La3 figuras 6 y 7 rlt-presentan un modelo de compuerta
ordina ria Los figuras 8 y 9 representan la compuerta p e-
r~ 7 Planta de tilla (Olllplltmiddotrta
-shy 10
qUEntildea de hierro muy pr-aacutecti ca que se emplea para abrir y cerrO las atarjeas de riego La figura 9 indica claramenshyo
te coacutemo se mantiene fija esta compuerta por medio de dos grandes piedras indinadas que pueden sustituiacuterse por dos puntales de madera
En cuanto al canal de derivacioacuten tambieacuten llamado de alimentacioacuten se ceba en la corrient de agua un poco por
P t(JlUntildea compucrta para atarjta~ lit Jil~o
encima de la barrem Abierto o cerrado por una compuerta debe seguir en su trazado la parte superior del te rreno y presentar el mayor relieve posible Maacutes adelante hablar8shymas sobre eacutel
Evaluacioacuten del caudal de una corrienle- El caudal de una corriente de agua es igual al producto del aacuterea de io seccioacuten bantildeada por la veloc idad media por segundo del agua
r-iacute~ 9
l a middotolllpllrla dmiddot la fiiexcl 8 olorarla en la otnlrada d e 1 alarju
Es necesario obtener el perfil de la corriente en varios lugares y promediar los resultados Para obtener un periil se tiende una cuerda de una a otra orilla perpendicuarmiddot mente a la direccioacuten de la corriente y lo maacutes cerca posib~ de su superficie A distancias regulares sentildealadas en la cuerda se practican sondeos que dan la profundidad d e l
- 1551 shy
agua en cada una de las divisiones Obtenido el perfil con estos datos se sumaraacuten los trapecios parciales para obtAshyner el aacuterea de la seccioacuten dantildeada
La velocidad media de ~ agua se deduce de la velocishydad media en la superficie es igual al producto de eacutesta por el coeficiente 08 en los canales y riacuteos de dimensiones medianas y po 06887 en arroyos y atarjeas La velocidad en la superficie puede calcularse faacutecilmente de la siguienshyte manera A unos 3CJL-40 metros Daacutes arriba del paraje cuyo p3rfil se ha encontrado se echan unos cilindros de madera gruesa o corcho y con un cronoacutemetro se cuenta e l tiempo que gastan en recorrer la distancia comprendida enshytre el Jugar donde se echaron y olro previamente fijado 30-40 mIs maacutes abajo del lugar del perfil La operacioacuten debe repetirse varias veces y promediar los resultados
En vez de valerse del flotador para determinar la vsshylocidad de la corriente suelen emplearse los medidores de velocidad o corriente (Current Meter) Existen varios modeshylos de estos aparatos los maacutes usados son el de Haskell y
61 de Price En el modelo Price existen dos tipos el eleacutecshytrico y el acuacutestico Por se r estos aparatos suficientemente conocidos y venir acompantildeados de instrucciones para su uso no nos detenemos a explicarlos
Cuando el cauce es de seccioacuten bastante regular es preferible usar una compuerta para medir el caudal
Compuerta rectangular- De sus experimentos con esta clase de compuertas Francis dedujo la siguiente foacutermula
Q = 333 H (L - 02 H) siendo Q = descarga en pies cuacutebicos por segundo L = longitud de la compuerta 6n pies H = altura del agua sobre la compuerta en pies Cuando la velocidad de aproximacioacuten tiene un valor
suficientemente alto para afectar los resultados deben hushycerse las correcciones necesarias Francis propuso la sishyguiente foacutermula para este caso
Q = 333 (L - 02 H) [ (h HYh - h~h 1 donde h = allura debida a la velocidad de aproximacioacuten
Compuerta de Cippoletti- Las foacutermulas correspondienshytes a los dos casos mendonados para la compuerta regushylar son
Las figuras 10 y 11 representan la compuerta rectangushylar y la de Cippolstt i respectivamente
CAPITULO V
Uso de bombas para el riego
La praacutectico de elevar agua de un nivel inferior a otro superior para usarlo en el riego es sin duda tan antigua
1553 shy
como el riego mIsmo En China India y otros paiacuteses orienmiddot tales todaviacutea se acostumbra regar tiel ras maacutes ollas que los canales que conducen el agua elevaacutendola con potencio
bullhumana c animal unos pocos pies Naturalmenta que e~to
se puede efectuar soacuteo cuando la altura es moderada y el trabajo muy barato
Molinos de vienlo- La fuerza del vienio se empleoacute prishymitivamente para las necesidades del riego y auacuten hoy se usa frecwmtemente para elevar aguo de pozos para 103
necesidades domeacutesticas y para el riego de jardines y peshyquentildeos huertos Aunque la fuerza no represente gasto alshyguno el bombeo por medio de molinos de viento resulta en promedio maacutes costoso que cualquier otro meacutetodo excepshytuando aquellos que usan fuerza animal Esto se debe a la pequentildea potencia desarrol ~ada por estos aparatos la inshyconstancio del vie~to y la gran atencioacuten y reparacioacuten que exigen los molinos de viento Por estas razones el costo del bombeo por este sistema hace prohibitivo su empleo exshycepto para cultivos intensos de pequentildeos tarrenos donde se esperan grandes beneficios
Los molinos de viento se usan extensamente en el vashylle de San Joaquiacuten (California) y en los grandes llanos de las Montantildeas Rocosas para obtener agua para el riego El principal inconveniente de estos molinos es su insegushyridad pues su funcionamiento depende completamente de la fuerza del viento
A causa de esta inseguridad los molinos nunca deben usarse para regar sin proveerse de un estanque ampliO pashyra almacenar el agua Debe instalarse un recipiente de gran capacidad a fin de poder almacenar el agua durante los diacuteas que no se la usa para regar Este recipiente se puede obtener usando uno de los tanques elevados que suminisshytran los constructores de molinos de viento o si el molino se puede instalar en un punto alto de la hacienda se pueshyde excavar un estanque paro el almacenamiento
En promedio se necesita una velocidad del viento 5- 6 millas por hora para mover un molino La tabla siguiente da la fuerza del viento para las velocidades ordinarias
-1554
Velocidad del viento y potencia
Millas por Pie por Presioacuten Millas por Pies por Presioacuten
La tabla siguiente tomada de un trabajo de Mr A R Wolff sobre molinos de viento muestra la capacidad y
economiacutea de un molino experimental con rueda de distinshyto diaacutemetro asumiendo una velocidad promedio del vienshyto de 10 millas por hora durante ocho diarias
CAPACIDAD DE LOS MOLINOS DE VIENTO
Tamantildeo Rtvoluclunes Galones de agua levantados por minuto H P de la rueda de la rueda bull una altura de desarrollados
pie
25 50 75 100 150 200
ID no-u lB fjfj tiu 41 1112 l~ ij-HO t3 n u 11 8 8 1 O ~ I H iexclO-i 4bull 1 ~~ 6 ) -I ~ 1U 1 S -l 02- Hi ~I-iexclO ji -U JI (iexcl 1liacute JI 1 98 SO 0 11 18 10- (- 911 j2 2middot1-1 J1 J ) D I ~n 1 bull -40 1lfI UI 1 IO X l J ~ JI l I I O1X 2J W-li ~ 124 J01 0 111) 40 1 Hi3 ~H1 134
- 1555 shy
Al disentildear un molino de viento para bombear agua deben considerarse dos cosas El momento de torsioacuten y la velocidad de la rueda en relacioacuten con la de la bomba La primera debe ser lo maacutes gronde posible a fin de que el molino arranque con un viento suave la segunda no debe ser muy alta para las bombas en un molino pequentildeo ni demasiado baja para uno grande De lo anterior deducimos que el tamantildeo de un molino es un elemento importante en el arreglo de sus aspas
El aacutengulo entre cualquier porcioacuten de una aspa y el plano de la rueda se denomina aacutengulo del viento para obtener el mayor momento de torsioacuten al arranque este aacutenshygulo debe ser el complemento de los mejores aacutengulos de incidencia o entre 70deg- 55 Se ha Encontrado en la praacutecshytica que el aacutengulo del viento no alcanza estos valores sienshydo muy recomendable usar 43deg La tabla siguiente da los resultados de los experimentos de J A Griffith con cinco clases de molinos norteamericanos
CAPACIDAD Y EFICIENCIA
STOVER
Diaacutemetro exterior de la rueda pies 115 inferior 45
Area bruta de la rueda pies cuadrados 1040 Angulo del viento en la extremidad exterior de las aspas 43 Diaacutemetro y carrera de la bomba pulgadas 3 X 4 Altura promedio del agua durante el ensayo pies 292
A maacutexima eficiencia
Ve locidad del viento millas por hora 58 Velocidad del molino revoluciones por minuto 130 H P 0011 H P por 100 pies cuadrados de aacuterea bruta 0011 Eficiencia neta maacutexima tanto por ciento 87
-- J556 --shy
Promedio de 100 horas localidad bonancible
Promedio del agua elevada galones por hora 1530 Promedio de los H P desarrollados por l 00 pies~ 0022
0023 Eficiencia neta maacutexima 21
Promedio de 100 horas localidad borrascosa
Promedio del agua elevada galones por hora 2870 Promedio de los H P desarrollados por 100 pies~ 0041
0043 Eficiencia neta maacutexima 028
De varios molinos
Parkins ~fthoue Allhouse Carlyle
16 1416 1016 983 60 45 383 416
2010 1570 81 800 36 30 5028u
3 X lOyiexcl 3 X 10 3 X 4 58 3 X 4 liquest 39 663 387 307
---shyMaacutequinas de combustioacuten interna- Las maacutequinas moshy
de rnas de combuslioacuten interna de gas y vapor no soacutelo con-sum e 1 pJCo combustible sino que son adaptabI8s unishydades pequentildeas ademaacutes req u ieren poca vigilancia para un buen manejo y las reparaciones se efectuacutean faacutecilmenshyte Estas ve1 tajas importantes hcn heclo generalizar el uso de esta clase de maacutequinas
Maacutequinas de vapor- A lgunas de la s maacutes grandes planshytas d2 bombas para riego usan el vapor como fuerza moshyIriz En las islas Hawai se emplean grandes bombas moshyvida s por vapor para e levar agua a 550 pies y regar cantildea de azuacutear Grandes plantas a vapor se emplean para eleshyvar grandes can tidades de agua a pequentildeas alturas y reshygar las plan taciones de arroz en Louisiana (EE UU ) Las grandes plantas usan la maacutequina reciacuteproca y la bomba directamente conectada En algunos casos se puede obteshyner mayoiexcl- eficiencia usando turbinas de vapor las que por su alta velocidad S9 prestan para mover generadores eleacutecshytricos los cuales a su vez pueden suplir corriente a bombas instaladas en dist intos pun tos Es te meacutetodo de distribucioacuten es especia lmen te venta joso cuando el agua se obtiene de muchos pozos El costo de esta clase de plantas estaacute geneshyralmente fuera del alcance individual y por esto la mayoshyriacutea de ellas son manejadas por grandes compantildeiacuteas o por Jos municipalidades
Bombas- La bomba centriacutefuga es la maacutes usada para regar
La bomba centriacutefuga eleva el agua por medio de un disco provisto de cuchillas curvas que giran raacutepidamente dentro de una caacutemara que se ajusta lo maacutes posible dejanshydo el juego necesario para el movimiento raacutepido Las cushychillas fuerzan el agua a traveacutes del tubo de salida Algunas veces se sumergen dentro del agua que va a bombearse
-- 1558-shy
o se colocan unos pocos p ies encima del n ivel del agu a
en cuy o caso se necesita cebarlas
La bomba centriacute fuga es la maacutes recomendable cuando
se tr Ita de elevar grandes cantidades de agua a pequentildeas
a lturas Sus principales ven tajas son sencillez seguridad
bajo cos to y poca probabilidad de dantildeo por c ieno etc
Cuando hcm sido biEn d isentildeadas acanzan eficiencias de
maacutes de 80 para altu ras de 30- 60 pies Las peacuterdidas a
la entrada del tubo de succioacuten yola sal ida del de desshy
carga se d isminuyen grandemente ensanchaacutendolos progreshy
sivamente al salir de la bomba
El profesor W B Gregory da la siguiente tabla para
ilustrar la ventaja qu e se obtiene al ensanchar los tubos
de succioacuten y descarga
BOMBA CENTRIFUGA - ALTURA DE ELEVACION 5 PIES
Peacuterdida de Peacuterdid a de Pda por fr ic-Forma del tubo altura a la altura bull la cioacute usando Altura Bnfic~
a 3 028 031 024 583 240 291 a 4 009 0 10 02 4 543 280 340
----shyAriete hidraacuteulico- Es ta maacutequina usa un gran v o lumen
de agua que cae de una pequentildea altura para elevar una
cantidad menor de agua a una altura mayor
En este aparato un tubo A conduce el agua a la caja
de la vaacutelvu la B ~ l tubo estaacute en comun icacioacuten con la caacuteshy
mara de a ire C de la cual arra nra e l tubo de descarga D
La vaacutelvula B s(~ abi e hacia abajo y se hace de un peso
tal que permanezca abierta cuando el agua circule a veshy
locidad moderada pero se c ierre raacutepidamente cuando la
velocidad del agua a lcance un valor determinado Cuando
la vaacute~vula se cierra el agu a se detiene suacutebitamente proshy
duciendo un golpe de ariete que abre la vaacutelvula de la caacuteshy
mara de aire comprimiendo eacuteste y haciendo pasar una
parte d e eacutel al tubo de descarga Cuando se iguala la preshy
-- 1)59-shy
sioacuten la vaacutelvula de la caacutemara de aire se cierra pero el flujo en el tubo D continuacutea durante un periacuteodo corto a caushysa de la expansioacuten del aire comprimido en la caacutemara C Como el aire de esta caacutemara es absorbido gradualmente y expulsado por el agua debe proveerse para su renuevo pues de otra manera la elici-encia del ariete disminuiriacutea Cuando el agua en el tubo A estaacute detenida la vaacutelvula B cae el agua empieza a moverse y el proceso se repite
El flujo de un ariete hidraacuteulico es pues una serie de pulsaciones y a cada impuso debe vampncerse la inercia de la columna de agua que se encuentra en el tubo D Si dos arietes se conectan en el mismo tubo de descarga pero de tal manera que sus pulsaciores no coincidan la descarga seraacute maacutes continua y se economizaraacute energiacutea estas ventashyjas se obtienen en mayor escala al aumentar el nuacutemero de arietes conectados Veacutease fig 12
i)
rs 2 l iacute
llUSlraciuacuten dd prin cipill dd ik hiJraacuteulicu
CAPITULO VI
Canales y alarieas de riego
Cualquiera que sea el meacutetodo de riego que se haya esshycogido su praacutectica requiere cierto nuacutemero de canales y atarieas Vamos a definir estos canales y atarjeas y a inshydicar las principales consideraciones que rigen su consshytruccioacuten
Todo riego supone una presa de agua en un canal riacuteo etc Esta agua por medio de un canal de derivacioacuten se
--1560shy- -
lleva a los regadiacuteos De cua lquier forma que sea en eacutel o en sus ra mificac iones na cen y se alimen ton zan jas de meshynores dimensiones llamadas atarjeas de distribucioacuten las cuales llevan el agua a las atarieas de riego
Como todo riego debe ir acompantildeado de una desecashycioacuten del suelo es necesario construIacuter atarjeas de desaguumle que lleven el agua usada a los canales de evacuacioacuten En ciertos casos las atarjeas de riego una vez vaciacutea s sirshyven para el desaguumle
Seccioacuten de los canales y de las atarieas- Los canale s de a limentacioacuten de distribucioacuten y de evacuacioacuten tienen seccioacuten trapezoidal (Fig 13) Las otarjeas de riego y de desshyaguumle son rectangulares (Fig 14) Soacutelo miden 5-15 ctms de profundidad
Un canal de riego se com pone de las siguientes parshytes (ver lig 13)
El fondo D F sobre e l cual fl uye e l agua
-1561
La altura O E = h del egua Las banquetas A B H 1 que sostienen el agua por cashy
da lado Los taludes formados por las caras laterales B D F H El periacutemetro mojado P o la lopgitud e D + D F + F G La seccioacuten uacutetil S del canal eo la superficie que tiene
por base G C y D F y por a~ tura O E El radio medkl R es igual a S P La pendiente de Jos taludes m se determina por la
relacioacuten G Kj F K
Pendiente de los taludes de los canales y de las aacutetarshyjeas principales- Las pendientes de los taludes dependen de la natura leza del terreno Hus ta 15 ctms de profundidad son verticales Pasando de esta profundidad y para atarjeas abiertas en desfonde se dan las siguientes pendien tes
Roca m l O Arcilla pura m 1 033 = 303 Tierra arcillosa m 1 05 200 Tierra arenosa m 1 15 = 066
Para Jos taluds de fosos cmstruiacutedos en terrapleacuten
Arcilla pura m 1 05 = 200 Tierra arcillosa m 1 075 = 133 Tierra arenosa m 1 225 = 044
Para el mismo terreno si m es la inclinacioacuten del tashylud en desfonde 10 inclinacioacuten m del talud de terrapleacuten es igual a
2 3 m 1 1
- +shym 2m
Pendiente de los canales--Cuanto maacutes fuerte es la penshydiente maacutes se puede reducir la seccioacuten de un canal para la misma descarga Conviene pues construiacuterlos con la mashyyor pendiente a fin de disminuiacuter los trabaj os de excavacioacuten Por otra parte hay que considerar que una pendiente fuershy
-- 1562 -shy
te disminuye por la raduccioacuten de seccJOn la superficie de contacto y por consiguiente la filtracioacuten Ademaacutes la veloshycidad del agua no debe pasar de determinados valores seguacuten el terreno pues produciriacutea erosiones en las paredes
Velocidades de las que no conviene exceder en los diferentes terrenos
Velocidad limite Pendlent
por segundo por kmt
Arcillas blandas 0152 mts 0045 mts
Arenas 0305 0136
Gravas 0609 0433
Guijarros 0914 0570
Piedras en grandes fragmentos 1220 1509
Guijarros aglomerados 1520 211 S
Rocas blandas 1830 2786
Rocas duras 3050 7342
Tambieacuten existe un liacutemite inferior de velocidad que no se debe traspasar pues se forman depoacutesitos que destruyen
los cauces Los depoacutesitos principian a formarse por debajo de una
velocidad media de 025 mts por segundo en corrientes de agua fangosa 030 cargada de
arena fina 050 mts por segundo en corrientes de agua cargada de
arena gruesa Por consiguiente la velocidad no bajaraacute de 050-080
mts en el canal principal a fin de que no se deposite la arena gruesa
No deberaacute ser inferior a 025- 040 mts en los canashyles de distribucioacuten para que en ellos se deposite la areshyna gruesa que si llegara a las atarieas de riego podriacutea ser perjudicial Como estos canales no se usan continuashymente seraacute faacutecil quitar los depoacutesitos asiacute formados
Canal de conduccioacuten- La pendiente de eacuteste depende
- 1563 shy
oel nivel de la presa de agua y de la altura de la parte maacutes alta que deba regarse
Generalmente su pendiente variacutea de 00007-00014 mts por m La velocidad no excede de 080 mts por segundo La seccioacuten es trapezoidal y debe ir disminuyendo a medishyda que el canal avanza como que tiene que servir a meshynor extensioacuten
Este canal debe estar dispuesto de tal forma que en su punto de unioacuten con el riacuteo quede su nivel maacutes baio que el quicio de la presa a fin de poder instalar un aparato de afor Siempre debe estar provisto de una compuerta de modo que sea faacutecil impedir o regular la entrada dol agua para poder efectuar reparaciones o prevenir una crecida de la corrien te alimentadora
A fin de evitar la erosioacuten conviene lapizar con ceacutesped las paredes laterales y el fondo
Atarieas de distribucioacuten- Deriacutevanse del canal de conshyduccioacuten y llevan el agua a las atarieas de riego Son casi horizontales con pendientes de 0001-0015 mts por m La velocidad del agua no debe ser inferior a 025-040 mts
Se ponen en comunicacioacuten con las atarieas de riego por medio de un tubo de aiiacuteareriacutea o de una caia rectangushylar de madera Esta abertura debe poderse cerrar con una compuerta
Atarieas de riego- E1 general deben ser tan poco proshyfundas como sea posible Con frecuencia se les da un pershyiexcljI rectangular En la unioacuten con las atcrieas de distribucioacuten pueden tener de 30- 35 clms de anche para lueacutego ir disshymi1uye1do
El fondo e3 generalmente horizontal y sus bordes esshytaacuten ligeramente inclinados seguacuten lo direccioacuten de la corrienshyte y se aproximan a medida quo se aleian de las atarieas de distribucioacuten
Atarieas de desaguumle--Las atarieas de desaguumle recogen las agu)s despueacutes de regar y la3 llevan a los canales de evacuacioacuten Son doblemente uacutetiles pues secan el suelo y
permiten volver a usar las aguas para el riego de nuevas extensiones
- 1564shy
Los bordes estaacuten cortados verticalmente Su anchura ordinariamente es de O l5- --030 mts
Canales de evacuacioacuten- El ca nal de evacuacioacuten recishybe el agua de los desaguumles y la conduce al riacuteo o a regar otras tierras Debe ocupa r lo parte maacutes baja del terreno Debe tener una seccioacuten suficiente para el agua que recibe Tiene forma trapezoida Sus paredes deben protegerse conshytra el desgaste por medio de ceacutesped
Caacutelculo de las dimensiones de los canales y de las atarjeas principales- Hemos dicho que la seccioacuten de los canales y atarjeas principales es trapezoidal La seCClOn de las secundarias es triangular o rectangular Generalmenshyte no S9 ca~culan Es necesario determinar lo maacutes exactashymente posible las dimen5iones de los canales y atorjeas principales Las foacutermulas emp16cdas dan resultados aproxishymados que la experiencia modifica A continuacioacuten damos las foacutermulas de Darcy perfecc ionadas por M Bazin
ConsideremQs la seccioacuten re presentada en la fig 13 Y llamemos
1 D F = longitud del fondo
h O E = la altura
S aacuterea de la seccioacuten
U velocidad mediacutea del agua velocidad media en la superficie X 080
Q = descarga
I = la pendi2nte
P periacutemetro moiado
R = radio medio
Estas cantidades estaacuten relacionadas de la siguiente mashynera
(1) R I = b U~ oacute U = C RT(2)
(3) Q = S U Oacute Q = S C rRI (4)
C = 1 b es un coeficiente que depende de la rugoshysidad de las paredes del canal M Bazin ha expresado su valor asiacute
1565 - shy
87
C = 1 Vb = - ---- + tiacute
VR ltiacute tiene los siguientes valores
Paredes muy lisas (cemento madera lisa) tiacute = 006 Paredes lisas (taba ladrillo) tiacute = 016
poco lisas de mamposteriacutea tiacute = 046 de naturaleza mixta Ciacute = 085
Canales de tierra en condicion3s ordinarias tiacute 130 Canales de tierra con resistencia excepcional tiacute = 175
Maacutes adelante daremos los valores del coeficiente C en funcioacuten del radio R y los valores del coeficiente o de la loacutermua (l) corre3pondientes a los valores dAl coeficiente
C = 1 vT-
Ganguillet y Kulter adoptan tambieacuten la foacutermula
u C RTpero daacutendole a C el siguiente valor
O 00155
23 + + n
C 000155
1+ 23 + --- n
( ) V R
El nuacutemero n variacutea con la naturaleza de las paredAS y tiene los siguientes valores
n ln Paredes muy uniformes ceuromento madera
cepillada 0010 100 Paredes linos piedra tallada ladriilos 0013 77 Paredes poso uniformes 0017 58 Paredes rugosas piedras en bruto 0020 50 Paredes de tierra 0025 40 Paredes de grava 0030 33 Paredes irregulares de grava y mal cuidadas 0035 29 Paredes muy irregulares 0040 35
- 1566 shy
Las dJmensiones de los canal83 deben 118nar otras conshydiciones que determinan las foacutermulas anteriores
En primer lugar la tangente trigonomeacutetrica m queda determinada por la naturaleza del terreno Luego si circunsshytancias especiales no exigen la adopcioacuten de una profundishydad conviene dadas 1 y m dar a la seccioacuten la forma que corresponda a la maacutexima descarga por unidad de aacuterea de ella Esta seraacute evidentemente la seccioacuten maacutes econoacuteshymica De la foacutermula (3) Q = S U deducimos que para una superliacutecie dada S la descarga Q es maacutexima con U POI
consiguiente para una pendiente dada y teniendo en cuen shyta la foacutermula (2) U = e VRT con R o tambieacuten pll8sto que R = S P cuando P es miacutenimo
D8 la Hg 14 deducimos que
(5) S h (1 + h m)
(6) P + 2 h m V1 + m~ (6) P = I + 2 hmv 1 + m~
S h ( I + hm) (7) R
P + 2 hm 1 + m~ y por caacutelculo deducimos que P es miacutenimo cuando
h + V I + m~ (8)
2 ro
En este caso los lados B D H F D F son tangentes a Jo circunferencia descrita desde O como centro y con h como radio
Si sustiacutetuIacutemos en (7) 1 por su valor sacado de (8) obshytendremos
2 m h h ( + hm)
+ VI + m (9) R +
2 mh 2h V 1 + m~
+ ml+vl+ m~
- 1567 shy
--- -
1+ iexcl-1 + rn~ ]iexcl 2 = X
rn 4
es decir el radio medio es igual a la mitad de lu profunshydidad del agua
La relacioacuten h 1 que determina la seccioacuten oacuteptima soacuteshylo depeeacutelde para S e 1 dados del valor m El valor de h 1 en (8) permite calcular faacutecilmente h y 1 conociendo S y m Reempazando 1 por su valor en funcioacuten de h en la ecuashyc ioacuten (5) 1endremos
(lO) S =
( h
2 m h
1 + 1 1 + m~ h+-111
)
h~ 2 l 1-+ m~ -----shy 1
m
mS lh
11 J J h = ( 2 V 1 + m - 1 )
Seguacuten esto S2 ve que cuanio maacutes se acerquen los taludes del canal a la vertical mayor es h y por consiguienshyte R Conviene adoptar para R el mayor valor posible pues asiacute no disminuye la anchura del canal de pendiente dada 1 y se aumenta la velocidad media d el agua que es proshyporcional a R
Cuando las circunstancias obligan la adopcioacuten de una profundidad determinada la ecuacioacuten S = h (l + h m) soacutelo contiene la incoacutegnita 1
Empleo de las foacutermulas uso de las tablas ejemplos middotnumeacutericos--Los problsmas que se presentan maacutes frecuenshytemente son
I- Conocida la seccioacuten transversal de un canal y su pendiente calcular su descarga
JI- Conocido el rendimiento del canal y su pendiente
- 1571 shy
calcular las dimensiones que debe tener su seccioacuten transshyversal y la velocidad media del agua
CASO iexcl- Se a plican las siguientes foacutermulas
h (1 + h m) (S) S = h (1 + h m) (7) R
1 + 2 h 1 + m~
m
y lueacutego
(2) U = C m 1)Y2 (1) Q _ S C (R 1) 1j~
La foacutermula (S) ncs do e l aacuterea la (1) el radio medio pues h I Y 111 SO1 conocidos Las foacutermulas (2 y 4) permiten ca lcular U y Q
EJEMPLO Calcular el rendimie llto de un canal de ti eshyITU sabiendo que 1 = lmts h = 121 1 = 00002 y la inclinacioacuten de los taludes es 45
La aplicacioacuten de las foacutermulas (5 y 7) nos da
S = 2867 mts~ y R = 060 mts
El valor de C seguacuten la tabla de Bazin es 325 y seguacuten la de Kutte r 35 Tomamos e l promedio de estos dos valoshyres o sea 3375
Aplicando las foacutermulas (4 y 2) obtendremos
Q = 098 mts y U 037 mts
CASO II- Si existen circunstancias que obliguen a adopshytar una profundidad determinada se aplicaraacuten las foacutermushylas de la seccioacuten maacutes ventajosa es decir las foacutermulas sishyguientes bull
Q~m S (9) h b U~ b - shy~ (1 + m~ )11 ) = 2 R (l) R I
12 - 1) S~
Se principiaraacute por adoptar para b un valor provisional y para escogerlo seguacuten el rendimiento se evaluaraacute el vashylor posible de R y por consiguiente el de C seguacuten la tashybla de Bazin La tabla de los valores de b daraacute un valor que se adoptaraacute provisionalmente Una vez hallado el vashy
- 1572 shy
lar da R se rectificaraacute e l de b Se volveraacute a calcular R y
se continuaraacuten estas aproximaciones hasta que se encuenshytren para C y b valores que no difieran sensiblemente de Jos anteriores La ecuacioacuten (1) contendraacute R elevada a la quinta potencia y deberaacute resolverse por logaritmos
EJEMPLO Un canal debe tener un rendimiento de 2 lIltS de agua por segundo con una pendiente de 00002 por mts Cuaacutel debe ser su perfil transversal en la tierra con taludes inclinados 45
Supongamos R = 1 mt entonces seguacuten la tabla d e Bozin C = 378 y seguacuten lo de Kutte r C = 40 Toma mos 81 pro lllcd io C = 389 Para b obtenemos 000066
In
Lu IOacuteI JI1 U 111 (0) du x
Pero s iendo m 1 sacamos
m 0547
y obte ndremos 4R~ S 4W
0547
Lo foacutermula (1) nos da
R X 00002 000066 4
S~
R S~ 132
y sustituyendo S po~ su valor
16 R
(0547F 132 R 075
Seguacuten las tablas de Bazin y Kutter los valores respecshytivos de C pondiente de b tend
son de b remos
348 es
y 00
37 Adoptamos 0077 Sustituyendo
359 este
el valor nuevo
corresshyvalor
- shy 1573 shy
4 4 R~ 0547 S TI X 00002 000077 (
s~
R = 075
Lo vola re s d~ e y de b no difieren sonsibloTrl ento de los que acabamos de adoptar Tomaremos pues para TI el va le r 076 mis entoncos h = 152
4 (076 )~
S 442 Jll l s ~
0547
Q 2
u 047 mts S 422
La foacutermula (8) permite dete rmina r l
2 m h 2 X 152 126 y e l problema
1 + ( + m~)Y2 1 + (2)1
queda resuelto Pero puede ocurrir que por circunstancias especiales no
se pueda adoptar el perfil maacutes econoacutemico Entonces se coshynoc 3 la profundidad h o la anchura 1 por lo tanto
S = h (1 + h m)
Q2
R 1 b --- en que R estaacute expresado en funcioacuten S2
de h y de I y permitiraacute hallar por tanteo h o I y S Supongamos que por causa de la existencia de un submiddot
suelo rocoso la profundidad del canal no debe exceder de un mI y que la descmga sea de 2 mts pOI segundo y la pendiente 00002
Procederemos asiacute
Puesto que h 9S a lo sumo igual Q 1 mI el radio meshydio puede evaluarse en 050 mts Las tablas dan para e 306 y 34 adoptamos 32 y entonces b = 000098
1574
Q2
De la ecuacioacuten R I b --- deducimos S2
000098 X 4 S~ 392 S 625
050 X 00002
La foacutermula S = h (l + h m) da 525
La foacutermula (6) nos da P = 807
s 625 R 077 mts
P 807
Se partiraacute de este nuevo valor de R para repetir los caacutelculos
Las tablas dan para R = 077 mts C = 35 y 37 Adoptamos C = 36 entonces b = 000077
Tenemos
000077 X 4 S 40 S 632 1 532
077 X 00002
P 814 Y R = 077
Adoptaremos para el perfil de este canal de 2 mts de descarga por segundo
1 = 532 h = 1 mI R = 077
La velocidad media del agua seraacute
u = Q S = 2 632 = 031 mts
CAPITULO VII
Sistemas de rieqo
Hay muchos procedimientos de riego seguacuten la naturashyleza del terreno su pendiente los cultivos o la cantidad de agua de que se dispone
- 1575 shy
A continuacioacuten describiremos los siguientes sistemas Por sumersioacuten por filtracioacuten por desbordamiento
El riego por sumersioacuten se dIvide en tres meacutetodos el ri ego por filtracioacuten en dos y el por desbordamiento tambieacuten en dos De todos eros hablaremos separadamente
Riego por sumersioacuten
El sistema d3 riego por sumersioacuten llamado tambieacuten en manta consiste en cubrir el suelo con una capa de agua que permanece sobre eacutel un tiempo maacutes o menos largo
Generalmente requiere que el terreno sea sensiblemenshyte horizontal de pendiente suave 2 0 00 a lo sumo y que no sea impermeable La superficie regable se rodea de peshyquentildeos diques Si la pendiente fuese fuerte habriacutean de ser a l tos y emplear maacutes agua con lo que se perderiacutea la prinshycipal ventaja de este sistema que es su sencillez y ecoshyncmiacutea
Este procedimiento es uno de los mejores para el rieshygo de praderas cuya pendiente sea de 1-15 mmts por metro Comprende tres meacutetodos distintos
IO-La sumersioacuten naturcl que resulta del desbordashymiento espontaacuteneo de una corriente de agua o de la inunshydacioacuten artificial proveniente del levantamiento de las aguas
29- La sumersioacuten artificial 5encilla en que las aguas permanecen estanadas mientras dura el riego
3y- La sumersioacutell atificial con cJrculacioacuten continuiexcl en que el agua ircula suavemente por la superficie del terreno sumergido
Cuando se riaga con aguas que acarrean limos y areshynas estos materiales generalmente corgados de materias fertili~antes se depositan sobre el suelo Entonces el riego por sumersioacuten va acompantildeado del erdorquinamiento
Sumersioacuten natural- Muchos terrenos estaacuten expuestos a las crecidas de las corrientes de agua que los atraviesan Esta sumersioacuten natural es fuente de grandes riquezas Tashyles s)n Egipto y las pompos de la imeacuterica del Sur En Francia grandes extensiones de ter reno deben su fertilidad a riegos perioacutedicos de esto naturaleza
Las condiciones esenciales de estos sumersiones natushy
1576 shy
rales son pendientes longitudinales muy suaves (040- 045
mts por kmt como promedio) y pendientes transversales
bastante aceurontuadus para que las aguas de las crecidas
vuelvan faacutecilmente a su cauce primitivo
Sumersioacuten artificial sencilla- Exige un suelo de poca
pendiente que no exceda de 2 0 00 a menos de restringir
mucho ia extensioacuten dE las parcelas sumergidas
Si la pendiente fuese fuerte no se depositariacutean los seshy
dimentos perdiendo asiacute este meacutetodo su principal ventaja
Ademaacutes se correriacutea el riesgo de que las aguas arrastraran
la tierra vegetal Finalmente seriacutea necesario que las cuenshycas sumergidas estuvieran rodeadas de diques muy altos
lo que hariacutea perder las ventajas econoacutemicas de este sisshy
tema
Consiste en sumergir el suelo bajo una capa de detershy
minado espesor durante un periacuteodo de tiempo variable
El terreno se divide en compartimientos regulares roshy
deados dE pequentildeos diques que retienen el agua
Generalmente las aguas despueacutes de regar un comparshy
timiento superior pasan a regar uno inferior
Los compartimientos tienen extensioacuten variable En geneshy
ral no exceden de 10-30 aacutereas Se les puede dar una anshychura de 50 mts y una longitud variable seguacuten la pendienshy
te del terreno Los diques que los rodean exceden en todas
partes a 25 ctms al nivel del agua
La altura media del agua sobre la superficie del sueshy
lo es de 15 ctms En el punto maacutes alto del nivel del agua
25 ctms
En el centro de cada compartimiento y en sentido de su longitud se abre una atarjea g (lig 15) que sirve a la
vez de conduccioacuten y desecamiento
A este objeto puede ir acompantildeado de pequentildeas a tarshy
jeas h En el origen y en la extremidad de cada compartishy
miento la atarjea g lleva una en trada de madera con comshy
puerta para retener el agua o dejarla pasar
La atarjea g debe tener una pendiente aproximada de
0001 mts mL La anchura en el fondo y su profundidad
dependen de la superficie del compartimiento y de la cantishydad de agua que conduciraacute
--1577-shy
La fig 15 denota la subdivisioacuten del terreno en cuatro recipientes que forman otros tantos saetines cuya longitud depende de la pendiente del terreno
Es preciso que el nivel del agua en el segundo comparshytimiento sea inferigtr de 1- 2 ctms al fondo de la atariea g del primero Asiacute se logra que el agua pase del primero al SEgundo compartimiento
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Hiego por ~lIhm(~r~ ioacuten Planta ltle unn in~tala(- i(ln de cuatro C(Jlllparlimi-(-middotnto~
Ventajas e inconvenientes de este sistema- Permite reshygar superficies de poca pendiente con ca1tidades de agua demasiado pequentildeas para utiliza ras de otro modo Transshyforma en tierras feacutertiles suelos mediocres siempre que no sean impermeables y que las aguas contengan limos carshygados de principios nutritivos Su instalacioacuten y vigilancia son sencillas y baratas
En suelos impermeables da malos resultados Rara vez se puede aplicar en el momento de la vegetacioacuten y mientras dura impide la aireacioacuten del suelo
- - 1578 - shy
El riego por sumersioacuten se emplea principalmpnte en el cultivo del arroz
Riego de los arrozales- EI arrozal ha de estar compleshytamente cubierto por el agua pero sin quedar estancada sino circulando con muy poca velocidad Sin agua no gershyminariacutea la semilla y en cambio si quedara estancada enshyfermaria 0 planta y podriacutea ser causa de una epidemia pashyluacutedica en la regioacuten
El terreno destinado al cultivo del arroz ha de ser enshyteramente llano y con la pendiente necesaria para la lenshyta circulacioacuten del agua El campo se divide en parcelas delimitadas por pequentildeos diques de tierra
Unas como B (Fig 16) estaacuten trazadas longitudinalmenshyte en el sentido de las labores y del movimiento del agua al paso que otras la sentildealadas con la letra e van en dishyreccioacuten perpendicular a las primeras
Una vez construIacutedos los diques se da el agua a las parce las D y J de modo que la capa liacutequida tenga unos 12 ctms de espesor Hecho 6stO se practican en el dique inmediatamente infel ior unas abe rturas E de 20- 30 ctms
de ancho por donde flushyye el agua a las parceshylas inferiores Asiacute se conshytinuacutea hasta regar todo el arrozal El agua se reshycoge en la atariea d e desaguumle A
El consumo de a g ua se calcula en 24 Its por segundo y por hec taacuterea
Sumersioacuten artificial con derrame continuo--Cuanshydo se dispone de gran can tidad de agua la cirshyculacioacuten puede ser conshytinua sin alterar las disshyposiciones precedentegt
El agua de riego desshypueacutes de alcanzar el nishy
ni~po s i c i(lfl dI un arrozal divirl gtln ( 1
lahla~ n -lIadriluacutel erus L ri ego
- - 1579-shy
vel normal en el compartimiento regado pasa lentamente al inferior y se reemplaza con nueva agua Este procedishymiento priva menos del aire a las plantas que e l estallCU miento permanente
El movimiento d8 las aguas se regula dE-~ tal manera que la can tidad siexclJida por la parte inferior sea igual a Jo que Gntra por la superior De 83t8 modo se llega raacutepidashymente a resultados excelentes
Conviene enviar agua nueva o los compartimientos inshyferiores disponiendo alrededor del cqmpo un canal de cirshycunvalacioacuten El agua debe vaciar por encima de las comshypuertas a fin ds qU8 no arrastre los sedimentos En general los compartimientos tienen dimensiones mayores que los de sumersioacuten sencilla Si la pendiente es muy fuerte conviene disponer oblicuamente diques interiores que impidan la erosioacuten del suelo Los diques que bordean las parcelas tieshynen aproximadaments 150 mts de ancho en la corona y un nivel de 30- 40 ctms sobre el de las aguas
Rieqo por filtracioacuten
Este sistema comprende dos subdivisiones
19 Por filtracioacuten del aqua en el suelo por atarieas proshyfundas- Es un procsdimiento muy imperfecto desde el punshyto de vista d3 los resultados pero muy sencillo y econoacuteshymico Em p lea las zanjas excavadas en los terrenos para sanearlos
Esencialmente consiste en cerrar las compuertas que regulan los diferentes canales de desecamiento El agua de lluvia etc fluye asiacute poco a poco pgtr estos canales y si el suelo es permeable lo humedece al atravesar las pareshydes laterales de e llos pudiendo llegar por capilaridad hasshyta las raiacuteces
Este procedimiento soacutelo es practicable cuando el terreshyno es bastante permeable y de poca pendiente En suelos poco permeabls los resulta dos no son satisfactorios el agua fluye bien por los cana ~ es pero no logra humedecer la tierra
La lig 17 muestra la disposicioacuten de los canales a a b b y Ja de la compuerta d que cuando estaacute cerrada deshy
- 1580
termina el retroceso del agua que se va elevando en los canales y penetra en el suelo Abriendo jo compuerta se inicia la salida del agua y consecuentemente el desecashymien~o del terreno
A~~J~~Mitrbt~Ir~~M~~1 B
F~( 11 J)i sposieiHl para htlnHd e(~e r IIn 1IITfJ1U drenadu al ail
J i~ Hi middotiexclo po fiJI radmiddotn
29 Filtracioacuten del agua por atarieas abiertas superficiales - middot-Este meacutetodo se aplica sobre todo a Jos tierras labradas y
entre otros a 103 cultivos hortiacutec81as Difiere esencialmente del anterior en que las atarieas estaacuten mucho maacutes proacutexishymas en que son superficiales y el agua penetra en el sueshylo y en el subsuelo p8r las paredes y por el fondo
El agua circula por atarieas paralelas que limitan las parcelas de los cultives No debe tocar ni las hoias ni los tedios Por esta razoacuten se emplea e l agua de cloacas para los cultivos hortelanos Como no se ponen en contacto con as hoias ni con los tallos no pueden contaminar esta parshyte comestible de los vegatales Sin embargo uacuteltimamente se ha dicho que las aguas de cloacas contaminan las parshytes aeacutereas de las hortalizas con geacutermenes nocivos y se ha prohibido su empleo para el cultivo de las hortalizas que se toman sin coccioacuten
Este meacutetodo es tanto maacutes eficaz cuanto maacutes proacuteximas
1581 shy
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111111111 111111 111111 Vtk11 1 1 1 1 6 ~ iexcl
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ni ego por 5-lIrc()~ Di ~pn ~ iciiexclm de la~ atalj pa~
esteacuten las zanias que se trazan con el arado y estaacuten seshy
paradas unos 060- 080 mts La lig 18 indico la disposicioacuten del suelo La liacutenea a b
representa el canal de conduccioacuten a c el canal de riego del campo d designan los surcos que no terminan en el canal a c La limpieza que necesita el funcionamiento del sistema deteriora pronto este canal Debe construiacuterse una atari ea auxiliar e f comunicada con el canal a c por meshy
_-1582 - shy
dio de pequentildeos cortes g Este canal auxiliar se abre con el arado y se termina cuidadosamente con la pala Es anshycho y tiene una profundidad de unos la ctms
Riego por desbordamiento
Puede efectuarse de las maneras siguientes con reshygueras de nivel y planos inclinados que describiremos sucesivamente
A shy Por regueras de nivel Fundamentoshy EI terreno a regar estaacute surcado por regueras horizontales de desbordashymiento en que el agua rebosa el borde inferior y se exshytiende en forma de laacutemina continua
Pendiente del terrenoshy No debe ser excesivamente peshyquentildea pues entonces la circulacioacuten de la laacutemina de agua se efectuariacutea defectuosamente se admite como necesaria una pendiente de 3 Si 0 pendiente fuere excesiva en vez de una laacutemina continua se formariacutea una serie de arroshyyos que socavariacutean el terreno este peligro debe evitarse haciendo las regueras suficientemente proacuteximas
Descripcioacuten y funcionatnientoshy Las regueras de reparshyticioacuten se trazan en la direccioacuten aproximada de las liacuteneas de maacutexima pendiente fig 19 Si se interrumpe una regueshyra de distribucioacuten remansando el agua eacutesta entraraacute en la reguera de nivel inmediata anterior la cual se llenaraacute y desbordaraacute invadiendo el terreno el exceso se recogeraacute en el colector inmediato inferior el cual lo transportaraacute al canal de desaguumle
b middotmiddot l~vcro diexclhi Clon
rig 9
Alimentacioacuten de regueras sucesivas por una misma tomashy En vez de recoger las aguas sobrantes de una reshyguera directamente en un colector se recogen en otra reshyguera la cual una vez desbordada las deja pasar a otra y asiacute a varias no pasando de 4 oacute 5 seguacuten el caudal de
-1583 -
agua de que se disponga Parece que asiacute pudiera hacerse extensivo a todo el campo con una sola toma superior en la reguera de reparticioacuten pero no debe olvidarse que el agua que llegase a las regueras inferiores estariacutea escasa en oxiacutegeno y principios fertilizantes Esta es la razoacuten de las tomas sucesivas
Perfil longitudinal de las reguerasshy En la praacutectica no
iexcliexcl~f o UI a
I iquest
____ ~i~ I 0
I L middot ___ --shy
I D--1 t~uHO c o tor
- I 001 I 00 I
I 0 bull ___ J
-shy ---_ -i
_~_-o---J
Uig 19) Riego por curvas de nivel
debe d6rseles una pendiente superior al 0003 intercalando cascadas si fuere preciso esto se refiere a las regueras de reparticioacuten Las regueras de distribucioacuten deben ser perfecshytamente horizontales
Seccioacuten transversal de las reguerasshy Las regueras de nivel deben ser poco proundas a fin de disminuiacuter la preshysioacuten del agua y por tanto su infiltracioacuten Es aconsejable
- 1584 -
UllO anchura de 20 ctms con una profundidad no mayor
de S clms Las acequias y regueras d e reparticioacuten se calcushy
bn seguacuten las foacutermulas hidraacuteulicas
B shy Por planos inclinadosshy Son tales les ven tajas del
riego por regueras de n ivel que se procura em plear un
sistema anaacutelogo aunque el terreno no tengo lo pendiente
necesaria
Principio--Si lo pendiente es inferior al 003 se terramiddot
1 I
Cor~e por A B F iJ20
I I
I
J
Ri eacuteo t por p la n o~ in(linado pUl dobl e ari5la
plena formando un escolonado d e planos inclinados que
permito el riego por reguera~ de nivel
Descripcioacutenshy la reguera de reparticioacuten se coloca a una
altura conveniente para que el agua pueda en trar a las
regueras de nivel practicadas en la parte superior de los
planos en forma que llena de agua se vierta por ellos
recogiendo el exceso en colectores lig 20 El agua sobranshy
te puede ser muy abundante en tal caso el colector al ishy
- 185 shy
menta a su vez o tra serie de planos actuando a mane ra de reguera de reparticioacuten
Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
Planos inclinados naturales- Supongamos fig 21 un terreno de pequentildea pendiente S8 construye en terrapleacuten una reguera de d istribucioacuten con los produc tos de la excavacioacuten del colector inmediato E primer antildeo el riego seraacute defectuoshyso pero en los antildeos sucesivos mejoraraacuten los terraplenes y planos incl inados merced a la aportacioacuten del limo por las mismas aguas
0(oacute v lt
o
ltiexcl - =-=~ ~ ~ ~-= -=--=--=-shy~ ~ Fig21
Planos inclinados artificiales-Consisten en cons truiacuterlos directamen te con tierra sacada del terreno m ismo lo cual exige terraplenes y movimientos importantes de tierra (fig 22)
TfrImiddotO)COfi
~S~iacutelllflmiddot ~~f~~
Tts 22
Datos para la formacioacuten de un proyecto de riego por planos inclinados- Se atenderaacute en primer lugar a que las acequias y regueras de reparticioacuten sean capaces de sumishynistrar el agua necesaria y los colectores de desaguar los sobran tes Las regueras de distribucioacuten seguiraacuten sensibleshymente las curvas de nivel a fin de q ue los planos incl inashydos conserven una longitud constante y que las regueras de dis tribucioacuten sigan la direccioacuten de la pendiente del terreshyno La anchura de Jos escalones no seraacute excesiva a fin de evitar los grandes movimientos de tierra En general tienen 4 oacute 5 mts y si el terreno tiene fuerte pendiente lleshygan a tener 10 Oacute 12 mts La pendiente de los planos inclishynados seraacute de 003 como miacutenimum
esto labor de varios antildeos Por otra parte los ensayos d 2 corta duracioacuten generalmente dan resultados falsos o al menos engantildeosos
a-Velocidad del flujo- -La velocidad del flujo de una corriente subterraacutenea es funcioacuten de la pendiente o gradiente hidraacuteulica y de la resistencia que ofrecen las partiacuteculas del suelo
La pendiente puede dete rminarse faacutecilmente haciendo sondeos hasta el nivel de las aguas subterraacuteneas teniendo cuidado de medirla en la direccioacuten de maacuteximo declive Si sobre el estrato permeable se encuentra otro maacutes o menos impermeable el agua correraacute en el inferior bajo una preshysioacuten superior a la atmosfeacuterica La pendiente se encontraraacute determinando la altura a que sube el agua en los tubos colocados en el estrato poroso Daben sacarse muestras del material e investigar su tamantildeo y porosidad Lo poroshysidad estaacute influenciada no soacutelo por el tamantildeo de los grashynos sino tambieacuten por el grado de compactacioacuten de la forshymacioacuten es por esto por lo que e lla soacutelo puede calcularse aproximadamente El tamantildeo de los granos se determina por medio de tamices
Habiendo encontrado estos e~ementos nos resta expreshysar la relacioacuten entre ellos y la velocidad del flujo
Los experimentos de Darcy Hagen y Hazen han deshymostrado que la rata a la cual un aguo fluye o traveacutes de arena o grava fina sigue aproximadamente las leyes que rigen paro el flujo en tubos capilares es decir la velocishydad es aproximadamente proporcional o h l siendo h la carga hidrostaacutetica y l la distancia que el agua recorre
Para diferentes clases de materiales la velocidad deshypende del tamantildeo de los poros siendo eacutesta una funcioacuten del tamantildeo de los granos y del grado de compactacioacuten Para una arena de tamantildeo uniforme y un grado dado de compactacioacuten se encuentra que la velocidad del flujo es aproximadamente proporcional al cuadrado del diaacutemetro de los granos expresardo el grado de compactacioacuten en teacutermino de porcentaje de poros se encuentra que para mashyteriales de igual tamantildeo la velocidad del flujo es aproxishymadamente proporcional al cuadrado de la relacioacuten de porosidad El voluIJ1en del flujo que viene o ser igual a
-1536 shy
la volocidad multipicada por el aacuterea de la seCCIOD neta
seraacute entonces proporcional al cubo de la porosidad La enorme variedad en tamantildeo y porosidad de las
arenas y gravas hace bClstante difiacutecil la aplicacioacuten de foacutermulas matemaacuteticas y resultados experimentales a las
condiciones de trabajo Sin embargo los resultados obtenidos por Hazen en
filtros de areno son de bastante importancia en esta mashy
teria La formacioacuten por eacutel obtenida y que se aplica a areshy
na de un tamantildeo efectivo de 01-30 mts es
h(t+IOO
v = cd~ ~ - 60--)
siendo
v la velocidad en metros por diacutea de una columna soacuteshy
lida de la misma 32ccioacuten que la de la arena
c una constante que variacutea entre 400 y 1000 d el tamantildeo efectivo de los granos de arena en mmts
h la carga hidrostaacutellca que causa el movimiento
1 e l espesor de la capa de Clrena t lo temperatura en grados Fahrenheit
El valor de la consonante e variacutea con la compactacioacuten y uniformidad de la arena La v elocidad del flujo a traveacutes
de los p oros se encontraraacute dividiendo la ecuocioacuten anterior por la relacioacuten de porosidad p Despreciando las correccioshy
nes de temperatura la velocidad en pies por diacutea seraacute
d middote shyv 33 X x s K s donde
p
v velocidad promedio a traveacutes de los poros de la areshy
na en pies por diacutea
d tamantildeo efectivo de la arena en mmts
p relacioacuten de porosidad
s gradiente hidraacuteulica
cd~
K = 33 X --- = velocidCld para la pendiente unitaria p
La porosidad p variacutea entre 40 para arena maacutes o meshy
nos uniforme y 30 o menos para arena maacutes compacta o
- IS37 shy
de un grado de uniformidad menor El teacutermino e p que reshypresenta la influencia de la porosidad sobre la velocidad se puede calcular en 1000 040 = 2500 para p = 40 Y
400 030 = 1330 para p = 30 Estos resultados concuerdan con los experimentos de Slichter que establece que la veshylocidad del fluj o es aproximadamente proporcional 01 cuashydrado de la relacioacuten de porosidad Partiendo de esta base y asumiendo c = 1000 para p = 40 calcularemos los vashylores de K
Valores de K o velocidad del flujo en pies por diacutea para S= 1 -
Porosi dad
Muy Fina Fina Media Gruesa
Muy
Gruesa GRAVA fiNA
2i
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010 Oi
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1111
1~1l
3 00 470 SIiO
1middot1(1(1
2~O(J
Lembke calculoacute los siguientes va~ores para K basado en los experimentos de Darcy Krober y otros
Material 1lt en pies or dia
Arena y grava 9400 Arena gruesa 2800 Arena media 760 Arena fina 150
Slich ter dio los siguientes valores de K para una poshyrosidad de 32 y una temperatura de 50deg
Material Taln~ iexcllO efectivo 1lt en pies Por diacutea
Arena fina 010-020 16 a 65 Arena media 025-045 100 330 Arena gruesa 050-095 400 1550 Grava fina 100-500 1600 40000
No debe esperarse mucha exactitud de los coacutemputos hechos por los procesos antes descritos ellos sirven como una guiacutea general para estudios maacutes precisos e indican liacuteshymites razonables de estos valores
- 1538shy
b-Canlidad de agua--Habiendo determinado la veoshycidad del flujo la porosidad del material y la seccioacuten transversal del estrato poroso en aacutengulo recto a la direcshycioacuten del flujo la rata total seraacute el producto de estos tres factores
Q = velocidad X (aacuterea de ~a seccioacuten X porosidad) = v Ap = KsAp las unidades empleadas son el pie y el diacutea
Las irregularidades de la seccioacuten pendiente y moteria les afectaraacuten maacutes o menos los resultados 103 caacutelculos he chos en esto ferma no tAndraacuten un valor considerable en el estudio de las fuentes de agua subterraacutenecs pero siacute sershyviraacuten para modificar las id8as erroacuteneas que sobre su cashypacidad se tienen con frecuencia
En la tabla que a continuacioacuten insertamos se dan las ratas de flujo en galones por diacutea y por pie cuadrado de seccioacuten para arenas de diferentes grados de menudez y
porosidad y para un) pendiente de 1 Para otras pendienshytes multipliacutequese el nuacutemero de la tabla por la pendiente expresada en decimales
Muy Muy
Porosidad Fina Fina Media Gruesa Gruesa G R A V A F I N A
40 smiddot cw i IU JlUO 200n iacuteWU SIlIlII l llllll 7 lIflll 0 1 171l IXU H~1l 1100 7UU iexcl wo lilHl1l lHIIOIl
2-Estanques de almacenamiento
Estos recipientes se usan para regular el flujo del agua de tal manera que se acomode a las necesidades evitando el gasto excesivo cuando el abas tecimiento excede a la demanda y conservaacutendola para ser usada cuando ocurra lo contrario
El almacenamiento de agua para las necesidades del riego requiere condiciones topograacuteficas especiales para ser financieramente posible Tales condiciones deben hacer poshysible el a lmacenamiento de grandes cantidades de agua de tal manera que las estructuras necesarias sean de dishy
- 1539 shy
rrensiones y costo moderado comparacias con la cantidad de agua almacenada Con respecto a las particularidades topograacuteficas los sitios que se acomodan a ests fin se pueshyden dividir en cuatro clases
l- Lagunas naturales 2- Aquellos cue estaacuten localizados en liacuteneas de dre naje
natural 3- Depresiones naturales 4-Estanques artificiales Las lagunas naturales son impor tantes reguladores del
gua de drenaje que reciben Controlando la salido por medio de represas y compuertas reguadoras puede aproshyvecharse gran pa rte de las existencias a muy bajo precio
Los sitios maacutes comunes para el almacenamiento de -lgua son los comprendIdos en el NI 2 pero requieren mushycho cuidado para la descarga de las crecidos y en geneshyral son muy costosos en proporcioacuten a su capacidad
Las depresiones naturales o logos secos provienen del hundimiento de cavernas subterraacuteneas formadas por la acshycioacuten erosiva de los aguas subterraacuteneos Estas depresiones son inapropiadas para el almacenamiento a causa del faacuteshyci escape que pueden e ncontrar las aguas por los grietas que se encuentran en sus vecindades
Los estanques artificiales exigen trabajos especiales de e xcavacioacuten en general son excesivamente costosos y soacutelo se recomienda su construccioacuten en caso de que el aguo tenga un costo elevado
Eleccioacuten del sitio- Las principales circunstancias que afectan la posibilidad y valor de un sitio para almacenashymiento son
l - Su relacioacuten con los regadiacuteos 2- Su relacioacuten con el abas tecimiento 3-Su topografiacutea 4- Su geologiacutea Debe hacerse un examen cuidadoso de la regioacuten donde
se desea localizar el almacenamien to a fin de descubrir toshydos los si tios posibles y poder escoger e l que ofrezca conshydiciones maacutes ventajosas
El estanque debe estar situado lo bastante alto para poder dlstrlbuiacuter el agua por gravedad y tan cerca de los
- 1540 shy
regadiacuteos que las peacuterdidas por transporte sean miacutenimas Ademaacutes debe ser iexclal el sitio que intercepte una cantidad suficiente de agua o que se la pueda conducir a eacutel
Geologiacutea del sitio- Habiendo estudiado la topografiacutea e hidrografiacutea de l lugar debe estudiarse cuidadosamente su geologiacutea a fin de conocer el caraacutecter y profundidad de los astratos inferiores La conformacioacuten geoloacutegica debe ser tal que contribuya a la eficiencia del almacenamiento Los lugares si tuado3 en vall9s inclinados son gen6ralmente fa shyvorables Como en eacutestos les estratos se inclinan de las colinas al fondo de valle el a gua que cae en aqueacutellas iraacute por percolacioacuten al estanque
En las formaciones de cal y yeso es corriente enconshytrar cavernas que faacutecilmente pueden derrumbarse es por esto por lo que debe e3tudiarse cuidadosamente la geologiacutea de estas formacione3 antes de construIacuter un estanque sobre ellas
Peacuterdidas en los estanques- En re lacioacuten con este toacutepi shyco mencionaremos algunos estanque que han tenido que ser abandonados por lo alto de las peacuterdidas
Estanque de Tumalo- Fue construiacutedo por el Estado de Oregoacuten Durante la diiexclcusioacuten del proyecto un grupo de ingenieros recomendoacute se construyera parcialmente y se hishycieran ensayos sobre su impermeabilidad este consejo no fue seguido y la represa se construyoacute de la altura proyecshytada Terminada la obra se llenoacute el estanque hasta que e l agua a lcanzoacute una altura de 20 pies sobre el orificio de salida En estas circunstancias se abrioacute un hueco en el fondo que descargaba 200 pies cuacutebicos por segundo y que raacutepidamente vacioacute el estanque Este hueco fue taponado y vuelto a llenar el receptaacuteculo pero las nuevas grietas que se abrieron no permitie-ron que el agua volviera a alcanzar la altura inicial Las peacuterdidas subieron tanto que le quitashyron todo valor al estanque como lugar de almacenamiento
Estanque Hondo- Cerca de Roswell Nuevo Meacutejico se construyoacute este estanque aprovechando una depresioacuten nashytural La depres ioacuten se aumentoacute por la unioacuten de las colinas circundantes por medio de diques El agua se suministroacute por medio de un canal de alimentacioacuten Las fugas se preshysentaron inmediatamente que estuvo lleno el estanque y
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aumentaron raacutepidamente debido al ensanchamiento de los huecos y grietas que se abrieron en el fondo Muchos esshyfuerzos se hicieron para restringir las peacuterdidas pero tedas fracasaron y el estanque tuvo que ser abandonado
La roca de la regioacuten era principalmente yeso que coshymo anteriormente se dijo es inapropiado para este in ya que en estas formaciones se encuentran muchas cavernas Es seguro que la depresioacuten que se escogioacute para el almacenashymiento se formoacute debido al hundimiento de alguna caverna
Las siguientes recomendaciones generales pueden ser de alguna utilidad para la escogencia del lugar apropiado
l- Eviacutetense los lugares cercanos a las formaciones de y eso y cal
2- -Las fcrmaciones volcaacutenicas deben estudiarse cuidashydosamente pues en ellas es corriente encontrar grietas o cavidades
3- Las areniscas de grano grueso ofrecen alguacuten peligro
4- Las depresiones naturales no son recomendables y deben evitarse si se encuentral1 en las cercaniacuteas de rocas cavernosas o si reposan sobre material grueso que ofrece salida faacutecil al agua
Sedimentacioacuten en los estanques- Sabemos que todas las corrientes naturales eradan sus canales y llevan maacutes e menos limo en suspensioacuten Cuando se concluye una re presa a traveacutes de una corriente la sedimentacioacuten de los limos debida a l estancamiento del agua puede llegar a disminuiacuter grandemente la capacidad del estanque si n o e remueve
El problema relativo a la sedimentacioacuten en los estan ques construiacutedos sobre corrientes portadoras de limo ha sishydo cuidIdosamente estudiado y se han expuesto muchas teoriacuteas sobre su solucioacuten pero ninguna de ellas ha sido confirmdcr por la pTaacutectica
Se han hecho muchos esfuerzos para determinar el factor exacto que exprese la relacioacuten entre el peso de un limo seco obtenido por observacioacuten y el volumen del misshymo limo como se deposita en el fondo de los estanques
La tabla siguiente muestra el resultado de cuatro enshysayos
-- 1542 -shy
Observedor Peso de I P C Limo huacutemedo Lbs
Limo seco P2S0 Lbs
Densidad
Follet Coghlcm Hughes Lawson
Promedio
1047 89 5
530 923 76 1 860 770
264 255 260
Las variaciones se deben en parte al diferente caraacutecshyter y peso de los limos ensayados Por esto el promedio (77 lbs pie cuacutebico) soacutelo debe tomarse como un va lor aproximado
El80bierno de los EE UU ha hecho observaciones sistemaacuteticas del limo que lleva el Riacuteo Grande desde 1897 hasta 1912 W N Folle es tudioacute cuiciadosamente las dishyversas observaciones y los resultados por eacutel obtenidos opashyrecen compendiados en la siguiente obla
Antildeo Aguaiacute acres pies Limo- Limo - acre s pies
Las observaciones se hicieron de la siguiente manera Se tomaron muestras del agua turbia del riacuteo se removioacute el limo por sedimentacioacuten y filtracioacuten se le secoacute a 60deg e y lueacutego se le p2SOacute Los porcientajes son por volumen y
se les calculoacute tomando como base que un pie cuacutebico de lim o en el estanque pesa despueacutes de secado 53 lbs
Despueacutes de considerar los resultados de los experimenshytos efectuados en India y Ameacuterica Etcheverry concluye asiacute
I- Un pie cuacutebico de limo saturado sedimentado en un tubo por un antildeo contiene alrededor de 30 lbs de limo seco El porcientaje por volumen de lodo saturado es jgual al porcientaje por peso multiplicado por 2l
2- Un pie cuacutebico de limo huacutemedo como se deposita bajo condiciones naturales el por volumen de lodo huacutemiddotmiddot medo es igual al por peso multiplicado por 12
3- Un pie cuacutebico de lodo seco pesa alrededor de 90 lbs
Remocioacuten del limo depositado- La represa Assuan en Egipto forma sobre el Nilo un estcnque de gran capacidad y considerable volumen de limo La gran capacidad del estanque se debe principalmente a la suave pendiente del riacuteo pues debido a eacutesta la represa logra represar las aguas unas 40 millas aguas arriba formando asiacute un estanque largo pero angosto La represa estaacute provista de 180 comshypuertas que permanecen abiertas mientras dura la crecida anual permitiendo asiacute que la corriente torrencial arrastre su linIO a traveacutes del estanque y al mismo tiempo saque parte del que se depositoacute el antildeo anterior
Este meacutetodo de remocioacuten parece ser efectivo pues sosshytiene la capacidad de almacenamiento para las necesidashydes actuales del riego pero eacutel exige el gasto de la mayor parte del agua en antildeos normales y su eficiencia depende mucho de las circunstancias locales (estanque angosto) pues bajo estas condiciones una corriente raacutepida es muy efectishyva para sacar el sedimento depositado Por otra parte las variaciones del Nilo son tan regulares que permiten la ashydopcioacuten de un programa predeterminado lo que es geneshyralmente imposible en otras corrientes
La combinacioacuten de estas condiciones es tan rara que la solucioacuten adoptada no tiene ap~icacioacuten en la mayoriacutea de
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los casos y presenta por lo tanlo muy poco in tereacutes como solucioacuten general al problema de que nO$ ocupamos
El ingeniero norteamericano W W Follelt propuso el siguienl meacutetod0 para ramover el limo del estanque Eleshyphanl Bulte
En lo mitad del estanque se construiraacute una pequentildea represa de 40- 50 pies de altura formando asiacute un pequeshyntildeo estanque dentro del principal Esia pequentildea represa esshytaraacute provista de una torre de esclultas eacutestas daraacuten acceso a un conducto que desembocaraacute en el valle pasando por la represo principal
Cuando el estaiexclque principal se esteacute llenando e l peshyquentildeo recibiraacute el agua del riacuteo y gran parte del limo se depositaraacute en eacutel an tes de que el agua pase por sus vershytederos al principal Cuando el estanque pequentildeo esteacute poshyco lleno las aguas turbias se haraacuten pasar por el conducto arrastraraacuten el limo depositado en el pequentildeo estanque y llevaraacuten su carga fertilizante a los regadiacuteos Si se necesishytare agua adicional se sacaraacute del estanque principal
La principal ventaja de este meacutetodo estriba en que con serva las propiedades fertilizantes del agua aumentando asiacute la fertilidad de las tierras que con ella se rieguen
3-Corrientes de aciexclua- La derivacioacuten de una corrienshyte de agua abarca esencialmente tres obras Una barrera un sistema de compuertas y un canal de derivacioacuten
La barrera se dispone a traveacutes de la corriente debajo de la presa de agua y en el lugar donde las orillas esteacuten maacutes cercanas Ella levanta los aguas y las conduce al cashynal de derivacioacuten
El tipo de la barrera depende del caudal de la corrienshyte que se quiere derivar
En un simple arroyo la oparacioacuten es sencilliacutesima Alshygunas piedras grandes y troncos de aacuterboles bastan para establecer barreras muy resistentes Las figuas I y 2 exshyplican la disposicioacuten de una de estas barreras Siempre conshyviene proteger con un zampeado de madera o piedra la parte maacutes abajo de ~a barrera para evitar el desgaste en las avenidas
Crevat describe asiacute las cbras de una presa de agua en el riacuteo Ain Uno de los problemas maacutes difiacuteciles en un proshy
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Planta dfgt la burrera rUacuteili( ~a c ll yo lorlf rtmiddotnr(iexcl ~ 1ta lJ rilo 2
yecto de derivacioacuten es el establecimiento de la presa de agua sobre todo cuando el riacuteo es ancho y torrencial Y hay que prevenir la invasioacuten del cascajo y la arena gruesa
Cuando sea posible conviene aprovechar un recodo del riacuteo donde disminuye la velocidad y por consiguiente au-
Fig 2 HI1TIra 1I1~li( a tn IIn arroyo COrl ~ ( g Uacutell A B (Itshy la fi~ 1
- 1546 shy
menta la altura del agua En la orilla (Fig 3) se construye con grandes piedras talladas un muro de 30 mts de lonshygitud cuya base al nivel de las aguas bajas estaacute proteshygida por un enlosado de cemento de 3 mts de ancho para facilitar el deslizamiento del cascajo que puede ser consishyderable durante las crecidas
Este muro A por tener que servir de vertedero es vershytical por la parte del riacuteo con 030 mts de altura sobre el nivel de la orilla y estaacute sostenido exteriormente por un tashylud de cemento de muy alargada pendiente que forma el
Plano timiddot una harrera y toma dI aglla
fondo de un pequentildeo depoacutesito B faacutecilmente vaciable desshypueacutes de las crecidas por medio de una gran compuerta
En la parte inferior del depoacutesito B hay que establecer un macizo de mamposteriacutea que forma la cabeza del canal F en el que se habraacuten abierto dos tuacuteneles e de dos meshytros de anchura y un metro de altura cuya entrada puede cerrarse con compuertas de hierro reforzadas con nervios El agua al pasar por estos dos tuacuteneles desemboca en el canal de derivacioacuten F que alliacute debe ser poco profundo pero ancho (5 mts) estrechaacutendose en seguida progresivashy
menle hasta que alcance el tiro de agua y anchura norshymales
Fn el muro de defensa A del recipiente B se coloca lna compuerta inmediatamente delante de la~ aberturas de toma d9 agua y debajo de la barrera
Transversalmeiexclte al riacuteo y en el extremo inferior de l vertedero se construye un soacutelido zampeado de fondo E recshytiliacuteneo algo maacutes alto quoacute el fondo leI riacuteo y que se vaya eevando un poco hacia la derecha d se eleva de 050 el nivel de la corriente y se echa nuevamente contra el vershytedero A xl propio tiempo que se ancha un poco el cauce
Chaipeniier de Cossigny habla de una barrera de cashyballetes que con frecuencia se ve en el sur de Francia
Para estableceo a traveacutes del caue del riacuteo se fijan una serie de caballetes como lo representan las figuras 4 y S donde A es una estaca gruesa inclinashyda y C C los sosteshynes Sobre estos cabashylletes se clava una seshyrie de tablas sobre las
Fi2~ 5 cuales se echa desde riacuteo arriba grava RiacuteoFrente de una brre13 de caJallrlt s
- 1548 shy
abajo se defiende al pie de la obra con pentildeascos sosshytenidos con estacas
Las barreras importantes se construyen de piedra o de cemento empezando por trazar el armazoacuten de la barrera Aprovechando la eacutepoca del arlO en que el riacuteo lleva poca agua se clavan a traveacutes una serie de soacutelidas estacas cushyyos extremos superiores delineuroan el perfil transversal de la barrera Estas estacas se unen entre siacute y en ambos senshytidos por medio de cruceros Entre elios se hincan tablones Terminada la armazoacuten se llenan los huecos con guijarros y piedras y lueacutego se rellenan los intersticios con grava y tierra La parte superior de la barrera se recubre con un thecho de carpinteriacutea o bien con losas que formen una esshypecie de embaldosado entre los cruceros
A fin de obtener una barrera maacutes fuerte se puede hashycer la siguiente variacioacuten Una vez terminada la armazoacuten se colocan apoyados conira los tab~ones sacos llenos de cemento que no tarda en f~aguar Estos sacos forman un muro muy resistente Se acaba de construiacuter la barrera lleshynando con cemento el interior limitado por el muro La cashyra superior se resguarda de la accioacuten del agua con un reshyvestimiento de mortero hidraacuteulico para el cual se puede emplear ladrillos
Las compuertas colocadas a la entrada del canal comshypletan el conjunto de las obras de derivacioacuten y sirven para llevor el agua de uno a otro canal
Hay considerable nuacutemero de modelos de compuertas desde las mayores que se aplican para cerrar los canales hasta las menores para abrir y cerrar las atarjeas En prinshycipio una compu9rta se compone de un quicio horizontal que ocupa el fondo del agua y dos montantes verticales ~obre los que se desliza el ventanillo enlazados por un dintel en el extremo superior El quicio y los montantes pueden ser de madera o de piedra El ventanillo es la parshyte movible de la compuerta y se acciona ya a mano ya por medio dG palanca o cremalera seguacuten el tamantildeo Las partes superior e inferior de las compuertas deben protegershyse contra las socavaciones por planchas de madera o por construccioacuten de mamposteriacutea
En suelos flojos se draga el fondo hasta encontrar roshy
-l549 - shy
shy________ -shy _ __ ___J
s lzaltln ue IIna compllfmiddotlla
ca o tierra firme y lueacutego se pone a traveacutes una hilera de
estacas sobre la cual descansa la compuerta a cada lado
de esta primera arma zoacuten se amontonan sacos de cemento
La3 figuras 6 y 7 rlt-presentan un modelo de compuerta
ordina ria Los figuras 8 y 9 representan la compuerta p e-
r~ 7 Planta de tilla (Olllplltmiddotrta
-shy 10
qUEntildea de hierro muy pr-aacutecti ca que se emplea para abrir y cerrO las atarjeas de riego La figura 9 indica claramenshyo
te coacutemo se mantiene fija esta compuerta por medio de dos grandes piedras indinadas que pueden sustituiacuterse por dos puntales de madera
En cuanto al canal de derivacioacuten tambieacuten llamado de alimentacioacuten se ceba en la corrient de agua un poco por
P t(JlUntildea compucrta para atarjta~ lit Jil~o
encima de la barrem Abierto o cerrado por una compuerta debe seguir en su trazado la parte superior del te rreno y presentar el mayor relieve posible Maacutes adelante hablar8shymas sobre eacutel
Evaluacioacuten del caudal de una corrienle- El caudal de una corriente de agua es igual al producto del aacuterea de io seccioacuten bantildeada por la veloc idad media por segundo del agua
r-iacute~ 9
l a middotolllpllrla dmiddot la fiiexcl 8 olorarla en la otnlrada d e 1 alarju
Es necesario obtener el perfil de la corriente en varios lugares y promediar los resultados Para obtener un periil se tiende una cuerda de una a otra orilla perpendicuarmiddot mente a la direccioacuten de la corriente y lo maacutes cerca posib~ de su superficie A distancias regulares sentildealadas en la cuerda se practican sondeos que dan la profundidad d e l
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agua en cada una de las divisiones Obtenido el perfil con estos datos se sumaraacuten los trapecios parciales para obtAshyner el aacuterea de la seccioacuten dantildeada
La velocidad media de ~ agua se deduce de la velocishydad media en la superficie es igual al producto de eacutesta por el coeficiente 08 en los canales y riacuteos de dimensiones medianas y po 06887 en arroyos y atarjeas La velocidad en la superficie puede calcularse faacutecilmente de la siguienshyte manera A unos 3CJL-40 metros Daacutes arriba del paraje cuyo p3rfil se ha encontrado se echan unos cilindros de madera gruesa o corcho y con un cronoacutemetro se cuenta e l tiempo que gastan en recorrer la distancia comprendida enshytre el Jugar donde se echaron y olro previamente fijado 30-40 mIs maacutes abajo del lugar del perfil La operacioacuten debe repetirse varias veces y promediar los resultados
En vez de valerse del flotador para determinar la vsshylocidad de la corriente suelen emplearse los medidores de velocidad o corriente (Current Meter) Existen varios modeshylos de estos aparatos los maacutes usados son el de Haskell y
61 de Price En el modelo Price existen dos tipos el eleacutecshytrico y el acuacutestico Por se r estos aparatos suficientemente conocidos y venir acompantildeados de instrucciones para su uso no nos detenemos a explicarlos
Cuando el cauce es de seccioacuten bastante regular es preferible usar una compuerta para medir el caudal
Compuerta rectangular- De sus experimentos con esta clase de compuertas Francis dedujo la siguiente foacutermula
Q = 333 H (L - 02 H) siendo Q = descarga en pies cuacutebicos por segundo L = longitud de la compuerta 6n pies H = altura del agua sobre la compuerta en pies Cuando la velocidad de aproximacioacuten tiene un valor
suficientemente alto para afectar los resultados deben hushycerse las correcciones necesarias Francis propuso la sishyguiente foacutermula para este caso
Q = 333 (L - 02 H) [ (h HYh - h~h 1 donde h = allura debida a la velocidad de aproximacioacuten
Compuerta de Cippoletti- Las foacutermulas correspondienshytes a los dos casos mendonados para la compuerta regushylar son
Las figuras 10 y 11 representan la compuerta rectangushylar y la de Cippolstt i respectivamente
CAPITULO V
Uso de bombas para el riego
La praacutectico de elevar agua de un nivel inferior a otro superior para usarlo en el riego es sin duda tan antigua
1553 shy
como el riego mIsmo En China India y otros paiacuteses orienmiddot tales todaviacutea se acostumbra regar tiel ras maacutes ollas que los canales que conducen el agua elevaacutendola con potencio
bullhumana c animal unos pocos pies Naturalmenta que e~to
se puede efectuar soacuteo cuando la altura es moderada y el trabajo muy barato
Molinos de vienlo- La fuerza del vienio se empleoacute prishymitivamente para las necesidades del riego y auacuten hoy se usa frecwmtemente para elevar aguo de pozos para 103
necesidades domeacutesticas y para el riego de jardines y peshyquentildeos huertos Aunque la fuerza no represente gasto alshyguno el bombeo por medio de molinos de viento resulta en promedio maacutes costoso que cualquier otro meacutetodo excepshytuando aquellos que usan fuerza animal Esto se debe a la pequentildea potencia desarrol ~ada por estos aparatos la inshyconstancio del vie~to y la gran atencioacuten y reparacioacuten que exigen los molinos de viento Por estas razones el costo del bombeo por este sistema hace prohibitivo su empleo exshycepto para cultivos intensos de pequentildeos tarrenos donde se esperan grandes beneficios
Los molinos de viento se usan extensamente en el vashylle de San Joaquiacuten (California) y en los grandes llanos de las Montantildeas Rocosas para obtener agua para el riego El principal inconveniente de estos molinos es su insegushyridad pues su funcionamiento depende completamente de la fuerza del viento
A causa de esta inseguridad los molinos nunca deben usarse para regar sin proveerse de un estanque ampliO pashyra almacenar el agua Debe instalarse un recipiente de gran capacidad a fin de poder almacenar el agua durante los diacuteas que no se la usa para regar Este recipiente se puede obtener usando uno de los tanques elevados que suminisshytran los constructores de molinos de viento o si el molino se puede instalar en un punto alto de la hacienda se pueshyde excavar un estanque paro el almacenamiento
En promedio se necesita una velocidad del viento 5- 6 millas por hora para mover un molino La tabla siguiente da la fuerza del viento para las velocidades ordinarias
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Velocidad del viento y potencia
Millas por Pie por Presioacuten Millas por Pies por Presioacuten
La tabla siguiente tomada de un trabajo de Mr A R Wolff sobre molinos de viento muestra la capacidad y
economiacutea de un molino experimental con rueda de distinshyto diaacutemetro asumiendo una velocidad promedio del vienshyto de 10 millas por hora durante ocho diarias
CAPACIDAD DE LOS MOLINOS DE VIENTO
Tamantildeo Rtvoluclunes Galones de agua levantados por minuto H P de la rueda de la rueda bull una altura de desarrollados
pie
25 50 75 100 150 200
ID no-u lB fjfj tiu 41 1112 l~ ij-HO t3 n u 11 8 8 1 O ~ I H iexclO-i 4bull 1 ~~ 6 ) -I ~ 1U 1 S -l 02- Hi ~I-iexclO ji -U JI (iexcl 1liacute JI 1 98 SO 0 11 18 10- (- 911 j2 2middot1-1 J1 J ) D I ~n 1 bull -40 1lfI UI 1 IO X l J ~ JI l I I O1X 2J W-li ~ 124 J01 0 111) 40 1 Hi3 ~H1 134
- 1555 shy
Al disentildear un molino de viento para bombear agua deben considerarse dos cosas El momento de torsioacuten y la velocidad de la rueda en relacioacuten con la de la bomba La primera debe ser lo maacutes gronde posible a fin de que el molino arranque con un viento suave la segunda no debe ser muy alta para las bombas en un molino pequentildeo ni demasiado baja para uno grande De lo anterior deducimos que el tamantildeo de un molino es un elemento importante en el arreglo de sus aspas
El aacutengulo entre cualquier porcioacuten de una aspa y el plano de la rueda se denomina aacutengulo del viento para obtener el mayor momento de torsioacuten al arranque este aacutenshygulo debe ser el complemento de los mejores aacutengulos de incidencia o entre 70deg- 55 Se ha Encontrado en la praacutecshytica que el aacutengulo del viento no alcanza estos valores sienshydo muy recomendable usar 43deg La tabla siguiente da los resultados de los experimentos de J A Griffith con cinco clases de molinos norteamericanos
CAPACIDAD Y EFICIENCIA
STOVER
Diaacutemetro exterior de la rueda pies 115 inferior 45
Area bruta de la rueda pies cuadrados 1040 Angulo del viento en la extremidad exterior de las aspas 43 Diaacutemetro y carrera de la bomba pulgadas 3 X 4 Altura promedio del agua durante el ensayo pies 292
A maacutexima eficiencia
Ve locidad del viento millas por hora 58 Velocidad del molino revoluciones por minuto 130 H P 0011 H P por 100 pies cuadrados de aacuterea bruta 0011 Eficiencia neta maacutexima tanto por ciento 87
-- J556 --shy
Promedio de 100 horas localidad bonancible
Promedio del agua elevada galones por hora 1530 Promedio de los H P desarrollados por l 00 pies~ 0022
0023 Eficiencia neta maacutexima 21
Promedio de 100 horas localidad borrascosa
Promedio del agua elevada galones por hora 2870 Promedio de los H P desarrollados por 100 pies~ 0041
0043 Eficiencia neta maacutexima 028
De varios molinos
Parkins ~fthoue Allhouse Carlyle
16 1416 1016 983 60 45 383 416
2010 1570 81 800 36 30 5028u
3 X lOyiexcl 3 X 10 3 X 4 58 3 X 4 liquest 39 663 387 307
---shyMaacutequinas de combustioacuten interna- Las maacutequinas moshy
de rnas de combuslioacuten interna de gas y vapor no soacutelo con-sum e 1 pJCo combustible sino que son adaptabI8s unishydades pequentildeas ademaacutes req u ieren poca vigilancia para un buen manejo y las reparaciones se efectuacutean faacutecilmenshyte Estas ve1 tajas importantes hcn heclo generalizar el uso de esta clase de maacutequinas
Maacutequinas de vapor- A lgunas de la s maacutes grandes planshytas d2 bombas para riego usan el vapor como fuerza moshyIriz En las islas Hawai se emplean grandes bombas moshyvida s por vapor para e levar agua a 550 pies y regar cantildea de azuacutear Grandes plantas a vapor se emplean para eleshyvar grandes can tidades de agua a pequentildeas alturas y reshygar las plan taciones de arroz en Louisiana (EE UU ) Las grandes plantas usan la maacutequina reciacuteproca y la bomba directamente conectada En algunos casos se puede obteshyner mayoiexcl- eficiencia usando turbinas de vapor las que por su alta velocidad S9 prestan para mover generadores eleacutecshytricos los cuales a su vez pueden suplir corriente a bombas instaladas en dist intos pun tos Es te meacutetodo de distribucioacuten es especia lmen te venta joso cuando el agua se obtiene de muchos pozos El costo de esta clase de plantas estaacute geneshyralmente fuera del alcance individual y por esto la mayoshyriacutea de ellas son manejadas por grandes compantildeiacuteas o por Jos municipalidades
Bombas- La bomba centriacutefuga es la maacutes usada para regar
La bomba centriacutefuga eleva el agua por medio de un disco provisto de cuchillas curvas que giran raacutepidamente dentro de una caacutemara que se ajusta lo maacutes posible dejanshydo el juego necesario para el movimiento raacutepido Las cushychillas fuerzan el agua a traveacutes del tubo de salida Algunas veces se sumergen dentro del agua que va a bombearse
-- 1558-shy
o se colocan unos pocos p ies encima del n ivel del agu a
en cuy o caso se necesita cebarlas
La bomba centriacute fuga es la maacutes recomendable cuando
se tr Ita de elevar grandes cantidades de agua a pequentildeas
a lturas Sus principales ven tajas son sencillez seguridad
bajo cos to y poca probabilidad de dantildeo por c ieno etc
Cuando hcm sido biEn d isentildeadas acanzan eficiencias de
maacutes de 80 para altu ras de 30- 60 pies Las peacuterdidas a
la entrada del tubo de succioacuten yola sal ida del de desshy
carga se d isminuyen grandemente ensanchaacutendolos progreshy
sivamente al salir de la bomba
El profesor W B Gregory da la siguiente tabla para
ilustrar la ventaja qu e se obtiene al ensanchar los tubos
de succioacuten y descarga
BOMBA CENTRIFUGA - ALTURA DE ELEVACION 5 PIES
Peacuterdida de Peacuterdid a de Pda por fr ic-Forma del tubo altura a la altura bull la cioacute usando Altura Bnfic~
a 3 028 031 024 583 240 291 a 4 009 0 10 02 4 543 280 340
----shyAriete hidraacuteulico- Es ta maacutequina usa un gran v o lumen
de agua que cae de una pequentildea altura para elevar una
cantidad menor de agua a una altura mayor
En este aparato un tubo A conduce el agua a la caja
de la vaacutelvu la B ~ l tubo estaacute en comun icacioacuten con la caacuteshy
mara de a ire C de la cual arra nra e l tubo de descarga D
La vaacutelvula B s(~ abi e hacia abajo y se hace de un peso
tal que permanezca abierta cuando el agua circule a veshy
locidad moderada pero se c ierre raacutepidamente cuando la
velocidad del agua a lcance un valor determinado Cuando
la vaacute~vula se cierra el agu a se detiene suacutebitamente proshy
duciendo un golpe de ariete que abre la vaacutelvula de la caacuteshy
mara de aire comprimiendo eacuteste y haciendo pasar una
parte d e eacutel al tubo de descarga Cuando se iguala la preshy
-- 1)59-shy
sioacuten la vaacutelvula de la caacutemara de aire se cierra pero el flujo en el tubo D continuacutea durante un periacuteodo corto a caushysa de la expansioacuten del aire comprimido en la caacutemara C Como el aire de esta caacutemara es absorbido gradualmente y expulsado por el agua debe proveerse para su renuevo pues de otra manera la elici-encia del ariete disminuiriacutea Cuando el agua en el tubo A estaacute detenida la vaacutelvula B cae el agua empieza a moverse y el proceso se repite
El flujo de un ariete hidraacuteulico es pues una serie de pulsaciones y a cada impuso debe vampncerse la inercia de la columna de agua que se encuentra en el tubo D Si dos arietes se conectan en el mismo tubo de descarga pero de tal manera que sus pulsaciores no coincidan la descarga seraacute maacutes continua y se economizaraacute energiacutea estas ventashyjas se obtienen en mayor escala al aumentar el nuacutemero de arietes conectados Veacutease fig 12
i)
rs 2 l iacute
llUSlraciuacuten dd prin cipill dd ik hiJraacuteulicu
CAPITULO VI
Canales y alarieas de riego
Cualquiera que sea el meacutetodo de riego que se haya esshycogido su praacutectica requiere cierto nuacutemero de canales y atarieas Vamos a definir estos canales y atarjeas y a inshydicar las principales consideraciones que rigen su consshytruccioacuten
Todo riego supone una presa de agua en un canal riacuteo etc Esta agua por medio de un canal de derivacioacuten se
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lleva a los regadiacuteos De cua lquier forma que sea en eacutel o en sus ra mificac iones na cen y se alimen ton zan jas de meshynores dimensiones llamadas atarjeas de distribucioacuten las cuales llevan el agua a las atarieas de riego
Como todo riego debe ir acompantildeado de una desecashycioacuten del suelo es necesario construIacuter atarjeas de desaguumle que lleven el agua usada a los canales de evacuacioacuten En ciertos casos las atarjeas de riego una vez vaciacutea s sirshyven para el desaguumle
Seccioacuten de los canales y de las atarieas- Los canale s de a limentacioacuten de distribucioacuten y de evacuacioacuten tienen seccioacuten trapezoidal (Fig 13) Las otarjeas de riego y de desshyaguumle son rectangulares (Fig 14) Soacutelo miden 5-15 ctms de profundidad
Un canal de riego se com pone de las siguientes parshytes (ver lig 13)
El fondo D F sobre e l cual fl uye e l agua
-1561
La altura O E = h del egua Las banquetas A B H 1 que sostienen el agua por cashy
da lado Los taludes formados por las caras laterales B D F H El periacutemetro mojado P o la lopgitud e D + D F + F G La seccioacuten uacutetil S del canal eo la superficie que tiene
por base G C y D F y por a~ tura O E El radio medkl R es igual a S P La pendiente de Jos taludes m se determina por la
relacioacuten G Kj F K
Pendiente de los taludes de los canales y de las aacutetarshyjeas principales- Las pendientes de los taludes dependen de la natura leza del terreno Hus ta 15 ctms de profundidad son verticales Pasando de esta profundidad y para atarjeas abiertas en desfonde se dan las siguientes pendien tes
Roca m l O Arcilla pura m 1 033 = 303 Tierra arcillosa m 1 05 200 Tierra arenosa m 1 15 = 066
Para Jos taluds de fosos cmstruiacutedos en terrapleacuten
Arcilla pura m 1 05 = 200 Tierra arcillosa m 1 075 = 133 Tierra arenosa m 1 225 = 044
Para el mismo terreno si m es la inclinacioacuten del tashylud en desfonde 10 inclinacioacuten m del talud de terrapleacuten es igual a
2 3 m 1 1
- +shym 2m
Pendiente de los canales--Cuanto maacutes fuerte es la penshydiente maacutes se puede reducir la seccioacuten de un canal para la misma descarga Conviene pues construiacuterlos con la mashyyor pendiente a fin de disminuiacuter los trabaj os de excavacioacuten Por otra parte hay que considerar que una pendiente fuershy
-- 1562 -shy
te disminuye por la raduccioacuten de seccJOn la superficie de contacto y por consiguiente la filtracioacuten Ademaacutes la veloshycidad del agua no debe pasar de determinados valores seguacuten el terreno pues produciriacutea erosiones en las paredes
Velocidades de las que no conviene exceder en los diferentes terrenos
Velocidad limite Pendlent
por segundo por kmt
Arcillas blandas 0152 mts 0045 mts
Arenas 0305 0136
Gravas 0609 0433
Guijarros 0914 0570
Piedras en grandes fragmentos 1220 1509
Guijarros aglomerados 1520 211 S
Rocas blandas 1830 2786
Rocas duras 3050 7342
Tambieacuten existe un liacutemite inferior de velocidad que no se debe traspasar pues se forman depoacutesitos que destruyen
los cauces Los depoacutesitos principian a formarse por debajo de una
velocidad media de 025 mts por segundo en corrientes de agua fangosa 030 cargada de
arena fina 050 mts por segundo en corrientes de agua cargada de
arena gruesa Por consiguiente la velocidad no bajaraacute de 050-080
mts en el canal principal a fin de que no se deposite la arena gruesa
No deberaacute ser inferior a 025- 040 mts en los canashyles de distribucioacuten para que en ellos se deposite la areshyna gruesa que si llegara a las atarieas de riego podriacutea ser perjudicial Como estos canales no se usan continuashymente seraacute faacutecil quitar los depoacutesitos asiacute formados
Canal de conduccioacuten- La pendiente de eacuteste depende
- 1563 shy
oel nivel de la presa de agua y de la altura de la parte maacutes alta que deba regarse
Generalmente su pendiente variacutea de 00007-00014 mts por m La velocidad no excede de 080 mts por segundo La seccioacuten es trapezoidal y debe ir disminuyendo a medishyda que el canal avanza como que tiene que servir a meshynor extensioacuten
Este canal debe estar dispuesto de tal forma que en su punto de unioacuten con el riacuteo quede su nivel maacutes baio que el quicio de la presa a fin de poder instalar un aparato de afor Siempre debe estar provisto de una compuerta de modo que sea faacutecil impedir o regular la entrada dol agua para poder efectuar reparaciones o prevenir una crecida de la corrien te alimentadora
A fin de evitar la erosioacuten conviene lapizar con ceacutesped las paredes laterales y el fondo
Atarieas de distribucioacuten- Deriacutevanse del canal de conshyduccioacuten y llevan el agua a las atarieas de riego Son casi horizontales con pendientes de 0001-0015 mts por m La velocidad del agua no debe ser inferior a 025-040 mts
Se ponen en comunicacioacuten con las atarieas de riego por medio de un tubo de aiiacuteareriacutea o de una caia rectangushylar de madera Esta abertura debe poderse cerrar con una compuerta
Atarieas de riego- E1 general deben ser tan poco proshyfundas como sea posible Con frecuencia se les da un pershyiexcljI rectangular En la unioacuten con las atcrieas de distribucioacuten pueden tener de 30- 35 clms de anche para lueacutego ir disshymi1uye1do
El fondo e3 generalmente horizontal y sus bordes esshytaacuten ligeramente inclinados seguacuten lo direccioacuten de la corrienshyte y se aproximan a medida quo se aleian de las atarieas de distribucioacuten
Atarieas de desaguumle--Las atarieas de desaguumle recogen las agu)s despueacutes de regar y la3 llevan a los canales de evacuacioacuten Son doblemente uacutetiles pues secan el suelo y
permiten volver a usar las aguas para el riego de nuevas extensiones
- 1564shy
Los bordes estaacuten cortados verticalmente Su anchura ordinariamente es de O l5- --030 mts
Canales de evacuacioacuten- El ca nal de evacuacioacuten recishybe el agua de los desaguumles y la conduce al riacuteo o a regar otras tierras Debe ocupa r lo parte maacutes baja del terreno Debe tener una seccioacuten suficiente para el agua que recibe Tiene forma trapezoida Sus paredes deben protegerse conshytra el desgaste por medio de ceacutesped
Caacutelculo de las dimensiones de los canales y de las atarjeas principales- Hemos dicho que la seccioacuten de los canales y atarjeas principales es trapezoidal La seCClOn de las secundarias es triangular o rectangular Generalmenshyte no S9 ca~culan Es necesario determinar lo maacutes exactashymente posible las dimen5iones de los canales y atorjeas principales Las foacutermulas emp16cdas dan resultados aproxishymados que la experiencia modifica A continuacioacuten damos las foacutermulas de Darcy perfecc ionadas por M Bazin
ConsideremQs la seccioacuten re presentada en la fig 13 Y llamemos
1 D F = longitud del fondo
h O E = la altura
S aacuterea de la seccioacuten
U velocidad mediacutea del agua velocidad media en la superficie X 080
Q = descarga
I = la pendi2nte
P periacutemetro moiado
R = radio medio
Estas cantidades estaacuten relacionadas de la siguiente mashynera
(1) R I = b U~ oacute U = C RT(2)
(3) Q = S U Oacute Q = S C rRI (4)
C = 1 b es un coeficiente que depende de la rugoshysidad de las paredes del canal M Bazin ha expresado su valor asiacute
1565 - shy
87
C = 1 Vb = - ---- + tiacute
VR ltiacute tiene los siguientes valores
Paredes muy lisas (cemento madera lisa) tiacute = 006 Paredes lisas (taba ladrillo) tiacute = 016
poco lisas de mamposteriacutea tiacute = 046 de naturaleza mixta Ciacute = 085
Canales de tierra en condicion3s ordinarias tiacute 130 Canales de tierra con resistencia excepcional tiacute = 175
Maacutes adelante daremos los valores del coeficiente C en funcioacuten del radio R y los valores del coeficiente o de la loacutermua (l) corre3pondientes a los valores dAl coeficiente
C = 1 vT-
Ganguillet y Kulter adoptan tambieacuten la foacutermula
u C RTpero daacutendole a C el siguiente valor
O 00155
23 + + n
C 000155
1+ 23 + --- n
( ) V R
El nuacutemero n variacutea con la naturaleza de las paredAS y tiene los siguientes valores
n ln Paredes muy uniformes ceuromento madera
cepillada 0010 100 Paredes linos piedra tallada ladriilos 0013 77 Paredes poso uniformes 0017 58 Paredes rugosas piedras en bruto 0020 50 Paredes de tierra 0025 40 Paredes de grava 0030 33 Paredes irregulares de grava y mal cuidadas 0035 29 Paredes muy irregulares 0040 35
- 1566 shy
Las dJmensiones de los canal83 deben 118nar otras conshydiciones que determinan las foacutermulas anteriores
En primer lugar la tangente trigonomeacutetrica m queda determinada por la naturaleza del terreno Luego si circunsshytancias especiales no exigen la adopcioacuten de una profundishydad conviene dadas 1 y m dar a la seccioacuten la forma que corresponda a la maacutexima descarga por unidad de aacuterea de ella Esta seraacute evidentemente la seccioacuten maacutes econoacuteshymica De la foacutermula (3) Q = S U deducimos que para una superliacutecie dada S la descarga Q es maacutexima con U POI
consiguiente para una pendiente dada y teniendo en cuen shyta la foacutermula (2) U = e VRT con R o tambieacuten pll8sto que R = S P cuando P es miacutenimo
D8 la Hg 14 deducimos que
(5) S h (1 + h m)
(6) P + 2 h m V1 + m~ (6) P = I + 2 hmv 1 + m~
S h ( I + hm) (7) R
P + 2 hm 1 + m~ y por caacutelculo deducimos que P es miacutenimo cuando
h + V I + m~ (8)
2 ro
En este caso los lados B D H F D F son tangentes a Jo circunferencia descrita desde O como centro y con h como radio
Si sustiacutetuIacutemos en (7) 1 por su valor sacado de (8) obshytendremos
2 m h h ( + hm)
+ VI + m (9) R +
2 mh 2h V 1 + m~
+ ml+vl+ m~
- 1567 shy
--- -
1+ iexcl-1 + rn~ ]iexcl 2 = X
rn 4
es decir el radio medio es igual a la mitad de lu profunshydidad del agua
La relacioacuten h 1 que determina la seccioacuten oacuteptima soacuteshylo depeeacutelde para S e 1 dados del valor m El valor de h 1 en (8) permite calcular faacutecilmente h y 1 conociendo S y m Reempazando 1 por su valor en funcioacuten de h en la ecuashyc ioacuten (5) 1endremos
(lO) S =
( h
2 m h
1 + 1 1 + m~ h+-111
)
h~ 2 l 1-+ m~ -----shy 1
m
mS lh
11 J J h = ( 2 V 1 + m - 1 )
Seguacuten esto S2 ve que cuanio maacutes se acerquen los taludes del canal a la vertical mayor es h y por consiguienshyte R Conviene adoptar para R el mayor valor posible pues asiacute no disminuye la anchura del canal de pendiente dada 1 y se aumenta la velocidad media d el agua que es proshyporcional a R
Cuando las circunstancias obligan la adopcioacuten de una profundidad determinada la ecuacioacuten S = h (l + h m) soacutelo contiene la incoacutegnita 1
Empleo de las foacutermulas uso de las tablas ejemplos middotnumeacutericos--Los problsmas que se presentan maacutes frecuenshytemente son
I- Conocida la seccioacuten transversal de un canal y su pendiente calcular su descarga
JI- Conocido el rendimiento del canal y su pendiente
- 1571 shy
calcular las dimensiones que debe tener su seccioacuten transshyversal y la velocidad media del agua
CASO iexcl- Se a plican las siguientes foacutermulas
h (1 + h m) (S) S = h (1 + h m) (7) R
1 + 2 h 1 + m~
m
y lueacutego
(2) U = C m 1)Y2 (1) Q _ S C (R 1) 1j~
La foacutermula (S) ncs do e l aacuterea la (1) el radio medio pues h I Y 111 SO1 conocidos Las foacutermulas (2 y 4) permiten ca lcular U y Q
EJEMPLO Calcular el rendimie llto de un canal de ti eshyITU sabiendo que 1 = lmts h = 121 1 = 00002 y la inclinacioacuten de los taludes es 45
La aplicacioacuten de las foacutermulas (5 y 7) nos da
S = 2867 mts~ y R = 060 mts
El valor de C seguacuten la tabla de Bazin es 325 y seguacuten la de Kutte r 35 Tomamos e l promedio de estos dos valoshyres o sea 3375
Aplicando las foacutermulas (4 y 2) obtendremos
Q = 098 mts y U 037 mts
CASO II- Si existen circunstancias que obliguen a adopshytar una profundidad determinada se aplicaraacuten las foacutermushylas de la seccioacuten maacutes ventajosa es decir las foacutermulas sishyguientes bull
Q~m S (9) h b U~ b - shy~ (1 + m~ )11 ) = 2 R (l) R I
12 - 1) S~
Se principiaraacute por adoptar para b un valor provisional y para escogerlo seguacuten el rendimiento se evaluaraacute el vashylor posible de R y por consiguiente el de C seguacuten la tashybla de Bazin La tabla de los valores de b daraacute un valor que se adoptaraacute provisionalmente Una vez hallado el vashy
- 1572 shy
lar da R se rectificaraacute e l de b Se volveraacute a calcular R y
se continuaraacuten estas aproximaciones hasta que se encuenshytren para C y b valores que no difieran sensiblemente de Jos anteriores La ecuacioacuten (1) contendraacute R elevada a la quinta potencia y deberaacute resolverse por logaritmos
EJEMPLO Un canal debe tener un rendimiento de 2 lIltS de agua por segundo con una pendiente de 00002 por mts Cuaacutel debe ser su perfil transversal en la tierra con taludes inclinados 45
Supongamos R = 1 mt entonces seguacuten la tabla d e Bozin C = 378 y seguacuten lo de Kutte r C = 40 Toma mos 81 pro lllcd io C = 389 Para b obtenemos 000066
In
Lu IOacuteI JI1 U 111 (0) du x
Pero s iendo m 1 sacamos
m 0547
y obte ndremos 4R~ S 4W
0547
Lo foacutermula (1) nos da
R X 00002 000066 4
S~
R S~ 132
y sustituyendo S po~ su valor
16 R
(0547F 132 R 075
Seguacuten las tablas de Bazin y Kutter los valores respecshytivos de C pondiente de b tend
son de b remos
348 es
y 00
37 Adoptamos 0077 Sustituyendo
359 este
el valor nuevo
corresshyvalor
- shy 1573 shy
4 4 R~ 0547 S TI X 00002 000077 (
s~
R = 075
Lo vola re s d~ e y de b no difieren sonsibloTrl ento de los que acabamos de adoptar Tomaremos pues para TI el va le r 076 mis entoncos h = 152
4 (076 )~
S 442 Jll l s ~
0547
Q 2
u 047 mts S 422
La foacutermula (8) permite dete rmina r l
2 m h 2 X 152 126 y e l problema
1 + ( + m~)Y2 1 + (2)1
queda resuelto Pero puede ocurrir que por circunstancias especiales no
se pueda adoptar el perfil maacutes econoacutemico Entonces se coshynoc 3 la profundidad h o la anchura 1 por lo tanto
S = h (1 + h m)
Q2
R 1 b --- en que R estaacute expresado en funcioacuten S2
de h y de I y permitiraacute hallar por tanteo h o I y S Supongamos que por causa de la existencia de un submiddot
suelo rocoso la profundidad del canal no debe exceder de un mI y que la descmga sea de 2 mts pOI segundo y la pendiente 00002
Procederemos asiacute
Puesto que h 9S a lo sumo igual Q 1 mI el radio meshydio puede evaluarse en 050 mts Las tablas dan para e 306 y 34 adoptamos 32 y entonces b = 000098
1574
Q2
De la ecuacioacuten R I b --- deducimos S2
000098 X 4 S~ 392 S 625
050 X 00002
La foacutermula S = h (l + h m) da 525
La foacutermula (6) nos da P = 807
s 625 R 077 mts
P 807
Se partiraacute de este nuevo valor de R para repetir los caacutelculos
Las tablas dan para R = 077 mts C = 35 y 37 Adoptamos C = 36 entonces b = 000077
Tenemos
000077 X 4 S 40 S 632 1 532
077 X 00002
P 814 Y R = 077
Adoptaremos para el perfil de este canal de 2 mts de descarga por segundo
1 = 532 h = 1 mI R = 077
La velocidad media del agua seraacute
u = Q S = 2 632 = 031 mts
CAPITULO VII
Sistemas de rieqo
Hay muchos procedimientos de riego seguacuten la naturashyleza del terreno su pendiente los cultivos o la cantidad de agua de que se dispone
- 1575 shy
A continuacioacuten describiremos los siguientes sistemas Por sumersioacuten por filtracioacuten por desbordamiento
El riego por sumersioacuten se dIvide en tres meacutetodos el ri ego por filtracioacuten en dos y el por desbordamiento tambieacuten en dos De todos eros hablaremos separadamente
Riego por sumersioacuten
El sistema d3 riego por sumersioacuten llamado tambieacuten en manta consiste en cubrir el suelo con una capa de agua que permanece sobre eacutel un tiempo maacutes o menos largo
Generalmente requiere que el terreno sea sensiblemenshyte horizontal de pendiente suave 2 0 00 a lo sumo y que no sea impermeable La superficie regable se rodea de peshyquentildeos diques Si la pendiente fuese fuerte habriacutean de ser a l tos y emplear maacutes agua con lo que se perderiacutea la prinshycipal ventaja de este sistema que es su sencillez y ecoshyncmiacutea
Este procedimiento es uno de los mejores para el rieshygo de praderas cuya pendiente sea de 1-15 mmts por metro Comprende tres meacutetodos distintos
IO-La sumersioacuten naturcl que resulta del desbordashymiento espontaacuteneo de una corriente de agua o de la inunshydacioacuten artificial proveniente del levantamiento de las aguas
29- La sumersioacuten artificial 5encilla en que las aguas permanecen estanadas mientras dura el riego
3y- La sumersioacutell atificial con cJrculacioacuten continuiexcl en que el agua ircula suavemente por la superficie del terreno sumergido
Cuando se riaga con aguas que acarrean limos y areshynas estos materiales generalmente corgados de materias fertili~antes se depositan sobre el suelo Entonces el riego por sumersioacuten va acompantildeado del erdorquinamiento
Sumersioacuten natural- Muchos terrenos estaacuten expuestos a las crecidas de las corrientes de agua que los atraviesan Esta sumersioacuten natural es fuente de grandes riquezas Tashyles s)n Egipto y las pompos de la imeacuterica del Sur En Francia grandes extensiones de ter reno deben su fertilidad a riegos perioacutedicos de esto naturaleza
Las condiciones esenciales de estos sumersiones natushy
1576 shy
rales son pendientes longitudinales muy suaves (040- 045
mts por kmt como promedio) y pendientes transversales
bastante aceurontuadus para que las aguas de las crecidas
vuelvan faacutecilmente a su cauce primitivo
Sumersioacuten artificial sencilla- Exige un suelo de poca
pendiente que no exceda de 2 0 00 a menos de restringir
mucho ia extensioacuten dE las parcelas sumergidas
Si la pendiente fuese fuerte no se depositariacutean los seshy
dimentos perdiendo asiacute este meacutetodo su principal ventaja
Ademaacutes se correriacutea el riesgo de que las aguas arrastraran
la tierra vegetal Finalmente seriacutea necesario que las cuenshycas sumergidas estuvieran rodeadas de diques muy altos
lo que hariacutea perder las ventajas econoacutemicas de este sisshy
tema
Consiste en sumergir el suelo bajo una capa de detershy
minado espesor durante un periacuteodo de tiempo variable
El terreno se divide en compartimientos regulares roshy
deados dE pequentildeos diques que retienen el agua
Generalmente las aguas despueacutes de regar un comparshy
timiento superior pasan a regar uno inferior
Los compartimientos tienen extensioacuten variable En geneshy
ral no exceden de 10-30 aacutereas Se les puede dar una anshychura de 50 mts y una longitud variable seguacuten la pendienshy
te del terreno Los diques que los rodean exceden en todas
partes a 25 ctms al nivel del agua
La altura media del agua sobre la superficie del sueshy
lo es de 15 ctms En el punto maacutes alto del nivel del agua
25 ctms
En el centro de cada compartimiento y en sentido de su longitud se abre una atarjea g (lig 15) que sirve a la
vez de conduccioacuten y desecamiento
A este objeto puede ir acompantildeado de pequentildeas a tarshy
jeas h En el origen y en la extremidad de cada compartishy
miento la atarjea g lleva una en trada de madera con comshy
puerta para retener el agua o dejarla pasar
La atarjea g debe tener una pendiente aproximada de
0001 mts mL La anchura en el fondo y su profundidad
dependen de la superficie del compartimiento y de la cantishydad de agua que conduciraacute
--1577-shy
La fig 15 denota la subdivisioacuten del terreno en cuatro recipientes que forman otros tantos saetines cuya longitud depende de la pendiente del terreno
Es preciso que el nivel del agua en el segundo comparshytimiento sea inferigtr de 1- 2 ctms al fondo de la atariea g del primero Asiacute se logra que el agua pase del primero al SEgundo compartimiento
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Hiego por ~lIhm(~r~ ioacuten Planta ltle unn in~tala(- i(ln de cuatro C(Jlllparlimi-(-middotnto~
Ventajas e inconvenientes de este sistema- Permite reshygar superficies de poca pendiente con ca1tidades de agua demasiado pequentildeas para utiliza ras de otro modo Transshyforma en tierras feacutertiles suelos mediocres siempre que no sean impermeables y que las aguas contengan limos carshygados de principios nutritivos Su instalacioacuten y vigilancia son sencillas y baratas
En suelos impermeables da malos resultados Rara vez se puede aplicar en el momento de la vegetacioacuten y mientras dura impide la aireacioacuten del suelo
- - 1578 - shy
El riego por sumersioacuten se emplea principalmpnte en el cultivo del arroz
Riego de los arrozales- EI arrozal ha de estar compleshytamente cubierto por el agua pero sin quedar estancada sino circulando con muy poca velocidad Sin agua no gershyminariacutea la semilla y en cambio si quedara estancada enshyfermaria 0 planta y podriacutea ser causa de una epidemia pashyluacutedica en la regioacuten
El terreno destinado al cultivo del arroz ha de ser enshyteramente llano y con la pendiente necesaria para la lenshyta circulacioacuten del agua El campo se divide en parcelas delimitadas por pequentildeos diques de tierra
Unas como B (Fig 16) estaacuten trazadas longitudinalmenshyte en el sentido de las labores y del movimiento del agua al paso que otras la sentildealadas con la letra e van en dishyreccioacuten perpendicular a las primeras
Una vez construIacutedos los diques se da el agua a las parce las D y J de modo que la capa liacutequida tenga unos 12 ctms de espesor Hecho 6stO se practican en el dique inmediatamente infel ior unas abe rturas E de 20- 30 ctms
de ancho por donde flushyye el agua a las parceshylas inferiores Asiacute se conshytinuacutea hasta regar todo el arrozal El agua se reshycoge en la atariea d e desaguumle A
El consumo de a g ua se calcula en 24 Its por segundo y por hec taacuterea
Sumersioacuten artificial con derrame continuo--Cuanshydo se dispone de gran can tidad de agua la cirshyculacioacuten puede ser conshytinua sin alterar las disshyposiciones precedentegt
El agua de riego desshypueacutes de alcanzar el nishy
ni~po s i c i(lfl dI un arrozal divirl gtln ( 1
lahla~ n -lIadriluacutel erus L ri ego
- - 1579-shy
vel normal en el compartimiento regado pasa lentamente al inferior y se reemplaza con nueva agua Este procedishymiento priva menos del aire a las plantas que e l estallCU miento permanente
El movimiento d8 las aguas se regula dE-~ tal manera que la can tidad siexclJida por la parte inferior sea igual a Jo que Gntra por la superior De 83t8 modo se llega raacutepidashymente a resultados excelentes
Conviene enviar agua nueva o los compartimientos inshyferiores disponiendo alrededor del cqmpo un canal de cirshycunvalacioacuten El agua debe vaciar por encima de las comshypuertas a fin ds qU8 no arrastre los sedimentos En general los compartimientos tienen dimensiones mayores que los de sumersioacuten sencilla Si la pendiente es muy fuerte conviene disponer oblicuamente diques interiores que impidan la erosioacuten del suelo Los diques que bordean las parcelas tieshynen aproximadaments 150 mts de ancho en la corona y un nivel de 30- 40 ctms sobre el de las aguas
Rieqo por filtracioacuten
Este sistema comprende dos subdivisiones
19 Por filtracioacuten del aqua en el suelo por atarieas proshyfundas- Es un procsdimiento muy imperfecto desde el punshyto de vista d3 los resultados pero muy sencillo y econoacuteshymico Em p lea las zanjas excavadas en los terrenos para sanearlos
Esencialmente consiste en cerrar las compuertas que regulan los diferentes canales de desecamiento El agua de lluvia etc fluye asiacute poco a poco pgtr estos canales y si el suelo es permeable lo humedece al atravesar las pareshydes laterales de e llos pudiendo llegar por capilaridad hasshyta las raiacuteces
Este procedimiento soacutelo es practicable cuando el terreshyno es bastante permeable y de poca pendiente En suelos poco permeabls los resulta dos no son satisfactorios el agua fluye bien por los cana ~ es pero no logra humedecer la tierra
La lig 17 muestra la disposicioacuten de los canales a a b b y Ja de la compuerta d que cuando estaacute cerrada deshy
- 1580
termina el retroceso del agua que se va elevando en los canales y penetra en el suelo Abriendo jo compuerta se inicia la salida del agua y consecuentemente el desecashymien~o del terreno
A~~J~~Mitrbt~Ir~~M~~1 B
F~( 11 J)i sposieiHl para htlnHd e(~e r IIn 1IITfJ1U drenadu al ail
J i~ Hi middotiexclo po fiJI radmiddotn
29 Filtracioacuten del agua por atarieas abiertas superficiales - middot-Este meacutetodo se aplica sobre todo a Jos tierras labradas y
entre otros a 103 cultivos hortiacutec81as Difiere esencialmente del anterior en que las atarieas estaacuten mucho maacutes proacutexishymas en que son superficiales y el agua penetra en el sueshylo y en el subsuelo p8r las paredes y por el fondo
El agua circula por atarieas paralelas que limitan las parcelas de los cultives No debe tocar ni las hoias ni los tedios Por esta razoacuten se emplea e l agua de cloacas para los cultivos hortelanos Como no se ponen en contacto con as hoias ni con los tallos no pueden contaminar esta parshyte comestible de los vegatales Sin embargo uacuteltimamente se ha dicho que las aguas de cloacas contaminan las parshytes aeacutereas de las hortalizas con geacutermenes nocivos y se ha prohibido su empleo para el cultivo de las hortalizas que se toman sin coccioacuten
Este meacutetodo es tanto maacutes eficaz cuanto maacutes proacuteximas
1581 shy
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ni ego por 5-lIrc()~ Di ~pn ~ iciiexclm de la~ atalj pa~
esteacuten las zanias que se trazan con el arado y estaacuten seshy
paradas unos 060- 080 mts La lig 18 indico la disposicioacuten del suelo La liacutenea a b
representa el canal de conduccioacuten a c el canal de riego del campo d designan los surcos que no terminan en el canal a c La limpieza que necesita el funcionamiento del sistema deteriora pronto este canal Debe construiacuterse una atari ea auxiliar e f comunicada con el canal a c por meshy
_-1582 - shy
dio de pequentildeos cortes g Este canal auxiliar se abre con el arado y se termina cuidadosamente con la pala Es anshycho y tiene una profundidad de unos la ctms
Riego por desbordamiento
Puede efectuarse de las maneras siguientes con reshygueras de nivel y planos inclinados que describiremos sucesivamente
A shy Por regueras de nivel Fundamentoshy EI terreno a regar estaacute surcado por regueras horizontales de desbordashymiento en que el agua rebosa el borde inferior y se exshytiende en forma de laacutemina continua
Pendiente del terrenoshy No debe ser excesivamente peshyquentildea pues entonces la circulacioacuten de la laacutemina de agua se efectuariacutea defectuosamente se admite como necesaria una pendiente de 3 Si 0 pendiente fuere excesiva en vez de una laacutemina continua se formariacutea una serie de arroshyyos que socavariacutean el terreno este peligro debe evitarse haciendo las regueras suficientemente proacuteximas
Descripcioacuten y funcionatnientoshy Las regueras de reparshyticioacuten se trazan en la direccioacuten aproximada de las liacuteneas de maacutexima pendiente fig 19 Si se interrumpe una regueshyra de distribucioacuten remansando el agua eacutesta entraraacute en la reguera de nivel inmediata anterior la cual se llenaraacute y desbordaraacute invadiendo el terreno el exceso se recogeraacute en el colector inmediato inferior el cual lo transportaraacute al canal de desaguumle
b middotmiddot l~vcro diexclhi Clon
rig 9
Alimentacioacuten de regueras sucesivas por una misma tomashy En vez de recoger las aguas sobrantes de una reshyguera directamente en un colector se recogen en otra reshyguera la cual una vez desbordada las deja pasar a otra y asiacute a varias no pasando de 4 oacute 5 seguacuten el caudal de
-1583 -
agua de que se disponga Parece que asiacute pudiera hacerse extensivo a todo el campo con una sola toma superior en la reguera de reparticioacuten pero no debe olvidarse que el agua que llegase a las regueras inferiores estariacutea escasa en oxiacutegeno y principios fertilizantes Esta es la razoacuten de las tomas sucesivas
Perfil longitudinal de las reguerasshy En la praacutectica no
iexcliexcl~f o UI a
I iquest
____ ~i~ I 0
I L middot ___ --shy
I D--1 t~uHO c o tor
- I 001 I 00 I
I 0 bull ___ J
-shy ---_ -i
_~_-o---J
Uig 19) Riego por curvas de nivel
debe d6rseles una pendiente superior al 0003 intercalando cascadas si fuere preciso esto se refiere a las regueras de reparticioacuten Las regueras de distribucioacuten deben ser perfecshytamente horizontales
Seccioacuten transversal de las reguerasshy Las regueras de nivel deben ser poco proundas a fin de disminuiacuter la preshysioacuten del agua y por tanto su infiltracioacuten Es aconsejable
- 1584 -
UllO anchura de 20 ctms con una profundidad no mayor
de S clms Las acequias y regueras d e reparticioacuten se calcushy
bn seguacuten las foacutermulas hidraacuteulicas
B shy Por planos inclinadosshy Son tales les ven tajas del
riego por regueras de n ivel que se procura em plear un
sistema anaacutelogo aunque el terreno no tengo lo pendiente
necesaria
Principio--Si lo pendiente es inferior al 003 se terramiddot
1 I
Cor~e por A B F iJ20
I I
I
J
Ri eacuteo t por p la n o~ in(linado pUl dobl e ari5la
plena formando un escolonado d e planos inclinados que
permito el riego por reguera~ de nivel
Descripcioacutenshy la reguera de reparticioacuten se coloca a una
altura conveniente para que el agua pueda en trar a las
regueras de nivel practicadas en la parte superior de los
planos en forma que llena de agua se vierta por ellos
recogiendo el exceso en colectores lig 20 El agua sobranshy
te puede ser muy abundante en tal caso el colector al ishy
- 185 shy
menta a su vez o tra serie de planos actuando a mane ra de reguera de reparticioacuten
Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
Planos inclinados naturales- Supongamos fig 21 un terreno de pequentildea pendiente S8 construye en terrapleacuten una reguera de d istribucioacuten con los produc tos de la excavacioacuten del colector inmediato E primer antildeo el riego seraacute defectuoshyso pero en los antildeos sucesivos mejoraraacuten los terraplenes y planos incl inados merced a la aportacioacuten del limo por las mismas aguas
0(oacute v lt
o
ltiexcl - =-=~ ~ ~ ~-= -=--=--=-shy~ ~ Fig21
Planos inclinados artificiales-Consisten en cons truiacuterlos directamen te con tierra sacada del terreno m ismo lo cual exige terraplenes y movimientos importantes de tierra (fig 22)
TfrImiddotO)COfi
~S~iacutelllflmiddot ~~f~~
Tts 22
Datos para la formacioacuten de un proyecto de riego por planos inclinados- Se atenderaacute en primer lugar a que las acequias y regueras de reparticioacuten sean capaces de sumishynistrar el agua necesaria y los colectores de desaguar los sobran tes Las regueras de distribucioacuten seguiraacuten sensibleshymente las curvas de nivel a fin de q ue los planos incl inashydos conserven una longitud constante y que las regueras de dis tribucioacuten sigan la direccioacuten de la pendiente del terreshyno La anchura de Jos escalones no seraacute excesiva a fin de evitar los grandes movimientos de tierra En general tienen 4 oacute 5 mts y si el terreno tiene fuerte pendiente lleshygan a tener 10 Oacute 12 mts La pendiente de los planos inclishynados seraacute de 003 como miacutenimum
la volocidad multipicada por el aacuterea de la seCCIOD neta
seraacute entonces proporcional al cubo de la porosidad La enorme variedad en tamantildeo y porosidad de las
arenas y gravas hace bClstante difiacutecil la aplicacioacuten de foacutermulas matemaacuteticas y resultados experimentales a las
condiciones de trabajo Sin embargo los resultados obtenidos por Hazen en
filtros de areno son de bastante importancia en esta mashy
teria La formacioacuten por eacutel obtenida y que se aplica a areshy
na de un tamantildeo efectivo de 01-30 mts es
h(t+IOO
v = cd~ ~ - 60--)
siendo
v la velocidad en metros por diacutea de una columna soacuteshy
lida de la misma 32ccioacuten que la de la arena
c una constante que variacutea entre 400 y 1000 d el tamantildeo efectivo de los granos de arena en mmts
h la carga hidrostaacutellca que causa el movimiento
1 e l espesor de la capa de Clrena t lo temperatura en grados Fahrenheit
El valor de la consonante e variacutea con la compactacioacuten y uniformidad de la arena La v elocidad del flujo a traveacutes
de los p oros se encontraraacute dividiendo la ecuocioacuten anterior por la relacioacuten de porosidad p Despreciando las correccioshy
nes de temperatura la velocidad en pies por diacutea seraacute
d middote shyv 33 X x s K s donde
p
v velocidad promedio a traveacutes de los poros de la areshy
na en pies por diacutea
d tamantildeo efectivo de la arena en mmts
p relacioacuten de porosidad
s gradiente hidraacuteulica
cd~
K = 33 X --- = velocidCld para la pendiente unitaria p
La porosidad p variacutea entre 40 para arena maacutes o meshy
nos uniforme y 30 o menos para arena maacutes compacta o
- IS37 shy
de un grado de uniformidad menor El teacutermino e p que reshypresenta la influencia de la porosidad sobre la velocidad se puede calcular en 1000 040 = 2500 para p = 40 Y
400 030 = 1330 para p = 30 Estos resultados concuerdan con los experimentos de Slichter que establece que la veshylocidad del fluj o es aproximadamente proporcional 01 cuashydrado de la relacioacuten de porosidad Partiendo de esta base y asumiendo c = 1000 para p = 40 calcularemos los vashylores de K
Valores de K o velocidad del flujo en pies por diacutea para S= 1 -
Porosi dad
Muy Fina Fina Media Gruesa
Muy
Gruesa GRAVA fiNA
2i
10 ~I
middot10
010 Oi
on IH 21
020 ~H
3S n l
U~
030
II
22
040
L
iexcl
~n
050 11 24 tl
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080 ll
iexcliexclO
1011 1-0
100 iexcln
11111 IliO
2iU
200 ~oo
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1111
1~1l
3 00 470 SIiO
1middot1(1(1
2~O(J
Lembke calculoacute los siguientes va~ores para K basado en los experimentos de Darcy Krober y otros
Material 1lt en pies or dia
Arena y grava 9400 Arena gruesa 2800 Arena media 760 Arena fina 150
Slich ter dio los siguientes valores de K para una poshyrosidad de 32 y una temperatura de 50deg
Material Taln~ iexcllO efectivo 1lt en pies Por diacutea
Arena fina 010-020 16 a 65 Arena media 025-045 100 330 Arena gruesa 050-095 400 1550 Grava fina 100-500 1600 40000
No debe esperarse mucha exactitud de los coacutemputos hechos por los procesos antes descritos ellos sirven como una guiacutea general para estudios maacutes precisos e indican liacuteshymites razonables de estos valores
- 1538shy
b-Canlidad de agua--Habiendo determinado la veoshycidad del flujo la porosidad del material y la seccioacuten transversal del estrato poroso en aacutengulo recto a la direcshycioacuten del flujo la rata total seraacute el producto de estos tres factores
Q = velocidad X (aacuterea de ~a seccioacuten X porosidad) = v Ap = KsAp las unidades empleadas son el pie y el diacutea
Las irregularidades de la seccioacuten pendiente y moteria les afectaraacuten maacutes o menos los resultados 103 caacutelculos he chos en esto ferma no tAndraacuten un valor considerable en el estudio de las fuentes de agua subterraacutenecs pero siacute sershyviraacuten para modificar las id8as erroacuteneas que sobre su cashypacidad se tienen con frecuencia
En la tabla que a continuacioacuten insertamos se dan las ratas de flujo en galones por diacutea y por pie cuadrado de seccioacuten para arenas de diferentes grados de menudez y
porosidad y para un) pendiente de 1 Para otras pendienshytes multipliacutequese el nuacutemero de la tabla por la pendiente expresada en decimales
Muy Muy
Porosidad Fina Fina Media Gruesa Gruesa G R A V A F I N A
40 smiddot cw i IU JlUO 200n iacuteWU SIlIlII l llllll 7 lIflll 0 1 171l IXU H~1l 1100 7UU iexcl wo lilHl1l lHIIOIl
2-Estanques de almacenamiento
Estos recipientes se usan para regular el flujo del agua de tal manera que se acomode a las necesidades evitando el gasto excesivo cuando el abas tecimiento excede a la demanda y conservaacutendola para ser usada cuando ocurra lo contrario
El almacenamiento de agua para las necesidades del riego requiere condiciones topograacuteficas especiales para ser financieramente posible Tales condiciones deben hacer poshysible el a lmacenamiento de grandes cantidades de agua de tal manera que las estructuras necesarias sean de dishy
- 1539 shy
rrensiones y costo moderado comparacias con la cantidad de agua almacenada Con respecto a las particularidades topograacuteficas los sitios que se acomodan a ests fin se pueshyden dividir en cuatro clases
l- Lagunas naturales 2- Aquellos cue estaacuten localizados en liacuteneas de dre naje
natural 3- Depresiones naturales 4-Estanques artificiales Las lagunas naturales son impor tantes reguladores del
gua de drenaje que reciben Controlando la salido por medio de represas y compuertas reguadoras puede aproshyvecharse gran pa rte de las existencias a muy bajo precio
Los sitios maacutes comunes para el almacenamiento de -lgua son los comprendIdos en el NI 2 pero requieren mushycho cuidado para la descarga de las crecidos y en geneshyral son muy costosos en proporcioacuten a su capacidad
Las depresiones naturales o logos secos provienen del hundimiento de cavernas subterraacuteneas formadas por la acshycioacuten erosiva de los aguas subterraacuteneos Estas depresiones son inapropiadas para el almacenamiento a causa del faacuteshyci escape que pueden e ncontrar las aguas por los grietas que se encuentran en sus vecindades
Los estanques artificiales exigen trabajos especiales de e xcavacioacuten en general son excesivamente costosos y soacutelo se recomienda su construccioacuten en caso de que el aguo tenga un costo elevado
Eleccioacuten del sitio- Las principales circunstancias que afectan la posibilidad y valor de un sitio para almacenashymiento son
l - Su relacioacuten con los regadiacuteos 2- Su relacioacuten con el abas tecimiento 3-Su topografiacutea 4- Su geologiacutea Debe hacerse un examen cuidadoso de la regioacuten donde
se desea localizar el almacenamien to a fin de descubrir toshydos los si tios posibles y poder escoger e l que ofrezca conshydiciones maacutes ventajosas
El estanque debe estar situado lo bastante alto para poder dlstrlbuiacuter el agua por gravedad y tan cerca de los
- 1540 shy
regadiacuteos que las peacuterdidas por transporte sean miacutenimas Ademaacutes debe ser iexclal el sitio que intercepte una cantidad suficiente de agua o que se la pueda conducir a eacutel
Geologiacutea del sitio- Habiendo estudiado la topografiacutea e hidrografiacutea de l lugar debe estudiarse cuidadosamente su geologiacutea a fin de conocer el caraacutecter y profundidad de los astratos inferiores La conformacioacuten geoloacutegica debe ser tal que contribuya a la eficiencia del almacenamiento Los lugares si tuado3 en vall9s inclinados son gen6ralmente fa shyvorables Como en eacutestos les estratos se inclinan de las colinas al fondo de valle el a gua que cae en aqueacutellas iraacute por percolacioacuten al estanque
En las formaciones de cal y yeso es corriente enconshytrar cavernas que faacutecilmente pueden derrumbarse es por esto por lo que debe e3tudiarse cuidadosamente la geologiacutea de estas formacione3 antes de construIacuter un estanque sobre ellas
Peacuterdidas en los estanques- En re lacioacuten con este toacutepi shyco mencionaremos algunos estanque que han tenido que ser abandonados por lo alto de las peacuterdidas
Estanque de Tumalo- Fue construiacutedo por el Estado de Oregoacuten Durante la diiexclcusioacuten del proyecto un grupo de ingenieros recomendoacute se construyera parcialmente y se hishycieran ensayos sobre su impermeabilidad este consejo no fue seguido y la represa se construyoacute de la altura proyecshytada Terminada la obra se llenoacute el estanque hasta que e l agua a lcanzoacute una altura de 20 pies sobre el orificio de salida En estas circunstancias se abrioacute un hueco en el fondo que descargaba 200 pies cuacutebicos por segundo y que raacutepidamente vacioacute el estanque Este hueco fue taponado y vuelto a llenar el receptaacuteculo pero las nuevas grietas que se abrieron no permitie-ron que el agua volviera a alcanzar la altura inicial Las peacuterdidas subieron tanto que le quitashyron todo valor al estanque como lugar de almacenamiento
Estanque Hondo- Cerca de Roswell Nuevo Meacutejico se construyoacute este estanque aprovechando una depresioacuten nashytural La depres ioacuten se aumentoacute por la unioacuten de las colinas circundantes por medio de diques El agua se suministroacute por medio de un canal de alimentacioacuten Las fugas se preshysentaron inmediatamente que estuvo lleno el estanque y
- - 1541 - shy
aumentaron raacutepidamente debido al ensanchamiento de los huecos y grietas que se abrieron en el fondo Muchos esshyfuerzos se hicieron para restringir las peacuterdidas pero tedas fracasaron y el estanque tuvo que ser abandonado
La roca de la regioacuten era principalmente yeso que coshymo anteriormente se dijo es inapropiado para este in ya que en estas formaciones se encuentran muchas cavernas Es seguro que la depresioacuten que se escogioacute para el almacenashymiento se formoacute debido al hundimiento de alguna caverna
Las siguientes recomendaciones generales pueden ser de alguna utilidad para la escogencia del lugar apropiado
l- Eviacutetense los lugares cercanos a las formaciones de y eso y cal
2- -Las fcrmaciones volcaacutenicas deben estudiarse cuidashydosamente pues en ellas es corriente encontrar grietas o cavidades
3- Las areniscas de grano grueso ofrecen alguacuten peligro
4- Las depresiones naturales no son recomendables y deben evitarse si se encuentral1 en las cercaniacuteas de rocas cavernosas o si reposan sobre material grueso que ofrece salida faacutecil al agua
Sedimentacioacuten en los estanques- Sabemos que todas las corrientes naturales eradan sus canales y llevan maacutes e menos limo en suspensioacuten Cuando se concluye una re presa a traveacutes de una corriente la sedimentacioacuten de los limos debida a l estancamiento del agua puede llegar a disminuiacuter grandemente la capacidad del estanque si n o e remueve
El problema relativo a la sedimentacioacuten en los estan ques construiacutedos sobre corrientes portadoras de limo ha sishydo cuidIdosamente estudiado y se han expuesto muchas teoriacuteas sobre su solucioacuten pero ninguna de ellas ha sido confirmdcr por la pTaacutectica
Se han hecho muchos esfuerzos para determinar el factor exacto que exprese la relacioacuten entre el peso de un limo seco obtenido por observacioacuten y el volumen del misshymo limo como se deposita en el fondo de los estanques
La tabla siguiente muestra el resultado de cuatro enshysayos
-- 1542 -shy
Observedor Peso de I P C Limo huacutemedo Lbs
Limo seco P2S0 Lbs
Densidad
Follet Coghlcm Hughes Lawson
Promedio
1047 89 5
530 923 76 1 860 770
264 255 260
Las variaciones se deben en parte al diferente caraacutecshyter y peso de los limos ensayados Por esto el promedio (77 lbs pie cuacutebico) soacutelo debe tomarse como un va lor aproximado
El80bierno de los EE UU ha hecho observaciones sistemaacuteticas del limo que lleva el Riacuteo Grande desde 1897 hasta 1912 W N Folle es tudioacute cuiciadosamente las dishyversas observaciones y los resultados por eacutel obtenidos opashyrecen compendiados en la siguiente obla
Antildeo Aguaiacute acres pies Limo- Limo - acre s pies
Las observaciones se hicieron de la siguiente manera Se tomaron muestras del agua turbia del riacuteo se removioacute el limo por sedimentacioacuten y filtracioacuten se le secoacute a 60deg e y lueacutego se le p2SOacute Los porcientajes son por volumen y
se les calculoacute tomando como base que un pie cuacutebico de lim o en el estanque pesa despueacutes de secado 53 lbs
Despueacutes de considerar los resultados de los experimenshytos efectuados en India y Ameacuterica Etcheverry concluye asiacute
I- Un pie cuacutebico de limo saturado sedimentado en un tubo por un antildeo contiene alrededor de 30 lbs de limo seco El porcientaje por volumen de lodo saturado es jgual al porcientaje por peso multiplicado por 2l
2- Un pie cuacutebico de limo huacutemedo como se deposita bajo condiciones naturales el por volumen de lodo huacutemiddotmiddot medo es igual al por peso multiplicado por 12
3- Un pie cuacutebico de lodo seco pesa alrededor de 90 lbs
Remocioacuten del limo depositado- La represa Assuan en Egipto forma sobre el Nilo un estcnque de gran capacidad y considerable volumen de limo La gran capacidad del estanque se debe principalmente a la suave pendiente del riacuteo pues debido a eacutesta la represa logra represar las aguas unas 40 millas aguas arriba formando asiacute un estanque largo pero angosto La represa estaacute provista de 180 comshypuertas que permanecen abiertas mientras dura la crecida anual permitiendo asiacute que la corriente torrencial arrastre su linIO a traveacutes del estanque y al mismo tiempo saque parte del que se depositoacute el antildeo anterior
Este meacutetodo de remocioacuten parece ser efectivo pues sosshytiene la capacidad de almacenamiento para las necesidashydes actuales del riego pero eacutel exige el gasto de la mayor parte del agua en antildeos normales y su eficiencia depende mucho de las circunstancias locales (estanque angosto) pues bajo estas condiciones una corriente raacutepida es muy efectishyva para sacar el sedimento depositado Por otra parte las variaciones del Nilo son tan regulares que permiten la ashydopcioacuten de un programa predeterminado lo que es geneshyralmente imposible en otras corrientes
La combinacioacuten de estas condiciones es tan rara que la solucioacuten adoptada no tiene ap~icacioacuten en la mayoriacutea de
-- 1544-shy
los casos y presenta por lo tanlo muy poco in tereacutes como solucioacuten general al problema de que nO$ ocupamos
El ingeniero norteamericano W W Follelt propuso el siguienl meacutetod0 para ramover el limo del estanque Eleshyphanl Bulte
En lo mitad del estanque se construiraacute una pequentildea represa de 40- 50 pies de altura formando asiacute un pequeshyntildeo estanque dentro del principal Esia pequentildea represa esshytaraacute provista de una torre de esclultas eacutestas daraacuten acceso a un conducto que desembocaraacute en el valle pasando por la represo principal
Cuando el estaiexclque principal se esteacute llenando e l peshyquentildeo recibiraacute el agua del riacuteo y gran parte del limo se depositaraacute en eacutel an tes de que el agua pase por sus vershytederos al principal Cuando el estanque pequentildeo esteacute poshyco lleno las aguas turbias se haraacuten pasar por el conducto arrastraraacuten el limo depositado en el pequentildeo estanque y llevaraacuten su carga fertilizante a los regadiacuteos Si se necesishytare agua adicional se sacaraacute del estanque principal
La principal ventaja de este meacutetodo estriba en que con serva las propiedades fertilizantes del agua aumentando asiacute la fertilidad de las tierras que con ella se rieguen
3-Corrientes de aciexclua- La derivacioacuten de una corrienshyte de agua abarca esencialmente tres obras Una barrera un sistema de compuertas y un canal de derivacioacuten
La barrera se dispone a traveacutes de la corriente debajo de la presa de agua y en el lugar donde las orillas esteacuten maacutes cercanas Ella levanta los aguas y las conduce al cashynal de derivacioacuten
El tipo de la barrera depende del caudal de la corrienshyte que se quiere derivar
En un simple arroyo la oparacioacuten es sencilliacutesima Alshygunas piedras grandes y troncos de aacuterboles bastan para establecer barreras muy resistentes Las figuas I y 2 exshyplican la disposicioacuten de una de estas barreras Siempre conshyviene proteger con un zampeado de madera o piedra la parte maacutes abajo de ~a barrera para evitar el desgaste en las avenidas
Crevat describe asiacute las cbras de una presa de agua en el riacuteo Ain Uno de los problemas maacutes difiacuteciles en un proshy
-iexcl l S1S shy
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Planta dfgt la burrera rUacuteili( ~a c ll yo lorlf rtmiddotnr(iexcl ~ 1ta lJ rilo 2
yecto de derivacioacuten es el establecimiento de la presa de agua sobre todo cuando el riacuteo es ancho y torrencial Y hay que prevenir la invasioacuten del cascajo y la arena gruesa
Cuando sea posible conviene aprovechar un recodo del riacuteo donde disminuye la velocidad y por consiguiente au-
Fig 2 HI1TIra 1I1~li( a tn IIn arroyo COrl ~ ( g Uacutell A B (Itshy la fi~ 1
- 1546 shy
menta la altura del agua En la orilla (Fig 3) se construye con grandes piedras talladas un muro de 30 mts de lonshygitud cuya base al nivel de las aguas bajas estaacute proteshygida por un enlosado de cemento de 3 mts de ancho para facilitar el deslizamiento del cascajo que puede ser consishyderable durante las crecidas
Este muro A por tener que servir de vertedero es vershytical por la parte del riacuteo con 030 mts de altura sobre el nivel de la orilla y estaacute sostenido exteriormente por un tashylud de cemento de muy alargada pendiente que forma el
Plano timiddot una harrera y toma dI aglla
fondo de un pequentildeo depoacutesito B faacutecilmente vaciable desshypueacutes de las crecidas por medio de una gran compuerta
En la parte inferior del depoacutesito B hay que establecer un macizo de mamposteriacutea que forma la cabeza del canal F en el que se habraacuten abierto dos tuacuteneles e de dos meshytros de anchura y un metro de altura cuya entrada puede cerrarse con compuertas de hierro reforzadas con nervios El agua al pasar por estos dos tuacuteneles desemboca en el canal de derivacioacuten F que alliacute debe ser poco profundo pero ancho (5 mts) estrechaacutendose en seguida progresivashy
menle hasta que alcance el tiro de agua y anchura norshymales
Fn el muro de defensa A del recipiente B se coloca lna compuerta inmediatamente delante de la~ aberturas de toma d9 agua y debajo de la barrera
Transversalmeiexclte al riacuteo y en el extremo inferior de l vertedero se construye un soacutelido zampeado de fondo E recshytiliacuteneo algo maacutes alto quoacute el fondo leI riacuteo y que se vaya eevando un poco hacia la derecha d se eleva de 050 el nivel de la corriente y se echa nuevamente contra el vershytedero A xl propio tiempo que se ancha un poco el cauce
Chaipeniier de Cossigny habla de una barrera de cashyballetes que con frecuencia se ve en el sur de Francia
Para estableceo a traveacutes del caue del riacuteo se fijan una serie de caballetes como lo representan las figuras 4 y S donde A es una estaca gruesa inclinashyda y C C los sosteshynes Sobre estos cabashylletes se clava una seshyrie de tablas sobre las
Fi2~ 5 cuales se echa desde riacuteo arriba grava RiacuteoFrente de una brre13 de caJallrlt s
- 1548 shy
abajo se defiende al pie de la obra con pentildeascos sosshytenidos con estacas
Las barreras importantes se construyen de piedra o de cemento empezando por trazar el armazoacuten de la barrera Aprovechando la eacutepoca del arlO en que el riacuteo lleva poca agua se clavan a traveacutes una serie de soacutelidas estacas cushyyos extremos superiores delineuroan el perfil transversal de la barrera Estas estacas se unen entre siacute y en ambos senshytidos por medio de cruceros Entre elios se hincan tablones Terminada la armazoacuten se llenan los huecos con guijarros y piedras y lueacutego se rellenan los intersticios con grava y tierra La parte superior de la barrera se recubre con un thecho de carpinteriacutea o bien con losas que formen una esshypecie de embaldosado entre los cruceros
A fin de obtener una barrera maacutes fuerte se puede hashycer la siguiente variacioacuten Una vez terminada la armazoacuten se colocan apoyados conira los tab~ones sacos llenos de cemento que no tarda en f~aguar Estos sacos forman un muro muy resistente Se acaba de construiacuter la barrera lleshynando con cemento el interior limitado por el muro La cashyra superior se resguarda de la accioacuten del agua con un reshyvestimiento de mortero hidraacuteulico para el cual se puede emplear ladrillos
Las compuertas colocadas a la entrada del canal comshypletan el conjunto de las obras de derivacioacuten y sirven para llevor el agua de uno a otro canal
Hay considerable nuacutemero de modelos de compuertas desde las mayores que se aplican para cerrar los canales hasta las menores para abrir y cerrar las atarjeas En prinshycipio una compu9rta se compone de un quicio horizontal que ocupa el fondo del agua y dos montantes verticales ~obre los que se desliza el ventanillo enlazados por un dintel en el extremo superior El quicio y los montantes pueden ser de madera o de piedra El ventanillo es la parshyte movible de la compuerta y se acciona ya a mano ya por medio dG palanca o cremalera seguacuten el tamantildeo Las partes superior e inferior de las compuertas deben protegershyse contra las socavaciones por planchas de madera o por construccioacuten de mamposteriacutea
En suelos flojos se draga el fondo hasta encontrar roshy
-l549 - shy
shy________ -shy _ __ ___J
s lzaltln ue IIna compllfmiddotlla
ca o tierra firme y lueacutego se pone a traveacutes una hilera de
estacas sobre la cual descansa la compuerta a cada lado
de esta primera arma zoacuten se amontonan sacos de cemento
La3 figuras 6 y 7 rlt-presentan un modelo de compuerta
ordina ria Los figuras 8 y 9 representan la compuerta p e-
r~ 7 Planta de tilla (Olllplltmiddotrta
-shy 10
qUEntildea de hierro muy pr-aacutecti ca que se emplea para abrir y cerrO las atarjeas de riego La figura 9 indica claramenshyo
te coacutemo se mantiene fija esta compuerta por medio de dos grandes piedras indinadas que pueden sustituiacuterse por dos puntales de madera
En cuanto al canal de derivacioacuten tambieacuten llamado de alimentacioacuten se ceba en la corrient de agua un poco por
P t(JlUntildea compucrta para atarjta~ lit Jil~o
encima de la barrem Abierto o cerrado por una compuerta debe seguir en su trazado la parte superior del te rreno y presentar el mayor relieve posible Maacutes adelante hablar8shymas sobre eacutel
Evaluacioacuten del caudal de una corrienle- El caudal de una corriente de agua es igual al producto del aacuterea de io seccioacuten bantildeada por la veloc idad media por segundo del agua
r-iacute~ 9
l a middotolllpllrla dmiddot la fiiexcl 8 olorarla en la otnlrada d e 1 alarju
Es necesario obtener el perfil de la corriente en varios lugares y promediar los resultados Para obtener un periil se tiende una cuerda de una a otra orilla perpendicuarmiddot mente a la direccioacuten de la corriente y lo maacutes cerca posib~ de su superficie A distancias regulares sentildealadas en la cuerda se practican sondeos que dan la profundidad d e l
- 1551 shy
agua en cada una de las divisiones Obtenido el perfil con estos datos se sumaraacuten los trapecios parciales para obtAshyner el aacuterea de la seccioacuten dantildeada
La velocidad media de ~ agua se deduce de la velocishydad media en la superficie es igual al producto de eacutesta por el coeficiente 08 en los canales y riacuteos de dimensiones medianas y po 06887 en arroyos y atarjeas La velocidad en la superficie puede calcularse faacutecilmente de la siguienshyte manera A unos 3CJL-40 metros Daacutes arriba del paraje cuyo p3rfil se ha encontrado se echan unos cilindros de madera gruesa o corcho y con un cronoacutemetro se cuenta e l tiempo que gastan en recorrer la distancia comprendida enshytre el Jugar donde se echaron y olro previamente fijado 30-40 mIs maacutes abajo del lugar del perfil La operacioacuten debe repetirse varias veces y promediar los resultados
En vez de valerse del flotador para determinar la vsshylocidad de la corriente suelen emplearse los medidores de velocidad o corriente (Current Meter) Existen varios modeshylos de estos aparatos los maacutes usados son el de Haskell y
61 de Price En el modelo Price existen dos tipos el eleacutecshytrico y el acuacutestico Por se r estos aparatos suficientemente conocidos y venir acompantildeados de instrucciones para su uso no nos detenemos a explicarlos
Cuando el cauce es de seccioacuten bastante regular es preferible usar una compuerta para medir el caudal
Compuerta rectangular- De sus experimentos con esta clase de compuertas Francis dedujo la siguiente foacutermula
Q = 333 H (L - 02 H) siendo Q = descarga en pies cuacutebicos por segundo L = longitud de la compuerta 6n pies H = altura del agua sobre la compuerta en pies Cuando la velocidad de aproximacioacuten tiene un valor
suficientemente alto para afectar los resultados deben hushycerse las correcciones necesarias Francis propuso la sishyguiente foacutermula para este caso
Q = 333 (L - 02 H) [ (h HYh - h~h 1 donde h = allura debida a la velocidad de aproximacioacuten
Compuerta de Cippoletti- Las foacutermulas correspondienshytes a los dos casos mendonados para la compuerta regushylar son
Las figuras 10 y 11 representan la compuerta rectangushylar y la de Cippolstt i respectivamente
CAPITULO V
Uso de bombas para el riego
La praacutectico de elevar agua de un nivel inferior a otro superior para usarlo en el riego es sin duda tan antigua
1553 shy
como el riego mIsmo En China India y otros paiacuteses orienmiddot tales todaviacutea se acostumbra regar tiel ras maacutes ollas que los canales que conducen el agua elevaacutendola con potencio
bullhumana c animal unos pocos pies Naturalmenta que e~to
se puede efectuar soacuteo cuando la altura es moderada y el trabajo muy barato
Molinos de vienlo- La fuerza del vienio se empleoacute prishymitivamente para las necesidades del riego y auacuten hoy se usa frecwmtemente para elevar aguo de pozos para 103
necesidades domeacutesticas y para el riego de jardines y peshyquentildeos huertos Aunque la fuerza no represente gasto alshyguno el bombeo por medio de molinos de viento resulta en promedio maacutes costoso que cualquier otro meacutetodo excepshytuando aquellos que usan fuerza animal Esto se debe a la pequentildea potencia desarrol ~ada por estos aparatos la inshyconstancio del vie~to y la gran atencioacuten y reparacioacuten que exigen los molinos de viento Por estas razones el costo del bombeo por este sistema hace prohibitivo su empleo exshycepto para cultivos intensos de pequentildeos tarrenos donde se esperan grandes beneficios
Los molinos de viento se usan extensamente en el vashylle de San Joaquiacuten (California) y en los grandes llanos de las Montantildeas Rocosas para obtener agua para el riego El principal inconveniente de estos molinos es su insegushyridad pues su funcionamiento depende completamente de la fuerza del viento
A causa de esta inseguridad los molinos nunca deben usarse para regar sin proveerse de un estanque ampliO pashyra almacenar el agua Debe instalarse un recipiente de gran capacidad a fin de poder almacenar el agua durante los diacuteas que no se la usa para regar Este recipiente se puede obtener usando uno de los tanques elevados que suminisshytran los constructores de molinos de viento o si el molino se puede instalar en un punto alto de la hacienda se pueshyde excavar un estanque paro el almacenamiento
En promedio se necesita una velocidad del viento 5- 6 millas por hora para mover un molino La tabla siguiente da la fuerza del viento para las velocidades ordinarias
-1554
Velocidad del viento y potencia
Millas por Pie por Presioacuten Millas por Pies por Presioacuten
La tabla siguiente tomada de un trabajo de Mr A R Wolff sobre molinos de viento muestra la capacidad y
economiacutea de un molino experimental con rueda de distinshyto diaacutemetro asumiendo una velocidad promedio del vienshyto de 10 millas por hora durante ocho diarias
CAPACIDAD DE LOS MOLINOS DE VIENTO
Tamantildeo Rtvoluclunes Galones de agua levantados por minuto H P de la rueda de la rueda bull una altura de desarrollados
pie
25 50 75 100 150 200
ID no-u lB fjfj tiu 41 1112 l~ ij-HO t3 n u 11 8 8 1 O ~ I H iexclO-i 4bull 1 ~~ 6 ) -I ~ 1U 1 S -l 02- Hi ~I-iexclO ji -U JI (iexcl 1liacute JI 1 98 SO 0 11 18 10- (- 911 j2 2middot1-1 J1 J ) D I ~n 1 bull -40 1lfI UI 1 IO X l J ~ JI l I I O1X 2J W-li ~ 124 J01 0 111) 40 1 Hi3 ~H1 134
- 1555 shy
Al disentildear un molino de viento para bombear agua deben considerarse dos cosas El momento de torsioacuten y la velocidad de la rueda en relacioacuten con la de la bomba La primera debe ser lo maacutes gronde posible a fin de que el molino arranque con un viento suave la segunda no debe ser muy alta para las bombas en un molino pequentildeo ni demasiado baja para uno grande De lo anterior deducimos que el tamantildeo de un molino es un elemento importante en el arreglo de sus aspas
El aacutengulo entre cualquier porcioacuten de una aspa y el plano de la rueda se denomina aacutengulo del viento para obtener el mayor momento de torsioacuten al arranque este aacutenshygulo debe ser el complemento de los mejores aacutengulos de incidencia o entre 70deg- 55 Se ha Encontrado en la praacutecshytica que el aacutengulo del viento no alcanza estos valores sienshydo muy recomendable usar 43deg La tabla siguiente da los resultados de los experimentos de J A Griffith con cinco clases de molinos norteamericanos
CAPACIDAD Y EFICIENCIA
STOVER
Diaacutemetro exterior de la rueda pies 115 inferior 45
Area bruta de la rueda pies cuadrados 1040 Angulo del viento en la extremidad exterior de las aspas 43 Diaacutemetro y carrera de la bomba pulgadas 3 X 4 Altura promedio del agua durante el ensayo pies 292
A maacutexima eficiencia
Ve locidad del viento millas por hora 58 Velocidad del molino revoluciones por minuto 130 H P 0011 H P por 100 pies cuadrados de aacuterea bruta 0011 Eficiencia neta maacutexima tanto por ciento 87
-- J556 --shy
Promedio de 100 horas localidad bonancible
Promedio del agua elevada galones por hora 1530 Promedio de los H P desarrollados por l 00 pies~ 0022
0023 Eficiencia neta maacutexima 21
Promedio de 100 horas localidad borrascosa
Promedio del agua elevada galones por hora 2870 Promedio de los H P desarrollados por 100 pies~ 0041
0043 Eficiencia neta maacutexima 028
De varios molinos
Parkins ~fthoue Allhouse Carlyle
16 1416 1016 983 60 45 383 416
2010 1570 81 800 36 30 5028u
3 X lOyiexcl 3 X 10 3 X 4 58 3 X 4 liquest 39 663 387 307
---shyMaacutequinas de combustioacuten interna- Las maacutequinas moshy
de rnas de combuslioacuten interna de gas y vapor no soacutelo con-sum e 1 pJCo combustible sino que son adaptabI8s unishydades pequentildeas ademaacutes req u ieren poca vigilancia para un buen manejo y las reparaciones se efectuacutean faacutecilmenshyte Estas ve1 tajas importantes hcn heclo generalizar el uso de esta clase de maacutequinas
Maacutequinas de vapor- A lgunas de la s maacutes grandes planshytas d2 bombas para riego usan el vapor como fuerza moshyIriz En las islas Hawai se emplean grandes bombas moshyvida s por vapor para e levar agua a 550 pies y regar cantildea de azuacutear Grandes plantas a vapor se emplean para eleshyvar grandes can tidades de agua a pequentildeas alturas y reshygar las plan taciones de arroz en Louisiana (EE UU ) Las grandes plantas usan la maacutequina reciacuteproca y la bomba directamente conectada En algunos casos se puede obteshyner mayoiexcl- eficiencia usando turbinas de vapor las que por su alta velocidad S9 prestan para mover generadores eleacutecshytricos los cuales a su vez pueden suplir corriente a bombas instaladas en dist intos pun tos Es te meacutetodo de distribucioacuten es especia lmen te venta joso cuando el agua se obtiene de muchos pozos El costo de esta clase de plantas estaacute geneshyralmente fuera del alcance individual y por esto la mayoshyriacutea de ellas son manejadas por grandes compantildeiacuteas o por Jos municipalidades
Bombas- La bomba centriacutefuga es la maacutes usada para regar
La bomba centriacutefuga eleva el agua por medio de un disco provisto de cuchillas curvas que giran raacutepidamente dentro de una caacutemara que se ajusta lo maacutes posible dejanshydo el juego necesario para el movimiento raacutepido Las cushychillas fuerzan el agua a traveacutes del tubo de salida Algunas veces se sumergen dentro del agua que va a bombearse
-- 1558-shy
o se colocan unos pocos p ies encima del n ivel del agu a
en cuy o caso se necesita cebarlas
La bomba centriacute fuga es la maacutes recomendable cuando
se tr Ita de elevar grandes cantidades de agua a pequentildeas
a lturas Sus principales ven tajas son sencillez seguridad
bajo cos to y poca probabilidad de dantildeo por c ieno etc
Cuando hcm sido biEn d isentildeadas acanzan eficiencias de
maacutes de 80 para altu ras de 30- 60 pies Las peacuterdidas a
la entrada del tubo de succioacuten yola sal ida del de desshy
carga se d isminuyen grandemente ensanchaacutendolos progreshy
sivamente al salir de la bomba
El profesor W B Gregory da la siguiente tabla para
ilustrar la ventaja qu e se obtiene al ensanchar los tubos
de succioacuten y descarga
BOMBA CENTRIFUGA - ALTURA DE ELEVACION 5 PIES
Peacuterdida de Peacuterdid a de Pda por fr ic-Forma del tubo altura a la altura bull la cioacute usando Altura Bnfic~
a 3 028 031 024 583 240 291 a 4 009 0 10 02 4 543 280 340
----shyAriete hidraacuteulico- Es ta maacutequina usa un gran v o lumen
de agua que cae de una pequentildea altura para elevar una
cantidad menor de agua a una altura mayor
En este aparato un tubo A conduce el agua a la caja
de la vaacutelvu la B ~ l tubo estaacute en comun icacioacuten con la caacuteshy
mara de a ire C de la cual arra nra e l tubo de descarga D
La vaacutelvula B s(~ abi e hacia abajo y se hace de un peso
tal que permanezca abierta cuando el agua circule a veshy
locidad moderada pero se c ierre raacutepidamente cuando la
velocidad del agua a lcance un valor determinado Cuando
la vaacute~vula se cierra el agu a se detiene suacutebitamente proshy
duciendo un golpe de ariete que abre la vaacutelvula de la caacuteshy
mara de aire comprimiendo eacuteste y haciendo pasar una
parte d e eacutel al tubo de descarga Cuando se iguala la preshy
-- 1)59-shy
sioacuten la vaacutelvula de la caacutemara de aire se cierra pero el flujo en el tubo D continuacutea durante un periacuteodo corto a caushysa de la expansioacuten del aire comprimido en la caacutemara C Como el aire de esta caacutemara es absorbido gradualmente y expulsado por el agua debe proveerse para su renuevo pues de otra manera la elici-encia del ariete disminuiriacutea Cuando el agua en el tubo A estaacute detenida la vaacutelvula B cae el agua empieza a moverse y el proceso se repite
El flujo de un ariete hidraacuteulico es pues una serie de pulsaciones y a cada impuso debe vampncerse la inercia de la columna de agua que se encuentra en el tubo D Si dos arietes se conectan en el mismo tubo de descarga pero de tal manera que sus pulsaciores no coincidan la descarga seraacute maacutes continua y se economizaraacute energiacutea estas ventashyjas se obtienen en mayor escala al aumentar el nuacutemero de arietes conectados Veacutease fig 12
i)
rs 2 l iacute
llUSlraciuacuten dd prin cipill dd ik hiJraacuteulicu
CAPITULO VI
Canales y alarieas de riego
Cualquiera que sea el meacutetodo de riego que se haya esshycogido su praacutectica requiere cierto nuacutemero de canales y atarieas Vamos a definir estos canales y atarjeas y a inshydicar las principales consideraciones que rigen su consshytruccioacuten
Todo riego supone una presa de agua en un canal riacuteo etc Esta agua por medio de un canal de derivacioacuten se
--1560shy- -
lleva a los regadiacuteos De cua lquier forma que sea en eacutel o en sus ra mificac iones na cen y se alimen ton zan jas de meshynores dimensiones llamadas atarjeas de distribucioacuten las cuales llevan el agua a las atarieas de riego
Como todo riego debe ir acompantildeado de una desecashycioacuten del suelo es necesario construIacuter atarjeas de desaguumle que lleven el agua usada a los canales de evacuacioacuten En ciertos casos las atarjeas de riego una vez vaciacutea s sirshyven para el desaguumle
Seccioacuten de los canales y de las atarieas- Los canale s de a limentacioacuten de distribucioacuten y de evacuacioacuten tienen seccioacuten trapezoidal (Fig 13) Las otarjeas de riego y de desshyaguumle son rectangulares (Fig 14) Soacutelo miden 5-15 ctms de profundidad
Un canal de riego se com pone de las siguientes parshytes (ver lig 13)
El fondo D F sobre e l cual fl uye e l agua
-1561
La altura O E = h del egua Las banquetas A B H 1 que sostienen el agua por cashy
da lado Los taludes formados por las caras laterales B D F H El periacutemetro mojado P o la lopgitud e D + D F + F G La seccioacuten uacutetil S del canal eo la superficie que tiene
por base G C y D F y por a~ tura O E El radio medkl R es igual a S P La pendiente de Jos taludes m se determina por la
relacioacuten G Kj F K
Pendiente de los taludes de los canales y de las aacutetarshyjeas principales- Las pendientes de los taludes dependen de la natura leza del terreno Hus ta 15 ctms de profundidad son verticales Pasando de esta profundidad y para atarjeas abiertas en desfonde se dan las siguientes pendien tes
Roca m l O Arcilla pura m 1 033 = 303 Tierra arcillosa m 1 05 200 Tierra arenosa m 1 15 = 066
Para Jos taluds de fosos cmstruiacutedos en terrapleacuten
Arcilla pura m 1 05 = 200 Tierra arcillosa m 1 075 = 133 Tierra arenosa m 1 225 = 044
Para el mismo terreno si m es la inclinacioacuten del tashylud en desfonde 10 inclinacioacuten m del talud de terrapleacuten es igual a
2 3 m 1 1
- +shym 2m
Pendiente de los canales--Cuanto maacutes fuerte es la penshydiente maacutes se puede reducir la seccioacuten de un canal para la misma descarga Conviene pues construiacuterlos con la mashyyor pendiente a fin de disminuiacuter los trabaj os de excavacioacuten Por otra parte hay que considerar que una pendiente fuershy
-- 1562 -shy
te disminuye por la raduccioacuten de seccJOn la superficie de contacto y por consiguiente la filtracioacuten Ademaacutes la veloshycidad del agua no debe pasar de determinados valores seguacuten el terreno pues produciriacutea erosiones en las paredes
Velocidades de las que no conviene exceder en los diferentes terrenos
Velocidad limite Pendlent
por segundo por kmt
Arcillas blandas 0152 mts 0045 mts
Arenas 0305 0136
Gravas 0609 0433
Guijarros 0914 0570
Piedras en grandes fragmentos 1220 1509
Guijarros aglomerados 1520 211 S
Rocas blandas 1830 2786
Rocas duras 3050 7342
Tambieacuten existe un liacutemite inferior de velocidad que no se debe traspasar pues se forman depoacutesitos que destruyen
los cauces Los depoacutesitos principian a formarse por debajo de una
velocidad media de 025 mts por segundo en corrientes de agua fangosa 030 cargada de
arena fina 050 mts por segundo en corrientes de agua cargada de
arena gruesa Por consiguiente la velocidad no bajaraacute de 050-080
mts en el canal principal a fin de que no se deposite la arena gruesa
No deberaacute ser inferior a 025- 040 mts en los canashyles de distribucioacuten para que en ellos se deposite la areshyna gruesa que si llegara a las atarieas de riego podriacutea ser perjudicial Como estos canales no se usan continuashymente seraacute faacutecil quitar los depoacutesitos asiacute formados
Canal de conduccioacuten- La pendiente de eacuteste depende
- 1563 shy
oel nivel de la presa de agua y de la altura de la parte maacutes alta que deba regarse
Generalmente su pendiente variacutea de 00007-00014 mts por m La velocidad no excede de 080 mts por segundo La seccioacuten es trapezoidal y debe ir disminuyendo a medishyda que el canal avanza como que tiene que servir a meshynor extensioacuten
Este canal debe estar dispuesto de tal forma que en su punto de unioacuten con el riacuteo quede su nivel maacutes baio que el quicio de la presa a fin de poder instalar un aparato de afor Siempre debe estar provisto de una compuerta de modo que sea faacutecil impedir o regular la entrada dol agua para poder efectuar reparaciones o prevenir una crecida de la corrien te alimentadora
A fin de evitar la erosioacuten conviene lapizar con ceacutesped las paredes laterales y el fondo
Atarieas de distribucioacuten- Deriacutevanse del canal de conshyduccioacuten y llevan el agua a las atarieas de riego Son casi horizontales con pendientes de 0001-0015 mts por m La velocidad del agua no debe ser inferior a 025-040 mts
Se ponen en comunicacioacuten con las atarieas de riego por medio de un tubo de aiiacuteareriacutea o de una caia rectangushylar de madera Esta abertura debe poderse cerrar con una compuerta
Atarieas de riego- E1 general deben ser tan poco proshyfundas como sea posible Con frecuencia se les da un pershyiexcljI rectangular En la unioacuten con las atcrieas de distribucioacuten pueden tener de 30- 35 clms de anche para lueacutego ir disshymi1uye1do
El fondo e3 generalmente horizontal y sus bordes esshytaacuten ligeramente inclinados seguacuten lo direccioacuten de la corrienshyte y se aproximan a medida quo se aleian de las atarieas de distribucioacuten
Atarieas de desaguumle--Las atarieas de desaguumle recogen las agu)s despueacutes de regar y la3 llevan a los canales de evacuacioacuten Son doblemente uacutetiles pues secan el suelo y
permiten volver a usar las aguas para el riego de nuevas extensiones
- 1564shy
Los bordes estaacuten cortados verticalmente Su anchura ordinariamente es de O l5- --030 mts
Canales de evacuacioacuten- El ca nal de evacuacioacuten recishybe el agua de los desaguumles y la conduce al riacuteo o a regar otras tierras Debe ocupa r lo parte maacutes baja del terreno Debe tener una seccioacuten suficiente para el agua que recibe Tiene forma trapezoida Sus paredes deben protegerse conshytra el desgaste por medio de ceacutesped
Caacutelculo de las dimensiones de los canales y de las atarjeas principales- Hemos dicho que la seccioacuten de los canales y atarjeas principales es trapezoidal La seCClOn de las secundarias es triangular o rectangular Generalmenshyte no S9 ca~culan Es necesario determinar lo maacutes exactashymente posible las dimen5iones de los canales y atorjeas principales Las foacutermulas emp16cdas dan resultados aproxishymados que la experiencia modifica A continuacioacuten damos las foacutermulas de Darcy perfecc ionadas por M Bazin
ConsideremQs la seccioacuten re presentada en la fig 13 Y llamemos
1 D F = longitud del fondo
h O E = la altura
S aacuterea de la seccioacuten
U velocidad mediacutea del agua velocidad media en la superficie X 080
Q = descarga
I = la pendi2nte
P periacutemetro moiado
R = radio medio
Estas cantidades estaacuten relacionadas de la siguiente mashynera
(1) R I = b U~ oacute U = C RT(2)
(3) Q = S U Oacute Q = S C rRI (4)
C = 1 b es un coeficiente que depende de la rugoshysidad de las paredes del canal M Bazin ha expresado su valor asiacute
1565 - shy
87
C = 1 Vb = - ---- + tiacute
VR ltiacute tiene los siguientes valores
Paredes muy lisas (cemento madera lisa) tiacute = 006 Paredes lisas (taba ladrillo) tiacute = 016
poco lisas de mamposteriacutea tiacute = 046 de naturaleza mixta Ciacute = 085
Canales de tierra en condicion3s ordinarias tiacute 130 Canales de tierra con resistencia excepcional tiacute = 175
Maacutes adelante daremos los valores del coeficiente C en funcioacuten del radio R y los valores del coeficiente o de la loacutermua (l) corre3pondientes a los valores dAl coeficiente
C = 1 vT-
Ganguillet y Kulter adoptan tambieacuten la foacutermula
u C RTpero daacutendole a C el siguiente valor
O 00155
23 + + n
C 000155
1+ 23 + --- n
( ) V R
El nuacutemero n variacutea con la naturaleza de las paredAS y tiene los siguientes valores
n ln Paredes muy uniformes ceuromento madera
cepillada 0010 100 Paredes linos piedra tallada ladriilos 0013 77 Paredes poso uniformes 0017 58 Paredes rugosas piedras en bruto 0020 50 Paredes de tierra 0025 40 Paredes de grava 0030 33 Paredes irregulares de grava y mal cuidadas 0035 29 Paredes muy irregulares 0040 35
- 1566 shy
Las dJmensiones de los canal83 deben 118nar otras conshydiciones que determinan las foacutermulas anteriores
En primer lugar la tangente trigonomeacutetrica m queda determinada por la naturaleza del terreno Luego si circunsshytancias especiales no exigen la adopcioacuten de una profundishydad conviene dadas 1 y m dar a la seccioacuten la forma que corresponda a la maacutexima descarga por unidad de aacuterea de ella Esta seraacute evidentemente la seccioacuten maacutes econoacuteshymica De la foacutermula (3) Q = S U deducimos que para una superliacutecie dada S la descarga Q es maacutexima con U POI
consiguiente para una pendiente dada y teniendo en cuen shyta la foacutermula (2) U = e VRT con R o tambieacuten pll8sto que R = S P cuando P es miacutenimo
D8 la Hg 14 deducimos que
(5) S h (1 + h m)
(6) P + 2 h m V1 + m~ (6) P = I + 2 hmv 1 + m~
S h ( I + hm) (7) R
P + 2 hm 1 + m~ y por caacutelculo deducimos que P es miacutenimo cuando
h + V I + m~ (8)
2 ro
En este caso los lados B D H F D F son tangentes a Jo circunferencia descrita desde O como centro y con h como radio
Si sustiacutetuIacutemos en (7) 1 por su valor sacado de (8) obshytendremos
2 m h h ( + hm)
+ VI + m (9) R +
2 mh 2h V 1 + m~
+ ml+vl+ m~
- 1567 shy
--- -
1+ iexcl-1 + rn~ ]iexcl 2 = X
rn 4
es decir el radio medio es igual a la mitad de lu profunshydidad del agua
La relacioacuten h 1 que determina la seccioacuten oacuteptima soacuteshylo depeeacutelde para S e 1 dados del valor m El valor de h 1 en (8) permite calcular faacutecilmente h y 1 conociendo S y m Reempazando 1 por su valor en funcioacuten de h en la ecuashyc ioacuten (5) 1endremos
(lO) S =
( h
2 m h
1 + 1 1 + m~ h+-111
)
h~ 2 l 1-+ m~ -----shy 1
m
mS lh
11 J J h = ( 2 V 1 + m - 1 )
Seguacuten esto S2 ve que cuanio maacutes se acerquen los taludes del canal a la vertical mayor es h y por consiguienshyte R Conviene adoptar para R el mayor valor posible pues asiacute no disminuye la anchura del canal de pendiente dada 1 y se aumenta la velocidad media d el agua que es proshyporcional a R
Cuando las circunstancias obligan la adopcioacuten de una profundidad determinada la ecuacioacuten S = h (l + h m) soacutelo contiene la incoacutegnita 1
Empleo de las foacutermulas uso de las tablas ejemplos middotnumeacutericos--Los problsmas que se presentan maacutes frecuenshytemente son
I- Conocida la seccioacuten transversal de un canal y su pendiente calcular su descarga
JI- Conocido el rendimiento del canal y su pendiente
- 1571 shy
calcular las dimensiones que debe tener su seccioacuten transshyversal y la velocidad media del agua
CASO iexcl- Se a plican las siguientes foacutermulas
h (1 + h m) (S) S = h (1 + h m) (7) R
1 + 2 h 1 + m~
m
y lueacutego
(2) U = C m 1)Y2 (1) Q _ S C (R 1) 1j~
La foacutermula (S) ncs do e l aacuterea la (1) el radio medio pues h I Y 111 SO1 conocidos Las foacutermulas (2 y 4) permiten ca lcular U y Q
EJEMPLO Calcular el rendimie llto de un canal de ti eshyITU sabiendo que 1 = lmts h = 121 1 = 00002 y la inclinacioacuten de los taludes es 45
La aplicacioacuten de las foacutermulas (5 y 7) nos da
S = 2867 mts~ y R = 060 mts
El valor de C seguacuten la tabla de Bazin es 325 y seguacuten la de Kutte r 35 Tomamos e l promedio de estos dos valoshyres o sea 3375
Aplicando las foacutermulas (4 y 2) obtendremos
Q = 098 mts y U 037 mts
CASO II- Si existen circunstancias que obliguen a adopshytar una profundidad determinada se aplicaraacuten las foacutermushylas de la seccioacuten maacutes ventajosa es decir las foacutermulas sishyguientes bull
Q~m S (9) h b U~ b - shy~ (1 + m~ )11 ) = 2 R (l) R I
12 - 1) S~
Se principiaraacute por adoptar para b un valor provisional y para escogerlo seguacuten el rendimiento se evaluaraacute el vashylor posible de R y por consiguiente el de C seguacuten la tashybla de Bazin La tabla de los valores de b daraacute un valor que se adoptaraacute provisionalmente Una vez hallado el vashy
- 1572 shy
lar da R se rectificaraacute e l de b Se volveraacute a calcular R y
se continuaraacuten estas aproximaciones hasta que se encuenshytren para C y b valores que no difieran sensiblemente de Jos anteriores La ecuacioacuten (1) contendraacute R elevada a la quinta potencia y deberaacute resolverse por logaritmos
EJEMPLO Un canal debe tener un rendimiento de 2 lIltS de agua por segundo con una pendiente de 00002 por mts Cuaacutel debe ser su perfil transversal en la tierra con taludes inclinados 45
Supongamos R = 1 mt entonces seguacuten la tabla d e Bozin C = 378 y seguacuten lo de Kutte r C = 40 Toma mos 81 pro lllcd io C = 389 Para b obtenemos 000066
In
Lu IOacuteI JI1 U 111 (0) du x
Pero s iendo m 1 sacamos
m 0547
y obte ndremos 4R~ S 4W
0547
Lo foacutermula (1) nos da
R X 00002 000066 4
S~
R S~ 132
y sustituyendo S po~ su valor
16 R
(0547F 132 R 075
Seguacuten las tablas de Bazin y Kutter los valores respecshytivos de C pondiente de b tend
son de b remos
348 es
y 00
37 Adoptamos 0077 Sustituyendo
359 este
el valor nuevo
corresshyvalor
- shy 1573 shy
4 4 R~ 0547 S TI X 00002 000077 (
s~
R = 075
Lo vola re s d~ e y de b no difieren sonsibloTrl ento de los que acabamos de adoptar Tomaremos pues para TI el va le r 076 mis entoncos h = 152
4 (076 )~
S 442 Jll l s ~
0547
Q 2
u 047 mts S 422
La foacutermula (8) permite dete rmina r l
2 m h 2 X 152 126 y e l problema
1 + ( + m~)Y2 1 + (2)1
queda resuelto Pero puede ocurrir que por circunstancias especiales no
se pueda adoptar el perfil maacutes econoacutemico Entonces se coshynoc 3 la profundidad h o la anchura 1 por lo tanto
S = h (1 + h m)
Q2
R 1 b --- en que R estaacute expresado en funcioacuten S2
de h y de I y permitiraacute hallar por tanteo h o I y S Supongamos que por causa de la existencia de un submiddot
suelo rocoso la profundidad del canal no debe exceder de un mI y que la descmga sea de 2 mts pOI segundo y la pendiente 00002
Procederemos asiacute
Puesto que h 9S a lo sumo igual Q 1 mI el radio meshydio puede evaluarse en 050 mts Las tablas dan para e 306 y 34 adoptamos 32 y entonces b = 000098
1574
Q2
De la ecuacioacuten R I b --- deducimos S2
000098 X 4 S~ 392 S 625
050 X 00002
La foacutermula S = h (l + h m) da 525
La foacutermula (6) nos da P = 807
s 625 R 077 mts
P 807
Se partiraacute de este nuevo valor de R para repetir los caacutelculos
Las tablas dan para R = 077 mts C = 35 y 37 Adoptamos C = 36 entonces b = 000077
Tenemos
000077 X 4 S 40 S 632 1 532
077 X 00002
P 814 Y R = 077
Adoptaremos para el perfil de este canal de 2 mts de descarga por segundo
1 = 532 h = 1 mI R = 077
La velocidad media del agua seraacute
u = Q S = 2 632 = 031 mts
CAPITULO VII
Sistemas de rieqo
Hay muchos procedimientos de riego seguacuten la naturashyleza del terreno su pendiente los cultivos o la cantidad de agua de que se dispone
- 1575 shy
A continuacioacuten describiremos los siguientes sistemas Por sumersioacuten por filtracioacuten por desbordamiento
El riego por sumersioacuten se dIvide en tres meacutetodos el ri ego por filtracioacuten en dos y el por desbordamiento tambieacuten en dos De todos eros hablaremos separadamente
Riego por sumersioacuten
El sistema d3 riego por sumersioacuten llamado tambieacuten en manta consiste en cubrir el suelo con una capa de agua que permanece sobre eacutel un tiempo maacutes o menos largo
Generalmente requiere que el terreno sea sensiblemenshyte horizontal de pendiente suave 2 0 00 a lo sumo y que no sea impermeable La superficie regable se rodea de peshyquentildeos diques Si la pendiente fuese fuerte habriacutean de ser a l tos y emplear maacutes agua con lo que se perderiacutea la prinshycipal ventaja de este sistema que es su sencillez y ecoshyncmiacutea
Este procedimiento es uno de los mejores para el rieshygo de praderas cuya pendiente sea de 1-15 mmts por metro Comprende tres meacutetodos distintos
IO-La sumersioacuten naturcl que resulta del desbordashymiento espontaacuteneo de una corriente de agua o de la inunshydacioacuten artificial proveniente del levantamiento de las aguas
29- La sumersioacuten artificial 5encilla en que las aguas permanecen estanadas mientras dura el riego
3y- La sumersioacutell atificial con cJrculacioacuten continuiexcl en que el agua ircula suavemente por la superficie del terreno sumergido
Cuando se riaga con aguas que acarrean limos y areshynas estos materiales generalmente corgados de materias fertili~antes se depositan sobre el suelo Entonces el riego por sumersioacuten va acompantildeado del erdorquinamiento
Sumersioacuten natural- Muchos terrenos estaacuten expuestos a las crecidas de las corrientes de agua que los atraviesan Esta sumersioacuten natural es fuente de grandes riquezas Tashyles s)n Egipto y las pompos de la imeacuterica del Sur En Francia grandes extensiones de ter reno deben su fertilidad a riegos perioacutedicos de esto naturaleza
Las condiciones esenciales de estos sumersiones natushy
1576 shy
rales son pendientes longitudinales muy suaves (040- 045
mts por kmt como promedio) y pendientes transversales
bastante aceurontuadus para que las aguas de las crecidas
vuelvan faacutecilmente a su cauce primitivo
Sumersioacuten artificial sencilla- Exige un suelo de poca
pendiente que no exceda de 2 0 00 a menos de restringir
mucho ia extensioacuten dE las parcelas sumergidas
Si la pendiente fuese fuerte no se depositariacutean los seshy
dimentos perdiendo asiacute este meacutetodo su principal ventaja
Ademaacutes se correriacutea el riesgo de que las aguas arrastraran
la tierra vegetal Finalmente seriacutea necesario que las cuenshycas sumergidas estuvieran rodeadas de diques muy altos
lo que hariacutea perder las ventajas econoacutemicas de este sisshy
tema
Consiste en sumergir el suelo bajo una capa de detershy
minado espesor durante un periacuteodo de tiempo variable
El terreno se divide en compartimientos regulares roshy
deados dE pequentildeos diques que retienen el agua
Generalmente las aguas despueacutes de regar un comparshy
timiento superior pasan a regar uno inferior
Los compartimientos tienen extensioacuten variable En geneshy
ral no exceden de 10-30 aacutereas Se les puede dar una anshychura de 50 mts y una longitud variable seguacuten la pendienshy
te del terreno Los diques que los rodean exceden en todas
partes a 25 ctms al nivel del agua
La altura media del agua sobre la superficie del sueshy
lo es de 15 ctms En el punto maacutes alto del nivel del agua
25 ctms
En el centro de cada compartimiento y en sentido de su longitud se abre una atarjea g (lig 15) que sirve a la
vez de conduccioacuten y desecamiento
A este objeto puede ir acompantildeado de pequentildeas a tarshy
jeas h En el origen y en la extremidad de cada compartishy
miento la atarjea g lleva una en trada de madera con comshy
puerta para retener el agua o dejarla pasar
La atarjea g debe tener una pendiente aproximada de
0001 mts mL La anchura en el fondo y su profundidad
dependen de la superficie del compartimiento y de la cantishydad de agua que conduciraacute
--1577-shy
La fig 15 denota la subdivisioacuten del terreno en cuatro recipientes que forman otros tantos saetines cuya longitud depende de la pendiente del terreno
Es preciso que el nivel del agua en el segundo comparshytimiento sea inferigtr de 1- 2 ctms al fondo de la atariea g del primero Asiacute se logra que el agua pase del primero al SEgundo compartimiento
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Hiego por ~lIhm(~r~ ioacuten Planta ltle unn in~tala(- i(ln de cuatro C(Jlllparlimi-(-middotnto~
Ventajas e inconvenientes de este sistema- Permite reshygar superficies de poca pendiente con ca1tidades de agua demasiado pequentildeas para utiliza ras de otro modo Transshyforma en tierras feacutertiles suelos mediocres siempre que no sean impermeables y que las aguas contengan limos carshygados de principios nutritivos Su instalacioacuten y vigilancia son sencillas y baratas
En suelos impermeables da malos resultados Rara vez se puede aplicar en el momento de la vegetacioacuten y mientras dura impide la aireacioacuten del suelo
- - 1578 - shy
El riego por sumersioacuten se emplea principalmpnte en el cultivo del arroz
Riego de los arrozales- EI arrozal ha de estar compleshytamente cubierto por el agua pero sin quedar estancada sino circulando con muy poca velocidad Sin agua no gershyminariacutea la semilla y en cambio si quedara estancada enshyfermaria 0 planta y podriacutea ser causa de una epidemia pashyluacutedica en la regioacuten
El terreno destinado al cultivo del arroz ha de ser enshyteramente llano y con la pendiente necesaria para la lenshyta circulacioacuten del agua El campo se divide en parcelas delimitadas por pequentildeos diques de tierra
Unas como B (Fig 16) estaacuten trazadas longitudinalmenshyte en el sentido de las labores y del movimiento del agua al paso que otras la sentildealadas con la letra e van en dishyreccioacuten perpendicular a las primeras
Una vez construIacutedos los diques se da el agua a las parce las D y J de modo que la capa liacutequida tenga unos 12 ctms de espesor Hecho 6stO se practican en el dique inmediatamente infel ior unas abe rturas E de 20- 30 ctms
de ancho por donde flushyye el agua a las parceshylas inferiores Asiacute se conshytinuacutea hasta regar todo el arrozal El agua se reshycoge en la atariea d e desaguumle A
El consumo de a g ua se calcula en 24 Its por segundo y por hec taacuterea
Sumersioacuten artificial con derrame continuo--Cuanshydo se dispone de gran can tidad de agua la cirshyculacioacuten puede ser conshytinua sin alterar las disshyposiciones precedentegt
El agua de riego desshypueacutes de alcanzar el nishy
ni~po s i c i(lfl dI un arrozal divirl gtln ( 1
lahla~ n -lIadriluacutel erus L ri ego
- - 1579-shy
vel normal en el compartimiento regado pasa lentamente al inferior y se reemplaza con nueva agua Este procedishymiento priva menos del aire a las plantas que e l estallCU miento permanente
El movimiento d8 las aguas se regula dE-~ tal manera que la can tidad siexclJida por la parte inferior sea igual a Jo que Gntra por la superior De 83t8 modo se llega raacutepidashymente a resultados excelentes
Conviene enviar agua nueva o los compartimientos inshyferiores disponiendo alrededor del cqmpo un canal de cirshycunvalacioacuten El agua debe vaciar por encima de las comshypuertas a fin ds qU8 no arrastre los sedimentos En general los compartimientos tienen dimensiones mayores que los de sumersioacuten sencilla Si la pendiente es muy fuerte conviene disponer oblicuamente diques interiores que impidan la erosioacuten del suelo Los diques que bordean las parcelas tieshynen aproximadaments 150 mts de ancho en la corona y un nivel de 30- 40 ctms sobre el de las aguas
Rieqo por filtracioacuten
Este sistema comprende dos subdivisiones
19 Por filtracioacuten del aqua en el suelo por atarieas proshyfundas- Es un procsdimiento muy imperfecto desde el punshyto de vista d3 los resultados pero muy sencillo y econoacuteshymico Em p lea las zanjas excavadas en los terrenos para sanearlos
Esencialmente consiste en cerrar las compuertas que regulan los diferentes canales de desecamiento El agua de lluvia etc fluye asiacute poco a poco pgtr estos canales y si el suelo es permeable lo humedece al atravesar las pareshydes laterales de e llos pudiendo llegar por capilaridad hasshyta las raiacuteces
Este procedimiento soacutelo es practicable cuando el terreshyno es bastante permeable y de poca pendiente En suelos poco permeabls los resulta dos no son satisfactorios el agua fluye bien por los cana ~ es pero no logra humedecer la tierra
La lig 17 muestra la disposicioacuten de los canales a a b b y Ja de la compuerta d que cuando estaacute cerrada deshy
- 1580
termina el retroceso del agua que se va elevando en los canales y penetra en el suelo Abriendo jo compuerta se inicia la salida del agua y consecuentemente el desecashymien~o del terreno
A~~J~~Mitrbt~Ir~~M~~1 B
F~( 11 J)i sposieiHl para htlnHd e(~e r IIn 1IITfJ1U drenadu al ail
J i~ Hi middotiexclo po fiJI radmiddotn
29 Filtracioacuten del agua por atarieas abiertas superficiales - middot-Este meacutetodo se aplica sobre todo a Jos tierras labradas y
entre otros a 103 cultivos hortiacutec81as Difiere esencialmente del anterior en que las atarieas estaacuten mucho maacutes proacutexishymas en que son superficiales y el agua penetra en el sueshylo y en el subsuelo p8r las paredes y por el fondo
El agua circula por atarieas paralelas que limitan las parcelas de los cultives No debe tocar ni las hoias ni los tedios Por esta razoacuten se emplea e l agua de cloacas para los cultivos hortelanos Como no se ponen en contacto con as hoias ni con los tallos no pueden contaminar esta parshyte comestible de los vegatales Sin embargo uacuteltimamente se ha dicho que las aguas de cloacas contaminan las parshytes aeacutereas de las hortalizas con geacutermenes nocivos y se ha prohibido su empleo para el cultivo de las hortalizas que se toman sin coccioacuten
Este meacutetodo es tanto maacutes eficaz cuanto maacutes proacuteximas
1581 shy
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111111111 111111 111111 Vtk11 1 1 1 1 6 ~ iexcl
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ni ego por 5-lIrc()~ Di ~pn ~ iciiexclm de la~ atalj pa~
esteacuten las zanias que se trazan con el arado y estaacuten seshy
paradas unos 060- 080 mts La lig 18 indico la disposicioacuten del suelo La liacutenea a b
representa el canal de conduccioacuten a c el canal de riego del campo d designan los surcos que no terminan en el canal a c La limpieza que necesita el funcionamiento del sistema deteriora pronto este canal Debe construiacuterse una atari ea auxiliar e f comunicada con el canal a c por meshy
_-1582 - shy
dio de pequentildeos cortes g Este canal auxiliar se abre con el arado y se termina cuidadosamente con la pala Es anshycho y tiene una profundidad de unos la ctms
Riego por desbordamiento
Puede efectuarse de las maneras siguientes con reshygueras de nivel y planos inclinados que describiremos sucesivamente
A shy Por regueras de nivel Fundamentoshy EI terreno a regar estaacute surcado por regueras horizontales de desbordashymiento en que el agua rebosa el borde inferior y se exshytiende en forma de laacutemina continua
Pendiente del terrenoshy No debe ser excesivamente peshyquentildea pues entonces la circulacioacuten de la laacutemina de agua se efectuariacutea defectuosamente se admite como necesaria una pendiente de 3 Si 0 pendiente fuere excesiva en vez de una laacutemina continua se formariacutea una serie de arroshyyos que socavariacutean el terreno este peligro debe evitarse haciendo las regueras suficientemente proacuteximas
Descripcioacuten y funcionatnientoshy Las regueras de reparshyticioacuten se trazan en la direccioacuten aproximada de las liacuteneas de maacutexima pendiente fig 19 Si se interrumpe una regueshyra de distribucioacuten remansando el agua eacutesta entraraacute en la reguera de nivel inmediata anterior la cual se llenaraacute y desbordaraacute invadiendo el terreno el exceso se recogeraacute en el colector inmediato inferior el cual lo transportaraacute al canal de desaguumle
b middotmiddot l~vcro diexclhi Clon
rig 9
Alimentacioacuten de regueras sucesivas por una misma tomashy En vez de recoger las aguas sobrantes de una reshyguera directamente en un colector se recogen en otra reshyguera la cual una vez desbordada las deja pasar a otra y asiacute a varias no pasando de 4 oacute 5 seguacuten el caudal de
-1583 -
agua de que se disponga Parece que asiacute pudiera hacerse extensivo a todo el campo con una sola toma superior en la reguera de reparticioacuten pero no debe olvidarse que el agua que llegase a las regueras inferiores estariacutea escasa en oxiacutegeno y principios fertilizantes Esta es la razoacuten de las tomas sucesivas
Perfil longitudinal de las reguerasshy En la praacutectica no
iexcliexcl~f o UI a
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I L middot ___ --shy
I D--1 t~uHO c o tor
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_~_-o---J
Uig 19) Riego por curvas de nivel
debe d6rseles una pendiente superior al 0003 intercalando cascadas si fuere preciso esto se refiere a las regueras de reparticioacuten Las regueras de distribucioacuten deben ser perfecshytamente horizontales
Seccioacuten transversal de las reguerasshy Las regueras de nivel deben ser poco proundas a fin de disminuiacuter la preshysioacuten del agua y por tanto su infiltracioacuten Es aconsejable
- 1584 -
UllO anchura de 20 ctms con una profundidad no mayor
de S clms Las acequias y regueras d e reparticioacuten se calcushy
bn seguacuten las foacutermulas hidraacuteulicas
B shy Por planos inclinadosshy Son tales les ven tajas del
riego por regueras de n ivel que se procura em plear un
sistema anaacutelogo aunque el terreno no tengo lo pendiente
necesaria
Principio--Si lo pendiente es inferior al 003 se terramiddot
1 I
Cor~e por A B F iJ20
I I
I
J
Ri eacuteo t por p la n o~ in(linado pUl dobl e ari5la
plena formando un escolonado d e planos inclinados que
permito el riego por reguera~ de nivel
Descripcioacutenshy la reguera de reparticioacuten se coloca a una
altura conveniente para que el agua pueda en trar a las
regueras de nivel practicadas en la parte superior de los
planos en forma que llena de agua se vierta por ellos
recogiendo el exceso en colectores lig 20 El agua sobranshy
te puede ser muy abundante en tal caso el colector al ishy
- 185 shy
menta a su vez o tra serie de planos actuando a mane ra de reguera de reparticioacuten
Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
Planos inclinados naturales- Supongamos fig 21 un terreno de pequentildea pendiente S8 construye en terrapleacuten una reguera de d istribucioacuten con los produc tos de la excavacioacuten del colector inmediato E primer antildeo el riego seraacute defectuoshyso pero en los antildeos sucesivos mejoraraacuten los terraplenes y planos incl inados merced a la aportacioacuten del limo por las mismas aguas
0(oacute v lt
o
ltiexcl - =-=~ ~ ~ ~-= -=--=--=-shy~ ~ Fig21
Planos inclinados artificiales-Consisten en cons truiacuterlos directamen te con tierra sacada del terreno m ismo lo cual exige terraplenes y movimientos importantes de tierra (fig 22)
TfrImiddotO)COfi
~S~iacutelllflmiddot ~~f~~
Tts 22
Datos para la formacioacuten de un proyecto de riego por planos inclinados- Se atenderaacute en primer lugar a que las acequias y regueras de reparticioacuten sean capaces de sumishynistrar el agua necesaria y los colectores de desaguar los sobran tes Las regueras de distribucioacuten seguiraacuten sensibleshymente las curvas de nivel a fin de q ue los planos incl inashydos conserven una longitud constante y que las regueras de dis tribucioacuten sigan la direccioacuten de la pendiente del terreshyno La anchura de Jos escalones no seraacute excesiva a fin de evitar los grandes movimientos de tierra En general tienen 4 oacute 5 mts y si el terreno tiene fuerte pendiente lleshygan a tener 10 Oacute 12 mts La pendiente de los planos inclishynados seraacute de 003 como miacutenimum
de un grado de uniformidad menor El teacutermino e p que reshypresenta la influencia de la porosidad sobre la velocidad se puede calcular en 1000 040 = 2500 para p = 40 Y
400 030 = 1330 para p = 30 Estos resultados concuerdan con los experimentos de Slichter que establece que la veshylocidad del fluj o es aproximadamente proporcional 01 cuashydrado de la relacioacuten de porosidad Partiendo de esta base y asumiendo c = 1000 para p = 40 calcularemos los vashylores de K
Valores de K o velocidad del flujo en pies por diacutea para S= 1 -
Porosi dad
Muy Fina Fina Media Gruesa
Muy
Gruesa GRAVA fiNA
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1111
1~1l
3 00 470 SIiO
1middot1(1(1
2~O(J
Lembke calculoacute los siguientes va~ores para K basado en los experimentos de Darcy Krober y otros
Material 1lt en pies or dia
Arena y grava 9400 Arena gruesa 2800 Arena media 760 Arena fina 150
Slich ter dio los siguientes valores de K para una poshyrosidad de 32 y una temperatura de 50deg
Material Taln~ iexcllO efectivo 1lt en pies Por diacutea
Arena fina 010-020 16 a 65 Arena media 025-045 100 330 Arena gruesa 050-095 400 1550 Grava fina 100-500 1600 40000
No debe esperarse mucha exactitud de los coacutemputos hechos por los procesos antes descritos ellos sirven como una guiacutea general para estudios maacutes precisos e indican liacuteshymites razonables de estos valores
- 1538shy
b-Canlidad de agua--Habiendo determinado la veoshycidad del flujo la porosidad del material y la seccioacuten transversal del estrato poroso en aacutengulo recto a la direcshycioacuten del flujo la rata total seraacute el producto de estos tres factores
Q = velocidad X (aacuterea de ~a seccioacuten X porosidad) = v Ap = KsAp las unidades empleadas son el pie y el diacutea
Las irregularidades de la seccioacuten pendiente y moteria les afectaraacuten maacutes o menos los resultados 103 caacutelculos he chos en esto ferma no tAndraacuten un valor considerable en el estudio de las fuentes de agua subterraacutenecs pero siacute sershyviraacuten para modificar las id8as erroacuteneas que sobre su cashypacidad se tienen con frecuencia
En la tabla que a continuacioacuten insertamos se dan las ratas de flujo en galones por diacutea y por pie cuadrado de seccioacuten para arenas de diferentes grados de menudez y
porosidad y para un) pendiente de 1 Para otras pendienshytes multipliacutequese el nuacutemero de la tabla por la pendiente expresada en decimales
Muy Muy
Porosidad Fina Fina Media Gruesa Gruesa G R A V A F I N A
40 smiddot cw i IU JlUO 200n iacuteWU SIlIlII l llllll 7 lIflll 0 1 171l IXU H~1l 1100 7UU iexcl wo lilHl1l lHIIOIl
2-Estanques de almacenamiento
Estos recipientes se usan para regular el flujo del agua de tal manera que se acomode a las necesidades evitando el gasto excesivo cuando el abas tecimiento excede a la demanda y conservaacutendola para ser usada cuando ocurra lo contrario
El almacenamiento de agua para las necesidades del riego requiere condiciones topograacuteficas especiales para ser financieramente posible Tales condiciones deben hacer poshysible el a lmacenamiento de grandes cantidades de agua de tal manera que las estructuras necesarias sean de dishy
- 1539 shy
rrensiones y costo moderado comparacias con la cantidad de agua almacenada Con respecto a las particularidades topograacuteficas los sitios que se acomodan a ests fin se pueshyden dividir en cuatro clases
l- Lagunas naturales 2- Aquellos cue estaacuten localizados en liacuteneas de dre naje
natural 3- Depresiones naturales 4-Estanques artificiales Las lagunas naturales son impor tantes reguladores del
gua de drenaje que reciben Controlando la salido por medio de represas y compuertas reguadoras puede aproshyvecharse gran pa rte de las existencias a muy bajo precio
Los sitios maacutes comunes para el almacenamiento de -lgua son los comprendIdos en el NI 2 pero requieren mushycho cuidado para la descarga de las crecidos y en geneshyral son muy costosos en proporcioacuten a su capacidad
Las depresiones naturales o logos secos provienen del hundimiento de cavernas subterraacuteneas formadas por la acshycioacuten erosiva de los aguas subterraacuteneos Estas depresiones son inapropiadas para el almacenamiento a causa del faacuteshyci escape que pueden e ncontrar las aguas por los grietas que se encuentran en sus vecindades
Los estanques artificiales exigen trabajos especiales de e xcavacioacuten en general son excesivamente costosos y soacutelo se recomienda su construccioacuten en caso de que el aguo tenga un costo elevado
Eleccioacuten del sitio- Las principales circunstancias que afectan la posibilidad y valor de un sitio para almacenashymiento son
l - Su relacioacuten con los regadiacuteos 2- Su relacioacuten con el abas tecimiento 3-Su topografiacutea 4- Su geologiacutea Debe hacerse un examen cuidadoso de la regioacuten donde
se desea localizar el almacenamien to a fin de descubrir toshydos los si tios posibles y poder escoger e l que ofrezca conshydiciones maacutes ventajosas
El estanque debe estar situado lo bastante alto para poder dlstrlbuiacuter el agua por gravedad y tan cerca de los
- 1540 shy
regadiacuteos que las peacuterdidas por transporte sean miacutenimas Ademaacutes debe ser iexclal el sitio que intercepte una cantidad suficiente de agua o que se la pueda conducir a eacutel
Geologiacutea del sitio- Habiendo estudiado la topografiacutea e hidrografiacutea de l lugar debe estudiarse cuidadosamente su geologiacutea a fin de conocer el caraacutecter y profundidad de los astratos inferiores La conformacioacuten geoloacutegica debe ser tal que contribuya a la eficiencia del almacenamiento Los lugares si tuado3 en vall9s inclinados son gen6ralmente fa shyvorables Como en eacutestos les estratos se inclinan de las colinas al fondo de valle el a gua que cae en aqueacutellas iraacute por percolacioacuten al estanque
En las formaciones de cal y yeso es corriente enconshytrar cavernas que faacutecilmente pueden derrumbarse es por esto por lo que debe e3tudiarse cuidadosamente la geologiacutea de estas formacione3 antes de construIacuter un estanque sobre ellas
Peacuterdidas en los estanques- En re lacioacuten con este toacutepi shyco mencionaremos algunos estanque que han tenido que ser abandonados por lo alto de las peacuterdidas
Estanque de Tumalo- Fue construiacutedo por el Estado de Oregoacuten Durante la diiexclcusioacuten del proyecto un grupo de ingenieros recomendoacute se construyera parcialmente y se hishycieran ensayos sobre su impermeabilidad este consejo no fue seguido y la represa se construyoacute de la altura proyecshytada Terminada la obra se llenoacute el estanque hasta que e l agua a lcanzoacute una altura de 20 pies sobre el orificio de salida En estas circunstancias se abrioacute un hueco en el fondo que descargaba 200 pies cuacutebicos por segundo y que raacutepidamente vacioacute el estanque Este hueco fue taponado y vuelto a llenar el receptaacuteculo pero las nuevas grietas que se abrieron no permitie-ron que el agua volviera a alcanzar la altura inicial Las peacuterdidas subieron tanto que le quitashyron todo valor al estanque como lugar de almacenamiento
Estanque Hondo- Cerca de Roswell Nuevo Meacutejico se construyoacute este estanque aprovechando una depresioacuten nashytural La depres ioacuten se aumentoacute por la unioacuten de las colinas circundantes por medio de diques El agua se suministroacute por medio de un canal de alimentacioacuten Las fugas se preshysentaron inmediatamente que estuvo lleno el estanque y
- - 1541 - shy
aumentaron raacutepidamente debido al ensanchamiento de los huecos y grietas que se abrieron en el fondo Muchos esshyfuerzos se hicieron para restringir las peacuterdidas pero tedas fracasaron y el estanque tuvo que ser abandonado
La roca de la regioacuten era principalmente yeso que coshymo anteriormente se dijo es inapropiado para este in ya que en estas formaciones se encuentran muchas cavernas Es seguro que la depresioacuten que se escogioacute para el almacenashymiento se formoacute debido al hundimiento de alguna caverna
Las siguientes recomendaciones generales pueden ser de alguna utilidad para la escogencia del lugar apropiado
l- Eviacutetense los lugares cercanos a las formaciones de y eso y cal
2- -Las fcrmaciones volcaacutenicas deben estudiarse cuidashydosamente pues en ellas es corriente encontrar grietas o cavidades
3- Las areniscas de grano grueso ofrecen alguacuten peligro
4- Las depresiones naturales no son recomendables y deben evitarse si se encuentral1 en las cercaniacuteas de rocas cavernosas o si reposan sobre material grueso que ofrece salida faacutecil al agua
Sedimentacioacuten en los estanques- Sabemos que todas las corrientes naturales eradan sus canales y llevan maacutes e menos limo en suspensioacuten Cuando se concluye una re presa a traveacutes de una corriente la sedimentacioacuten de los limos debida a l estancamiento del agua puede llegar a disminuiacuter grandemente la capacidad del estanque si n o e remueve
El problema relativo a la sedimentacioacuten en los estan ques construiacutedos sobre corrientes portadoras de limo ha sishydo cuidIdosamente estudiado y se han expuesto muchas teoriacuteas sobre su solucioacuten pero ninguna de ellas ha sido confirmdcr por la pTaacutectica
Se han hecho muchos esfuerzos para determinar el factor exacto que exprese la relacioacuten entre el peso de un limo seco obtenido por observacioacuten y el volumen del misshymo limo como se deposita en el fondo de los estanques
La tabla siguiente muestra el resultado de cuatro enshysayos
-- 1542 -shy
Observedor Peso de I P C Limo huacutemedo Lbs
Limo seco P2S0 Lbs
Densidad
Follet Coghlcm Hughes Lawson
Promedio
1047 89 5
530 923 76 1 860 770
264 255 260
Las variaciones se deben en parte al diferente caraacutecshyter y peso de los limos ensayados Por esto el promedio (77 lbs pie cuacutebico) soacutelo debe tomarse como un va lor aproximado
El80bierno de los EE UU ha hecho observaciones sistemaacuteticas del limo que lleva el Riacuteo Grande desde 1897 hasta 1912 W N Folle es tudioacute cuiciadosamente las dishyversas observaciones y los resultados por eacutel obtenidos opashyrecen compendiados en la siguiente obla
Antildeo Aguaiacute acres pies Limo- Limo - acre s pies
Las observaciones se hicieron de la siguiente manera Se tomaron muestras del agua turbia del riacuteo se removioacute el limo por sedimentacioacuten y filtracioacuten se le secoacute a 60deg e y lueacutego se le p2SOacute Los porcientajes son por volumen y
se les calculoacute tomando como base que un pie cuacutebico de lim o en el estanque pesa despueacutes de secado 53 lbs
Despueacutes de considerar los resultados de los experimenshytos efectuados en India y Ameacuterica Etcheverry concluye asiacute
I- Un pie cuacutebico de limo saturado sedimentado en un tubo por un antildeo contiene alrededor de 30 lbs de limo seco El porcientaje por volumen de lodo saturado es jgual al porcientaje por peso multiplicado por 2l
2- Un pie cuacutebico de limo huacutemedo como se deposita bajo condiciones naturales el por volumen de lodo huacutemiddotmiddot medo es igual al por peso multiplicado por 12
3- Un pie cuacutebico de lodo seco pesa alrededor de 90 lbs
Remocioacuten del limo depositado- La represa Assuan en Egipto forma sobre el Nilo un estcnque de gran capacidad y considerable volumen de limo La gran capacidad del estanque se debe principalmente a la suave pendiente del riacuteo pues debido a eacutesta la represa logra represar las aguas unas 40 millas aguas arriba formando asiacute un estanque largo pero angosto La represa estaacute provista de 180 comshypuertas que permanecen abiertas mientras dura la crecida anual permitiendo asiacute que la corriente torrencial arrastre su linIO a traveacutes del estanque y al mismo tiempo saque parte del que se depositoacute el antildeo anterior
Este meacutetodo de remocioacuten parece ser efectivo pues sosshytiene la capacidad de almacenamiento para las necesidashydes actuales del riego pero eacutel exige el gasto de la mayor parte del agua en antildeos normales y su eficiencia depende mucho de las circunstancias locales (estanque angosto) pues bajo estas condiciones una corriente raacutepida es muy efectishyva para sacar el sedimento depositado Por otra parte las variaciones del Nilo son tan regulares que permiten la ashydopcioacuten de un programa predeterminado lo que es geneshyralmente imposible en otras corrientes
La combinacioacuten de estas condiciones es tan rara que la solucioacuten adoptada no tiene ap~icacioacuten en la mayoriacutea de
-- 1544-shy
los casos y presenta por lo tanlo muy poco in tereacutes como solucioacuten general al problema de que nO$ ocupamos
El ingeniero norteamericano W W Follelt propuso el siguienl meacutetod0 para ramover el limo del estanque Eleshyphanl Bulte
En lo mitad del estanque se construiraacute una pequentildea represa de 40- 50 pies de altura formando asiacute un pequeshyntildeo estanque dentro del principal Esia pequentildea represa esshytaraacute provista de una torre de esclultas eacutestas daraacuten acceso a un conducto que desembocaraacute en el valle pasando por la represo principal
Cuando el estaiexclque principal se esteacute llenando e l peshyquentildeo recibiraacute el agua del riacuteo y gran parte del limo se depositaraacute en eacutel an tes de que el agua pase por sus vershytederos al principal Cuando el estanque pequentildeo esteacute poshyco lleno las aguas turbias se haraacuten pasar por el conducto arrastraraacuten el limo depositado en el pequentildeo estanque y llevaraacuten su carga fertilizante a los regadiacuteos Si se necesishytare agua adicional se sacaraacute del estanque principal
La principal ventaja de este meacutetodo estriba en que con serva las propiedades fertilizantes del agua aumentando asiacute la fertilidad de las tierras que con ella se rieguen
3-Corrientes de aciexclua- La derivacioacuten de una corrienshyte de agua abarca esencialmente tres obras Una barrera un sistema de compuertas y un canal de derivacioacuten
La barrera se dispone a traveacutes de la corriente debajo de la presa de agua y en el lugar donde las orillas esteacuten maacutes cercanas Ella levanta los aguas y las conduce al cashynal de derivacioacuten
El tipo de la barrera depende del caudal de la corrienshyte que se quiere derivar
En un simple arroyo la oparacioacuten es sencilliacutesima Alshygunas piedras grandes y troncos de aacuterboles bastan para establecer barreras muy resistentes Las figuas I y 2 exshyplican la disposicioacuten de una de estas barreras Siempre conshyviene proteger con un zampeado de madera o piedra la parte maacutes abajo de ~a barrera para evitar el desgaste en las avenidas
Crevat describe asiacute las cbras de una presa de agua en el riacuteo Ain Uno de los problemas maacutes difiacuteciles en un proshy
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Planta dfgt la burrera rUacuteili( ~a c ll yo lorlf rtmiddotnr(iexcl ~ 1ta lJ rilo 2
yecto de derivacioacuten es el establecimiento de la presa de agua sobre todo cuando el riacuteo es ancho y torrencial Y hay que prevenir la invasioacuten del cascajo y la arena gruesa
Cuando sea posible conviene aprovechar un recodo del riacuteo donde disminuye la velocidad y por consiguiente au-
Fig 2 HI1TIra 1I1~li( a tn IIn arroyo COrl ~ ( g Uacutell A B (Itshy la fi~ 1
- 1546 shy
menta la altura del agua En la orilla (Fig 3) se construye con grandes piedras talladas un muro de 30 mts de lonshygitud cuya base al nivel de las aguas bajas estaacute proteshygida por un enlosado de cemento de 3 mts de ancho para facilitar el deslizamiento del cascajo que puede ser consishyderable durante las crecidas
Este muro A por tener que servir de vertedero es vershytical por la parte del riacuteo con 030 mts de altura sobre el nivel de la orilla y estaacute sostenido exteriormente por un tashylud de cemento de muy alargada pendiente que forma el
Plano timiddot una harrera y toma dI aglla
fondo de un pequentildeo depoacutesito B faacutecilmente vaciable desshypueacutes de las crecidas por medio de una gran compuerta
En la parte inferior del depoacutesito B hay que establecer un macizo de mamposteriacutea que forma la cabeza del canal F en el que se habraacuten abierto dos tuacuteneles e de dos meshytros de anchura y un metro de altura cuya entrada puede cerrarse con compuertas de hierro reforzadas con nervios El agua al pasar por estos dos tuacuteneles desemboca en el canal de derivacioacuten F que alliacute debe ser poco profundo pero ancho (5 mts) estrechaacutendose en seguida progresivashy
menle hasta que alcance el tiro de agua y anchura norshymales
Fn el muro de defensa A del recipiente B se coloca lna compuerta inmediatamente delante de la~ aberturas de toma d9 agua y debajo de la barrera
Transversalmeiexclte al riacuteo y en el extremo inferior de l vertedero se construye un soacutelido zampeado de fondo E recshytiliacuteneo algo maacutes alto quoacute el fondo leI riacuteo y que se vaya eevando un poco hacia la derecha d se eleva de 050 el nivel de la corriente y se echa nuevamente contra el vershytedero A xl propio tiempo que se ancha un poco el cauce
Chaipeniier de Cossigny habla de una barrera de cashyballetes que con frecuencia se ve en el sur de Francia
Para estableceo a traveacutes del caue del riacuteo se fijan una serie de caballetes como lo representan las figuras 4 y S donde A es una estaca gruesa inclinashyda y C C los sosteshynes Sobre estos cabashylletes se clava una seshyrie de tablas sobre las
Fi2~ 5 cuales se echa desde riacuteo arriba grava RiacuteoFrente de una brre13 de caJallrlt s
- 1548 shy
abajo se defiende al pie de la obra con pentildeascos sosshytenidos con estacas
Las barreras importantes se construyen de piedra o de cemento empezando por trazar el armazoacuten de la barrera Aprovechando la eacutepoca del arlO en que el riacuteo lleva poca agua se clavan a traveacutes una serie de soacutelidas estacas cushyyos extremos superiores delineuroan el perfil transversal de la barrera Estas estacas se unen entre siacute y en ambos senshytidos por medio de cruceros Entre elios se hincan tablones Terminada la armazoacuten se llenan los huecos con guijarros y piedras y lueacutego se rellenan los intersticios con grava y tierra La parte superior de la barrera se recubre con un thecho de carpinteriacutea o bien con losas que formen una esshypecie de embaldosado entre los cruceros
A fin de obtener una barrera maacutes fuerte se puede hashycer la siguiente variacioacuten Una vez terminada la armazoacuten se colocan apoyados conira los tab~ones sacos llenos de cemento que no tarda en f~aguar Estos sacos forman un muro muy resistente Se acaba de construiacuter la barrera lleshynando con cemento el interior limitado por el muro La cashyra superior se resguarda de la accioacuten del agua con un reshyvestimiento de mortero hidraacuteulico para el cual se puede emplear ladrillos
Las compuertas colocadas a la entrada del canal comshypletan el conjunto de las obras de derivacioacuten y sirven para llevor el agua de uno a otro canal
Hay considerable nuacutemero de modelos de compuertas desde las mayores que se aplican para cerrar los canales hasta las menores para abrir y cerrar las atarjeas En prinshycipio una compu9rta se compone de un quicio horizontal que ocupa el fondo del agua y dos montantes verticales ~obre los que se desliza el ventanillo enlazados por un dintel en el extremo superior El quicio y los montantes pueden ser de madera o de piedra El ventanillo es la parshyte movible de la compuerta y se acciona ya a mano ya por medio dG palanca o cremalera seguacuten el tamantildeo Las partes superior e inferior de las compuertas deben protegershyse contra las socavaciones por planchas de madera o por construccioacuten de mamposteriacutea
En suelos flojos se draga el fondo hasta encontrar roshy
-l549 - shy
shy________ -shy _ __ ___J
s lzaltln ue IIna compllfmiddotlla
ca o tierra firme y lueacutego se pone a traveacutes una hilera de
estacas sobre la cual descansa la compuerta a cada lado
de esta primera arma zoacuten se amontonan sacos de cemento
La3 figuras 6 y 7 rlt-presentan un modelo de compuerta
ordina ria Los figuras 8 y 9 representan la compuerta p e-
r~ 7 Planta de tilla (Olllplltmiddotrta
-shy 10
qUEntildea de hierro muy pr-aacutecti ca que se emplea para abrir y cerrO las atarjeas de riego La figura 9 indica claramenshyo
te coacutemo se mantiene fija esta compuerta por medio de dos grandes piedras indinadas que pueden sustituiacuterse por dos puntales de madera
En cuanto al canal de derivacioacuten tambieacuten llamado de alimentacioacuten se ceba en la corrient de agua un poco por
P t(JlUntildea compucrta para atarjta~ lit Jil~o
encima de la barrem Abierto o cerrado por una compuerta debe seguir en su trazado la parte superior del te rreno y presentar el mayor relieve posible Maacutes adelante hablar8shymas sobre eacutel
Evaluacioacuten del caudal de una corrienle- El caudal de una corriente de agua es igual al producto del aacuterea de io seccioacuten bantildeada por la veloc idad media por segundo del agua
r-iacute~ 9
l a middotolllpllrla dmiddot la fiiexcl 8 olorarla en la otnlrada d e 1 alarju
Es necesario obtener el perfil de la corriente en varios lugares y promediar los resultados Para obtener un periil se tiende una cuerda de una a otra orilla perpendicuarmiddot mente a la direccioacuten de la corriente y lo maacutes cerca posib~ de su superficie A distancias regulares sentildealadas en la cuerda se practican sondeos que dan la profundidad d e l
- 1551 shy
agua en cada una de las divisiones Obtenido el perfil con estos datos se sumaraacuten los trapecios parciales para obtAshyner el aacuterea de la seccioacuten dantildeada
La velocidad media de ~ agua se deduce de la velocishydad media en la superficie es igual al producto de eacutesta por el coeficiente 08 en los canales y riacuteos de dimensiones medianas y po 06887 en arroyos y atarjeas La velocidad en la superficie puede calcularse faacutecilmente de la siguienshyte manera A unos 3CJL-40 metros Daacutes arriba del paraje cuyo p3rfil se ha encontrado se echan unos cilindros de madera gruesa o corcho y con un cronoacutemetro se cuenta e l tiempo que gastan en recorrer la distancia comprendida enshytre el Jugar donde se echaron y olro previamente fijado 30-40 mIs maacutes abajo del lugar del perfil La operacioacuten debe repetirse varias veces y promediar los resultados
En vez de valerse del flotador para determinar la vsshylocidad de la corriente suelen emplearse los medidores de velocidad o corriente (Current Meter) Existen varios modeshylos de estos aparatos los maacutes usados son el de Haskell y
61 de Price En el modelo Price existen dos tipos el eleacutecshytrico y el acuacutestico Por se r estos aparatos suficientemente conocidos y venir acompantildeados de instrucciones para su uso no nos detenemos a explicarlos
Cuando el cauce es de seccioacuten bastante regular es preferible usar una compuerta para medir el caudal
Compuerta rectangular- De sus experimentos con esta clase de compuertas Francis dedujo la siguiente foacutermula
Q = 333 H (L - 02 H) siendo Q = descarga en pies cuacutebicos por segundo L = longitud de la compuerta 6n pies H = altura del agua sobre la compuerta en pies Cuando la velocidad de aproximacioacuten tiene un valor
suficientemente alto para afectar los resultados deben hushycerse las correcciones necesarias Francis propuso la sishyguiente foacutermula para este caso
Q = 333 (L - 02 H) [ (h HYh - h~h 1 donde h = allura debida a la velocidad de aproximacioacuten
Compuerta de Cippoletti- Las foacutermulas correspondienshytes a los dos casos mendonados para la compuerta regushylar son
Las figuras 10 y 11 representan la compuerta rectangushylar y la de Cippolstt i respectivamente
CAPITULO V
Uso de bombas para el riego
La praacutectico de elevar agua de un nivel inferior a otro superior para usarlo en el riego es sin duda tan antigua
1553 shy
como el riego mIsmo En China India y otros paiacuteses orienmiddot tales todaviacutea se acostumbra regar tiel ras maacutes ollas que los canales que conducen el agua elevaacutendola con potencio
bullhumana c animal unos pocos pies Naturalmenta que e~to
se puede efectuar soacuteo cuando la altura es moderada y el trabajo muy barato
Molinos de vienlo- La fuerza del vienio se empleoacute prishymitivamente para las necesidades del riego y auacuten hoy se usa frecwmtemente para elevar aguo de pozos para 103
necesidades domeacutesticas y para el riego de jardines y peshyquentildeos huertos Aunque la fuerza no represente gasto alshyguno el bombeo por medio de molinos de viento resulta en promedio maacutes costoso que cualquier otro meacutetodo excepshytuando aquellos que usan fuerza animal Esto se debe a la pequentildea potencia desarrol ~ada por estos aparatos la inshyconstancio del vie~to y la gran atencioacuten y reparacioacuten que exigen los molinos de viento Por estas razones el costo del bombeo por este sistema hace prohibitivo su empleo exshycepto para cultivos intensos de pequentildeos tarrenos donde se esperan grandes beneficios
Los molinos de viento se usan extensamente en el vashylle de San Joaquiacuten (California) y en los grandes llanos de las Montantildeas Rocosas para obtener agua para el riego El principal inconveniente de estos molinos es su insegushyridad pues su funcionamiento depende completamente de la fuerza del viento
A causa de esta inseguridad los molinos nunca deben usarse para regar sin proveerse de un estanque ampliO pashyra almacenar el agua Debe instalarse un recipiente de gran capacidad a fin de poder almacenar el agua durante los diacuteas que no se la usa para regar Este recipiente se puede obtener usando uno de los tanques elevados que suminisshytran los constructores de molinos de viento o si el molino se puede instalar en un punto alto de la hacienda se pueshyde excavar un estanque paro el almacenamiento
En promedio se necesita una velocidad del viento 5- 6 millas por hora para mover un molino La tabla siguiente da la fuerza del viento para las velocidades ordinarias
-1554
Velocidad del viento y potencia
Millas por Pie por Presioacuten Millas por Pies por Presioacuten
La tabla siguiente tomada de un trabajo de Mr A R Wolff sobre molinos de viento muestra la capacidad y
economiacutea de un molino experimental con rueda de distinshyto diaacutemetro asumiendo una velocidad promedio del vienshyto de 10 millas por hora durante ocho diarias
CAPACIDAD DE LOS MOLINOS DE VIENTO
Tamantildeo Rtvoluclunes Galones de agua levantados por minuto H P de la rueda de la rueda bull una altura de desarrollados
pie
25 50 75 100 150 200
ID no-u lB fjfj tiu 41 1112 l~ ij-HO t3 n u 11 8 8 1 O ~ I H iexclO-i 4bull 1 ~~ 6 ) -I ~ 1U 1 S -l 02- Hi ~I-iexclO ji -U JI (iexcl 1liacute JI 1 98 SO 0 11 18 10- (- 911 j2 2middot1-1 J1 J ) D I ~n 1 bull -40 1lfI UI 1 IO X l J ~ JI l I I O1X 2J W-li ~ 124 J01 0 111) 40 1 Hi3 ~H1 134
- 1555 shy
Al disentildear un molino de viento para bombear agua deben considerarse dos cosas El momento de torsioacuten y la velocidad de la rueda en relacioacuten con la de la bomba La primera debe ser lo maacutes gronde posible a fin de que el molino arranque con un viento suave la segunda no debe ser muy alta para las bombas en un molino pequentildeo ni demasiado baja para uno grande De lo anterior deducimos que el tamantildeo de un molino es un elemento importante en el arreglo de sus aspas
El aacutengulo entre cualquier porcioacuten de una aspa y el plano de la rueda se denomina aacutengulo del viento para obtener el mayor momento de torsioacuten al arranque este aacutenshygulo debe ser el complemento de los mejores aacutengulos de incidencia o entre 70deg- 55 Se ha Encontrado en la praacutecshytica que el aacutengulo del viento no alcanza estos valores sienshydo muy recomendable usar 43deg La tabla siguiente da los resultados de los experimentos de J A Griffith con cinco clases de molinos norteamericanos
CAPACIDAD Y EFICIENCIA
STOVER
Diaacutemetro exterior de la rueda pies 115 inferior 45
Area bruta de la rueda pies cuadrados 1040 Angulo del viento en la extremidad exterior de las aspas 43 Diaacutemetro y carrera de la bomba pulgadas 3 X 4 Altura promedio del agua durante el ensayo pies 292
A maacutexima eficiencia
Ve locidad del viento millas por hora 58 Velocidad del molino revoluciones por minuto 130 H P 0011 H P por 100 pies cuadrados de aacuterea bruta 0011 Eficiencia neta maacutexima tanto por ciento 87
-- J556 --shy
Promedio de 100 horas localidad bonancible
Promedio del agua elevada galones por hora 1530 Promedio de los H P desarrollados por l 00 pies~ 0022
0023 Eficiencia neta maacutexima 21
Promedio de 100 horas localidad borrascosa
Promedio del agua elevada galones por hora 2870 Promedio de los H P desarrollados por 100 pies~ 0041
0043 Eficiencia neta maacutexima 028
De varios molinos
Parkins ~fthoue Allhouse Carlyle
16 1416 1016 983 60 45 383 416
2010 1570 81 800 36 30 5028u
3 X lOyiexcl 3 X 10 3 X 4 58 3 X 4 liquest 39 663 387 307
---shyMaacutequinas de combustioacuten interna- Las maacutequinas moshy
de rnas de combuslioacuten interna de gas y vapor no soacutelo con-sum e 1 pJCo combustible sino que son adaptabI8s unishydades pequentildeas ademaacutes req u ieren poca vigilancia para un buen manejo y las reparaciones se efectuacutean faacutecilmenshyte Estas ve1 tajas importantes hcn heclo generalizar el uso de esta clase de maacutequinas
Maacutequinas de vapor- A lgunas de la s maacutes grandes planshytas d2 bombas para riego usan el vapor como fuerza moshyIriz En las islas Hawai se emplean grandes bombas moshyvida s por vapor para e levar agua a 550 pies y regar cantildea de azuacutear Grandes plantas a vapor se emplean para eleshyvar grandes can tidades de agua a pequentildeas alturas y reshygar las plan taciones de arroz en Louisiana (EE UU ) Las grandes plantas usan la maacutequina reciacuteproca y la bomba directamente conectada En algunos casos se puede obteshyner mayoiexcl- eficiencia usando turbinas de vapor las que por su alta velocidad S9 prestan para mover generadores eleacutecshytricos los cuales a su vez pueden suplir corriente a bombas instaladas en dist intos pun tos Es te meacutetodo de distribucioacuten es especia lmen te venta joso cuando el agua se obtiene de muchos pozos El costo de esta clase de plantas estaacute geneshyralmente fuera del alcance individual y por esto la mayoshyriacutea de ellas son manejadas por grandes compantildeiacuteas o por Jos municipalidades
Bombas- La bomba centriacutefuga es la maacutes usada para regar
La bomba centriacutefuga eleva el agua por medio de un disco provisto de cuchillas curvas que giran raacutepidamente dentro de una caacutemara que se ajusta lo maacutes posible dejanshydo el juego necesario para el movimiento raacutepido Las cushychillas fuerzan el agua a traveacutes del tubo de salida Algunas veces se sumergen dentro del agua que va a bombearse
-- 1558-shy
o se colocan unos pocos p ies encima del n ivel del agu a
en cuy o caso se necesita cebarlas
La bomba centriacute fuga es la maacutes recomendable cuando
se tr Ita de elevar grandes cantidades de agua a pequentildeas
a lturas Sus principales ven tajas son sencillez seguridad
bajo cos to y poca probabilidad de dantildeo por c ieno etc
Cuando hcm sido biEn d isentildeadas acanzan eficiencias de
maacutes de 80 para altu ras de 30- 60 pies Las peacuterdidas a
la entrada del tubo de succioacuten yola sal ida del de desshy
carga se d isminuyen grandemente ensanchaacutendolos progreshy
sivamente al salir de la bomba
El profesor W B Gregory da la siguiente tabla para
ilustrar la ventaja qu e se obtiene al ensanchar los tubos
de succioacuten y descarga
BOMBA CENTRIFUGA - ALTURA DE ELEVACION 5 PIES
Peacuterdida de Peacuterdid a de Pda por fr ic-Forma del tubo altura a la altura bull la cioacute usando Altura Bnfic~
a 3 028 031 024 583 240 291 a 4 009 0 10 02 4 543 280 340
----shyAriete hidraacuteulico- Es ta maacutequina usa un gran v o lumen
de agua que cae de una pequentildea altura para elevar una
cantidad menor de agua a una altura mayor
En este aparato un tubo A conduce el agua a la caja
de la vaacutelvu la B ~ l tubo estaacute en comun icacioacuten con la caacuteshy
mara de a ire C de la cual arra nra e l tubo de descarga D
La vaacutelvula B s(~ abi e hacia abajo y se hace de un peso
tal que permanezca abierta cuando el agua circule a veshy
locidad moderada pero se c ierre raacutepidamente cuando la
velocidad del agua a lcance un valor determinado Cuando
la vaacute~vula se cierra el agu a se detiene suacutebitamente proshy
duciendo un golpe de ariete que abre la vaacutelvula de la caacuteshy
mara de aire comprimiendo eacuteste y haciendo pasar una
parte d e eacutel al tubo de descarga Cuando se iguala la preshy
-- 1)59-shy
sioacuten la vaacutelvula de la caacutemara de aire se cierra pero el flujo en el tubo D continuacutea durante un periacuteodo corto a caushysa de la expansioacuten del aire comprimido en la caacutemara C Como el aire de esta caacutemara es absorbido gradualmente y expulsado por el agua debe proveerse para su renuevo pues de otra manera la elici-encia del ariete disminuiriacutea Cuando el agua en el tubo A estaacute detenida la vaacutelvula B cae el agua empieza a moverse y el proceso se repite
El flujo de un ariete hidraacuteulico es pues una serie de pulsaciones y a cada impuso debe vampncerse la inercia de la columna de agua que se encuentra en el tubo D Si dos arietes se conectan en el mismo tubo de descarga pero de tal manera que sus pulsaciores no coincidan la descarga seraacute maacutes continua y se economizaraacute energiacutea estas ventashyjas se obtienen en mayor escala al aumentar el nuacutemero de arietes conectados Veacutease fig 12
i)
rs 2 l iacute
llUSlraciuacuten dd prin cipill dd ik hiJraacuteulicu
CAPITULO VI
Canales y alarieas de riego
Cualquiera que sea el meacutetodo de riego que se haya esshycogido su praacutectica requiere cierto nuacutemero de canales y atarieas Vamos a definir estos canales y atarjeas y a inshydicar las principales consideraciones que rigen su consshytruccioacuten
Todo riego supone una presa de agua en un canal riacuteo etc Esta agua por medio de un canal de derivacioacuten se
--1560shy- -
lleva a los regadiacuteos De cua lquier forma que sea en eacutel o en sus ra mificac iones na cen y se alimen ton zan jas de meshynores dimensiones llamadas atarjeas de distribucioacuten las cuales llevan el agua a las atarieas de riego
Como todo riego debe ir acompantildeado de una desecashycioacuten del suelo es necesario construIacuter atarjeas de desaguumle que lleven el agua usada a los canales de evacuacioacuten En ciertos casos las atarjeas de riego una vez vaciacutea s sirshyven para el desaguumle
Seccioacuten de los canales y de las atarieas- Los canale s de a limentacioacuten de distribucioacuten y de evacuacioacuten tienen seccioacuten trapezoidal (Fig 13) Las otarjeas de riego y de desshyaguumle son rectangulares (Fig 14) Soacutelo miden 5-15 ctms de profundidad
Un canal de riego se com pone de las siguientes parshytes (ver lig 13)
El fondo D F sobre e l cual fl uye e l agua
-1561
La altura O E = h del egua Las banquetas A B H 1 que sostienen el agua por cashy
da lado Los taludes formados por las caras laterales B D F H El periacutemetro mojado P o la lopgitud e D + D F + F G La seccioacuten uacutetil S del canal eo la superficie que tiene
por base G C y D F y por a~ tura O E El radio medkl R es igual a S P La pendiente de Jos taludes m se determina por la
relacioacuten G Kj F K
Pendiente de los taludes de los canales y de las aacutetarshyjeas principales- Las pendientes de los taludes dependen de la natura leza del terreno Hus ta 15 ctms de profundidad son verticales Pasando de esta profundidad y para atarjeas abiertas en desfonde se dan las siguientes pendien tes
Roca m l O Arcilla pura m 1 033 = 303 Tierra arcillosa m 1 05 200 Tierra arenosa m 1 15 = 066
Para Jos taluds de fosos cmstruiacutedos en terrapleacuten
Arcilla pura m 1 05 = 200 Tierra arcillosa m 1 075 = 133 Tierra arenosa m 1 225 = 044
Para el mismo terreno si m es la inclinacioacuten del tashylud en desfonde 10 inclinacioacuten m del talud de terrapleacuten es igual a
2 3 m 1 1
- +shym 2m
Pendiente de los canales--Cuanto maacutes fuerte es la penshydiente maacutes se puede reducir la seccioacuten de un canal para la misma descarga Conviene pues construiacuterlos con la mashyyor pendiente a fin de disminuiacuter los trabaj os de excavacioacuten Por otra parte hay que considerar que una pendiente fuershy
-- 1562 -shy
te disminuye por la raduccioacuten de seccJOn la superficie de contacto y por consiguiente la filtracioacuten Ademaacutes la veloshycidad del agua no debe pasar de determinados valores seguacuten el terreno pues produciriacutea erosiones en las paredes
Velocidades de las que no conviene exceder en los diferentes terrenos
Velocidad limite Pendlent
por segundo por kmt
Arcillas blandas 0152 mts 0045 mts
Arenas 0305 0136
Gravas 0609 0433
Guijarros 0914 0570
Piedras en grandes fragmentos 1220 1509
Guijarros aglomerados 1520 211 S
Rocas blandas 1830 2786
Rocas duras 3050 7342
Tambieacuten existe un liacutemite inferior de velocidad que no se debe traspasar pues se forman depoacutesitos que destruyen
los cauces Los depoacutesitos principian a formarse por debajo de una
velocidad media de 025 mts por segundo en corrientes de agua fangosa 030 cargada de
arena fina 050 mts por segundo en corrientes de agua cargada de
arena gruesa Por consiguiente la velocidad no bajaraacute de 050-080
mts en el canal principal a fin de que no se deposite la arena gruesa
No deberaacute ser inferior a 025- 040 mts en los canashyles de distribucioacuten para que en ellos se deposite la areshyna gruesa que si llegara a las atarieas de riego podriacutea ser perjudicial Como estos canales no se usan continuashymente seraacute faacutecil quitar los depoacutesitos asiacute formados
Canal de conduccioacuten- La pendiente de eacuteste depende
- 1563 shy
oel nivel de la presa de agua y de la altura de la parte maacutes alta que deba regarse
Generalmente su pendiente variacutea de 00007-00014 mts por m La velocidad no excede de 080 mts por segundo La seccioacuten es trapezoidal y debe ir disminuyendo a medishyda que el canal avanza como que tiene que servir a meshynor extensioacuten
Este canal debe estar dispuesto de tal forma que en su punto de unioacuten con el riacuteo quede su nivel maacutes baio que el quicio de la presa a fin de poder instalar un aparato de afor Siempre debe estar provisto de una compuerta de modo que sea faacutecil impedir o regular la entrada dol agua para poder efectuar reparaciones o prevenir una crecida de la corrien te alimentadora
A fin de evitar la erosioacuten conviene lapizar con ceacutesped las paredes laterales y el fondo
Atarieas de distribucioacuten- Deriacutevanse del canal de conshyduccioacuten y llevan el agua a las atarieas de riego Son casi horizontales con pendientes de 0001-0015 mts por m La velocidad del agua no debe ser inferior a 025-040 mts
Se ponen en comunicacioacuten con las atarieas de riego por medio de un tubo de aiiacuteareriacutea o de una caia rectangushylar de madera Esta abertura debe poderse cerrar con una compuerta
Atarieas de riego- E1 general deben ser tan poco proshyfundas como sea posible Con frecuencia se les da un pershyiexcljI rectangular En la unioacuten con las atcrieas de distribucioacuten pueden tener de 30- 35 clms de anche para lueacutego ir disshymi1uye1do
El fondo e3 generalmente horizontal y sus bordes esshytaacuten ligeramente inclinados seguacuten lo direccioacuten de la corrienshyte y se aproximan a medida quo se aleian de las atarieas de distribucioacuten
Atarieas de desaguumle--Las atarieas de desaguumle recogen las agu)s despueacutes de regar y la3 llevan a los canales de evacuacioacuten Son doblemente uacutetiles pues secan el suelo y
permiten volver a usar las aguas para el riego de nuevas extensiones
- 1564shy
Los bordes estaacuten cortados verticalmente Su anchura ordinariamente es de O l5- --030 mts
Canales de evacuacioacuten- El ca nal de evacuacioacuten recishybe el agua de los desaguumles y la conduce al riacuteo o a regar otras tierras Debe ocupa r lo parte maacutes baja del terreno Debe tener una seccioacuten suficiente para el agua que recibe Tiene forma trapezoida Sus paredes deben protegerse conshytra el desgaste por medio de ceacutesped
Caacutelculo de las dimensiones de los canales y de las atarjeas principales- Hemos dicho que la seccioacuten de los canales y atarjeas principales es trapezoidal La seCClOn de las secundarias es triangular o rectangular Generalmenshyte no S9 ca~culan Es necesario determinar lo maacutes exactashymente posible las dimen5iones de los canales y atorjeas principales Las foacutermulas emp16cdas dan resultados aproxishymados que la experiencia modifica A continuacioacuten damos las foacutermulas de Darcy perfecc ionadas por M Bazin
ConsideremQs la seccioacuten re presentada en la fig 13 Y llamemos
1 D F = longitud del fondo
h O E = la altura
S aacuterea de la seccioacuten
U velocidad mediacutea del agua velocidad media en la superficie X 080
Q = descarga
I = la pendi2nte
P periacutemetro moiado
R = radio medio
Estas cantidades estaacuten relacionadas de la siguiente mashynera
(1) R I = b U~ oacute U = C RT(2)
(3) Q = S U Oacute Q = S C rRI (4)
C = 1 b es un coeficiente que depende de la rugoshysidad de las paredes del canal M Bazin ha expresado su valor asiacute
1565 - shy
87
C = 1 Vb = - ---- + tiacute
VR ltiacute tiene los siguientes valores
Paredes muy lisas (cemento madera lisa) tiacute = 006 Paredes lisas (taba ladrillo) tiacute = 016
poco lisas de mamposteriacutea tiacute = 046 de naturaleza mixta Ciacute = 085
Canales de tierra en condicion3s ordinarias tiacute 130 Canales de tierra con resistencia excepcional tiacute = 175
Maacutes adelante daremos los valores del coeficiente C en funcioacuten del radio R y los valores del coeficiente o de la loacutermua (l) corre3pondientes a los valores dAl coeficiente
C = 1 vT-
Ganguillet y Kulter adoptan tambieacuten la foacutermula
u C RTpero daacutendole a C el siguiente valor
O 00155
23 + + n
C 000155
1+ 23 + --- n
( ) V R
El nuacutemero n variacutea con la naturaleza de las paredAS y tiene los siguientes valores
n ln Paredes muy uniformes ceuromento madera
cepillada 0010 100 Paredes linos piedra tallada ladriilos 0013 77 Paredes poso uniformes 0017 58 Paredes rugosas piedras en bruto 0020 50 Paredes de tierra 0025 40 Paredes de grava 0030 33 Paredes irregulares de grava y mal cuidadas 0035 29 Paredes muy irregulares 0040 35
- 1566 shy
Las dJmensiones de los canal83 deben 118nar otras conshydiciones que determinan las foacutermulas anteriores
En primer lugar la tangente trigonomeacutetrica m queda determinada por la naturaleza del terreno Luego si circunsshytancias especiales no exigen la adopcioacuten de una profundishydad conviene dadas 1 y m dar a la seccioacuten la forma que corresponda a la maacutexima descarga por unidad de aacuterea de ella Esta seraacute evidentemente la seccioacuten maacutes econoacuteshymica De la foacutermula (3) Q = S U deducimos que para una superliacutecie dada S la descarga Q es maacutexima con U POI
consiguiente para una pendiente dada y teniendo en cuen shyta la foacutermula (2) U = e VRT con R o tambieacuten pll8sto que R = S P cuando P es miacutenimo
D8 la Hg 14 deducimos que
(5) S h (1 + h m)
(6) P + 2 h m V1 + m~ (6) P = I + 2 hmv 1 + m~
S h ( I + hm) (7) R
P + 2 hm 1 + m~ y por caacutelculo deducimos que P es miacutenimo cuando
h + V I + m~ (8)
2 ro
En este caso los lados B D H F D F son tangentes a Jo circunferencia descrita desde O como centro y con h como radio
Si sustiacutetuIacutemos en (7) 1 por su valor sacado de (8) obshytendremos
2 m h h ( + hm)
+ VI + m (9) R +
2 mh 2h V 1 + m~
+ ml+vl+ m~
- 1567 shy
--- -
1+ iexcl-1 + rn~ ]iexcl 2 = X
rn 4
es decir el radio medio es igual a la mitad de lu profunshydidad del agua
La relacioacuten h 1 que determina la seccioacuten oacuteptima soacuteshylo depeeacutelde para S e 1 dados del valor m El valor de h 1 en (8) permite calcular faacutecilmente h y 1 conociendo S y m Reempazando 1 por su valor en funcioacuten de h en la ecuashyc ioacuten (5) 1endremos
(lO) S =
( h
2 m h
1 + 1 1 + m~ h+-111
)
h~ 2 l 1-+ m~ -----shy 1
m
mS lh
11 J J h = ( 2 V 1 + m - 1 )
Seguacuten esto S2 ve que cuanio maacutes se acerquen los taludes del canal a la vertical mayor es h y por consiguienshyte R Conviene adoptar para R el mayor valor posible pues asiacute no disminuye la anchura del canal de pendiente dada 1 y se aumenta la velocidad media d el agua que es proshyporcional a R
Cuando las circunstancias obligan la adopcioacuten de una profundidad determinada la ecuacioacuten S = h (l + h m) soacutelo contiene la incoacutegnita 1
Empleo de las foacutermulas uso de las tablas ejemplos middotnumeacutericos--Los problsmas que se presentan maacutes frecuenshytemente son
I- Conocida la seccioacuten transversal de un canal y su pendiente calcular su descarga
JI- Conocido el rendimiento del canal y su pendiente
- 1571 shy
calcular las dimensiones que debe tener su seccioacuten transshyversal y la velocidad media del agua
CASO iexcl- Se a plican las siguientes foacutermulas
h (1 + h m) (S) S = h (1 + h m) (7) R
1 + 2 h 1 + m~
m
y lueacutego
(2) U = C m 1)Y2 (1) Q _ S C (R 1) 1j~
La foacutermula (S) ncs do e l aacuterea la (1) el radio medio pues h I Y 111 SO1 conocidos Las foacutermulas (2 y 4) permiten ca lcular U y Q
EJEMPLO Calcular el rendimie llto de un canal de ti eshyITU sabiendo que 1 = lmts h = 121 1 = 00002 y la inclinacioacuten de los taludes es 45
La aplicacioacuten de las foacutermulas (5 y 7) nos da
S = 2867 mts~ y R = 060 mts
El valor de C seguacuten la tabla de Bazin es 325 y seguacuten la de Kutte r 35 Tomamos e l promedio de estos dos valoshyres o sea 3375
Aplicando las foacutermulas (4 y 2) obtendremos
Q = 098 mts y U 037 mts
CASO II- Si existen circunstancias que obliguen a adopshytar una profundidad determinada se aplicaraacuten las foacutermushylas de la seccioacuten maacutes ventajosa es decir las foacutermulas sishyguientes bull
Q~m S (9) h b U~ b - shy~ (1 + m~ )11 ) = 2 R (l) R I
12 - 1) S~
Se principiaraacute por adoptar para b un valor provisional y para escogerlo seguacuten el rendimiento se evaluaraacute el vashylor posible de R y por consiguiente el de C seguacuten la tashybla de Bazin La tabla de los valores de b daraacute un valor que se adoptaraacute provisionalmente Una vez hallado el vashy
- 1572 shy
lar da R se rectificaraacute e l de b Se volveraacute a calcular R y
se continuaraacuten estas aproximaciones hasta que se encuenshytren para C y b valores que no difieran sensiblemente de Jos anteriores La ecuacioacuten (1) contendraacute R elevada a la quinta potencia y deberaacute resolverse por logaritmos
EJEMPLO Un canal debe tener un rendimiento de 2 lIltS de agua por segundo con una pendiente de 00002 por mts Cuaacutel debe ser su perfil transversal en la tierra con taludes inclinados 45
Supongamos R = 1 mt entonces seguacuten la tabla d e Bozin C = 378 y seguacuten lo de Kutte r C = 40 Toma mos 81 pro lllcd io C = 389 Para b obtenemos 000066
In
Lu IOacuteI JI1 U 111 (0) du x
Pero s iendo m 1 sacamos
m 0547
y obte ndremos 4R~ S 4W
0547
Lo foacutermula (1) nos da
R X 00002 000066 4
S~
R S~ 132
y sustituyendo S po~ su valor
16 R
(0547F 132 R 075
Seguacuten las tablas de Bazin y Kutter los valores respecshytivos de C pondiente de b tend
son de b remos
348 es
y 00
37 Adoptamos 0077 Sustituyendo
359 este
el valor nuevo
corresshyvalor
- shy 1573 shy
4 4 R~ 0547 S TI X 00002 000077 (
s~
R = 075
Lo vola re s d~ e y de b no difieren sonsibloTrl ento de los que acabamos de adoptar Tomaremos pues para TI el va le r 076 mis entoncos h = 152
4 (076 )~
S 442 Jll l s ~
0547
Q 2
u 047 mts S 422
La foacutermula (8) permite dete rmina r l
2 m h 2 X 152 126 y e l problema
1 + ( + m~)Y2 1 + (2)1
queda resuelto Pero puede ocurrir que por circunstancias especiales no
se pueda adoptar el perfil maacutes econoacutemico Entonces se coshynoc 3 la profundidad h o la anchura 1 por lo tanto
S = h (1 + h m)
Q2
R 1 b --- en que R estaacute expresado en funcioacuten S2
de h y de I y permitiraacute hallar por tanteo h o I y S Supongamos que por causa de la existencia de un submiddot
suelo rocoso la profundidad del canal no debe exceder de un mI y que la descmga sea de 2 mts pOI segundo y la pendiente 00002
Procederemos asiacute
Puesto que h 9S a lo sumo igual Q 1 mI el radio meshydio puede evaluarse en 050 mts Las tablas dan para e 306 y 34 adoptamos 32 y entonces b = 000098
1574
Q2
De la ecuacioacuten R I b --- deducimos S2
000098 X 4 S~ 392 S 625
050 X 00002
La foacutermula S = h (l + h m) da 525
La foacutermula (6) nos da P = 807
s 625 R 077 mts
P 807
Se partiraacute de este nuevo valor de R para repetir los caacutelculos
Las tablas dan para R = 077 mts C = 35 y 37 Adoptamos C = 36 entonces b = 000077
Tenemos
000077 X 4 S 40 S 632 1 532
077 X 00002
P 814 Y R = 077
Adoptaremos para el perfil de este canal de 2 mts de descarga por segundo
1 = 532 h = 1 mI R = 077
La velocidad media del agua seraacute
u = Q S = 2 632 = 031 mts
CAPITULO VII
Sistemas de rieqo
Hay muchos procedimientos de riego seguacuten la naturashyleza del terreno su pendiente los cultivos o la cantidad de agua de que se dispone
- 1575 shy
A continuacioacuten describiremos los siguientes sistemas Por sumersioacuten por filtracioacuten por desbordamiento
El riego por sumersioacuten se dIvide en tres meacutetodos el ri ego por filtracioacuten en dos y el por desbordamiento tambieacuten en dos De todos eros hablaremos separadamente
Riego por sumersioacuten
El sistema d3 riego por sumersioacuten llamado tambieacuten en manta consiste en cubrir el suelo con una capa de agua que permanece sobre eacutel un tiempo maacutes o menos largo
Generalmente requiere que el terreno sea sensiblemenshyte horizontal de pendiente suave 2 0 00 a lo sumo y que no sea impermeable La superficie regable se rodea de peshyquentildeos diques Si la pendiente fuese fuerte habriacutean de ser a l tos y emplear maacutes agua con lo que se perderiacutea la prinshycipal ventaja de este sistema que es su sencillez y ecoshyncmiacutea
Este procedimiento es uno de los mejores para el rieshygo de praderas cuya pendiente sea de 1-15 mmts por metro Comprende tres meacutetodos distintos
IO-La sumersioacuten naturcl que resulta del desbordashymiento espontaacuteneo de una corriente de agua o de la inunshydacioacuten artificial proveniente del levantamiento de las aguas
29- La sumersioacuten artificial 5encilla en que las aguas permanecen estanadas mientras dura el riego
3y- La sumersioacutell atificial con cJrculacioacuten continuiexcl en que el agua ircula suavemente por la superficie del terreno sumergido
Cuando se riaga con aguas que acarrean limos y areshynas estos materiales generalmente corgados de materias fertili~antes se depositan sobre el suelo Entonces el riego por sumersioacuten va acompantildeado del erdorquinamiento
Sumersioacuten natural- Muchos terrenos estaacuten expuestos a las crecidas de las corrientes de agua que los atraviesan Esta sumersioacuten natural es fuente de grandes riquezas Tashyles s)n Egipto y las pompos de la imeacuterica del Sur En Francia grandes extensiones de ter reno deben su fertilidad a riegos perioacutedicos de esto naturaleza
Las condiciones esenciales de estos sumersiones natushy
1576 shy
rales son pendientes longitudinales muy suaves (040- 045
mts por kmt como promedio) y pendientes transversales
bastante aceurontuadus para que las aguas de las crecidas
vuelvan faacutecilmente a su cauce primitivo
Sumersioacuten artificial sencilla- Exige un suelo de poca
pendiente que no exceda de 2 0 00 a menos de restringir
mucho ia extensioacuten dE las parcelas sumergidas
Si la pendiente fuese fuerte no se depositariacutean los seshy
dimentos perdiendo asiacute este meacutetodo su principal ventaja
Ademaacutes se correriacutea el riesgo de que las aguas arrastraran
la tierra vegetal Finalmente seriacutea necesario que las cuenshycas sumergidas estuvieran rodeadas de diques muy altos
lo que hariacutea perder las ventajas econoacutemicas de este sisshy
tema
Consiste en sumergir el suelo bajo una capa de detershy
minado espesor durante un periacuteodo de tiempo variable
El terreno se divide en compartimientos regulares roshy
deados dE pequentildeos diques que retienen el agua
Generalmente las aguas despueacutes de regar un comparshy
timiento superior pasan a regar uno inferior
Los compartimientos tienen extensioacuten variable En geneshy
ral no exceden de 10-30 aacutereas Se les puede dar una anshychura de 50 mts y una longitud variable seguacuten la pendienshy
te del terreno Los diques que los rodean exceden en todas
partes a 25 ctms al nivel del agua
La altura media del agua sobre la superficie del sueshy
lo es de 15 ctms En el punto maacutes alto del nivel del agua
25 ctms
En el centro de cada compartimiento y en sentido de su longitud se abre una atarjea g (lig 15) que sirve a la
vez de conduccioacuten y desecamiento
A este objeto puede ir acompantildeado de pequentildeas a tarshy
jeas h En el origen y en la extremidad de cada compartishy
miento la atarjea g lleva una en trada de madera con comshy
puerta para retener el agua o dejarla pasar
La atarjea g debe tener una pendiente aproximada de
0001 mts mL La anchura en el fondo y su profundidad
dependen de la superficie del compartimiento y de la cantishydad de agua que conduciraacute
--1577-shy
La fig 15 denota la subdivisioacuten del terreno en cuatro recipientes que forman otros tantos saetines cuya longitud depende de la pendiente del terreno
Es preciso que el nivel del agua en el segundo comparshytimiento sea inferigtr de 1- 2 ctms al fondo de la atariea g del primero Asiacute se logra que el agua pase del primero al SEgundo compartimiento
ruIiexclrrmIlfjfffj7[J[l]Jf]ffI
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Hiego por ~lIhm(~r~ ioacuten Planta ltle unn in~tala(- i(ln de cuatro C(Jlllparlimi-(-middotnto~
Ventajas e inconvenientes de este sistema- Permite reshygar superficies de poca pendiente con ca1tidades de agua demasiado pequentildeas para utiliza ras de otro modo Transshyforma en tierras feacutertiles suelos mediocres siempre que no sean impermeables y que las aguas contengan limos carshygados de principios nutritivos Su instalacioacuten y vigilancia son sencillas y baratas
En suelos impermeables da malos resultados Rara vez se puede aplicar en el momento de la vegetacioacuten y mientras dura impide la aireacioacuten del suelo
- - 1578 - shy
El riego por sumersioacuten se emplea principalmpnte en el cultivo del arroz
Riego de los arrozales- EI arrozal ha de estar compleshytamente cubierto por el agua pero sin quedar estancada sino circulando con muy poca velocidad Sin agua no gershyminariacutea la semilla y en cambio si quedara estancada enshyfermaria 0 planta y podriacutea ser causa de una epidemia pashyluacutedica en la regioacuten
El terreno destinado al cultivo del arroz ha de ser enshyteramente llano y con la pendiente necesaria para la lenshyta circulacioacuten del agua El campo se divide en parcelas delimitadas por pequentildeos diques de tierra
Unas como B (Fig 16) estaacuten trazadas longitudinalmenshyte en el sentido de las labores y del movimiento del agua al paso que otras la sentildealadas con la letra e van en dishyreccioacuten perpendicular a las primeras
Una vez construIacutedos los diques se da el agua a las parce las D y J de modo que la capa liacutequida tenga unos 12 ctms de espesor Hecho 6stO se practican en el dique inmediatamente infel ior unas abe rturas E de 20- 30 ctms
de ancho por donde flushyye el agua a las parceshylas inferiores Asiacute se conshytinuacutea hasta regar todo el arrozal El agua se reshycoge en la atariea d e desaguumle A
El consumo de a g ua se calcula en 24 Its por segundo y por hec taacuterea
Sumersioacuten artificial con derrame continuo--Cuanshydo se dispone de gran can tidad de agua la cirshyculacioacuten puede ser conshytinua sin alterar las disshyposiciones precedentegt
El agua de riego desshypueacutes de alcanzar el nishy
ni~po s i c i(lfl dI un arrozal divirl gtln ( 1
lahla~ n -lIadriluacutel erus L ri ego
- - 1579-shy
vel normal en el compartimiento regado pasa lentamente al inferior y se reemplaza con nueva agua Este procedishymiento priva menos del aire a las plantas que e l estallCU miento permanente
El movimiento d8 las aguas se regula dE-~ tal manera que la can tidad siexclJida por la parte inferior sea igual a Jo que Gntra por la superior De 83t8 modo se llega raacutepidashymente a resultados excelentes
Conviene enviar agua nueva o los compartimientos inshyferiores disponiendo alrededor del cqmpo un canal de cirshycunvalacioacuten El agua debe vaciar por encima de las comshypuertas a fin ds qU8 no arrastre los sedimentos En general los compartimientos tienen dimensiones mayores que los de sumersioacuten sencilla Si la pendiente es muy fuerte conviene disponer oblicuamente diques interiores que impidan la erosioacuten del suelo Los diques que bordean las parcelas tieshynen aproximadaments 150 mts de ancho en la corona y un nivel de 30- 40 ctms sobre el de las aguas
Rieqo por filtracioacuten
Este sistema comprende dos subdivisiones
19 Por filtracioacuten del aqua en el suelo por atarieas proshyfundas- Es un procsdimiento muy imperfecto desde el punshyto de vista d3 los resultados pero muy sencillo y econoacuteshymico Em p lea las zanjas excavadas en los terrenos para sanearlos
Esencialmente consiste en cerrar las compuertas que regulan los diferentes canales de desecamiento El agua de lluvia etc fluye asiacute poco a poco pgtr estos canales y si el suelo es permeable lo humedece al atravesar las pareshydes laterales de e llos pudiendo llegar por capilaridad hasshyta las raiacuteces
Este procedimiento soacutelo es practicable cuando el terreshyno es bastante permeable y de poca pendiente En suelos poco permeabls los resulta dos no son satisfactorios el agua fluye bien por los cana ~ es pero no logra humedecer la tierra
La lig 17 muestra la disposicioacuten de los canales a a b b y Ja de la compuerta d que cuando estaacute cerrada deshy
- 1580
termina el retroceso del agua que se va elevando en los canales y penetra en el suelo Abriendo jo compuerta se inicia la salida del agua y consecuentemente el desecashymien~o del terreno
A~~J~~Mitrbt~Ir~~M~~1 B
F~( 11 J)i sposieiHl para htlnHd e(~e r IIn 1IITfJ1U drenadu al ail
J i~ Hi middotiexclo po fiJI radmiddotn
29 Filtracioacuten del agua por atarieas abiertas superficiales - middot-Este meacutetodo se aplica sobre todo a Jos tierras labradas y
entre otros a 103 cultivos hortiacutec81as Difiere esencialmente del anterior en que las atarieas estaacuten mucho maacutes proacutexishymas en que son superficiales y el agua penetra en el sueshylo y en el subsuelo p8r las paredes y por el fondo
El agua circula por atarieas paralelas que limitan las parcelas de los cultives No debe tocar ni las hoias ni los tedios Por esta razoacuten se emplea e l agua de cloacas para los cultivos hortelanos Como no se ponen en contacto con as hoias ni con los tallos no pueden contaminar esta parshyte comestible de los vegatales Sin embargo uacuteltimamente se ha dicho que las aguas de cloacas contaminan las parshytes aeacutereas de las hortalizas con geacutermenes nocivos y se ha prohibido su empleo para el cultivo de las hortalizas que se toman sin coccioacuten
Este meacutetodo es tanto maacutes eficaz cuanto maacutes proacuteximas
1581 shy
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ni ego por 5-lIrc()~ Di ~pn ~ iciiexclm de la~ atalj pa~
esteacuten las zanias que se trazan con el arado y estaacuten seshy
paradas unos 060- 080 mts La lig 18 indico la disposicioacuten del suelo La liacutenea a b
representa el canal de conduccioacuten a c el canal de riego del campo d designan los surcos que no terminan en el canal a c La limpieza que necesita el funcionamiento del sistema deteriora pronto este canal Debe construiacuterse una atari ea auxiliar e f comunicada con el canal a c por meshy
_-1582 - shy
dio de pequentildeos cortes g Este canal auxiliar se abre con el arado y se termina cuidadosamente con la pala Es anshycho y tiene una profundidad de unos la ctms
Riego por desbordamiento
Puede efectuarse de las maneras siguientes con reshygueras de nivel y planos inclinados que describiremos sucesivamente
A shy Por regueras de nivel Fundamentoshy EI terreno a regar estaacute surcado por regueras horizontales de desbordashymiento en que el agua rebosa el borde inferior y se exshytiende en forma de laacutemina continua
Pendiente del terrenoshy No debe ser excesivamente peshyquentildea pues entonces la circulacioacuten de la laacutemina de agua se efectuariacutea defectuosamente se admite como necesaria una pendiente de 3 Si 0 pendiente fuere excesiva en vez de una laacutemina continua se formariacutea una serie de arroshyyos que socavariacutean el terreno este peligro debe evitarse haciendo las regueras suficientemente proacuteximas
Descripcioacuten y funcionatnientoshy Las regueras de reparshyticioacuten se trazan en la direccioacuten aproximada de las liacuteneas de maacutexima pendiente fig 19 Si se interrumpe una regueshyra de distribucioacuten remansando el agua eacutesta entraraacute en la reguera de nivel inmediata anterior la cual se llenaraacute y desbordaraacute invadiendo el terreno el exceso se recogeraacute en el colector inmediato inferior el cual lo transportaraacute al canal de desaguumle
b middotmiddot l~vcro diexclhi Clon
rig 9
Alimentacioacuten de regueras sucesivas por una misma tomashy En vez de recoger las aguas sobrantes de una reshyguera directamente en un colector se recogen en otra reshyguera la cual una vez desbordada las deja pasar a otra y asiacute a varias no pasando de 4 oacute 5 seguacuten el caudal de
-1583 -
agua de que se disponga Parece que asiacute pudiera hacerse extensivo a todo el campo con una sola toma superior en la reguera de reparticioacuten pero no debe olvidarse que el agua que llegase a las regueras inferiores estariacutea escasa en oxiacutegeno y principios fertilizantes Esta es la razoacuten de las tomas sucesivas
Perfil longitudinal de las reguerasshy En la praacutectica no
iexcliexcl~f o UI a
I iquest
____ ~i~ I 0
I L middot ___ --shy
I D--1 t~uHO c o tor
- I 001 I 00 I
I 0 bull ___ J
-shy ---_ -i
_~_-o---J
Uig 19) Riego por curvas de nivel
debe d6rseles una pendiente superior al 0003 intercalando cascadas si fuere preciso esto se refiere a las regueras de reparticioacuten Las regueras de distribucioacuten deben ser perfecshytamente horizontales
Seccioacuten transversal de las reguerasshy Las regueras de nivel deben ser poco proundas a fin de disminuiacuter la preshysioacuten del agua y por tanto su infiltracioacuten Es aconsejable
- 1584 -
UllO anchura de 20 ctms con una profundidad no mayor
de S clms Las acequias y regueras d e reparticioacuten se calcushy
bn seguacuten las foacutermulas hidraacuteulicas
B shy Por planos inclinadosshy Son tales les ven tajas del
riego por regueras de n ivel que se procura em plear un
sistema anaacutelogo aunque el terreno no tengo lo pendiente
necesaria
Principio--Si lo pendiente es inferior al 003 se terramiddot
1 I
Cor~e por A B F iJ20
I I
I
J
Ri eacuteo t por p la n o~ in(linado pUl dobl e ari5la
plena formando un escolonado d e planos inclinados que
permito el riego por reguera~ de nivel
Descripcioacutenshy la reguera de reparticioacuten se coloca a una
altura conveniente para que el agua pueda en trar a las
regueras de nivel practicadas en la parte superior de los
planos en forma que llena de agua se vierta por ellos
recogiendo el exceso en colectores lig 20 El agua sobranshy
te puede ser muy abundante en tal caso el colector al ishy
- 185 shy
menta a su vez o tra serie de planos actuando a mane ra de reguera de reparticioacuten
Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
Planos inclinados naturales- Supongamos fig 21 un terreno de pequentildea pendiente S8 construye en terrapleacuten una reguera de d istribucioacuten con los produc tos de la excavacioacuten del colector inmediato E primer antildeo el riego seraacute defectuoshyso pero en los antildeos sucesivos mejoraraacuten los terraplenes y planos incl inados merced a la aportacioacuten del limo por las mismas aguas
0(oacute v lt
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ltiexcl - =-=~ ~ ~ ~-= -=--=--=-shy~ ~ Fig21
Planos inclinados artificiales-Consisten en cons truiacuterlos directamen te con tierra sacada del terreno m ismo lo cual exige terraplenes y movimientos importantes de tierra (fig 22)
TfrImiddotO)COfi
~S~iacutelllflmiddot ~~f~~
Tts 22
Datos para la formacioacuten de un proyecto de riego por planos inclinados- Se atenderaacute en primer lugar a que las acequias y regueras de reparticioacuten sean capaces de sumishynistrar el agua necesaria y los colectores de desaguar los sobran tes Las regueras de distribucioacuten seguiraacuten sensibleshymente las curvas de nivel a fin de q ue los planos incl inashydos conserven una longitud constante y que las regueras de dis tribucioacuten sigan la direccioacuten de la pendiente del terreshyno La anchura de Jos escalones no seraacute excesiva a fin de evitar los grandes movimientos de tierra En general tienen 4 oacute 5 mts y si el terreno tiene fuerte pendiente lleshygan a tener 10 Oacute 12 mts La pendiente de los planos inclishynados seraacute de 003 como miacutenimum
b-Canlidad de agua--Habiendo determinado la veoshycidad del flujo la porosidad del material y la seccioacuten transversal del estrato poroso en aacutengulo recto a la direcshycioacuten del flujo la rata total seraacute el producto de estos tres factores
Q = velocidad X (aacuterea de ~a seccioacuten X porosidad) = v Ap = KsAp las unidades empleadas son el pie y el diacutea
Las irregularidades de la seccioacuten pendiente y moteria les afectaraacuten maacutes o menos los resultados 103 caacutelculos he chos en esto ferma no tAndraacuten un valor considerable en el estudio de las fuentes de agua subterraacutenecs pero siacute sershyviraacuten para modificar las id8as erroacuteneas que sobre su cashypacidad se tienen con frecuencia
En la tabla que a continuacioacuten insertamos se dan las ratas de flujo en galones por diacutea y por pie cuadrado de seccioacuten para arenas de diferentes grados de menudez y
porosidad y para un) pendiente de 1 Para otras pendienshytes multipliacutequese el nuacutemero de la tabla por la pendiente expresada en decimales
Muy Muy
Porosidad Fina Fina Media Gruesa Gruesa G R A V A F I N A
40 smiddot cw i IU JlUO 200n iacuteWU SIlIlII l llllll 7 lIflll 0 1 171l IXU H~1l 1100 7UU iexcl wo lilHl1l lHIIOIl
2-Estanques de almacenamiento
Estos recipientes se usan para regular el flujo del agua de tal manera que se acomode a las necesidades evitando el gasto excesivo cuando el abas tecimiento excede a la demanda y conservaacutendola para ser usada cuando ocurra lo contrario
El almacenamiento de agua para las necesidades del riego requiere condiciones topograacuteficas especiales para ser financieramente posible Tales condiciones deben hacer poshysible el a lmacenamiento de grandes cantidades de agua de tal manera que las estructuras necesarias sean de dishy
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rrensiones y costo moderado comparacias con la cantidad de agua almacenada Con respecto a las particularidades topograacuteficas los sitios que se acomodan a ests fin se pueshyden dividir en cuatro clases
l- Lagunas naturales 2- Aquellos cue estaacuten localizados en liacuteneas de dre naje
natural 3- Depresiones naturales 4-Estanques artificiales Las lagunas naturales son impor tantes reguladores del
gua de drenaje que reciben Controlando la salido por medio de represas y compuertas reguadoras puede aproshyvecharse gran pa rte de las existencias a muy bajo precio
Los sitios maacutes comunes para el almacenamiento de -lgua son los comprendIdos en el NI 2 pero requieren mushycho cuidado para la descarga de las crecidos y en geneshyral son muy costosos en proporcioacuten a su capacidad
Las depresiones naturales o logos secos provienen del hundimiento de cavernas subterraacuteneas formadas por la acshycioacuten erosiva de los aguas subterraacuteneos Estas depresiones son inapropiadas para el almacenamiento a causa del faacuteshyci escape que pueden e ncontrar las aguas por los grietas que se encuentran en sus vecindades
Los estanques artificiales exigen trabajos especiales de e xcavacioacuten en general son excesivamente costosos y soacutelo se recomienda su construccioacuten en caso de que el aguo tenga un costo elevado
Eleccioacuten del sitio- Las principales circunstancias que afectan la posibilidad y valor de un sitio para almacenashymiento son
l - Su relacioacuten con los regadiacuteos 2- Su relacioacuten con el abas tecimiento 3-Su topografiacutea 4- Su geologiacutea Debe hacerse un examen cuidadoso de la regioacuten donde
se desea localizar el almacenamien to a fin de descubrir toshydos los si tios posibles y poder escoger e l que ofrezca conshydiciones maacutes ventajosas
El estanque debe estar situado lo bastante alto para poder dlstrlbuiacuter el agua por gravedad y tan cerca de los
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regadiacuteos que las peacuterdidas por transporte sean miacutenimas Ademaacutes debe ser iexclal el sitio que intercepte una cantidad suficiente de agua o que se la pueda conducir a eacutel
Geologiacutea del sitio- Habiendo estudiado la topografiacutea e hidrografiacutea de l lugar debe estudiarse cuidadosamente su geologiacutea a fin de conocer el caraacutecter y profundidad de los astratos inferiores La conformacioacuten geoloacutegica debe ser tal que contribuya a la eficiencia del almacenamiento Los lugares si tuado3 en vall9s inclinados son gen6ralmente fa shyvorables Como en eacutestos les estratos se inclinan de las colinas al fondo de valle el a gua que cae en aqueacutellas iraacute por percolacioacuten al estanque
En las formaciones de cal y yeso es corriente enconshytrar cavernas que faacutecilmente pueden derrumbarse es por esto por lo que debe e3tudiarse cuidadosamente la geologiacutea de estas formacione3 antes de construIacuter un estanque sobre ellas
Peacuterdidas en los estanques- En re lacioacuten con este toacutepi shyco mencionaremos algunos estanque que han tenido que ser abandonados por lo alto de las peacuterdidas
Estanque de Tumalo- Fue construiacutedo por el Estado de Oregoacuten Durante la diiexclcusioacuten del proyecto un grupo de ingenieros recomendoacute se construyera parcialmente y se hishycieran ensayos sobre su impermeabilidad este consejo no fue seguido y la represa se construyoacute de la altura proyecshytada Terminada la obra se llenoacute el estanque hasta que e l agua a lcanzoacute una altura de 20 pies sobre el orificio de salida En estas circunstancias se abrioacute un hueco en el fondo que descargaba 200 pies cuacutebicos por segundo y que raacutepidamente vacioacute el estanque Este hueco fue taponado y vuelto a llenar el receptaacuteculo pero las nuevas grietas que se abrieron no permitie-ron que el agua volviera a alcanzar la altura inicial Las peacuterdidas subieron tanto que le quitashyron todo valor al estanque como lugar de almacenamiento
Estanque Hondo- Cerca de Roswell Nuevo Meacutejico se construyoacute este estanque aprovechando una depresioacuten nashytural La depres ioacuten se aumentoacute por la unioacuten de las colinas circundantes por medio de diques El agua se suministroacute por medio de un canal de alimentacioacuten Las fugas se preshysentaron inmediatamente que estuvo lleno el estanque y
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aumentaron raacutepidamente debido al ensanchamiento de los huecos y grietas que se abrieron en el fondo Muchos esshyfuerzos se hicieron para restringir las peacuterdidas pero tedas fracasaron y el estanque tuvo que ser abandonado
La roca de la regioacuten era principalmente yeso que coshymo anteriormente se dijo es inapropiado para este in ya que en estas formaciones se encuentran muchas cavernas Es seguro que la depresioacuten que se escogioacute para el almacenashymiento se formoacute debido al hundimiento de alguna caverna
Las siguientes recomendaciones generales pueden ser de alguna utilidad para la escogencia del lugar apropiado
l- Eviacutetense los lugares cercanos a las formaciones de y eso y cal
2- -Las fcrmaciones volcaacutenicas deben estudiarse cuidashydosamente pues en ellas es corriente encontrar grietas o cavidades
3- Las areniscas de grano grueso ofrecen alguacuten peligro
4- Las depresiones naturales no son recomendables y deben evitarse si se encuentral1 en las cercaniacuteas de rocas cavernosas o si reposan sobre material grueso que ofrece salida faacutecil al agua
Sedimentacioacuten en los estanques- Sabemos que todas las corrientes naturales eradan sus canales y llevan maacutes e menos limo en suspensioacuten Cuando se concluye una re presa a traveacutes de una corriente la sedimentacioacuten de los limos debida a l estancamiento del agua puede llegar a disminuiacuter grandemente la capacidad del estanque si n o e remueve
El problema relativo a la sedimentacioacuten en los estan ques construiacutedos sobre corrientes portadoras de limo ha sishydo cuidIdosamente estudiado y se han expuesto muchas teoriacuteas sobre su solucioacuten pero ninguna de ellas ha sido confirmdcr por la pTaacutectica
Se han hecho muchos esfuerzos para determinar el factor exacto que exprese la relacioacuten entre el peso de un limo seco obtenido por observacioacuten y el volumen del misshymo limo como se deposita en el fondo de los estanques
La tabla siguiente muestra el resultado de cuatro enshysayos
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Observedor Peso de I P C Limo huacutemedo Lbs
Limo seco P2S0 Lbs
Densidad
Follet Coghlcm Hughes Lawson
Promedio
1047 89 5
530 923 76 1 860 770
264 255 260
Las variaciones se deben en parte al diferente caraacutecshyter y peso de los limos ensayados Por esto el promedio (77 lbs pie cuacutebico) soacutelo debe tomarse como un va lor aproximado
El80bierno de los EE UU ha hecho observaciones sistemaacuteticas del limo que lleva el Riacuteo Grande desde 1897 hasta 1912 W N Folle es tudioacute cuiciadosamente las dishyversas observaciones y los resultados por eacutel obtenidos opashyrecen compendiados en la siguiente obla
Antildeo Aguaiacute acres pies Limo- Limo - acre s pies
Las observaciones se hicieron de la siguiente manera Se tomaron muestras del agua turbia del riacuteo se removioacute el limo por sedimentacioacuten y filtracioacuten se le secoacute a 60deg e y lueacutego se le p2SOacute Los porcientajes son por volumen y
se les calculoacute tomando como base que un pie cuacutebico de lim o en el estanque pesa despueacutes de secado 53 lbs
Despueacutes de considerar los resultados de los experimenshytos efectuados en India y Ameacuterica Etcheverry concluye asiacute
I- Un pie cuacutebico de limo saturado sedimentado en un tubo por un antildeo contiene alrededor de 30 lbs de limo seco El porcientaje por volumen de lodo saturado es jgual al porcientaje por peso multiplicado por 2l
2- Un pie cuacutebico de limo huacutemedo como se deposita bajo condiciones naturales el por volumen de lodo huacutemiddotmiddot medo es igual al por peso multiplicado por 12
3- Un pie cuacutebico de lodo seco pesa alrededor de 90 lbs
Remocioacuten del limo depositado- La represa Assuan en Egipto forma sobre el Nilo un estcnque de gran capacidad y considerable volumen de limo La gran capacidad del estanque se debe principalmente a la suave pendiente del riacuteo pues debido a eacutesta la represa logra represar las aguas unas 40 millas aguas arriba formando asiacute un estanque largo pero angosto La represa estaacute provista de 180 comshypuertas que permanecen abiertas mientras dura la crecida anual permitiendo asiacute que la corriente torrencial arrastre su linIO a traveacutes del estanque y al mismo tiempo saque parte del que se depositoacute el antildeo anterior
Este meacutetodo de remocioacuten parece ser efectivo pues sosshytiene la capacidad de almacenamiento para las necesidashydes actuales del riego pero eacutel exige el gasto de la mayor parte del agua en antildeos normales y su eficiencia depende mucho de las circunstancias locales (estanque angosto) pues bajo estas condiciones una corriente raacutepida es muy efectishyva para sacar el sedimento depositado Por otra parte las variaciones del Nilo son tan regulares que permiten la ashydopcioacuten de un programa predeterminado lo que es geneshyralmente imposible en otras corrientes
La combinacioacuten de estas condiciones es tan rara que la solucioacuten adoptada no tiene ap~icacioacuten en la mayoriacutea de
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los casos y presenta por lo tanlo muy poco in tereacutes como solucioacuten general al problema de que nO$ ocupamos
El ingeniero norteamericano W W Follelt propuso el siguienl meacutetod0 para ramover el limo del estanque Eleshyphanl Bulte
En lo mitad del estanque se construiraacute una pequentildea represa de 40- 50 pies de altura formando asiacute un pequeshyntildeo estanque dentro del principal Esia pequentildea represa esshytaraacute provista de una torre de esclultas eacutestas daraacuten acceso a un conducto que desembocaraacute en el valle pasando por la represo principal
Cuando el estaiexclque principal se esteacute llenando e l peshyquentildeo recibiraacute el agua del riacuteo y gran parte del limo se depositaraacute en eacutel an tes de que el agua pase por sus vershytederos al principal Cuando el estanque pequentildeo esteacute poshyco lleno las aguas turbias se haraacuten pasar por el conducto arrastraraacuten el limo depositado en el pequentildeo estanque y llevaraacuten su carga fertilizante a los regadiacuteos Si se necesishytare agua adicional se sacaraacute del estanque principal
La principal ventaja de este meacutetodo estriba en que con serva las propiedades fertilizantes del agua aumentando asiacute la fertilidad de las tierras que con ella se rieguen
3-Corrientes de aciexclua- La derivacioacuten de una corrienshyte de agua abarca esencialmente tres obras Una barrera un sistema de compuertas y un canal de derivacioacuten
La barrera se dispone a traveacutes de la corriente debajo de la presa de agua y en el lugar donde las orillas esteacuten maacutes cercanas Ella levanta los aguas y las conduce al cashynal de derivacioacuten
El tipo de la barrera depende del caudal de la corrienshyte que se quiere derivar
En un simple arroyo la oparacioacuten es sencilliacutesima Alshygunas piedras grandes y troncos de aacuterboles bastan para establecer barreras muy resistentes Las figuas I y 2 exshyplican la disposicioacuten de una de estas barreras Siempre conshyviene proteger con un zampeado de madera o piedra la parte maacutes abajo de ~a barrera para evitar el desgaste en las avenidas
Crevat describe asiacute las cbras de una presa de agua en el riacuteo Ain Uno de los problemas maacutes difiacuteciles en un proshy
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Planta dfgt la burrera rUacuteili( ~a c ll yo lorlf rtmiddotnr(iexcl ~ 1ta lJ rilo 2
yecto de derivacioacuten es el establecimiento de la presa de agua sobre todo cuando el riacuteo es ancho y torrencial Y hay que prevenir la invasioacuten del cascajo y la arena gruesa
Cuando sea posible conviene aprovechar un recodo del riacuteo donde disminuye la velocidad y por consiguiente au-
Fig 2 HI1TIra 1I1~li( a tn IIn arroyo COrl ~ ( g Uacutell A B (Itshy la fi~ 1
- 1546 shy
menta la altura del agua En la orilla (Fig 3) se construye con grandes piedras talladas un muro de 30 mts de lonshygitud cuya base al nivel de las aguas bajas estaacute proteshygida por un enlosado de cemento de 3 mts de ancho para facilitar el deslizamiento del cascajo que puede ser consishyderable durante las crecidas
Este muro A por tener que servir de vertedero es vershytical por la parte del riacuteo con 030 mts de altura sobre el nivel de la orilla y estaacute sostenido exteriormente por un tashylud de cemento de muy alargada pendiente que forma el
Plano timiddot una harrera y toma dI aglla
fondo de un pequentildeo depoacutesito B faacutecilmente vaciable desshypueacutes de las crecidas por medio de una gran compuerta
En la parte inferior del depoacutesito B hay que establecer un macizo de mamposteriacutea que forma la cabeza del canal F en el que se habraacuten abierto dos tuacuteneles e de dos meshytros de anchura y un metro de altura cuya entrada puede cerrarse con compuertas de hierro reforzadas con nervios El agua al pasar por estos dos tuacuteneles desemboca en el canal de derivacioacuten F que alliacute debe ser poco profundo pero ancho (5 mts) estrechaacutendose en seguida progresivashy
menle hasta que alcance el tiro de agua y anchura norshymales
Fn el muro de defensa A del recipiente B se coloca lna compuerta inmediatamente delante de la~ aberturas de toma d9 agua y debajo de la barrera
Transversalmeiexclte al riacuteo y en el extremo inferior de l vertedero se construye un soacutelido zampeado de fondo E recshytiliacuteneo algo maacutes alto quoacute el fondo leI riacuteo y que se vaya eevando un poco hacia la derecha d se eleva de 050 el nivel de la corriente y se echa nuevamente contra el vershytedero A xl propio tiempo que se ancha un poco el cauce
Chaipeniier de Cossigny habla de una barrera de cashyballetes que con frecuencia se ve en el sur de Francia
Para estableceo a traveacutes del caue del riacuteo se fijan una serie de caballetes como lo representan las figuras 4 y S donde A es una estaca gruesa inclinashyda y C C los sosteshynes Sobre estos cabashylletes se clava una seshyrie de tablas sobre las
Fi2~ 5 cuales se echa desde riacuteo arriba grava RiacuteoFrente de una brre13 de caJallrlt s
- 1548 shy
abajo se defiende al pie de la obra con pentildeascos sosshytenidos con estacas
Las barreras importantes se construyen de piedra o de cemento empezando por trazar el armazoacuten de la barrera Aprovechando la eacutepoca del arlO en que el riacuteo lleva poca agua se clavan a traveacutes una serie de soacutelidas estacas cushyyos extremos superiores delineuroan el perfil transversal de la barrera Estas estacas se unen entre siacute y en ambos senshytidos por medio de cruceros Entre elios se hincan tablones Terminada la armazoacuten se llenan los huecos con guijarros y piedras y lueacutego se rellenan los intersticios con grava y tierra La parte superior de la barrera se recubre con un thecho de carpinteriacutea o bien con losas que formen una esshypecie de embaldosado entre los cruceros
A fin de obtener una barrera maacutes fuerte se puede hashycer la siguiente variacioacuten Una vez terminada la armazoacuten se colocan apoyados conira los tab~ones sacos llenos de cemento que no tarda en f~aguar Estos sacos forman un muro muy resistente Se acaba de construiacuter la barrera lleshynando con cemento el interior limitado por el muro La cashyra superior se resguarda de la accioacuten del agua con un reshyvestimiento de mortero hidraacuteulico para el cual se puede emplear ladrillos
Las compuertas colocadas a la entrada del canal comshypletan el conjunto de las obras de derivacioacuten y sirven para llevor el agua de uno a otro canal
Hay considerable nuacutemero de modelos de compuertas desde las mayores que se aplican para cerrar los canales hasta las menores para abrir y cerrar las atarjeas En prinshycipio una compu9rta se compone de un quicio horizontal que ocupa el fondo del agua y dos montantes verticales ~obre los que se desliza el ventanillo enlazados por un dintel en el extremo superior El quicio y los montantes pueden ser de madera o de piedra El ventanillo es la parshyte movible de la compuerta y se acciona ya a mano ya por medio dG palanca o cremalera seguacuten el tamantildeo Las partes superior e inferior de las compuertas deben protegershyse contra las socavaciones por planchas de madera o por construccioacuten de mamposteriacutea
En suelos flojos se draga el fondo hasta encontrar roshy
-l549 - shy
shy________ -shy _ __ ___J
s lzaltln ue IIna compllfmiddotlla
ca o tierra firme y lueacutego se pone a traveacutes una hilera de
estacas sobre la cual descansa la compuerta a cada lado
de esta primera arma zoacuten se amontonan sacos de cemento
La3 figuras 6 y 7 rlt-presentan un modelo de compuerta
ordina ria Los figuras 8 y 9 representan la compuerta p e-
r~ 7 Planta de tilla (Olllplltmiddotrta
-shy 10
qUEntildea de hierro muy pr-aacutecti ca que se emplea para abrir y cerrO las atarjeas de riego La figura 9 indica claramenshyo
te coacutemo se mantiene fija esta compuerta por medio de dos grandes piedras indinadas que pueden sustituiacuterse por dos puntales de madera
En cuanto al canal de derivacioacuten tambieacuten llamado de alimentacioacuten se ceba en la corrient de agua un poco por
P t(JlUntildea compucrta para atarjta~ lit Jil~o
encima de la barrem Abierto o cerrado por una compuerta debe seguir en su trazado la parte superior del te rreno y presentar el mayor relieve posible Maacutes adelante hablar8shymas sobre eacutel
Evaluacioacuten del caudal de una corrienle- El caudal de una corriente de agua es igual al producto del aacuterea de io seccioacuten bantildeada por la veloc idad media por segundo del agua
r-iacute~ 9
l a middotolllpllrla dmiddot la fiiexcl 8 olorarla en la otnlrada d e 1 alarju
Es necesario obtener el perfil de la corriente en varios lugares y promediar los resultados Para obtener un periil se tiende una cuerda de una a otra orilla perpendicuarmiddot mente a la direccioacuten de la corriente y lo maacutes cerca posib~ de su superficie A distancias regulares sentildealadas en la cuerda se practican sondeos que dan la profundidad d e l
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agua en cada una de las divisiones Obtenido el perfil con estos datos se sumaraacuten los trapecios parciales para obtAshyner el aacuterea de la seccioacuten dantildeada
La velocidad media de ~ agua se deduce de la velocishydad media en la superficie es igual al producto de eacutesta por el coeficiente 08 en los canales y riacuteos de dimensiones medianas y po 06887 en arroyos y atarjeas La velocidad en la superficie puede calcularse faacutecilmente de la siguienshyte manera A unos 3CJL-40 metros Daacutes arriba del paraje cuyo p3rfil se ha encontrado se echan unos cilindros de madera gruesa o corcho y con un cronoacutemetro se cuenta e l tiempo que gastan en recorrer la distancia comprendida enshytre el Jugar donde se echaron y olro previamente fijado 30-40 mIs maacutes abajo del lugar del perfil La operacioacuten debe repetirse varias veces y promediar los resultados
En vez de valerse del flotador para determinar la vsshylocidad de la corriente suelen emplearse los medidores de velocidad o corriente (Current Meter) Existen varios modeshylos de estos aparatos los maacutes usados son el de Haskell y
61 de Price En el modelo Price existen dos tipos el eleacutecshytrico y el acuacutestico Por se r estos aparatos suficientemente conocidos y venir acompantildeados de instrucciones para su uso no nos detenemos a explicarlos
Cuando el cauce es de seccioacuten bastante regular es preferible usar una compuerta para medir el caudal
Compuerta rectangular- De sus experimentos con esta clase de compuertas Francis dedujo la siguiente foacutermula
Q = 333 H (L - 02 H) siendo Q = descarga en pies cuacutebicos por segundo L = longitud de la compuerta 6n pies H = altura del agua sobre la compuerta en pies Cuando la velocidad de aproximacioacuten tiene un valor
suficientemente alto para afectar los resultados deben hushycerse las correcciones necesarias Francis propuso la sishyguiente foacutermula para este caso
Q = 333 (L - 02 H) [ (h HYh - h~h 1 donde h = allura debida a la velocidad de aproximacioacuten
Compuerta de Cippoletti- Las foacutermulas correspondienshytes a los dos casos mendonados para la compuerta regushylar son
Las figuras 10 y 11 representan la compuerta rectangushylar y la de Cippolstt i respectivamente
CAPITULO V
Uso de bombas para el riego
La praacutectico de elevar agua de un nivel inferior a otro superior para usarlo en el riego es sin duda tan antigua
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como el riego mIsmo En China India y otros paiacuteses orienmiddot tales todaviacutea se acostumbra regar tiel ras maacutes ollas que los canales que conducen el agua elevaacutendola con potencio
bullhumana c animal unos pocos pies Naturalmenta que e~to
se puede efectuar soacuteo cuando la altura es moderada y el trabajo muy barato
Molinos de vienlo- La fuerza del vienio se empleoacute prishymitivamente para las necesidades del riego y auacuten hoy se usa frecwmtemente para elevar aguo de pozos para 103
necesidades domeacutesticas y para el riego de jardines y peshyquentildeos huertos Aunque la fuerza no represente gasto alshyguno el bombeo por medio de molinos de viento resulta en promedio maacutes costoso que cualquier otro meacutetodo excepshytuando aquellos que usan fuerza animal Esto se debe a la pequentildea potencia desarrol ~ada por estos aparatos la inshyconstancio del vie~to y la gran atencioacuten y reparacioacuten que exigen los molinos de viento Por estas razones el costo del bombeo por este sistema hace prohibitivo su empleo exshycepto para cultivos intensos de pequentildeos tarrenos donde se esperan grandes beneficios
Los molinos de viento se usan extensamente en el vashylle de San Joaquiacuten (California) y en los grandes llanos de las Montantildeas Rocosas para obtener agua para el riego El principal inconveniente de estos molinos es su insegushyridad pues su funcionamiento depende completamente de la fuerza del viento
A causa de esta inseguridad los molinos nunca deben usarse para regar sin proveerse de un estanque ampliO pashyra almacenar el agua Debe instalarse un recipiente de gran capacidad a fin de poder almacenar el agua durante los diacuteas que no se la usa para regar Este recipiente se puede obtener usando uno de los tanques elevados que suminisshytran los constructores de molinos de viento o si el molino se puede instalar en un punto alto de la hacienda se pueshyde excavar un estanque paro el almacenamiento
En promedio se necesita una velocidad del viento 5- 6 millas por hora para mover un molino La tabla siguiente da la fuerza del viento para las velocidades ordinarias
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Velocidad del viento y potencia
Millas por Pie por Presioacuten Millas por Pies por Presioacuten
La tabla siguiente tomada de un trabajo de Mr A R Wolff sobre molinos de viento muestra la capacidad y
economiacutea de un molino experimental con rueda de distinshyto diaacutemetro asumiendo una velocidad promedio del vienshyto de 10 millas por hora durante ocho diarias
CAPACIDAD DE LOS MOLINOS DE VIENTO
Tamantildeo Rtvoluclunes Galones de agua levantados por minuto H P de la rueda de la rueda bull una altura de desarrollados
pie
25 50 75 100 150 200
ID no-u lB fjfj tiu 41 1112 l~ ij-HO t3 n u 11 8 8 1 O ~ I H iexclO-i 4bull 1 ~~ 6 ) -I ~ 1U 1 S -l 02- Hi ~I-iexclO ji -U JI (iexcl 1liacute JI 1 98 SO 0 11 18 10- (- 911 j2 2middot1-1 J1 J ) D I ~n 1 bull -40 1lfI UI 1 IO X l J ~ JI l I I O1X 2J W-li ~ 124 J01 0 111) 40 1 Hi3 ~H1 134
- 1555 shy
Al disentildear un molino de viento para bombear agua deben considerarse dos cosas El momento de torsioacuten y la velocidad de la rueda en relacioacuten con la de la bomba La primera debe ser lo maacutes gronde posible a fin de que el molino arranque con un viento suave la segunda no debe ser muy alta para las bombas en un molino pequentildeo ni demasiado baja para uno grande De lo anterior deducimos que el tamantildeo de un molino es un elemento importante en el arreglo de sus aspas
El aacutengulo entre cualquier porcioacuten de una aspa y el plano de la rueda se denomina aacutengulo del viento para obtener el mayor momento de torsioacuten al arranque este aacutenshygulo debe ser el complemento de los mejores aacutengulos de incidencia o entre 70deg- 55 Se ha Encontrado en la praacutecshytica que el aacutengulo del viento no alcanza estos valores sienshydo muy recomendable usar 43deg La tabla siguiente da los resultados de los experimentos de J A Griffith con cinco clases de molinos norteamericanos
CAPACIDAD Y EFICIENCIA
STOVER
Diaacutemetro exterior de la rueda pies 115 inferior 45
Area bruta de la rueda pies cuadrados 1040 Angulo del viento en la extremidad exterior de las aspas 43 Diaacutemetro y carrera de la bomba pulgadas 3 X 4 Altura promedio del agua durante el ensayo pies 292
A maacutexima eficiencia
Ve locidad del viento millas por hora 58 Velocidad del molino revoluciones por minuto 130 H P 0011 H P por 100 pies cuadrados de aacuterea bruta 0011 Eficiencia neta maacutexima tanto por ciento 87
-- J556 --shy
Promedio de 100 horas localidad bonancible
Promedio del agua elevada galones por hora 1530 Promedio de los H P desarrollados por l 00 pies~ 0022
0023 Eficiencia neta maacutexima 21
Promedio de 100 horas localidad borrascosa
Promedio del agua elevada galones por hora 2870 Promedio de los H P desarrollados por 100 pies~ 0041
0043 Eficiencia neta maacutexima 028
De varios molinos
Parkins ~fthoue Allhouse Carlyle
16 1416 1016 983 60 45 383 416
2010 1570 81 800 36 30 5028u
3 X lOyiexcl 3 X 10 3 X 4 58 3 X 4 liquest 39 663 387 307
---shyMaacutequinas de combustioacuten interna- Las maacutequinas moshy
de rnas de combuslioacuten interna de gas y vapor no soacutelo con-sum e 1 pJCo combustible sino que son adaptabI8s unishydades pequentildeas ademaacutes req u ieren poca vigilancia para un buen manejo y las reparaciones se efectuacutean faacutecilmenshyte Estas ve1 tajas importantes hcn heclo generalizar el uso de esta clase de maacutequinas
Maacutequinas de vapor- A lgunas de la s maacutes grandes planshytas d2 bombas para riego usan el vapor como fuerza moshyIriz En las islas Hawai se emplean grandes bombas moshyvida s por vapor para e levar agua a 550 pies y regar cantildea de azuacutear Grandes plantas a vapor se emplean para eleshyvar grandes can tidades de agua a pequentildeas alturas y reshygar las plan taciones de arroz en Louisiana (EE UU ) Las grandes plantas usan la maacutequina reciacuteproca y la bomba directamente conectada En algunos casos se puede obteshyner mayoiexcl- eficiencia usando turbinas de vapor las que por su alta velocidad S9 prestan para mover generadores eleacutecshytricos los cuales a su vez pueden suplir corriente a bombas instaladas en dist intos pun tos Es te meacutetodo de distribucioacuten es especia lmen te venta joso cuando el agua se obtiene de muchos pozos El costo de esta clase de plantas estaacute geneshyralmente fuera del alcance individual y por esto la mayoshyriacutea de ellas son manejadas por grandes compantildeiacuteas o por Jos municipalidades
Bombas- La bomba centriacutefuga es la maacutes usada para regar
La bomba centriacutefuga eleva el agua por medio de un disco provisto de cuchillas curvas que giran raacutepidamente dentro de una caacutemara que se ajusta lo maacutes posible dejanshydo el juego necesario para el movimiento raacutepido Las cushychillas fuerzan el agua a traveacutes del tubo de salida Algunas veces se sumergen dentro del agua que va a bombearse
-- 1558-shy
o se colocan unos pocos p ies encima del n ivel del agu a
en cuy o caso se necesita cebarlas
La bomba centriacute fuga es la maacutes recomendable cuando
se tr Ita de elevar grandes cantidades de agua a pequentildeas
a lturas Sus principales ven tajas son sencillez seguridad
bajo cos to y poca probabilidad de dantildeo por c ieno etc
Cuando hcm sido biEn d isentildeadas acanzan eficiencias de
maacutes de 80 para altu ras de 30- 60 pies Las peacuterdidas a
la entrada del tubo de succioacuten yola sal ida del de desshy
carga se d isminuyen grandemente ensanchaacutendolos progreshy
sivamente al salir de la bomba
El profesor W B Gregory da la siguiente tabla para
ilustrar la ventaja qu e se obtiene al ensanchar los tubos
de succioacuten y descarga
BOMBA CENTRIFUGA - ALTURA DE ELEVACION 5 PIES
Peacuterdida de Peacuterdid a de Pda por fr ic-Forma del tubo altura a la altura bull la cioacute usando Altura Bnfic~
a 3 028 031 024 583 240 291 a 4 009 0 10 02 4 543 280 340
----shyAriete hidraacuteulico- Es ta maacutequina usa un gran v o lumen
de agua que cae de una pequentildea altura para elevar una
cantidad menor de agua a una altura mayor
En este aparato un tubo A conduce el agua a la caja
de la vaacutelvu la B ~ l tubo estaacute en comun icacioacuten con la caacuteshy
mara de a ire C de la cual arra nra e l tubo de descarga D
La vaacutelvula B s(~ abi e hacia abajo y se hace de un peso
tal que permanezca abierta cuando el agua circule a veshy
locidad moderada pero se c ierre raacutepidamente cuando la
velocidad del agua a lcance un valor determinado Cuando
la vaacute~vula se cierra el agu a se detiene suacutebitamente proshy
duciendo un golpe de ariete que abre la vaacutelvula de la caacuteshy
mara de aire comprimiendo eacuteste y haciendo pasar una
parte d e eacutel al tubo de descarga Cuando se iguala la preshy
-- 1)59-shy
sioacuten la vaacutelvula de la caacutemara de aire se cierra pero el flujo en el tubo D continuacutea durante un periacuteodo corto a caushysa de la expansioacuten del aire comprimido en la caacutemara C Como el aire de esta caacutemara es absorbido gradualmente y expulsado por el agua debe proveerse para su renuevo pues de otra manera la elici-encia del ariete disminuiriacutea Cuando el agua en el tubo A estaacute detenida la vaacutelvula B cae el agua empieza a moverse y el proceso se repite
El flujo de un ariete hidraacuteulico es pues una serie de pulsaciones y a cada impuso debe vampncerse la inercia de la columna de agua que se encuentra en el tubo D Si dos arietes se conectan en el mismo tubo de descarga pero de tal manera que sus pulsaciores no coincidan la descarga seraacute maacutes continua y se economizaraacute energiacutea estas ventashyjas se obtienen en mayor escala al aumentar el nuacutemero de arietes conectados Veacutease fig 12
i)
rs 2 l iacute
llUSlraciuacuten dd prin cipill dd ik hiJraacuteulicu
CAPITULO VI
Canales y alarieas de riego
Cualquiera que sea el meacutetodo de riego que se haya esshycogido su praacutectica requiere cierto nuacutemero de canales y atarieas Vamos a definir estos canales y atarjeas y a inshydicar las principales consideraciones que rigen su consshytruccioacuten
Todo riego supone una presa de agua en un canal riacuteo etc Esta agua por medio de un canal de derivacioacuten se
--1560shy- -
lleva a los regadiacuteos De cua lquier forma que sea en eacutel o en sus ra mificac iones na cen y se alimen ton zan jas de meshynores dimensiones llamadas atarjeas de distribucioacuten las cuales llevan el agua a las atarieas de riego
Como todo riego debe ir acompantildeado de una desecashycioacuten del suelo es necesario construIacuter atarjeas de desaguumle que lleven el agua usada a los canales de evacuacioacuten En ciertos casos las atarjeas de riego una vez vaciacutea s sirshyven para el desaguumle
Seccioacuten de los canales y de las atarieas- Los canale s de a limentacioacuten de distribucioacuten y de evacuacioacuten tienen seccioacuten trapezoidal (Fig 13) Las otarjeas de riego y de desshyaguumle son rectangulares (Fig 14) Soacutelo miden 5-15 ctms de profundidad
Un canal de riego se com pone de las siguientes parshytes (ver lig 13)
El fondo D F sobre e l cual fl uye e l agua
-1561
La altura O E = h del egua Las banquetas A B H 1 que sostienen el agua por cashy
da lado Los taludes formados por las caras laterales B D F H El periacutemetro mojado P o la lopgitud e D + D F + F G La seccioacuten uacutetil S del canal eo la superficie que tiene
por base G C y D F y por a~ tura O E El radio medkl R es igual a S P La pendiente de Jos taludes m se determina por la
relacioacuten G Kj F K
Pendiente de los taludes de los canales y de las aacutetarshyjeas principales- Las pendientes de los taludes dependen de la natura leza del terreno Hus ta 15 ctms de profundidad son verticales Pasando de esta profundidad y para atarjeas abiertas en desfonde se dan las siguientes pendien tes
Roca m l O Arcilla pura m 1 033 = 303 Tierra arcillosa m 1 05 200 Tierra arenosa m 1 15 = 066
Para Jos taluds de fosos cmstruiacutedos en terrapleacuten
Arcilla pura m 1 05 = 200 Tierra arcillosa m 1 075 = 133 Tierra arenosa m 1 225 = 044
Para el mismo terreno si m es la inclinacioacuten del tashylud en desfonde 10 inclinacioacuten m del talud de terrapleacuten es igual a
2 3 m 1 1
- +shym 2m
Pendiente de los canales--Cuanto maacutes fuerte es la penshydiente maacutes se puede reducir la seccioacuten de un canal para la misma descarga Conviene pues construiacuterlos con la mashyyor pendiente a fin de disminuiacuter los trabaj os de excavacioacuten Por otra parte hay que considerar que una pendiente fuershy
-- 1562 -shy
te disminuye por la raduccioacuten de seccJOn la superficie de contacto y por consiguiente la filtracioacuten Ademaacutes la veloshycidad del agua no debe pasar de determinados valores seguacuten el terreno pues produciriacutea erosiones en las paredes
Velocidades de las que no conviene exceder en los diferentes terrenos
Velocidad limite Pendlent
por segundo por kmt
Arcillas blandas 0152 mts 0045 mts
Arenas 0305 0136
Gravas 0609 0433
Guijarros 0914 0570
Piedras en grandes fragmentos 1220 1509
Guijarros aglomerados 1520 211 S
Rocas blandas 1830 2786
Rocas duras 3050 7342
Tambieacuten existe un liacutemite inferior de velocidad que no se debe traspasar pues se forman depoacutesitos que destruyen
los cauces Los depoacutesitos principian a formarse por debajo de una
velocidad media de 025 mts por segundo en corrientes de agua fangosa 030 cargada de
arena fina 050 mts por segundo en corrientes de agua cargada de
arena gruesa Por consiguiente la velocidad no bajaraacute de 050-080
mts en el canal principal a fin de que no se deposite la arena gruesa
No deberaacute ser inferior a 025- 040 mts en los canashyles de distribucioacuten para que en ellos se deposite la areshyna gruesa que si llegara a las atarieas de riego podriacutea ser perjudicial Como estos canales no se usan continuashymente seraacute faacutecil quitar los depoacutesitos asiacute formados
Canal de conduccioacuten- La pendiente de eacuteste depende
- 1563 shy
oel nivel de la presa de agua y de la altura de la parte maacutes alta que deba regarse
Generalmente su pendiente variacutea de 00007-00014 mts por m La velocidad no excede de 080 mts por segundo La seccioacuten es trapezoidal y debe ir disminuyendo a medishyda que el canal avanza como que tiene que servir a meshynor extensioacuten
Este canal debe estar dispuesto de tal forma que en su punto de unioacuten con el riacuteo quede su nivel maacutes baio que el quicio de la presa a fin de poder instalar un aparato de afor Siempre debe estar provisto de una compuerta de modo que sea faacutecil impedir o regular la entrada dol agua para poder efectuar reparaciones o prevenir una crecida de la corrien te alimentadora
A fin de evitar la erosioacuten conviene lapizar con ceacutesped las paredes laterales y el fondo
Atarieas de distribucioacuten- Deriacutevanse del canal de conshyduccioacuten y llevan el agua a las atarieas de riego Son casi horizontales con pendientes de 0001-0015 mts por m La velocidad del agua no debe ser inferior a 025-040 mts
Se ponen en comunicacioacuten con las atarieas de riego por medio de un tubo de aiiacuteareriacutea o de una caia rectangushylar de madera Esta abertura debe poderse cerrar con una compuerta
Atarieas de riego- E1 general deben ser tan poco proshyfundas como sea posible Con frecuencia se les da un pershyiexcljI rectangular En la unioacuten con las atcrieas de distribucioacuten pueden tener de 30- 35 clms de anche para lueacutego ir disshymi1uye1do
El fondo e3 generalmente horizontal y sus bordes esshytaacuten ligeramente inclinados seguacuten lo direccioacuten de la corrienshyte y se aproximan a medida quo se aleian de las atarieas de distribucioacuten
Atarieas de desaguumle--Las atarieas de desaguumle recogen las agu)s despueacutes de regar y la3 llevan a los canales de evacuacioacuten Son doblemente uacutetiles pues secan el suelo y
permiten volver a usar las aguas para el riego de nuevas extensiones
- 1564shy
Los bordes estaacuten cortados verticalmente Su anchura ordinariamente es de O l5- --030 mts
Canales de evacuacioacuten- El ca nal de evacuacioacuten recishybe el agua de los desaguumles y la conduce al riacuteo o a regar otras tierras Debe ocupa r lo parte maacutes baja del terreno Debe tener una seccioacuten suficiente para el agua que recibe Tiene forma trapezoida Sus paredes deben protegerse conshytra el desgaste por medio de ceacutesped
Caacutelculo de las dimensiones de los canales y de las atarjeas principales- Hemos dicho que la seccioacuten de los canales y atarjeas principales es trapezoidal La seCClOn de las secundarias es triangular o rectangular Generalmenshyte no S9 ca~culan Es necesario determinar lo maacutes exactashymente posible las dimen5iones de los canales y atorjeas principales Las foacutermulas emp16cdas dan resultados aproxishymados que la experiencia modifica A continuacioacuten damos las foacutermulas de Darcy perfecc ionadas por M Bazin
ConsideremQs la seccioacuten re presentada en la fig 13 Y llamemos
1 D F = longitud del fondo
h O E = la altura
S aacuterea de la seccioacuten
U velocidad mediacutea del agua velocidad media en la superficie X 080
Q = descarga
I = la pendi2nte
P periacutemetro moiado
R = radio medio
Estas cantidades estaacuten relacionadas de la siguiente mashynera
(1) R I = b U~ oacute U = C RT(2)
(3) Q = S U Oacute Q = S C rRI (4)
C = 1 b es un coeficiente que depende de la rugoshysidad de las paredes del canal M Bazin ha expresado su valor asiacute
1565 - shy
87
C = 1 Vb = - ---- + tiacute
VR ltiacute tiene los siguientes valores
Paredes muy lisas (cemento madera lisa) tiacute = 006 Paredes lisas (taba ladrillo) tiacute = 016
poco lisas de mamposteriacutea tiacute = 046 de naturaleza mixta Ciacute = 085
Canales de tierra en condicion3s ordinarias tiacute 130 Canales de tierra con resistencia excepcional tiacute = 175
Maacutes adelante daremos los valores del coeficiente C en funcioacuten del radio R y los valores del coeficiente o de la loacutermua (l) corre3pondientes a los valores dAl coeficiente
C = 1 vT-
Ganguillet y Kulter adoptan tambieacuten la foacutermula
u C RTpero daacutendole a C el siguiente valor
O 00155
23 + + n
C 000155
1+ 23 + --- n
( ) V R
El nuacutemero n variacutea con la naturaleza de las paredAS y tiene los siguientes valores
n ln Paredes muy uniformes ceuromento madera
cepillada 0010 100 Paredes linos piedra tallada ladriilos 0013 77 Paredes poso uniformes 0017 58 Paredes rugosas piedras en bruto 0020 50 Paredes de tierra 0025 40 Paredes de grava 0030 33 Paredes irregulares de grava y mal cuidadas 0035 29 Paredes muy irregulares 0040 35
- 1566 shy
Las dJmensiones de los canal83 deben 118nar otras conshydiciones que determinan las foacutermulas anteriores
En primer lugar la tangente trigonomeacutetrica m queda determinada por la naturaleza del terreno Luego si circunsshytancias especiales no exigen la adopcioacuten de una profundishydad conviene dadas 1 y m dar a la seccioacuten la forma que corresponda a la maacutexima descarga por unidad de aacuterea de ella Esta seraacute evidentemente la seccioacuten maacutes econoacuteshymica De la foacutermula (3) Q = S U deducimos que para una superliacutecie dada S la descarga Q es maacutexima con U POI
consiguiente para una pendiente dada y teniendo en cuen shyta la foacutermula (2) U = e VRT con R o tambieacuten pll8sto que R = S P cuando P es miacutenimo
D8 la Hg 14 deducimos que
(5) S h (1 + h m)
(6) P + 2 h m V1 + m~ (6) P = I + 2 hmv 1 + m~
S h ( I + hm) (7) R
P + 2 hm 1 + m~ y por caacutelculo deducimos que P es miacutenimo cuando
h + V I + m~ (8)
2 ro
En este caso los lados B D H F D F son tangentes a Jo circunferencia descrita desde O como centro y con h como radio
Si sustiacutetuIacutemos en (7) 1 por su valor sacado de (8) obshytendremos
2 m h h ( + hm)
+ VI + m (9) R +
2 mh 2h V 1 + m~
+ ml+vl+ m~
- 1567 shy
--- -
1+ iexcl-1 + rn~ ]iexcl 2 = X
rn 4
es decir el radio medio es igual a la mitad de lu profunshydidad del agua
La relacioacuten h 1 que determina la seccioacuten oacuteptima soacuteshylo depeeacutelde para S e 1 dados del valor m El valor de h 1 en (8) permite calcular faacutecilmente h y 1 conociendo S y m Reempazando 1 por su valor en funcioacuten de h en la ecuashyc ioacuten (5) 1endremos
(lO) S =
( h
2 m h
1 + 1 1 + m~ h+-111
)
h~ 2 l 1-+ m~ -----shy 1
m
mS lh
11 J J h = ( 2 V 1 + m - 1 )
Seguacuten esto S2 ve que cuanio maacutes se acerquen los taludes del canal a la vertical mayor es h y por consiguienshyte R Conviene adoptar para R el mayor valor posible pues asiacute no disminuye la anchura del canal de pendiente dada 1 y se aumenta la velocidad media d el agua que es proshyporcional a R
Cuando las circunstancias obligan la adopcioacuten de una profundidad determinada la ecuacioacuten S = h (l + h m) soacutelo contiene la incoacutegnita 1
Empleo de las foacutermulas uso de las tablas ejemplos middotnumeacutericos--Los problsmas que se presentan maacutes frecuenshytemente son
I- Conocida la seccioacuten transversal de un canal y su pendiente calcular su descarga
JI- Conocido el rendimiento del canal y su pendiente
- 1571 shy
calcular las dimensiones que debe tener su seccioacuten transshyversal y la velocidad media del agua
CASO iexcl- Se a plican las siguientes foacutermulas
h (1 + h m) (S) S = h (1 + h m) (7) R
1 + 2 h 1 + m~
m
y lueacutego
(2) U = C m 1)Y2 (1) Q _ S C (R 1) 1j~
La foacutermula (S) ncs do e l aacuterea la (1) el radio medio pues h I Y 111 SO1 conocidos Las foacutermulas (2 y 4) permiten ca lcular U y Q
EJEMPLO Calcular el rendimie llto de un canal de ti eshyITU sabiendo que 1 = lmts h = 121 1 = 00002 y la inclinacioacuten de los taludes es 45
La aplicacioacuten de las foacutermulas (5 y 7) nos da
S = 2867 mts~ y R = 060 mts
El valor de C seguacuten la tabla de Bazin es 325 y seguacuten la de Kutte r 35 Tomamos e l promedio de estos dos valoshyres o sea 3375
Aplicando las foacutermulas (4 y 2) obtendremos
Q = 098 mts y U 037 mts
CASO II- Si existen circunstancias que obliguen a adopshytar una profundidad determinada se aplicaraacuten las foacutermushylas de la seccioacuten maacutes ventajosa es decir las foacutermulas sishyguientes bull
Q~m S (9) h b U~ b - shy~ (1 + m~ )11 ) = 2 R (l) R I
12 - 1) S~
Se principiaraacute por adoptar para b un valor provisional y para escogerlo seguacuten el rendimiento se evaluaraacute el vashylor posible de R y por consiguiente el de C seguacuten la tashybla de Bazin La tabla de los valores de b daraacute un valor que se adoptaraacute provisionalmente Una vez hallado el vashy
- 1572 shy
lar da R se rectificaraacute e l de b Se volveraacute a calcular R y
se continuaraacuten estas aproximaciones hasta que se encuenshytren para C y b valores que no difieran sensiblemente de Jos anteriores La ecuacioacuten (1) contendraacute R elevada a la quinta potencia y deberaacute resolverse por logaritmos
EJEMPLO Un canal debe tener un rendimiento de 2 lIltS de agua por segundo con una pendiente de 00002 por mts Cuaacutel debe ser su perfil transversal en la tierra con taludes inclinados 45
Supongamos R = 1 mt entonces seguacuten la tabla d e Bozin C = 378 y seguacuten lo de Kutte r C = 40 Toma mos 81 pro lllcd io C = 389 Para b obtenemos 000066
In
Lu IOacuteI JI1 U 111 (0) du x
Pero s iendo m 1 sacamos
m 0547
y obte ndremos 4R~ S 4W
0547
Lo foacutermula (1) nos da
R X 00002 000066 4
S~
R S~ 132
y sustituyendo S po~ su valor
16 R
(0547F 132 R 075
Seguacuten las tablas de Bazin y Kutter los valores respecshytivos de C pondiente de b tend
son de b remos
348 es
y 00
37 Adoptamos 0077 Sustituyendo
359 este
el valor nuevo
corresshyvalor
- shy 1573 shy
4 4 R~ 0547 S TI X 00002 000077 (
s~
R = 075
Lo vola re s d~ e y de b no difieren sonsibloTrl ento de los que acabamos de adoptar Tomaremos pues para TI el va le r 076 mis entoncos h = 152
4 (076 )~
S 442 Jll l s ~
0547
Q 2
u 047 mts S 422
La foacutermula (8) permite dete rmina r l
2 m h 2 X 152 126 y e l problema
1 + ( + m~)Y2 1 + (2)1
queda resuelto Pero puede ocurrir que por circunstancias especiales no
se pueda adoptar el perfil maacutes econoacutemico Entonces se coshynoc 3 la profundidad h o la anchura 1 por lo tanto
S = h (1 + h m)
Q2
R 1 b --- en que R estaacute expresado en funcioacuten S2
de h y de I y permitiraacute hallar por tanteo h o I y S Supongamos que por causa de la existencia de un submiddot
suelo rocoso la profundidad del canal no debe exceder de un mI y que la descmga sea de 2 mts pOI segundo y la pendiente 00002
Procederemos asiacute
Puesto que h 9S a lo sumo igual Q 1 mI el radio meshydio puede evaluarse en 050 mts Las tablas dan para e 306 y 34 adoptamos 32 y entonces b = 000098
1574
Q2
De la ecuacioacuten R I b --- deducimos S2
000098 X 4 S~ 392 S 625
050 X 00002
La foacutermula S = h (l + h m) da 525
La foacutermula (6) nos da P = 807
s 625 R 077 mts
P 807
Se partiraacute de este nuevo valor de R para repetir los caacutelculos
Las tablas dan para R = 077 mts C = 35 y 37 Adoptamos C = 36 entonces b = 000077
Tenemos
000077 X 4 S 40 S 632 1 532
077 X 00002
P 814 Y R = 077
Adoptaremos para el perfil de este canal de 2 mts de descarga por segundo
1 = 532 h = 1 mI R = 077
La velocidad media del agua seraacute
u = Q S = 2 632 = 031 mts
CAPITULO VII
Sistemas de rieqo
Hay muchos procedimientos de riego seguacuten la naturashyleza del terreno su pendiente los cultivos o la cantidad de agua de que se dispone
- 1575 shy
A continuacioacuten describiremos los siguientes sistemas Por sumersioacuten por filtracioacuten por desbordamiento
El riego por sumersioacuten se dIvide en tres meacutetodos el ri ego por filtracioacuten en dos y el por desbordamiento tambieacuten en dos De todos eros hablaremos separadamente
Riego por sumersioacuten
El sistema d3 riego por sumersioacuten llamado tambieacuten en manta consiste en cubrir el suelo con una capa de agua que permanece sobre eacutel un tiempo maacutes o menos largo
Generalmente requiere que el terreno sea sensiblemenshyte horizontal de pendiente suave 2 0 00 a lo sumo y que no sea impermeable La superficie regable se rodea de peshyquentildeos diques Si la pendiente fuese fuerte habriacutean de ser a l tos y emplear maacutes agua con lo que se perderiacutea la prinshycipal ventaja de este sistema que es su sencillez y ecoshyncmiacutea
Este procedimiento es uno de los mejores para el rieshygo de praderas cuya pendiente sea de 1-15 mmts por metro Comprende tres meacutetodos distintos
IO-La sumersioacuten naturcl que resulta del desbordashymiento espontaacuteneo de una corriente de agua o de la inunshydacioacuten artificial proveniente del levantamiento de las aguas
29- La sumersioacuten artificial 5encilla en que las aguas permanecen estanadas mientras dura el riego
3y- La sumersioacutell atificial con cJrculacioacuten continuiexcl en que el agua ircula suavemente por la superficie del terreno sumergido
Cuando se riaga con aguas que acarrean limos y areshynas estos materiales generalmente corgados de materias fertili~antes se depositan sobre el suelo Entonces el riego por sumersioacuten va acompantildeado del erdorquinamiento
Sumersioacuten natural- Muchos terrenos estaacuten expuestos a las crecidas de las corrientes de agua que los atraviesan Esta sumersioacuten natural es fuente de grandes riquezas Tashyles s)n Egipto y las pompos de la imeacuterica del Sur En Francia grandes extensiones de ter reno deben su fertilidad a riegos perioacutedicos de esto naturaleza
Las condiciones esenciales de estos sumersiones natushy
1576 shy
rales son pendientes longitudinales muy suaves (040- 045
mts por kmt como promedio) y pendientes transversales
bastante aceurontuadus para que las aguas de las crecidas
vuelvan faacutecilmente a su cauce primitivo
Sumersioacuten artificial sencilla- Exige un suelo de poca
pendiente que no exceda de 2 0 00 a menos de restringir
mucho ia extensioacuten dE las parcelas sumergidas
Si la pendiente fuese fuerte no se depositariacutean los seshy
dimentos perdiendo asiacute este meacutetodo su principal ventaja
Ademaacutes se correriacutea el riesgo de que las aguas arrastraran
la tierra vegetal Finalmente seriacutea necesario que las cuenshycas sumergidas estuvieran rodeadas de diques muy altos
lo que hariacutea perder las ventajas econoacutemicas de este sisshy
tema
Consiste en sumergir el suelo bajo una capa de detershy
minado espesor durante un periacuteodo de tiempo variable
El terreno se divide en compartimientos regulares roshy
deados dE pequentildeos diques que retienen el agua
Generalmente las aguas despueacutes de regar un comparshy
timiento superior pasan a regar uno inferior
Los compartimientos tienen extensioacuten variable En geneshy
ral no exceden de 10-30 aacutereas Se les puede dar una anshychura de 50 mts y una longitud variable seguacuten la pendienshy
te del terreno Los diques que los rodean exceden en todas
partes a 25 ctms al nivel del agua
La altura media del agua sobre la superficie del sueshy
lo es de 15 ctms En el punto maacutes alto del nivel del agua
25 ctms
En el centro de cada compartimiento y en sentido de su longitud se abre una atarjea g (lig 15) que sirve a la
vez de conduccioacuten y desecamiento
A este objeto puede ir acompantildeado de pequentildeas a tarshy
jeas h En el origen y en la extremidad de cada compartishy
miento la atarjea g lleva una en trada de madera con comshy
puerta para retener el agua o dejarla pasar
La atarjea g debe tener una pendiente aproximada de
0001 mts mL La anchura en el fondo y su profundidad
dependen de la superficie del compartimiento y de la cantishydad de agua que conduciraacute
--1577-shy
La fig 15 denota la subdivisioacuten del terreno en cuatro recipientes que forman otros tantos saetines cuya longitud depende de la pendiente del terreno
Es preciso que el nivel del agua en el segundo comparshytimiento sea inferigtr de 1- 2 ctms al fondo de la atariea g del primero Asiacute se logra que el agua pase del primero al SEgundo compartimiento
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Hiego por ~lIhm(~r~ ioacuten Planta ltle unn in~tala(- i(ln de cuatro C(Jlllparlimi-(-middotnto~
Ventajas e inconvenientes de este sistema- Permite reshygar superficies de poca pendiente con ca1tidades de agua demasiado pequentildeas para utiliza ras de otro modo Transshyforma en tierras feacutertiles suelos mediocres siempre que no sean impermeables y que las aguas contengan limos carshygados de principios nutritivos Su instalacioacuten y vigilancia son sencillas y baratas
En suelos impermeables da malos resultados Rara vez se puede aplicar en el momento de la vegetacioacuten y mientras dura impide la aireacioacuten del suelo
- - 1578 - shy
El riego por sumersioacuten se emplea principalmpnte en el cultivo del arroz
Riego de los arrozales- EI arrozal ha de estar compleshytamente cubierto por el agua pero sin quedar estancada sino circulando con muy poca velocidad Sin agua no gershyminariacutea la semilla y en cambio si quedara estancada enshyfermaria 0 planta y podriacutea ser causa de una epidemia pashyluacutedica en la regioacuten
El terreno destinado al cultivo del arroz ha de ser enshyteramente llano y con la pendiente necesaria para la lenshyta circulacioacuten del agua El campo se divide en parcelas delimitadas por pequentildeos diques de tierra
Unas como B (Fig 16) estaacuten trazadas longitudinalmenshyte en el sentido de las labores y del movimiento del agua al paso que otras la sentildealadas con la letra e van en dishyreccioacuten perpendicular a las primeras
Una vez construIacutedos los diques se da el agua a las parce las D y J de modo que la capa liacutequida tenga unos 12 ctms de espesor Hecho 6stO se practican en el dique inmediatamente infel ior unas abe rturas E de 20- 30 ctms
de ancho por donde flushyye el agua a las parceshylas inferiores Asiacute se conshytinuacutea hasta regar todo el arrozal El agua se reshycoge en la atariea d e desaguumle A
El consumo de a g ua se calcula en 24 Its por segundo y por hec taacuterea
Sumersioacuten artificial con derrame continuo--Cuanshydo se dispone de gran can tidad de agua la cirshyculacioacuten puede ser conshytinua sin alterar las disshyposiciones precedentegt
El agua de riego desshypueacutes de alcanzar el nishy
ni~po s i c i(lfl dI un arrozal divirl gtln ( 1
lahla~ n -lIadriluacutel erus L ri ego
- - 1579-shy
vel normal en el compartimiento regado pasa lentamente al inferior y se reemplaza con nueva agua Este procedishymiento priva menos del aire a las plantas que e l estallCU miento permanente
El movimiento d8 las aguas se regula dE-~ tal manera que la can tidad siexclJida por la parte inferior sea igual a Jo que Gntra por la superior De 83t8 modo se llega raacutepidashymente a resultados excelentes
Conviene enviar agua nueva o los compartimientos inshyferiores disponiendo alrededor del cqmpo un canal de cirshycunvalacioacuten El agua debe vaciar por encima de las comshypuertas a fin ds qU8 no arrastre los sedimentos En general los compartimientos tienen dimensiones mayores que los de sumersioacuten sencilla Si la pendiente es muy fuerte conviene disponer oblicuamente diques interiores que impidan la erosioacuten del suelo Los diques que bordean las parcelas tieshynen aproximadaments 150 mts de ancho en la corona y un nivel de 30- 40 ctms sobre el de las aguas
Rieqo por filtracioacuten
Este sistema comprende dos subdivisiones
19 Por filtracioacuten del aqua en el suelo por atarieas proshyfundas- Es un procsdimiento muy imperfecto desde el punshyto de vista d3 los resultados pero muy sencillo y econoacuteshymico Em p lea las zanjas excavadas en los terrenos para sanearlos
Esencialmente consiste en cerrar las compuertas que regulan los diferentes canales de desecamiento El agua de lluvia etc fluye asiacute poco a poco pgtr estos canales y si el suelo es permeable lo humedece al atravesar las pareshydes laterales de e llos pudiendo llegar por capilaridad hasshyta las raiacuteces
Este procedimiento soacutelo es practicable cuando el terreshyno es bastante permeable y de poca pendiente En suelos poco permeabls los resulta dos no son satisfactorios el agua fluye bien por los cana ~ es pero no logra humedecer la tierra
La lig 17 muestra la disposicioacuten de los canales a a b b y Ja de la compuerta d que cuando estaacute cerrada deshy
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termina el retroceso del agua que se va elevando en los canales y penetra en el suelo Abriendo jo compuerta se inicia la salida del agua y consecuentemente el desecashymien~o del terreno
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F~( 11 J)i sposieiHl para htlnHd e(~e r IIn 1IITfJ1U drenadu al ail
J i~ Hi middotiexclo po fiJI radmiddotn
29 Filtracioacuten del agua por atarieas abiertas superficiales - middot-Este meacutetodo se aplica sobre todo a Jos tierras labradas y
entre otros a 103 cultivos hortiacutec81as Difiere esencialmente del anterior en que las atarieas estaacuten mucho maacutes proacutexishymas en que son superficiales y el agua penetra en el sueshylo y en el subsuelo p8r las paredes y por el fondo
El agua circula por atarieas paralelas que limitan las parcelas de los cultives No debe tocar ni las hoias ni los tedios Por esta razoacuten se emplea e l agua de cloacas para los cultivos hortelanos Como no se ponen en contacto con as hoias ni con los tallos no pueden contaminar esta parshyte comestible de los vegatales Sin embargo uacuteltimamente se ha dicho que las aguas de cloacas contaminan las parshytes aeacutereas de las hortalizas con geacutermenes nocivos y se ha prohibido su empleo para el cultivo de las hortalizas que se toman sin coccioacuten
Este meacutetodo es tanto maacutes eficaz cuanto maacutes proacuteximas
1581 shy
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esteacuten las zanias que se trazan con el arado y estaacuten seshy
paradas unos 060- 080 mts La lig 18 indico la disposicioacuten del suelo La liacutenea a b
representa el canal de conduccioacuten a c el canal de riego del campo d designan los surcos que no terminan en el canal a c La limpieza que necesita el funcionamiento del sistema deteriora pronto este canal Debe construiacuterse una atari ea auxiliar e f comunicada con el canal a c por meshy
_-1582 - shy
dio de pequentildeos cortes g Este canal auxiliar se abre con el arado y se termina cuidadosamente con la pala Es anshycho y tiene una profundidad de unos la ctms
Riego por desbordamiento
Puede efectuarse de las maneras siguientes con reshygueras de nivel y planos inclinados que describiremos sucesivamente
A shy Por regueras de nivel Fundamentoshy EI terreno a regar estaacute surcado por regueras horizontales de desbordashymiento en que el agua rebosa el borde inferior y se exshytiende en forma de laacutemina continua
Pendiente del terrenoshy No debe ser excesivamente peshyquentildea pues entonces la circulacioacuten de la laacutemina de agua se efectuariacutea defectuosamente se admite como necesaria una pendiente de 3 Si 0 pendiente fuere excesiva en vez de una laacutemina continua se formariacutea una serie de arroshyyos que socavariacutean el terreno este peligro debe evitarse haciendo las regueras suficientemente proacuteximas
Descripcioacuten y funcionatnientoshy Las regueras de reparshyticioacuten se trazan en la direccioacuten aproximada de las liacuteneas de maacutexima pendiente fig 19 Si se interrumpe una regueshyra de distribucioacuten remansando el agua eacutesta entraraacute en la reguera de nivel inmediata anterior la cual se llenaraacute y desbordaraacute invadiendo el terreno el exceso se recogeraacute en el colector inmediato inferior el cual lo transportaraacute al canal de desaguumle
b middotmiddot l~vcro diexclhi Clon
rig 9
Alimentacioacuten de regueras sucesivas por una misma tomashy En vez de recoger las aguas sobrantes de una reshyguera directamente en un colector se recogen en otra reshyguera la cual una vez desbordada las deja pasar a otra y asiacute a varias no pasando de 4 oacute 5 seguacuten el caudal de
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agua de que se disponga Parece que asiacute pudiera hacerse extensivo a todo el campo con una sola toma superior en la reguera de reparticioacuten pero no debe olvidarse que el agua que llegase a las regueras inferiores estariacutea escasa en oxiacutegeno y principios fertilizantes Esta es la razoacuten de las tomas sucesivas
Perfil longitudinal de las reguerasshy En la praacutectica no
iexcliexcl~f o UI a
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Uig 19) Riego por curvas de nivel
debe d6rseles una pendiente superior al 0003 intercalando cascadas si fuere preciso esto se refiere a las regueras de reparticioacuten Las regueras de distribucioacuten deben ser perfecshytamente horizontales
Seccioacuten transversal de las reguerasshy Las regueras de nivel deben ser poco proundas a fin de disminuiacuter la preshysioacuten del agua y por tanto su infiltracioacuten Es aconsejable
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UllO anchura de 20 ctms con una profundidad no mayor
de S clms Las acequias y regueras d e reparticioacuten se calcushy
bn seguacuten las foacutermulas hidraacuteulicas
B shy Por planos inclinadosshy Son tales les ven tajas del
riego por regueras de n ivel que se procura em plear un
sistema anaacutelogo aunque el terreno no tengo lo pendiente
necesaria
Principio--Si lo pendiente es inferior al 003 se terramiddot
1 I
Cor~e por A B F iJ20
I I
I
J
Ri eacuteo t por p la n o~ in(linado pUl dobl e ari5la
plena formando un escolonado d e planos inclinados que
permito el riego por reguera~ de nivel
Descripcioacutenshy la reguera de reparticioacuten se coloca a una
altura conveniente para que el agua pueda en trar a las
regueras de nivel practicadas en la parte superior de los
planos en forma que llena de agua se vierta por ellos
recogiendo el exceso en colectores lig 20 El agua sobranshy
te puede ser muy abundante en tal caso el colector al ishy
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menta a su vez o tra serie de planos actuando a mane ra de reguera de reparticioacuten
Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
Planos inclinados naturales- Supongamos fig 21 un terreno de pequentildea pendiente S8 construye en terrapleacuten una reguera de d istribucioacuten con los produc tos de la excavacioacuten del colector inmediato E primer antildeo el riego seraacute defectuoshyso pero en los antildeos sucesivos mejoraraacuten los terraplenes y planos incl inados merced a la aportacioacuten del limo por las mismas aguas
0(oacute v lt
o
ltiexcl - =-=~ ~ ~ ~-= -=--=--=-shy~ ~ Fig21
Planos inclinados artificiales-Consisten en cons truiacuterlos directamen te con tierra sacada del terreno m ismo lo cual exige terraplenes y movimientos importantes de tierra (fig 22)
TfrImiddotO)COfi
~S~iacutelllflmiddot ~~f~~
Tts 22
Datos para la formacioacuten de un proyecto de riego por planos inclinados- Se atenderaacute en primer lugar a que las acequias y regueras de reparticioacuten sean capaces de sumishynistrar el agua necesaria y los colectores de desaguar los sobran tes Las regueras de distribucioacuten seguiraacuten sensibleshymente las curvas de nivel a fin de q ue los planos incl inashydos conserven una longitud constante y que las regueras de dis tribucioacuten sigan la direccioacuten de la pendiente del terreshyno La anchura de Jos escalones no seraacute excesiva a fin de evitar los grandes movimientos de tierra En general tienen 4 oacute 5 mts y si el terreno tiene fuerte pendiente lleshygan a tener 10 Oacute 12 mts La pendiente de los planos inclishynados seraacute de 003 como miacutenimum
rrensiones y costo moderado comparacias con la cantidad de agua almacenada Con respecto a las particularidades topograacuteficas los sitios que se acomodan a ests fin se pueshyden dividir en cuatro clases
l- Lagunas naturales 2- Aquellos cue estaacuten localizados en liacuteneas de dre naje
natural 3- Depresiones naturales 4-Estanques artificiales Las lagunas naturales son impor tantes reguladores del
gua de drenaje que reciben Controlando la salido por medio de represas y compuertas reguadoras puede aproshyvecharse gran pa rte de las existencias a muy bajo precio
Los sitios maacutes comunes para el almacenamiento de -lgua son los comprendIdos en el NI 2 pero requieren mushycho cuidado para la descarga de las crecidos y en geneshyral son muy costosos en proporcioacuten a su capacidad
Las depresiones naturales o logos secos provienen del hundimiento de cavernas subterraacuteneas formadas por la acshycioacuten erosiva de los aguas subterraacuteneos Estas depresiones son inapropiadas para el almacenamiento a causa del faacuteshyci escape que pueden e ncontrar las aguas por los grietas que se encuentran en sus vecindades
Los estanques artificiales exigen trabajos especiales de e xcavacioacuten en general son excesivamente costosos y soacutelo se recomienda su construccioacuten en caso de que el aguo tenga un costo elevado
Eleccioacuten del sitio- Las principales circunstancias que afectan la posibilidad y valor de un sitio para almacenashymiento son
l - Su relacioacuten con los regadiacuteos 2- Su relacioacuten con el abas tecimiento 3-Su topografiacutea 4- Su geologiacutea Debe hacerse un examen cuidadoso de la regioacuten donde
se desea localizar el almacenamien to a fin de descubrir toshydos los si tios posibles y poder escoger e l que ofrezca conshydiciones maacutes ventajosas
El estanque debe estar situado lo bastante alto para poder dlstrlbuiacuter el agua por gravedad y tan cerca de los
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regadiacuteos que las peacuterdidas por transporte sean miacutenimas Ademaacutes debe ser iexclal el sitio que intercepte una cantidad suficiente de agua o que se la pueda conducir a eacutel
Geologiacutea del sitio- Habiendo estudiado la topografiacutea e hidrografiacutea de l lugar debe estudiarse cuidadosamente su geologiacutea a fin de conocer el caraacutecter y profundidad de los astratos inferiores La conformacioacuten geoloacutegica debe ser tal que contribuya a la eficiencia del almacenamiento Los lugares si tuado3 en vall9s inclinados son gen6ralmente fa shyvorables Como en eacutestos les estratos se inclinan de las colinas al fondo de valle el a gua que cae en aqueacutellas iraacute por percolacioacuten al estanque
En las formaciones de cal y yeso es corriente enconshytrar cavernas que faacutecilmente pueden derrumbarse es por esto por lo que debe e3tudiarse cuidadosamente la geologiacutea de estas formacione3 antes de construIacuter un estanque sobre ellas
Peacuterdidas en los estanques- En re lacioacuten con este toacutepi shyco mencionaremos algunos estanque que han tenido que ser abandonados por lo alto de las peacuterdidas
Estanque de Tumalo- Fue construiacutedo por el Estado de Oregoacuten Durante la diiexclcusioacuten del proyecto un grupo de ingenieros recomendoacute se construyera parcialmente y se hishycieran ensayos sobre su impermeabilidad este consejo no fue seguido y la represa se construyoacute de la altura proyecshytada Terminada la obra se llenoacute el estanque hasta que e l agua a lcanzoacute una altura de 20 pies sobre el orificio de salida En estas circunstancias se abrioacute un hueco en el fondo que descargaba 200 pies cuacutebicos por segundo y que raacutepidamente vacioacute el estanque Este hueco fue taponado y vuelto a llenar el receptaacuteculo pero las nuevas grietas que se abrieron no permitie-ron que el agua volviera a alcanzar la altura inicial Las peacuterdidas subieron tanto que le quitashyron todo valor al estanque como lugar de almacenamiento
Estanque Hondo- Cerca de Roswell Nuevo Meacutejico se construyoacute este estanque aprovechando una depresioacuten nashytural La depres ioacuten se aumentoacute por la unioacuten de las colinas circundantes por medio de diques El agua se suministroacute por medio de un canal de alimentacioacuten Las fugas se preshysentaron inmediatamente que estuvo lleno el estanque y
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aumentaron raacutepidamente debido al ensanchamiento de los huecos y grietas que se abrieron en el fondo Muchos esshyfuerzos se hicieron para restringir las peacuterdidas pero tedas fracasaron y el estanque tuvo que ser abandonado
La roca de la regioacuten era principalmente yeso que coshymo anteriormente se dijo es inapropiado para este in ya que en estas formaciones se encuentran muchas cavernas Es seguro que la depresioacuten que se escogioacute para el almacenashymiento se formoacute debido al hundimiento de alguna caverna
Las siguientes recomendaciones generales pueden ser de alguna utilidad para la escogencia del lugar apropiado
l- Eviacutetense los lugares cercanos a las formaciones de y eso y cal
2- -Las fcrmaciones volcaacutenicas deben estudiarse cuidashydosamente pues en ellas es corriente encontrar grietas o cavidades
3- Las areniscas de grano grueso ofrecen alguacuten peligro
4- Las depresiones naturales no son recomendables y deben evitarse si se encuentral1 en las cercaniacuteas de rocas cavernosas o si reposan sobre material grueso que ofrece salida faacutecil al agua
Sedimentacioacuten en los estanques- Sabemos que todas las corrientes naturales eradan sus canales y llevan maacutes e menos limo en suspensioacuten Cuando se concluye una re presa a traveacutes de una corriente la sedimentacioacuten de los limos debida a l estancamiento del agua puede llegar a disminuiacuter grandemente la capacidad del estanque si n o e remueve
El problema relativo a la sedimentacioacuten en los estan ques construiacutedos sobre corrientes portadoras de limo ha sishydo cuidIdosamente estudiado y se han expuesto muchas teoriacuteas sobre su solucioacuten pero ninguna de ellas ha sido confirmdcr por la pTaacutectica
Se han hecho muchos esfuerzos para determinar el factor exacto que exprese la relacioacuten entre el peso de un limo seco obtenido por observacioacuten y el volumen del misshymo limo como se deposita en el fondo de los estanques
La tabla siguiente muestra el resultado de cuatro enshysayos
-- 1542 -shy
Observedor Peso de I P C Limo huacutemedo Lbs
Limo seco P2S0 Lbs
Densidad
Follet Coghlcm Hughes Lawson
Promedio
1047 89 5
530 923 76 1 860 770
264 255 260
Las variaciones se deben en parte al diferente caraacutecshyter y peso de los limos ensayados Por esto el promedio (77 lbs pie cuacutebico) soacutelo debe tomarse como un va lor aproximado
El80bierno de los EE UU ha hecho observaciones sistemaacuteticas del limo que lleva el Riacuteo Grande desde 1897 hasta 1912 W N Folle es tudioacute cuiciadosamente las dishyversas observaciones y los resultados por eacutel obtenidos opashyrecen compendiados en la siguiente obla
Antildeo Aguaiacute acres pies Limo- Limo - acre s pies
Las observaciones se hicieron de la siguiente manera Se tomaron muestras del agua turbia del riacuteo se removioacute el limo por sedimentacioacuten y filtracioacuten se le secoacute a 60deg e y lueacutego se le p2SOacute Los porcientajes son por volumen y
se les calculoacute tomando como base que un pie cuacutebico de lim o en el estanque pesa despueacutes de secado 53 lbs
Despueacutes de considerar los resultados de los experimenshytos efectuados en India y Ameacuterica Etcheverry concluye asiacute
I- Un pie cuacutebico de limo saturado sedimentado en un tubo por un antildeo contiene alrededor de 30 lbs de limo seco El porcientaje por volumen de lodo saturado es jgual al porcientaje por peso multiplicado por 2l
2- Un pie cuacutebico de limo huacutemedo como se deposita bajo condiciones naturales el por volumen de lodo huacutemiddotmiddot medo es igual al por peso multiplicado por 12
3- Un pie cuacutebico de lodo seco pesa alrededor de 90 lbs
Remocioacuten del limo depositado- La represa Assuan en Egipto forma sobre el Nilo un estcnque de gran capacidad y considerable volumen de limo La gran capacidad del estanque se debe principalmente a la suave pendiente del riacuteo pues debido a eacutesta la represa logra represar las aguas unas 40 millas aguas arriba formando asiacute un estanque largo pero angosto La represa estaacute provista de 180 comshypuertas que permanecen abiertas mientras dura la crecida anual permitiendo asiacute que la corriente torrencial arrastre su linIO a traveacutes del estanque y al mismo tiempo saque parte del que se depositoacute el antildeo anterior
Este meacutetodo de remocioacuten parece ser efectivo pues sosshytiene la capacidad de almacenamiento para las necesidashydes actuales del riego pero eacutel exige el gasto de la mayor parte del agua en antildeos normales y su eficiencia depende mucho de las circunstancias locales (estanque angosto) pues bajo estas condiciones una corriente raacutepida es muy efectishyva para sacar el sedimento depositado Por otra parte las variaciones del Nilo son tan regulares que permiten la ashydopcioacuten de un programa predeterminado lo que es geneshyralmente imposible en otras corrientes
La combinacioacuten de estas condiciones es tan rara que la solucioacuten adoptada no tiene ap~icacioacuten en la mayoriacutea de
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los casos y presenta por lo tanlo muy poco in tereacutes como solucioacuten general al problema de que nO$ ocupamos
El ingeniero norteamericano W W Follelt propuso el siguienl meacutetod0 para ramover el limo del estanque Eleshyphanl Bulte
En lo mitad del estanque se construiraacute una pequentildea represa de 40- 50 pies de altura formando asiacute un pequeshyntildeo estanque dentro del principal Esia pequentildea represa esshytaraacute provista de una torre de esclultas eacutestas daraacuten acceso a un conducto que desembocaraacute en el valle pasando por la represo principal
Cuando el estaiexclque principal se esteacute llenando e l peshyquentildeo recibiraacute el agua del riacuteo y gran parte del limo se depositaraacute en eacutel an tes de que el agua pase por sus vershytederos al principal Cuando el estanque pequentildeo esteacute poshyco lleno las aguas turbias se haraacuten pasar por el conducto arrastraraacuten el limo depositado en el pequentildeo estanque y llevaraacuten su carga fertilizante a los regadiacuteos Si se necesishytare agua adicional se sacaraacute del estanque principal
La principal ventaja de este meacutetodo estriba en que con serva las propiedades fertilizantes del agua aumentando asiacute la fertilidad de las tierras que con ella se rieguen
3-Corrientes de aciexclua- La derivacioacuten de una corrienshyte de agua abarca esencialmente tres obras Una barrera un sistema de compuertas y un canal de derivacioacuten
La barrera se dispone a traveacutes de la corriente debajo de la presa de agua y en el lugar donde las orillas esteacuten maacutes cercanas Ella levanta los aguas y las conduce al cashynal de derivacioacuten
El tipo de la barrera depende del caudal de la corrienshyte que se quiere derivar
En un simple arroyo la oparacioacuten es sencilliacutesima Alshygunas piedras grandes y troncos de aacuterboles bastan para establecer barreras muy resistentes Las figuas I y 2 exshyplican la disposicioacuten de una de estas barreras Siempre conshyviene proteger con un zampeado de madera o piedra la parte maacutes abajo de ~a barrera para evitar el desgaste en las avenidas
Crevat describe asiacute las cbras de una presa de agua en el riacuteo Ain Uno de los problemas maacutes difiacuteciles en un proshy
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Planta dfgt la burrera rUacuteili( ~a c ll yo lorlf rtmiddotnr(iexcl ~ 1ta lJ rilo 2
yecto de derivacioacuten es el establecimiento de la presa de agua sobre todo cuando el riacuteo es ancho y torrencial Y hay que prevenir la invasioacuten del cascajo y la arena gruesa
Cuando sea posible conviene aprovechar un recodo del riacuteo donde disminuye la velocidad y por consiguiente au-
Fig 2 HI1TIra 1I1~li( a tn IIn arroyo COrl ~ ( g Uacutell A B (Itshy la fi~ 1
- 1546 shy
menta la altura del agua En la orilla (Fig 3) se construye con grandes piedras talladas un muro de 30 mts de lonshygitud cuya base al nivel de las aguas bajas estaacute proteshygida por un enlosado de cemento de 3 mts de ancho para facilitar el deslizamiento del cascajo que puede ser consishyderable durante las crecidas
Este muro A por tener que servir de vertedero es vershytical por la parte del riacuteo con 030 mts de altura sobre el nivel de la orilla y estaacute sostenido exteriormente por un tashylud de cemento de muy alargada pendiente que forma el
Plano timiddot una harrera y toma dI aglla
fondo de un pequentildeo depoacutesito B faacutecilmente vaciable desshypueacutes de las crecidas por medio de una gran compuerta
En la parte inferior del depoacutesito B hay que establecer un macizo de mamposteriacutea que forma la cabeza del canal F en el que se habraacuten abierto dos tuacuteneles e de dos meshytros de anchura y un metro de altura cuya entrada puede cerrarse con compuertas de hierro reforzadas con nervios El agua al pasar por estos dos tuacuteneles desemboca en el canal de derivacioacuten F que alliacute debe ser poco profundo pero ancho (5 mts) estrechaacutendose en seguida progresivashy
menle hasta que alcance el tiro de agua y anchura norshymales
Fn el muro de defensa A del recipiente B se coloca lna compuerta inmediatamente delante de la~ aberturas de toma d9 agua y debajo de la barrera
Transversalmeiexclte al riacuteo y en el extremo inferior de l vertedero se construye un soacutelido zampeado de fondo E recshytiliacuteneo algo maacutes alto quoacute el fondo leI riacuteo y que se vaya eevando un poco hacia la derecha d se eleva de 050 el nivel de la corriente y se echa nuevamente contra el vershytedero A xl propio tiempo que se ancha un poco el cauce
Chaipeniier de Cossigny habla de una barrera de cashyballetes que con frecuencia se ve en el sur de Francia
Para estableceo a traveacutes del caue del riacuteo se fijan una serie de caballetes como lo representan las figuras 4 y S donde A es una estaca gruesa inclinashyda y C C los sosteshynes Sobre estos cabashylletes se clava una seshyrie de tablas sobre las
Fi2~ 5 cuales se echa desde riacuteo arriba grava RiacuteoFrente de una brre13 de caJallrlt s
- 1548 shy
abajo se defiende al pie de la obra con pentildeascos sosshytenidos con estacas
Las barreras importantes se construyen de piedra o de cemento empezando por trazar el armazoacuten de la barrera Aprovechando la eacutepoca del arlO en que el riacuteo lleva poca agua se clavan a traveacutes una serie de soacutelidas estacas cushyyos extremos superiores delineuroan el perfil transversal de la barrera Estas estacas se unen entre siacute y en ambos senshytidos por medio de cruceros Entre elios se hincan tablones Terminada la armazoacuten se llenan los huecos con guijarros y piedras y lueacutego se rellenan los intersticios con grava y tierra La parte superior de la barrera se recubre con un thecho de carpinteriacutea o bien con losas que formen una esshypecie de embaldosado entre los cruceros
A fin de obtener una barrera maacutes fuerte se puede hashycer la siguiente variacioacuten Una vez terminada la armazoacuten se colocan apoyados conira los tab~ones sacos llenos de cemento que no tarda en f~aguar Estos sacos forman un muro muy resistente Se acaba de construiacuter la barrera lleshynando con cemento el interior limitado por el muro La cashyra superior se resguarda de la accioacuten del agua con un reshyvestimiento de mortero hidraacuteulico para el cual se puede emplear ladrillos
Las compuertas colocadas a la entrada del canal comshypletan el conjunto de las obras de derivacioacuten y sirven para llevor el agua de uno a otro canal
Hay considerable nuacutemero de modelos de compuertas desde las mayores que se aplican para cerrar los canales hasta las menores para abrir y cerrar las atarjeas En prinshycipio una compu9rta se compone de un quicio horizontal que ocupa el fondo del agua y dos montantes verticales ~obre los que se desliza el ventanillo enlazados por un dintel en el extremo superior El quicio y los montantes pueden ser de madera o de piedra El ventanillo es la parshyte movible de la compuerta y se acciona ya a mano ya por medio dG palanca o cremalera seguacuten el tamantildeo Las partes superior e inferior de las compuertas deben protegershyse contra las socavaciones por planchas de madera o por construccioacuten de mamposteriacutea
En suelos flojos se draga el fondo hasta encontrar roshy
-l549 - shy
shy________ -shy _ __ ___J
s lzaltln ue IIna compllfmiddotlla
ca o tierra firme y lueacutego se pone a traveacutes una hilera de
estacas sobre la cual descansa la compuerta a cada lado
de esta primera arma zoacuten se amontonan sacos de cemento
La3 figuras 6 y 7 rlt-presentan un modelo de compuerta
ordina ria Los figuras 8 y 9 representan la compuerta p e-
r~ 7 Planta de tilla (Olllplltmiddotrta
-shy 10
qUEntildea de hierro muy pr-aacutecti ca que se emplea para abrir y cerrO las atarjeas de riego La figura 9 indica claramenshyo
te coacutemo se mantiene fija esta compuerta por medio de dos grandes piedras indinadas que pueden sustituiacuterse por dos puntales de madera
En cuanto al canal de derivacioacuten tambieacuten llamado de alimentacioacuten se ceba en la corrient de agua un poco por
P t(JlUntildea compucrta para atarjta~ lit Jil~o
encima de la barrem Abierto o cerrado por una compuerta debe seguir en su trazado la parte superior del te rreno y presentar el mayor relieve posible Maacutes adelante hablar8shymas sobre eacutel
Evaluacioacuten del caudal de una corrienle- El caudal de una corriente de agua es igual al producto del aacuterea de io seccioacuten bantildeada por la veloc idad media por segundo del agua
r-iacute~ 9
l a middotolllpllrla dmiddot la fiiexcl 8 olorarla en la otnlrada d e 1 alarju
Es necesario obtener el perfil de la corriente en varios lugares y promediar los resultados Para obtener un periil se tiende una cuerda de una a otra orilla perpendicuarmiddot mente a la direccioacuten de la corriente y lo maacutes cerca posib~ de su superficie A distancias regulares sentildealadas en la cuerda se practican sondeos que dan la profundidad d e l
- 1551 shy
agua en cada una de las divisiones Obtenido el perfil con estos datos se sumaraacuten los trapecios parciales para obtAshyner el aacuterea de la seccioacuten dantildeada
La velocidad media de ~ agua se deduce de la velocishydad media en la superficie es igual al producto de eacutesta por el coeficiente 08 en los canales y riacuteos de dimensiones medianas y po 06887 en arroyos y atarjeas La velocidad en la superficie puede calcularse faacutecilmente de la siguienshyte manera A unos 3CJL-40 metros Daacutes arriba del paraje cuyo p3rfil se ha encontrado se echan unos cilindros de madera gruesa o corcho y con un cronoacutemetro se cuenta e l tiempo que gastan en recorrer la distancia comprendida enshytre el Jugar donde se echaron y olro previamente fijado 30-40 mIs maacutes abajo del lugar del perfil La operacioacuten debe repetirse varias veces y promediar los resultados
En vez de valerse del flotador para determinar la vsshylocidad de la corriente suelen emplearse los medidores de velocidad o corriente (Current Meter) Existen varios modeshylos de estos aparatos los maacutes usados son el de Haskell y
61 de Price En el modelo Price existen dos tipos el eleacutecshytrico y el acuacutestico Por se r estos aparatos suficientemente conocidos y venir acompantildeados de instrucciones para su uso no nos detenemos a explicarlos
Cuando el cauce es de seccioacuten bastante regular es preferible usar una compuerta para medir el caudal
Compuerta rectangular- De sus experimentos con esta clase de compuertas Francis dedujo la siguiente foacutermula
Q = 333 H (L - 02 H) siendo Q = descarga en pies cuacutebicos por segundo L = longitud de la compuerta 6n pies H = altura del agua sobre la compuerta en pies Cuando la velocidad de aproximacioacuten tiene un valor
suficientemente alto para afectar los resultados deben hushycerse las correcciones necesarias Francis propuso la sishyguiente foacutermula para este caso
Q = 333 (L - 02 H) [ (h HYh - h~h 1 donde h = allura debida a la velocidad de aproximacioacuten
Compuerta de Cippoletti- Las foacutermulas correspondienshytes a los dos casos mendonados para la compuerta regushylar son
Las figuras 10 y 11 representan la compuerta rectangushylar y la de Cippolstt i respectivamente
CAPITULO V
Uso de bombas para el riego
La praacutectico de elevar agua de un nivel inferior a otro superior para usarlo en el riego es sin duda tan antigua
1553 shy
como el riego mIsmo En China India y otros paiacuteses orienmiddot tales todaviacutea se acostumbra regar tiel ras maacutes ollas que los canales que conducen el agua elevaacutendola con potencio
bullhumana c animal unos pocos pies Naturalmenta que e~to
se puede efectuar soacuteo cuando la altura es moderada y el trabajo muy barato
Molinos de vienlo- La fuerza del vienio se empleoacute prishymitivamente para las necesidades del riego y auacuten hoy se usa frecwmtemente para elevar aguo de pozos para 103
necesidades domeacutesticas y para el riego de jardines y peshyquentildeos huertos Aunque la fuerza no represente gasto alshyguno el bombeo por medio de molinos de viento resulta en promedio maacutes costoso que cualquier otro meacutetodo excepshytuando aquellos que usan fuerza animal Esto se debe a la pequentildea potencia desarrol ~ada por estos aparatos la inshyconstancio del vie~to y la gran atencioacuten y reparacioacuten que exigen los molinos de viento Por estas razones el costo del bombeo por este sistema hace prohibitivo su empleo exshycepto para cultivos intensos de pequentildeos tarrenos donde se esperan grandes beneficios
Los molinos de viento se usan extensamente en el vashylle de San Joaquiacuten (California) y en los grandes llanos de las Montantildeas Rocosas para obtener agua para el riego El principal inconveniente de estos molinos es su insegushyridad pues su funcionamiento depende completamente de la fuerza del viento
A causa de esta inseguridad los molinos nunca deben usarse para regar sin proveerse de un estanque ampliO pashyra almacenar el agua Debe instalarse un recipiente de gran capacidad a fin de poder almacenar el agua durante los diacuteas que no se la usa para regar Este recipiente se puede obtener usando uno de los tanques elevados que suminisshytran los constructores de molinos de viento o si el molino se puede instalar en un punto alto de la hacienda se pueshyde excavar un estanque paro el almacenamiento
En promedio se necesita una velocidad del viento 5- 6 millas por hora para mover un molino La tabla siguiente da la fuerza del viento para las velocidades ordinarias
-1554
Velocidad del viento y potencia
Millas por Pie por Presioacuten Millas por Pies por Presioacuten
La tabla siguiente tomada de un trabajo de Mr A R Wolff sobre molinos de viento muestra la capacidad y
economiacutea de un molino experimental con rueda de distinshyto diaacutemetro asumiendo una velocidad promedio del vienshyto de 10 millas por hora durante ocho diarias
CAPACIDAD DE LOS MOLINOS DE VIENTO
Tamantildeo Rtvoluclunes Galones de agua levantados por minuto H P de la rueda de la rueda bull una altura de desarrollados
pie
25 50 75 100 150 200
ID no-u lB fjfj tiu 41 1112 l~ ij-HO t3 n u 11 8 8 1 O ~ I H iexclO-i 4bull 1 ~~ 6 ) -I ~ 1U 1 S -l 02- Hi ~I-iexclO ji -U JI (iexcl 1liacute JI 1 98 SO 0 11 18 10- (- 911 j2 2middot1-1 J1 J ) D I ~n 1 bull -40 1lfI UI 1 IO X l J ~ JI l I I O1X 2J W-li ~ 124 J01 0 111) 40 1 Hi3 ~H1 134
- 1555 shy
Al disentildear un molino de viento para bombear agua deben considerarse dos cosas El momento de torsioacuten y la velocidad de la rueda en relacioacuten con la de la bomba La primera debe ser lo maacutes gronde posible a fin de que el molino arranque con un viento suave la segunda no debe ser muy alta para las bombas en un molino pequentildeo ni demasiado baja para uno grande De lo anterior deducimos que el tamantildeo de un molino es un elemento importante en el arreglo de sus aspas
El aacutengulo entre cualquier porcioacuten de una aspa y el plano de la rueda se denomina aacutengulo del viento para obtener el mayor momento de torsioacuten al arranque este aacutenshygulo debe ser el complemento de los mejores aacutengulos de incidencia o entre 70deg- 55 Se ha Encontrado en la praacutecshytica que el aacutengulo del viento no alcanza estos valores sienshydo muy recomendable usar 43deg La tabla siguiente da los resultados de los experimentos de J A Griffith con cinco clases de molinos norteamericanos
CAPACIDAD Y EFICIENCIA
STOVER
Diaacutemetro exterior de la rueda pies 115 inferior 45
Area bruta de la rueda pies cuadrados 1040 Angulo del viento en la extremidad exterior de las aspas 43 Diaacutemetro y carrera de la bomba pulgadas 3 X 4 Altura promedio del agua durante el ensayo pies 292
A maacutexima eficiencia
Ve locidad del viento millas por hora 58 Velocidad del molino revoluciones por minuto 130 H P 0011 H P por 100 pies cuadrados de aacuterea bruta 0011 Eficiencia neta maacutexima tanto por ciento 87
-- J556 --shy
Promedio de 100 horas localidad bonancible
Promedio del agua elevada galones por hora 1530 Promedio de los H P desarrollados por l 00 pies~ 0022
0023 Eficiencia neta maacutexima 21
Promedio de 100 horas localidad borrascosa
Promedio del agua elevada galones por hora 2870 Promedio de los H P desarrollados por 100 pies~ 0041
0043 Eficiencia neta maacutexima 028
De varios molinos
Parkins ~fthoue Allhouse Carlyle
16 1416 1016 983 60 45 383 416
2010 1570 81 800 36 30 5028u
3 X lOyiexcl 3 X 10 3 X 4 58 3 X 4 liquest 39 663 387 307
---shyMaacutequinas de combustioacuten interna- Las maacutequinas moshy
de rnas de combuslioacuten interna de gas y vapor no soacutelo con-sum e 1 pJCo combustible sino que son adaptabI8s unishydades pequentildeas ademaacutes req u ieren poca vigilancia para un buen manejo y las reparaciones se efectuacutean faacutecilmenshyte Estas ve1 tajas importantes hcn heclo generalizar el uso de esta clase de maacutequinas
Maacutequinas de vapor- A lgunas de la s maacutes grandes planshytas d2 bombas para riego usan el vapor como fuerza moshyIriz En las islas Hawai se emplean grandes bombas moshyvida s por vapor para e levar agua a 550 pies y regar cantildea de azuacutear Grandes plantas a vapor se emplean para eleshyvar grandes can tidades de agua a pequentildeas alturas y reshygar las plan taciones de arroz en Louisiana (EE UU ) Las grandes plantas usan la maacutequina reciacuteproca y la bomba directamente conectada En algunos casos se puede obteshyner mayoiexcl- eficiencia usando turbinas de vapor las que por su alta velocidad S9 prestan para mover generadores eleacutecshytricos los cuales a su vez pueden suplir corriente a bombas instaladas en dist intos pun tos Es te meacutetodo de distribucioacuten es especia lmen te venta joso cuando el agua se obtiene de muchos pozos El costo de esta clase de plantas estaacute geneshyralmente fuera del alcance individual y por esto la mayoshyriacutea de ellas son manejadas por grandes compantildeiacuteas o por Jos municipalidades
Bombas- La bomba centriacutefuga es la maacutes usada para regar
La bomba centriacutefuga eleva el agua por medio de un disco provisto de cuchillas curvas que giran raacutepidamente dentro de una caacutemara que se ajusta lo maacutes posible dejanshydo el juego necesario para el movimiento raacutepido Las cushychillas fuerzan el agua a traveacutes del tubo de salida Algunas veces se sumergen dentro del agua que va a bombearse
-- 1558-shy
o se colocan unos pocos p ies encima del n ivel del agu a
en cuy o caso se necesita cebarlas
La bomba centriacute fuga es la maacutes recomendable cuando
se tr Ita de elevar grandes cantidades de agua a pequentildeas
a lturas Sus principales ven tajas son sencillez seguridad
bajo cos to y poca probabilidad de dantildeo por c ieno etc
Cuando hcm sido biEn d isentildeadas acanzan eficiencias de
maacutes de 80 para altu ras de 30- 60 pies Las peacuterdidas a
la entrada del tubo de succioacuten yola sal ida del de desshy
carga se d isminuyen grandemente ensanchaacutendolos progreshy
sivamente al salir de la bomba
El profesor W B Gregory da la siguiente tabla para
ilustrar la ventaja qu e se obtiene al ensanchar los tubos
de succioacuten y descarga
BOMBA CENTRIFUGA - ALTURA DE ELEVACION 5 PIES
Peacuterdida de Peacuterdid a de Pda por fr ic-Forma del tubo altura a la altura bull la cioacute usando Altura Bnfic~
a 3 028 031 024 583 240 291 a 4 009 0 10 02 4 543 280 340
----shyAriete hidraacuteulico- Es ta maacutequina usa un gran v o lumen
de agua que cae de una pequentildea altura para elevar una
cantidad menor de agua a una altura mayor
En este aparato un tubo A conduce el agua a la caja
de la vaacutelvu la B ~ l tubo estaacute en comun icacioacuten con la caacuteshy
mara de a ire C de la cual arra nra e l tubo de descarga D
La vaacutelvula B s(~ abi e hacia abajo y se hace de un peso
tal que permanezca abierta cuando el agua circule a veshy
locidad moderada pero se c ierre raacutepidamente cuando la
velocidad del agua a lcance un valor determinado Cuando
la vaacute~vula se cierra el agu a se detiene suacutebitamente proshy
duciendo un golpe de ariete que abre la vaacutelvula de la caacuteshy
mara de aire comprimiendo eacuteste y haciendo pasar una
parte d e eacutel al tubo de descarga Cuando se iguala la preshy
-- 1)59-shy
sioacuten la vaacutelvula de la caacutemara de aire se cierra pero el flujo en el tubo D continuacutea durante un periacuteodo corto a caushysa de la expansioacuten del aire comprimido en la caacutemara C Como el aire de esta caacutemara es absorbido gradualmente y expulsado por el agua debe proveerse para su renuevo pues de otra manera la elici-encia del ariete disminuiriacutea Cuando el agua en el tubo A estaacute detenida la vaacutelvula B cae el agua empieza a moverse y el proceso se repite
El flujo de un ariete hidraacuteulico es pues una serie de pulsaciones y a cada impuso debe vampncerse la inercia de la columna de agua que se encuentra en el tubo D Si dos arietes se conectan en el mismo tubo de descarga pero de tal manera que sus pulsaciores no coincidan la descarga seraacute maacutes continua y se economizaraacute energiacutea estas ventashyjas se obtienen en mayor escala al aumentar el nuacutemero de arietes conectados Veacutease fig 12
i)
rs 2 l iacute
llUSlraciuacuten dd prin cipill dd ik hiJraacuteulicu
CAPITULO VI
Canales y alarieas de riego
Cualquiera que sea el meacutetodo de riego que se haya esshycogido su praacutectica requiere cierto nuacutemero de canales y atarieas Vamos a definir estos canales y atarjeas y a inshydicar las principales consideraciones que rigen su consshytruccioacuten
Todo riego supone una presa de agua en un canal riacuteo etc Esta agua por medio de un canal de derivacioacuten se
--1560shy- -
lleva a los regadiacuteos De cua lquier forma que sea en eacutel o en sus ra mificac iones na cen y se alimen ton zan jas de meshynores dimensiones llamadas atarjeas de distribucioacuten las cuales llevan el agua a las atarieas de riego
Como todo riego debe ir acompantildeado de una desecashycioacuten del suelo es necesario construIacuter atarjeas de desaguumle que lleven el agua usada a los canales de evacuacioacuten En ciertos casos las atarjeas de riego una vez vaciacutea s sirshyven para el desaguumle
Seccioacuten de los canales y de las atarieas- Los canale s de a limentacioacuten de distribucioacuten y de evacuacioacuten tienen seccioacuten trapezoidal (Fig 13) Las otarjeas de riego y de desshyaguumle son rectangulares (Fig 14) Soacutelo miden 5-15 ctms de profundidad
Un canal de riego se com pone de las siguientes parshytes (ver lig 13)
El fondo D F sobre e l cual fl uye e l agua
-1561
La altura O E = h del egua Las banquetas A B H 1 que sostienen el agua por cashy
da lado Los taludes formados por las caras laterales B D F H El periacutemetro mojado P o la lopgitud e D + D F + F G La seccioacuten uacutetil S del canal eo la superficie que tiene
por base G C y D F y por a~ tura O E El radio medkl R es igual a S P La pendiente de Jos taludes m se determina por la
relacioacuten G Kj F K
Pendiente de los taludes de los canales y de las aacutetarshyjeas principales- Las pendientes de los taludes dependen de la natura leza del terreno Hus ta 15 ctms de profundidad son verticales Pasando de esta profundidad y para atarjeas abiertas en desfonde se dan las siguientes pendien tes
Roca m l O Arcilla pura m 1 033 = 303 Tierra arcillosa m 1 05 200 Tierra arenosa m 1 15 = 066
Para Jos taluds de fosos cmstruiacutedos en terrapleacuten
Arcilla pura m 1 05 = 200 Tierra arcillosa m 1 075 = 133 Tierra arenosa m 1 225 = 044
Para el mismo terreno si m es la inclinacioacuten del tashylud en desfonde 10 inclinacioacuten m del talud de terrapleacuten es igual a
2 3 m 1 1
- +shym 2m
Pendiente de los canales--Cuanto maacutes fuerte es la penshydiente maacutes se puede reducir la seccioacuten de un canal para la misma descarga Conviene pues construiacuterlos con la mashyyor pendiente a fin de disminuiacuter los trabaj os de excavacioacuten Por otra parte hay que considerar que una pendiente fuershy
-- 1562 -shy
te disminuye por la raduccioacuten de seccJOn la superficie de contacto y por consiguiente la filtracioacuten Ademaacutes la veloshycidad del agua no debe pasar de determinados valores seguacuten el terreno pues produciriacutea erosiones en las paredes
Velocidades de las que no conviene exceder en los diferentes terrenos
Velocidad limite Pendlent
por segundo por kmt
Arcillas blandas 0152 mts 0045 mts
Arenas 0305 0136
Gravas 0609 0433
Guijarros 0914 0570
Piedras en grandes fragmentos 1220 1509
Guijarros aglomerados 1520 211 S
Rocas blandas 1830 2786
Rocas duras 3050 7342
Tambieacuten existe un liacutemite inferior de velocidad que no se debe traspasar pues se forman depoacutesitos que destruyen
los cauces Los depoacutesitos principian a formarse por debajo de una
velocidad media de 025 mts por segundo en corrientes de agua fangosa 030 cargada de
arena fina 050 mts por segundo en corrientes de agua cargada de
arena gruesa Por consiguiente la velocidad no bajaraacute de 050-080
mts en el canal principal a fin de que no se deposite la arena gruesa
No deberaacute ser inferior a 025- 040 mts en los canashyles de distribucioacuten para que en ellos se deposite la areshyna gruesa que si llegara a las atarieas de riego podriacutea ser perjudicial Como estos canales no se usan continuashymente seraacute faacutecil quitar los depoacutesitos asiacute formados
Canal de conduccioacuten- La pendiente de eacuteste depende
- 1563 shy
oel nivel de la presa de agua y de la altura de la parte maacutes alta que deba regarse
Generalmente su pendiente variacutea de 00007-00014 mts por m La velocidad no excede de 080 mts por segundo La seccioacuten es trapezoidal y debe ir disminuyendo a medishyda que el canal avanza como que tiene que servir a meshynor extensioacuten
Este canal debe estar dispuesto de tal forma que en su punto de unioacuten con el riacuteo quede su nivel maacutes baio que el quicio de la presa a fin de poder instalar un aparato de afor Siempre debe estar provisto de una compuerta de modo que sea faacutecil impedir o regular la entrada dol agua para poder efectuar reparaciones o prevenir una crecida de la corrien te alimentadora
A fin de evitar la erosioacuten conviene lapizar con ceacutesped las paredes laterales y el fondo
Atarieas de distribucioacuten- Deriacutevanse del canal de conshyduccioacuten y llevan el agua a las atarieas de riego Son casi horizontales con pendientes de 0001-0015 mts por m La velocidad del agua no debe ser inferior a 025-040 mts
Se ponen en comunicacioacuten con las atarieas de riego por medio de un tubo de aiiacuteareriacutea o de una caia rectangushylar de madera Esta abertura debe poderse cerrar con una compuerta
Atarieas de riego- E1 general deben ser tan poco proshyfundas como sea posible Con frecuencia se les da un pershyiexcljI rectangular En la unioacuten con las atcrieas de distribucioacuten pueden tener de 30- 35 clms de anche para lueacutego ir disshymi1uye1do
El fondo e3 generalmente horizontal y sus bordes esshytaacuten ligeramente inclinados seguacuten lo direccioacuten de la corrienshyte y se aproximan a medida quo se aleian de las atarieas de distribucioacuten
Atarieas de desaguumle--Las atarieas de desaguumle recogen las agu)s despueacutes de regar y la3 llevan a los canales de evacuacioacuten Son doblemente uacutetiles pues secan el suelo y
permiten volver a usar las aguas para el riego de nuevas extensiones
- 1564shy
Los bordes estaacuten cortados verticalmente Su anchura ordinariamente es de O l5- --030 mts
Canales de evacuacioacuten- El ca nal de evacuacioacuten recishybe el agua de los desaguumles y la conduce al riacuteo o a regar otras tierras Debe ocupa r lo parte maacutes baja del terreno Debe tener una seccioacuten suficiente para el agua que recibe Tiene forma trapezoida Sus paredes deben protegerse conshytra el desgaste por medio de ceacutesped
Caacutelculo de las dimensiones de los canales y de las atarjeas principales- Hemos dicho que la seccioacuten de los canales y atarjeas principales es trapezoidal La seCClOn de las secundarias es triangular o rectangular Generalmenshyte no S9 ca~culan Es necesario determinar lo maacutes exactashymente posible las dimen5iones de los canales y atorjeas principales Las foacutermulas emp16cdas dan resultados aproxishymados que la experiencia modifica A continuacioacuten damos las foacutermulas de Darcy perfecc ionadas por M Bazin
ConsideremQs la seccioacuten re presentada en la fig 13 Y llamemos
1 D F = longitud del fondo
h O E = la altura
S aacuterea de la seccioacuten
U velocidad mediacutea del agua velocidad media en la superficie X 080
Q = descarga
I = la pendi2nte
P periacutemetro moiado
R = radio medio
Estas cantidades estaacuten relacionadas de la siguiente mashynera
(1) R I = b U~ oacute U = C RT(2)
(3) Q = S U Oacute Q = S C rRI (4)
C = 1 b es un coeficiente que depende de la rugoshysidad de las paredes del canal M Bazin ha expresado su valor asiacute
1565 - shy
87
C = 1 Vb = - ---- + tiacute
VR ltiacute tiene los siguientes valores
Paredes muy lisas (cemento madera lisa) tiacute = 006 Paredes lisas (taba ladrillo) tiacute = 016
poco lisas de mamposteriacutea tiacute = 046 de naturaleza mixta Ciacute = 085
Canales de tierra en condicion3s ordinarias tiacute 130 Canales de tierra con resistencia excepcional tiacute = 175
Maacutes adelante daremos los valores del coeficiente C en funcioacuten del radio R y los valores del coeficiente o de la loacutermua (l) corre3pondientes a los valores dAl coeficiente
C = 1 vT-
Ganguillet y Kulter adoptan tambieacuten la foacutermula
u C RTpero daacutendole a C el siguiente valor
O 00155
23 + + n
C 000155
1+ 23 + --- n
( ) V R
El nuacutemero n variacutea con la naturaleza de las paredAS y tiene los siguientes valores
n ln Paredes muy uniformes ceuromento madera
cepillada 0010 100 Paredes linos piedra tallada ladriilos 0013 77 Paredes poso uniformes 0017 58 Paredes rugosas piedras en bruto 0020 50 Paredes de tierra 0025 40 Paredes de grava 0030 33 Paredes irregulares de grava y mal cuidadas 0035 29 Paredes muy irregulares 0040 35
- 1566 shy
Las dJmensiones de los canal83 deben 118nar otras conshydiciones que determinan las foacutermulas anteriores
En primer lugar la tangente trigonomeacutetrica m queda determinada por la naturaleza del terreno Luego si circunsshytancias especiales no exigen la adopcioacuten de una profundishydad conviene dadas 1 y m dar a la seccioacuten la forma que corresponda a la maacutexima descarga por unidad de aacuterea de ella Esta seraacute evidentemente la seccioacuten maacutes econoacuteshymica De la foacutermula (3) Q = S U deducimos que para una superliacutecie dada S la descarga Q es maacutexima con U POI
consiguiente para una pendiente dada y teniendo en cuen shyta la foacutermula (2) U = e VRT con R o tambieacuten pll8sto que R = S P cuando P es miacutenimo
D8 la Hg 14 deducimos que
(5) S h (1 + h m)
(6) P + 2 h m V1 + m~ (6) P = I + 2 hmv 1 + m~
S h ( I + hm) (7) R
P + 2 hm 1 + m~ y por caacutelculo deducimos que P es miacutenimo cuando
h + V I + m~ (8)
2 ro
En este caso los lados B D H F D F son tangentes a Jo circunferencia descrita desde O como centro y con h como radio
Si sustiacutetuIacutemos en (7) 1 por su valor sacado de (8) obshytendremos
2 m h h ( + hm)
+ VI + m (9) R +
2 mh 2h V 1 + m~
+ ml+vl+ m~
- 1567 shy
--- -
1+ iexcl-1 + rn~ ]iexcl 2 = X
rn 4
es decir el radio medio es igual a la mitad de lu profunshydidad del agua
La relacioacuten h 1 que determina la seccioacuten oacuteptima soacuteshylo depeeacutelde para S e 1 dados del valor m El valor de h 1 en (8) permite calcular faacutecilmente h y 1 conociendo S y m Reempazando 1 por su valor en funcioacuten de h en la ecuashyc ioacuten (5) 1endremos
(lO) S =
( h
2 m h
1 + 1 1 + m~ h+-111
)
h~ 2 l 1-+ m~ -----shy 1
m
mS lh
11 J J h = ( 2 V 1 + m - 1 )
Seguacuten esto S2 ve que cuanio maacutes se acerquen los taludes del canal a la vertical mayor es h y por consiguienshyte R Conviene adoptar para R el mayor valor posible pues asiacute no disminuye la anchura del canal de pendiente dada 1 y se aumenta la velocidad media d el agua que es proshyporcional a R
Cuando las circunstancias obligan la adopcioacuten de una profundidad determinada la ecuacioacuten S = h (l + h m) soacutelo contiene la incoacutegnita 1
Empleo de las foacutermulas uso de las tablas ejemplos middotnumeacutericos--Los problsmas que se presentan maacutes frecuenshytemente son
I- Conocida la seccioacuten transversal de un canal y su pendiente calcular su descarga
JI- Conocido el rendimiento del canal y su pendiente
- 1571 shy
calcular las dimensiones que debe tener su seccioacuten transshyversal y la velocidad media del agua
CASO iexcl- Se a plican las siguientes foacutermulas
h (1 + h m) (S) S = h (1 + h m) (7) R
1 + 2 h 1 + m~
m
y lueacutego
(2) U = C m 1)Y2 (1) Q _ S C (R 1) 1j~
La foacutermula (S) ncs do e l aacuterea la (1) el radio medio pues h I Y 111 SO1 conocidos Las foacutermulas (2 y 4) permiten ca lcular U y Q
EJEMPLO Calcular el rendimie llto de un canal de ti eshyITU sabiendo que 1 = lmts h = 121 1 = 00002 y la inclinacioacuten de los taludes es 45
La aplicacioacuten de las foacutermulas (5 y 7) nos da
S = 2867 mts~ y R = 060 mts
El valor de C seguacuten la tabla de Bazin es 325 y seguacuten la de Kutte r 35 Tomamos e l promedio de estos dos valoshyres o sea 3375
Aplicando las foacutermulas (4 y 2) obtendremos
Q = 098 mts y U 037 mts
CASO II- Si existen circunstancias que obliguen a adopshytar una profundidad determinada se aplicaraacuten las foacutermushylas de la seccioacuten maacutes ventajosa es decir las foacutermulas sishyguientes bull
Q~m S (9) h b U~ b - shy~ (1 + m~ )11 ) = 2 R (l) R I
12 - 1) S~
Se principiaraacute por adoptar para b un valor provisional y para escogerlo seguacuten el rendimiento se evaluaraacute el vashylor posible de R y por consiguiente el de C seguacuten la tashybla de Bazin La tabla de los valores de b daraacute un valor que se adoptaraacute provisionalmente Una vez hallado el vashy
- 1572 shy
lar da R se rectificaraacute e l de b Se volveraacute a calcular R y
se continuaraacuten estas aproximaciones hasta que se encuenshytren para C y b valores que no difieran sensiblemente de Jos anteriores La ecuacioacuten (1) contendraacute R elevada a la quinta potencia y deberaacute resolverse por logaritmos
EJEMPLO Un canal debe tener un rendimiento de 2 lIltS de agua por segundo con una pendiente de 00002 por mts Cuaacutel debe ser su perfil transversal en la tierra con taludes inclinados 45
Supongamos R = 1 mt entonces seguacuten la tabla d e Bozin C = 378 y seguacuten lo de Kutte r C = 40 Toma mos 81 pro lllcd io C = 389 Para b obtenemos 000066
In
Lu IOacuteI JI1 U 111 (0) du x
Pero s iendo m 1 sacamos
m 0547
y obte ndremos 4R~ S 4W
0547
Lo foacutermula (1) nos da
R X 00002 000066 4
S~
R S~ 132
y sustituyendo S po~ su valor
16 R
(0547F 132 R 075
Seguacuten las tablas de Bazin y Kutter los valores respecshytivos de C pondiente de b tend
son de b remos
348 es
y 00
37 Adoptamos 0077 Sustituyendo
359 este
el valor nuevo
corresshyvalor
- shy 1573 shy
4 4 R~ 0547 S TI X 00002 000077 (
s~
R = 075
Lo vola re s d~ e y de b no difieren sonsibloTrl ento de los que acabamos de adoptar Tomaremos pues para TI el va le r 076 mis entoncos h = 152
4 (076 )~
S 442 Jll l s ~
0547
Q 2
u 047 mts S 422
La foacutermula (8) permite dete rmina r l
2 m h 2 X 152 126 y e l problema
1 + ( + m~)Y2 1 + (2)1
queda resuelto Pero puede ocurrir que por circunstancias especiales no
se pueda adoptar el perfil maacutes econoacutemico Entonces se coshynoc 3 la profundidad h o la anchura 1 por lo tanto
S = h (1 + h m)
Q2
R 1 b --- en que R estaacute expresado en funcioacuten S2
de h y de I y permitiraacute hallar por tanteo h o I y S Supongamos que por causa de la existencia de un submiddot
suelo rocoso la profundidad del canal no debe exceder de un mI y que la descmga sea de 2 mts pOI segundo y la pendiente 00002
Procederemos asiacute
Puesto que h 9S a lo sumo igual Q 1 mI el radio meshydio puede evaluarse en 050 mts Las tablas dan para e 306 y 34 adoptamos 32 y entonces b = 000098
1574
Q2
De la ecuacioacuten R I b --- deducimos S2
000098 X 4 S~ 392 S 625
050 X 00002
La foacutermula S = h (l + h m) da 525
La foacutermula (6) nos da P = 807
s 625 R 077 mts
P 807
Se partiraacute de este nuevo valor de R para repetir los caacutelculos
Las tablas dan para R = 077 mts C = 35 y 37 Adoptamos C = 36 entonces b = 000077
Tenemos
000077 X 4 S 40 S 632 1 532
077 X 00002
P 814 Y R = 077
Adoptaremos para el perfil de este canal de 2 mts de descarga por segundo
1 = 532 h = 1 mI R = 077
La velocidad media del agua seraacute
u = Q S = 2 632 = 031 mts
CAPITULO VII
Sistemas de rieqo
Hay muchos procedimientos de riego seguacuten la naturashyleza del terreno su pendiente los cultivos o la cantidad de agua de que se dispone
- 1575 shy
A continuacioacuten describiremos los siguientes sistemas Por sumersioacuten por filtracioacuten por desbordamiento
El riego por sumersioacuten se dIvide en tres meacutetodos el ri ego por filtracioacuten en dos y el por desbordamiento tambieacuten en dos De todos eros hablaremos separadamente
Riego por sumersioacuten
El sistema d3 riego por sumersioacuten llamado tambieacuten en manta consiste en cubrir el suelo con una capa de agua que permanece sobre eacutel un tiempo maacutes o menos largo
Generalmente requiere que el terreno sea sensiblemenshyte horizontal de pendiente suave 2 0 00 a lo sumo y que no sea impermeable La superficie regable se rodea de peshyquentildeos diques Si la pendiente fuese fuerte habriacutean de ser a l tos y emplear maacutes agua con lo que se perderiacutea la prinshycipal ventaja de este sistema que es su sencillez y ecoshyncmiacutea
Este procedimiento es uno de los mejores para el rieshygo de praderas cuya pendiente sea de 1-15 mmts por metro Comprende tres meacutetodos distintos
IO-La sumersioacuten naturcl que resulta del desbordashymiento espontaacuteneo de una corriente de agua o de la inunshydacioacuten artificial proveniente del levantamiento de las aguas
29- La sumersioacuten artificial 5encilla en que las aguas permanecen estanadas mientras dura el riego
3y- La sumersioacutell atificial con cJrculacioacuten continuiexcl en que el agua ircula suavemente por la superficie del terreno sumergido
Cuando se riaga con aguas que acarrean limos y areshynas estos materiales generalmente corgados de materias fertili~antes se depositan sobre el suelo Entonces el riego por sumersioacuten va acompantildeado del erdorquinamiento
Sumersioacuten natural- Muchos terrenos estaacuten expuestos a las crecidas de las corrientes de agua que los atraviesan Esta sumersioacuten natural es fuente de grandes riquezas Tashyles s)n Egipto y las pompos de la imeacuterica del Sur En Francia grandes extensiones de ter reno deben su fertilidad a riegos perioacutedicos de esto naturaleza
Las condiciones esenciales de estos sumersiones natushy
1576 shy
rales son pendientes longitudinales muy suaves (040- 045
mts por kmt como promedio) y pendientes transversales
bastante aceurontuadus para que las aguas de las crecidas
vuelvan faacutecilmente a su cauce primitivo
Sumersioacuten artificial sencilla- Exige un suelo de poca
pendiente que no exceda de 2 0 00 a menos de restringir
mucho ia extensioacuten dE las parcelas sumergidas
Si la pendiente fuese fuerte no se depositariacutean los seshy
dimentos perdiendo asiacute este meacutetodo su principal ventaja
Ademaacutes se correriacutea el riesgo de que las aguas arrastraran
la tierra vegetal Finalmente seriacutea necesario que las cuenshycas sumergidas estuvieran rodeadas de diques muy altos
lo que hariacutea perder las ventajas econoacutemicas de este sisshy
tema
Consiste en sumergir el suelo bajo una capa de detershy
minado espesor durante un periacuteodo de tiempo variable
El terreno se divide en compartimientos regulares roshy
deados dE pequentildeos diques que retienen el agua
Generalmente las aguas despueacutes de regar un comparshy
timiento superior pasan a regar uno inferior
Los compartimientos tienen extensioacuten variable En geneshy
ral no exceden de 10-30 aacutereas Se les puede dar una anshychura de 50 mts y una longitud variable seguacuten la pendienshy
te del terreno Los diques que los rodean exceden en todas
partes a 25 ctms al nivel del agua
La altura media del agua sobre la superficie del sueshy
lo es de 15 ctms En el punto maacutes alto del nivel del agua
25 ctms
En el centro de cada compartimiento y en sentido de su longitud se abre una atarjea g (lig 15) que sirve a la
vez de conduccioacuten y desecamiento
A este objeto puede ir acompantildeado de pequentildeas a tarshy
jeas h En el origen y en la extremidad de cada compartishy
miento la atarjea g lleva una en trada de madera con comshy
puerta para retener el agua o dejarla pasar
La atarjea g debe tener una pendiente aproximada de
0001 mts mL La anchura en el fondo y su profundidad
dependen de la superficie del compartimiento y de la cantishydad de agua que conduciraacute
--1577-shy
La fig 15 denota la subdivisioacuten del terreno en cuatro recipientes que forman otros tantos saetines cuya longitud depende de la pendiente del terreno
Es preciso que el nivel del agua en el segundo comparshytimiento sea inferigtr de 1- 2 ctms al fondo de la atariea g del primero Asiacute se logra que el agua pase del primero al SEgundo compartimiento
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Hiego por ~lIhm(~r~ ioacuten Planta ltle unn in~tala(- i(ln de cuatro C(Jlllparlimi-(-middotnto~
Ventajas e inconvenientes de este sistema- Permite reshygar superficies de poca pendiente con ca1tidades de agua demasiado pequentildeas para utiliza ras de otro modo Transshyforma en tierras feacutertiles suelos mediocres siempre que no sean impermeables y que las aguas contengan limos carshygados de principios nutritivos Su instalacioacuten y vigilancia son sencillas y baratas
En suelos impermeables da malos resultados Rara vez se puede aplicar en el momento de la vegetacioacuten y mientras dura impide la aireacioacuten del suelo
- - 1578 - shy
El riego por sumersioacuten se emplea principalmpnte en el cultivo del arroz
Riego de los arrozales- EI arrozal ha de estar compleshytamente cubierto por el agua pero sin quedar estancada sino circulando con muy poca velocidad Sin agua no gershyminariacutea la semilla y en cambio si quedara estancada enshyfermaria 0 planta y podriacutea ser causa de una epidemia pashyluacutedica en la regioacuten
El terreno destinado al cultivo del arroz ha de ser enshyteramente llano y con la pendiente necesaria para la lenshyta circulacioacuten del agua El campo se divide en parcelas delimitadas por pequentildeos diques de tierra
Unas como B (Fig 16) estaacuten trazadas longitudinalmenshyte en el sentido de las labores y del movimiento del agua al paso que otras la sentildealadas con la letra e van en dishyreccioacuten perpendicular a las primeras
Una vez construIacutedos los diques se da el agua a las parce las D y J de modo que la capa liacutequida tenga unos 12 ctms de espesor Hecho 6stO se practican en el dique inmediatamente infel ior unas abe rturas E de 20- 30 ctms
de ancho por donde flushyye el agua a las parceshylas inferiores Asiacute se conshytinuacutea hasta regar todo el arrozal El agua se reshycoge en la atariea d e desaguumle A
El consumo de a g ua se calcula en 24 Its por segundo y por hec taacuterea
Sumersioacuten artificial con derrame continuo--Cuanshydo se dispone de gran can tidad de agua la cirshyculacioacuten puede ser conshytinua sin alterar las disshyposiciones precedentegt
El agua de riego desshypueacutes de alcanzar el nishy
ni~po s i c i(lfl dI un arrozal divirl gtln ( 1
lahla~ n -lIadriluacutel erus L ri ego
- - 1579-shy
vel normal en el compartimiento regado pasa lentamente al inferior y se reemplaza con nueva agua Este procedishymiento priva menos del aire a las plantas que e l estallCU miento permanente
El movimiento d8 las aguas se regula dE-~ tal manera que la can tidad siexclJida por la parte inferior sea igual a Jo que Gntra por la superior De 83t8 modo se llega raacutepidashymente a resultados excelentes
Conviene enviar agua nueva o los compartimientos inshyferiores disponiendo alrededor del cqmpo un canal de cirshycunvalacioacuten El agua debe vaciar por encima de las comshypuertas a fin ds qU8 no arrastre los sedimentos En general los compartimientos tienen dimensiones mayores que los de sumersioacuten sencilla Si la pendiente es muy fuerte conviene disponer oblicuamente diques interiores que impidan la erosioacuten del suelo Los diques que bordean las parcelas tieshynen aproximadaments 150 mts de ancho en la corona y un nivel de 30- 40 ctms sobre el de las aguas
Rieqo por filtracioacuten
Este sistema comprende dos subdivisiones
19 Por filtracioacuten del aqua en el suelo por atarieas proshyfundas- Es un procsdimiento muy imperfecto desde el punshyto de vista d3 los resultados pero muy sencillo y econoacuteshymico Em p lea las zanjas excavadas en los terrenos para sanearlos
Esencialmente consiste en cerrar las compuertas que regulan los diferentes canales de desecamiento El agua de lluvia etc fluye asiacute poco a poco pgtr estos canales y si el suelo es permeable lo humedece al atravesar las pareshydes laterales de e llos pudiendo llegar por capilaridad hasshyta las raiacuteces
Este procedimiento soacutelo es practicable cuando el terreshyno es bastante permeable y de poca pendiente En suelos poco permeabls los resulta dos no son satisfactorios el agua fluye bien por los cana ~ es pero no logra humedecer la tierra
La lig 17 muestra la disposicioacuten de los canales a a b b y Ja de la compuerta d que cuando estaacute cerrada deshy
- 1580
termina el retroceso del agua que se va elevando en los canales y penetra en el suelo Abriendo jo compuerta se inicia la salida del agua y consecuentemente el desecashymien~o del terreno
A~~J~~Mitrbt~Ir~~M~~1 B
F~( 11 J)i sposieiHl para htlnHd e(~e r IIn 1IITfJ1U drenadu al ail
J i~ Hi middotiexclo po fiJI radmiddotn
29 Filtracioacuten del agua por atarieas abiertas superficiales - middot-Este meacutetodo se aplica sobre todo a Jos tierras labradas y
entre otros a 103 cultivos hortiacutec81as Difiere esencialmente del anterior en que las atarieas estaacuten mucho maacutes proacutexishymas en que son superficiales y el agua penetra en el sueshylo y en el subsuelo p8r las paredes y por el fondo
El agua circula por atarieas paralelas que limitan las parcelas de los cultives No debe tocar ni las hoias ni los tedios Por esta razoacuten se emplea e l agua de cloacas para los cultivos hortelanos Como no se ponen en contacto con as hoias ni con los tallos no pueden contaminar esta parshyte comestible de los vegatales Sin embargo uacuteltimamente se ha dicho que las aguas de cloacas contaminan las parshytes aeacutereas de las hortalizas con geacutermenes nocivos y se ha prohibido su empleo para el cultivo de las hortalizas que se toman sin coccioacuten
Este meacutetodo es tanto maacutes eficaz cuanto maacutes proacuteximas
1581 shy
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ni ego por 5-lIrc()~ Di ~pn ~ iciiexclm de la~ atalj pa~
esteacuten las zanias que se trazan con el arado y estaacuten seshy
paradas unos 060- 080 mts La lig 18 indico la disposicioacuten del suelo La liacutenea a b
representa el canal de conduccioacuten a c el canal de riego del campo d designan los surcos que no terminan en el canal a c La limpieza que necesita el funcionamiento del sistema deteriora pronto este canal Debe construiacuterse una atari ea auxiliar e f comunicada con el canal a c por meshy
_-1582 - shy
dio de pequentildeos cortes g Este canal auxiliar se abre con el arado y se termina cuidadosamente con la pala Es anshycho y tiene una profundidad de unos la ctms
Riego por desbordamiento
Puede efectuarse de las maneras siguientes con reshygueras de nivel y planos inclinados que describiremos sucesivamente
A shy Por regueras de nivel Fundamentoshy EI terreno a regar estaacute surcado por regueras horizontales de desbordashymiento en que el agua rebosa el borde inferior y se exshytiende en forma de laacutemina continua
Pendiente del terrenoshy No debe ser excesivamente peshyquentildea pues entonces la circulacioacuten de la laacutemina de agua se efectuariacutea defectuosamente se admite como necesaria una pendiente de 3 Si 0 pendiente fuere excesiva en vez de una laacutemina continua se formariacutea una serie de arroshyyos que socavariacutean el terreno este peligro debe evitarse haciendo las regueras suficientemente proacuteximas
Descripcioacuten y funcionatnientoshy Las regueras de reparshyticioacuten se trazan en la direccioacuten aproximada de las liacuteneas de maacutexima pendiente fig 19 Si se interrumpe una regueshyra de distribucioacuten remansando el agua eacutesta entraraacute en la reguera de nivel inmediata anterior la cual se llenaraacute y desbordaraacute invadiendo el terreno el exceso se recogeraacute en el colector inmediato inferior el cual lo transportaraacute al canal de desaguumle
b middotmiddot l~vcro diexclhi Clon
rig 9
Alimentacioacuten de regueras sucesivas por una misma tomashy En vez de recoger las aguas sobrantes de una reshyguera directamente en un colector se recogen en otra reshyguera la cual una vez desbordada las deja pasar a otra y asiacute a varias no pasando de 4 oacute 5 seguacuten el caudal de
-1583 -
agua de que se disponga Parece que asiacute pudiera hacerse extensivo a todo el campo con una sola toma superior en la reguera de reparticioacuten pero no debe olvidarse que el agua que llegase a las regueras inferiores estariacutea escasa en oxiacutegeno y principios fertilizantes Esta es la razoacuten de las tomas sucesivas
Perfil longitudinal de las reguerasshy En la praacutectica no
iexcliexcl~f o UI a
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I L middot ___ --shy
I D--1 t~uHO c o tor
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Uig 19) Riego por curvas de nivel
debe d6rseles una pendiente superior al 0003 intercalando cascadas si fuere preciso esto se refiere a las regueras de reparticioacuten Las regueras de distribucioacuten deben ser perfecshytamente horizontales
Seccioacuten transversal de las reguerasshy Las regueras de nivel deben ser poco proundas a fin de disminuiacuter la preshysioacuten del agua y por tanto su infiltracioacuten Es aconsejable
- 1584 -
UllO anchura de 20 ctms con una profundidad no mayor
de S clms Las acequias y regueras d e reparticioacuten se calcushy
bn seguacuten las foacutermulas hidraacuteulicas
B shy Por planos inclinadosshy Son tales les ven tajas del
riego por regueras de n ivel que se procura em plear un
sistema anaacutelogo aunque el terreno no tengo lo pendiente
necesaria
Principio--Si lo pendiente es inferior al 003 se terramiddot
1 I
Cor~e por A B F iJ20
I I
I
J
Ri eacuteo t por p la n o~ in(linado pUl dobl e ari5la
plena formando un escolonado d e planos inclinados que
permito el riego por reguera~ de nivel
Descripcioacutenshy la reguera de reparticioacuten se coloca a una
altura conveniente para que el agua pueda en trar a las
regueras de nivel practicadas en la parte superior de los
planos en forma que llena de agua se vierta por ellos
recogiendo el exceso en colectores lig 20 El agua sobranshy
te puede ser muy abundante en tal caso el colector al ishy
- 185 shy
menta a su vez o tra serie de planos actuando a mane ra de reguera de reparticioacuten
Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
Planos inclinados naturales- Supongamos fig 21 un terreno de pequentildea pendiente S8 construye en terrapleacuten una reguera de d istribucioacuten con los produc tos de la excavacioacuten del colector inmediato E primer antildeo el riego seraacute defectuoshyso pero en los antildeos sucesivos mejoraraacuten los terraplenes y planos incl inados merced a la aportacioacuten del limo por las mismas aguas
0(oacute v lt
o
ltiexcl - =-=~ ~ ~ ~-= -=--=--=-shy~ ~ Fig21
Planos inclinados artificiales-Consisten en cons truiacuterlos directamen te con tierra sacada del terreno m ismo lo cual exige terraplenes y movimientos importantes de tierra (fig 22)
TfrImiddotO)COfi
~S~iacutelllflmiddot ~~f~~
Tts 22
Datos para la formacioacuten de un proyecto de riego por planos inclinados- Se atenderaacute en primer lugar a que las acequias y regueras de reparticioacuten sean capaces de sumishynistrar el agua necesaria y los colectores de desaguar los sobran tes Las regueras de distribucioacuten seguiraacuten sensibleshymente las curvas de nivel a fin de q ue los planos incl inashydos conserven una longitud constante y que las regueras de dis tribucioacuten sigan la direccioacuten de la pendiente del terreshyno La anchura de Jos escalones no seraacute excesiva a fin de evitar los grandes movimientos de tierra En general tienen 4 oacute 5 mts y si el terreno tiene fuerte pendiente lleshygan a tener 10 Oacute 12 mts La pendiente de los planos inclishynados seraacute de 003 como miacutenimum
regadiacuteos que las peacuterdidas por transporte sean miacutenimas Ademaacutes debe ser iexclal el sitio que intercepte una cantidad suficiente de agua o que se la pueda conducir a eacutel
Geologiacutea del sitio- Habiendo estudiado la topografiacutea e hidrografiacutea de l lugar debe estudiarse cuidadosamente su geologiacutea a fin de conocer el caraacutecter y profundidad de los astratos inferiores La conformacioacuten geoloacutegica debe ser tal que contribuya a la eficiencia del almacenamiento Los lugares si tuado3 en vall9s inclinados son gen6ralmente fa shyvorables Como en eacutestos les estratos se inclinan de las colinas al fondo de valle el a gua que cae en aqueacutellas iraacute por percolacioacuten al estanque
En las formaciones de cal y yeso es corriente enconshytrar cavernas que faacutecilmente pueden derrumbarse es por esto por lo que debe e3tudiarse cuidadosamente la geologiacutea de estas formacione3 antes de construIacuter un estanque sobre ellas
Peacuterdidas en los estanques- En re lacioacuten con este toacutepi shyco mencionaremos algunos estanque que han tenido que ser abandonados por lo alto de las peacuterdidas
Estanque de Tumalo- Fue construiacutedo por el Estado de Oregoacuten Durante la diiexclcusioacuten del proyecto un grupo de ingenieros recomendoacute se construyera parcialmente y se hishycieran ensayos sobre su impermeabilidad este consejo no fue seguido y la represa se construyoacute de la altura proyecshytada Terminada la obra se llenoacute el estanque hasta que e l agua a lcanzoacute una altura de 20 pies sobre el orificio de salida En estas circunstancias se abrioacute un hueco en el fondo que descargaba 200 pies cuacutebicos por segundo y que raacutepidamente vacioacute el estanque Este hueco fue taponado y vuelto a llenar el receptaacuteculo pero las nuevas grietas que se abrieron no permitie-ron que el agua volviera a alcanzar la altura inicial Las peacuterdidas subieron tanto que le quitashyron todo valor al estanque como lugar de almacenamiento
Estanque Hondo- Cerca de Roswell Nuevo Meacutejico se construyoacute este estanque aprovechando una depresioacuten nashytural La depres ioacuten se aumentoacute por la unioacuten de las colinas circundantes por medio de diques El agua se suministroacute por medio de un canal de alimentacioacuten Las fugas se preshysentaron inmediatamente que estuvo lleno el estanque y
- - 1541 - shy
aumentaron raacutepidamente debido al ensanchamiento de los huecos y grietas que se abrieron en el fondo Muchos esshyfuerzos se hicieron para restringir las peacuterdidas pero tedas fracasaron y el estanque tuvo que ser abandonado
La roca de la regioacuten era principalmente yeso que coshymo anteriormente se dijo es inapropiado para este in ya que en estas formaciones se encuentran muchas cavernas Es seguro que la depresioacuten que se escogioacute para el almacenashymiento se formoacute debido al hundimiento de alguna caverna
Las siguientes recomendaciones generales pueden ser de alguna utilidad para la escogencia del lugar apropiado
l- Eviacutetense los lugares cercanos a las formaciones de y eso y cal
2- -Las fcrmaciones volcaacutenicas deben estudiarse cuidashydosamente pues en ellas es corriente encontrar grietas o cavidades
3- Las areniscas de grano grueso ofrecen alguacuten peligro
4- Las depresiones naturales no son recomendables y deben evitarse si se encuentral1 en las cercaniacuteas de rocas cavernosas o si reposan sobre material grueso que ofrece salida faacutecil al agua
Sedimentacioacuten en los estanques- Sabemos que todas las corrientes naturales eradan sus canales y llevan maacutes e menos limo en suspensioacuten Cuando se concluye una re presa a traveacutes de una corriente la sedimentacioacuten de los limos debida a l estancamiento del agua puede llegar a disminuiacuter grandemente la capacidad del estanque si n o e remueve
El problema relativo a la sedimentacioacuten en los estan ques construiacutedos sobre corrientes portadoras de limo ha sishydo cuidIdosamente estudiado y se han expuesto muchas teoriacuteas sobre su solucioacuten pero ninguna de ellas ha sido confirmdcr por la pTaacutectica
Se han hecho muchos esfuerzos para determinar el factor exacto que exprese la relacioacuten entre el peso de un limo seco obtenido por observacioacuten y el volumen del misshymo limo como se deposita en el fondo de los estanques
La tabla siguiente muestra el resultado de cuatro enshysayos
-- 1542 -shy
Observedor Peso de I P C Limo huacutemedo Lbs
Limo seco P2S0 Lbs
Densidad
Follet Coghlcm Hughes Lawson
Promedio
1047 89 5
530 923 76 1 860 770
264 255 260
Las variaciones se deben en parte al diferente caraacutecshyter y peso de los limos ensayados Por esto el promedio (77 lbs pie cuacutebico) soacutelo debe tomarse como un va lor aproximado
El80bierno de los EE UU ha hecho observaciones sistemaacuteticas del limo que lleva el Riacuteo Grande desde 1897 hasta 1912 W N Folle es tudioacute cuiciadosamente las dishyversas observaciones y los resultados por eacutel obtenidos opashyrecen compendiados en la siguiente obla
Antildeo Aguaiacute acres pies Limo- Limo - acre s pies
Las observaciones se hicieron de la siguiente manera Se tomaron muestras del agua turbia del riacuteo se removioacute el limo por sedimentacioacuten y filtracioacuten se le secoacute a 60deg e y lueacutego se le p2SOacute Los porcientajes son por volumen y
se les calculoacute tomando como base que un pie cuacutebico de lim o en el estanque pesa despueacutes de secado 53 lbs
Despueacutes de considerar los resultados de los experimenshytos efectuados en India y Ameacuterica Etcheverry concluye asiacute
I- Un pie cuacutebico de limo saturado sedimentado en un tubo por un antildeo contiene alrededor de 30 lbs de limo seco El porcientaje por volumen de lodo saturado es jgual al porcientaje por peso multiplicado por 2l
2- Un pie cuacutebico de limo huacutemedo como se deposita bajo condiciones naturales el por volumen de lodo huacutemiddotmiddot medo es igual al por peso multiplicado por 12
3- Un pie cuacutebico de lodo seco pesa alrededor de 90 lbs
Remocioacuten del limo depositado- La represa Assuan en Egipto forma sobre el Nilo un estcnque de gran capacidad y considerable volumen de limo La gran capacidad del estanque se debe principalmente a la suave pendiente del riacuteo pues debido a eacutesta la represa logra represar las aguas unas 40 millas aguas arriba formando asiacute un estanque largo pero angosto La represa estaacute provista de 180 comshypuertas que permanecen abiertas mientras dura la crecida anual permitiendo asiacute que la corriente torrencial arrastre su linIO a traveacutes del estanque y al mismo tiempo saque parte del que se depositoacute el antildeo anterior
Este meacutetodo de remocioacuten parece ser efectivo pues sosshytiene la capacidad de almacenamiento para las necesidashydes actuales del riego pero eacutel exige el gasto de la mayor parte del agua en antildeos normales y su eficiencia depende mucho de las circunstancias locales (estanque angosto) pues bajo estas condiciones una corriente raacutepida es muy efectishyva para sacar el sedimento depositado Por otra parte las variaciones del Nilo son tan regulares que permiten la ashydopcioacuten de un programa predeterminado lo que es geneshyralmente imposible en otras corrientes
La combinacioacuten de estas condiciones es tan rara que la solucioacuten adoptada no tiene ap~icacioacuten en la mayoriacutea de
-- 1544-shy
los casos y presenta por lo tanlo muy poco in tereacutes como solucioacuten general al problema de que nO$ ocupamos
El ingeniero norteamericano W W Follelt propuso el siguienl meacutetod0 para ramover el limo del estanque Eleshyphanl Bulte
En lo mitad del estanque se construiraacute una pequentildea represa de 40- 50 pies de altura formando asiacute un pequeshyntildeo estanque dentro del principal Esia pequentildea represa esshytaraacute provista de una torre de esclultas eacutestas daraacuten acceso a un conducto que desembocaraacute en el valle pasando por la represo principal
Cuando el estaiexclque principal se esteacute llenando e l peshyquentildeo recibiraacute el agua del riacuteo y gran parte del limo se depositaraacute en eacutel an tes de que el agua pase por sus vershytederos al principal Cuando el estanque pequentildeo esteacute poshyco lleno las aguas turbias se haraacuten pasar por el conducto arrastraraacuten el limo depositado en el pequentildeo estanque y llevaraacuten su carga fertilizante a los regadiacuteos Si se necesishytare agua adicional se sacaraacute del estanque principal
La principal ventaja de este meacutetodo estriba en que con serva las propiedades fertilizantes del agua aumentando asiacute la fertilidad de las tierras que con ella se rieguen
3-Corrientes de aciexclua- La derivacioacuten de una corrienshyte de agua abarca esencialmente tres obras Una barrera un sistema de compuertas y un canal de derivacioacuten
La barrera se dispone a traveacutes de la corriente debajo de la presa de agua y en el lugar donde las orillas esteacuten maacutes cercanas Ella levanta los aguas y las conduce al cashynal de derivacioacuten
El tipo de la barrera depende del caudal de la corrienshyte que se quiere derivar
En un simple arroyo la oparacioacuten es sencilliacutesima Alshygunas piedras grandes y troncos de aacuterboles bastan para establecer barreras muy resistentes Las figuas I y 2 exshyplican la disposicioacuten de una de estas barreras Siempre conshyviene proteger con un zampeado de madera o piedra la parte maacutes abajo de ~a barrera para evitar el desgaste en las avenidas
Crevat describe asiacute las cbras de una presa de agua en el riacuteo Ain Uno de los problemas maacutes difiacuteciles en un proshy
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Planta dfgt la burrera rUacuteili( ~a c ll yo lorlf rtmiddotnr(iexcl ~ 1ta lJ rilo 2
yecto de derivacioacuten es el establecimiento de la presa de agua sobre todo cuando el riacuteo es ancho y torrencial Y hay que prevenir la invasioacuten del cascajo y la arena gruesa
Cuando sea posible conviene aprovechar un recodo del riacuteo donde disminuye la velocidad y por consiguiente au-
Fig 2 HI1TIra 1I1~li( a tn IIn arroyo COrl ~ ( g Uacutell A B (Itshy la fi~ 1
- 1546 shy
menta la altura del agua En la orilla (Fig 3) se construye con grandes piedras talladas un muro de 30 mts de lonshygitud cuya base al nivel de las aguas bajas estaacute proteshygida por un enlosado de cemento de 3 mts de ancho para facilitar el deslizamiento del cascajo que puede ser consishyderable durante las crecidas
Este muro A por tener que servir de vertedero es vershytical por la parte del riacuteo con 030 mts de altura sobre el nivel de la orilla y estaacute sostenido exteriormente por un tashylud de cemento de muy alargada pendiente que forma el
Plano timiddot una harrera y toma dI aglla
fondo de un pequentildeo depoacutesito B faacutecilmente vaciable desshypueacutes de las crecidas por medio de una gran compuerta
En la parte inferior del depoacutesito B hay que establecer un macizo de mamposteriacutea que forma la cabeza del canal F en el que se habraacuten abierto dos tuacuteneles e de dos meshytros de anchura y un metro de altura cuya entrada puede cerrarse con compuertas de hierro reforzadas con nervios El agua al pasar por estos dos tuacuteneles desemboca en el canal de derivacioacuten F que alliacute debe ser poco profundo pero ancho (5 mts) estrechaacutendose en seguida progresivashy
menle hasta que alcance el tiro de agua y anchura norshymales
Fn el muro de defensa A del recipiente B se coloca lna compuerta inmediatamente delante de la~ aberturas de toma d9 agua y debajo de la barrera
Transversalmeiexclte al riacuteo y en el extremo inferior de l vertedero se construye un soacutelido zampeado de fondo E recshytiliacuteneo algo maacutes alto quoacute el fondo leI riacuteo y que se vaya eevando un poco hacia la derecha d se eleva de 050 el nivel de la corriente y se echa nuevamente contra el vershytedero A xl propio tiempo que se ancha un poco el cauce
Chaipeniier de Cossigny habla de una barrera de cashyballetes que con frecuencia se ve en el sur de Francia
Para estableceo a traveacutes del caue del riacuteo se fijan una serie de caballetes como lo representan las figuras 4 y S donde A es una estaca gruesa inclinashyda y C C los sosteshynes Sobre estos cabashylletes se clava una seshyrie de tablas sobre las
Fi2~ 5 cuales se echa desde riacuteo arriba grava RiacuteoFrente de una brre13 de caJallrlt s
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abajo se defiende al pie de la obra con pentildeascos sosshytenidos con estacas
Las barreras importantes se construyen de piedra o de cemento empezando por trazar el armazoacuten de la barrera Aprovechando la eacutepoca del arlO en que el riacuteo lleva poca agua se clavan a traveacutes una serie de soacutelidas estacas cushyyos extremos superiores delineuroan el perfil transversal de la barrera Estas estacas se unen entre siacute y en ambos senshytidos por medio de cruceros Entre elios se hincan tablones Terminada la armazoacuten se llenan los huecos con guijarros y piedras y lueacutego se rellenan los intersticios con grava y tierra La parte superior de la barrera se recubre con un thecho de carpinteriacutea o bien con losas que formen una esshypecie de embaldosado entre los cruceros
A fin de obtener una barrera maacutes fuerte se puede hashycer la siguiente variacioacuten Una vez terminada la armazoacuten se colocan apoyados conira los tab~ones sacos llenos de cemento que no tarda en f~aguar Estos sacos forman un muro muy resistente Se acaba de construiacuter la barrera lleshynando con cemento el interior limitado por el muro La cashyra superior se resguarda de la accioacuten del agua con un reshyvestimiento de mortero hidraacuteulico para el cual se puede emplear ladrillos
Las compuertas colocadas a la entrada del canal comshypletan el conjunto de las obras de derivacioacuten y sirven para llevor el agua de uno a otro canal
Hay considerable nuacutemero de modelos de compuertas desde las mayores que se aplican para cerrar los canales hasta las menores para abrir y cerrar las atarjeas En prinshycipio una compu9rta se compone de un quicio horizontal que ocupa el fondo del agua y dos montantes verticales ~obre los que se desliza el ventanillo enlazados por un dintel en el extremo superior El quicio y los montantes pueden ser de madera o de piedra El ventanillo es la parshyte movible de la compuerta y se acciona ya a mano ya por medio dG palanca o cremalera seguacuten el tamantildeo Las partes superior e inferior de las compuertas deben protegershyse contra las socavaciones por planchas de madera o por construccioacuten de mamposteriacutea
En suelos flojos se draga el fondo hasta encontrar roshy
-l549 - shy
shy________ -shy _ __ ___J
s lzaltln ue IIna compllfmiddotlla
ca o tierra firme y lueacutego se pone a traveacutes una hilera de
estacas sobre la cual descansa la compuerta a cada lado
de esta primera arma zoacuten se amontonan sacos de cemento
La3 figuras 6 y 7 rlt-presentan un modelo de compuerta
ordina ria Los figuras 8 y 9 representan la compuerta p e-
r~ 7 Planta de tilla (Olllplltmiddotrta
-shy 10
qUEntildea de hierro muy pr-aacutecti ca que se emplea para abrir y cerrO las atarjeas de riego La figura 9 indica claramenshyo
te coacutemo se mantiene fija esta compuerta por medio de dos grandes piedras indinadas que pueden sustituiacuterse por dos puntales de madera
En cuanto al canal de derivacioacuten tambieacuten llamado de alimentacioacuten se ceba en la corrient de agua un poco por
P t(JlUntildea compucrta para atarjta~ lit Jil~o
encima de la barrem Abierto o cerrado por una compuerta debe seguir en su trazado la parte superior del te rreno y presentar el mayor relieve posible Maacutes adelante hablar8shymas sobre eacutel
Evaluacioacuten del caudal de una corrienle- El caudal de una corriente de agua es igual al producto del aacuterea de io seccioacuten bantildeada por la veloc idad media por segundo del agua
r-iacute~ 9
l a middotolllpllrla dmiddot la fiiexcl 8 olorarla en la otnlrada d e 1 alarju
Es necesario obtener el perfil de la corriente en varios lugares y promediar los resultados Para obtener un periil se tiende una cuerda de una a otra orilla perpendicuarmiddot mente a la direccioacuten de la corriente y lo maacutes cerca posib~ de su superficie A distancias regulares sentildealadas en la cuerda se practican sondeos que dan la profundidad d e l
- 1551 shy
agua en cada una de las divisiones Obtenido el perfil con estos datos se sumaraacuten los trapecios parciales para obtAshyner el aacuterea de la seccioacuten dantildeada
La velocidad media de ~ agua se deduce de la velocishydad media en la superficie es igual al producto de eacutesta por el coeficiente 08 en los canales y riacuteos de dimensiones medianas y po 06887 en arroyos y atarjeas La velocidad en la superficie puede calcularse faacutecilmente de la siguienshyte manera A unos 3CJL-40 metros Daacutes arriba del paraje cuyo p3rfil se ha encontrado se echan unos cilindros de madera gruesa o corcho y con un cronoacutemetro se cuenta e l tiempo que gastan en recorrer la distancia comprendida enshytre el Jugar donde se echaron y olro previamente fijado 30-40 mIs maacutes abajo del lugar del perfil La operacioacuten debe repetirse varias veces y promediar los resultados
En vez de valerse del flotador para determinar la vsshylocidad de la corriente suelen emplearse los medidores de velocidad o corriente (Current Meter) Existen varios modeshylos de estos aparatos los maacutes usados son el de Haskell y
61 de Price En el modelo Price existen dos tipos el eleacutecshytrico y el acuacutestico Por se r estos aparatos suficientemente conocidos y venir acompantildeados de instrucciones para su uso no nos detenemos a explicarlos
Cuando el cauce es de seccioacuten bastante regular es preferible usar una compuerta para medir el caudal
Compuerta rectangular- De sus experimentos con esta clase de compuertas Francis dedujo la siguiente foacutermula
Q = 333 H (L - 02 H) siendo Q = descarga en pies cuacutebicos por segundo L = longitud de la compuerta 6n pies H = altura del agua sobre la compuerta en pies Cuando la velocidad de aproximacioacuten tiene un valor
suficientemente alto para afectar los resultados deben hushycerse las correcciones necesarias Francis propuso la sishyguiente foacutermula para este caso
Q = 333 (L - 02 H) [ (h HYh - h~h 1 donde h = allura debida a la velocidad de aproximacioacuten
Compuerta de Cippoletti- Las foacutermulas correspondienshytes a los dos casos mendonados para la compuerta regushylar son
Las figuras 10 y 11 representan la compuerta rectangushylar y la de Cippolstt i respectivamente
CAPITULO V
Uso de bombas para el riego
La praacutectico de elevar agua de un nivel inferior a otro superior para usarlo en el riego es sin duda tan antigua
1553 shy
como el riego mIsmo En China India y otros paiacuteses orienmiddot tales todaviacutea se acostumbra regar tiel ras maacutes ollas que los canales que conducen el agua elevaacutendola con potencio
bullhumana c animal unos pocos pies Naturalmenta que e~to
se puede efectuar soacuteo cuando la altura es moderada y el trabajo muy barato
Molinos de vienlo- La fuerza del vienio se empleoacute prishymitivamente para las necesidades del riego y auacuten hoy se usa frecwmtemente para elevar aguo de pozos para 103
necesidades domeacutesticas y para el riego de jardines y peshyquentildeos huertos Aunque la fuerza no represente gasto alshyguno el bombeo por medio de molinos de viento resulta en promedio maacutes costoso que cualquier otro meacutetodo excepshytuando aquellos que usan fuerza animal Esto se debe a la pequentildea potencia desarrol ~ada por estos aparatos la inshyconstancio del vie~to y la gran atencioacuten y reparacioacuten que exigen los molinos de viento Por estas razones el costo del bombeo por este sistema hace prohibitivo su empleo exshycepto para cultivos intensos de pequentildeos tarrenos donde se esperan grandes beneficios
Los molinos de viento se usan extensamente en el vashylle de San Joaquiacuten (California) y en los grandes llanos de las Montantildeas Rocosas para obtener agua para el riego El principal inconveniente de estos molinos es su insegushyridad pues su funcionamiento depende completamente de la fuerza del viento
A causa de esta inseguridad los molinos nunca deben usarse para regar sin proveerse de un estanque ampliO pashyra almacenar el agua Debe instalarse un recipiente de gran capacidad a fin de poder almacenar el agua durante los diacuteas que no se la usa para regar Este recipiente se puede obtener usando uno de los tanques elevados que suminisshytran los constructores de molinos de viento o si el molino se puede instalar en un punto alto de la hacienda se pueshyde excavar un estanque paro el almacenamiento
En promedio se necesita una velocidad del viento 5- 6 millas por hora para mover un molino La tabla siguiente da la fuerza del viento para las velocidades ordinarias
-1554
Velocidad del viento y potencia
Millas por Pie por Presioacuten Millas por Pies por Presioacuten
La tabla siguiente tomada de un trabajo de Mr A R Wolff sobre molinos de viento muestra la capacidad y
economiacutea de un molino experimental con rueda de distinshyto diaacutemetro asumiendo una velocidad promedio del vienshyto de 10 millas por hora durante ocho diarias
CAPACIDAD DE LOS MOLINOS DE VIENTO
Tamantildeo Rtvoluclunes Galones de agua levantados por minuto H P de la rueda de la rueda bull una altura de desarrollados
pie
25 50 75 100 150 200
ID no-u lB fjfj tiu 41 1112 l~ ij-HO t3 n u 11 8 8 1 O ~ I H iexclO-i 4bull 1 ~~ 6 ) -I ~ 1U 1 S -l 02- Hi ~I-iexclO ji -U JI (iexcl 1liacute JI 1 98 SO 0 11 18 10- (- 911 j2 2middot1-1 J1 J ) D I ~n 1 bull -40 1lfI UI 1 IO X l J ~ JI l I I O1X 2J W-li ~ 124 J01 0 111) 40 1 Hi3 ~H1 134
- 1555 shy
Al disentildear un molino de viento para bombear agua deben considerarse dos cosas El momento de torsioacuten y la velocidad de la rueda en relacioacuten con la de la bomba La primera debe ser lo maacutes gronde posible a fin de que el molino arranque con un viento suave la segunda no debe ser muy alta para las bombas en un molino pequentildeo ni demasiado baja para uno grande De lo anterior deducimos que el tamantildeo de un molino es un elemento importante en el arreglo de sus aspas
El aacutengulo entre cualquier porcioacuten de una aspa y el plano de la rueda se denomina aacutengulo del viento para obtener el mayor momento de torsioacuten al arranque este aacutenshygulo debe ser el complemento de los mejores aacutengulos de incidencia o entre 70deg- 55 Se ha Encontrado en la praacutecshytica que el aacutengulo del viento no alcanza estos valores sienshydo muy recomendable usar 43deg La tabla siguiente da los resultados de los experimentos de J A Griffith con cinco clases de molinos norteamericanos
CAPACIDAD Y EFICIENCIA
STOVER
Diaacutemetro exterior de la rueda pies 115 inferior 45
Area bruta de la rueda pies cuadrados 1040 Angulo del viento en la extremidad exterior de las aspas 43 Diaacutemetro y carrera de la bomba pulgadas 3 X 4 Altura promedio del agua durante el ensayo pies 292
A maacutexima eficiencia
Ve locidad del viento millas por hora 58 Velocidad del molino revoluciones por minuto 130 H P 0011 H P por 100 pies cuadrados de aacuterea bruta 0011 Eficiencia neta maacutexima tanto por ciento 87
-- J556 --shy
Promedio de 100 horas localidad bonancible
Promedio del agua elevada galones por hora 1530 Promedio de los H P desarrollados por l 00 pies~ 0022
0023 Eficiencia neta maacutexima 21
Promedio de 100 horas localidad borrascosa
Promedio del agua elevada galones por hora 2870 Promedio de los H P desarrollados por 100 pies~ 0041
0043 Eficiencia neta maacutexima 028
De varios molinos
Parkins ~fthoue Allhouse Carlyle
16 1416 1016 983 60 45 383 416
2010 1570 81 800 36 30 5028u
3 X lOyiexcl 3 X 10 3 X 4 58 3 X 4 liquest 39 663 387 307
---shyMaacutequinas de combustioacuten interna- Las maacutequinas moshy
de rnas de combuslioacuten interna de gas y vapor no soacutelo con-sum e 1 pJCo combustible sino que son adaptabI8s unishydades pequentildeas ademaacutes req u ieren poca vigilancia para un buen manejo y las reparaciones se efectuacutean faacutecilmenshyte Estas ve1 tajas importantes hcn heclo generalizar el uso de esta clase de maacutequinas
Maacutequinas de vapor- A lgunas de la s maacutes grandes planshytas d2 bombas para riego usan el vapor como fuerza moshyIriz En las islas Hawai se emplean grandes bombas moshyvida s por vapor para e levar agua a 550 pies y regar cantildea de azuacutear Grandes plantas a vapor se emplean para eleshyvar grandes can tidades de agua a pequentildeas alturas y reshygar las plan taciones de arroz en Louisiana (EE UU ) Las grandes plantas usan la maacutequina reciacuteproca y la bomba directamente conectada En algunos casos se puede obteshyner mayoiexcl- eficiencia usando turbinas de vapor las que por su alta velocidad S9 prestan para mover generadores eleacutecshytricos los cuales a su vez pueden suplir corriente a bombas instaladas en dist intos pun tos Es te meacutetodo de distribucioacuten es especia lmen te venta joso cuando el agua se obtiene de muchos pozos El costo de esta clase de plantas estaacute geneshyralmente fuera del alcance individual y por esto la mayoshyriacutea de ellas son manejadas por grandes compantildeiacuteas o por Jos municipalidades
Bombas- La bomba centriacutefuga es la maacutes usada para regar
La bomba centriacutefuga eleva el agua por medio de un disco provisto de cuchillas curvas que giran raacutepidamente dentro de una caacutemara que se ajusta lo maacutes posible dejanshydo el juego necesario para el movimiento raacutepido Las cushychillas fuerzan el agua a traveacutes del tubo de salida Algunas veces se sumergen dentro del agua que va a bombearse
-- 1558-shy
o se colocan unos pocos p ies encima del n ivel del agu a
en cuy o caso se necesita cebarlas
La bomba centriacute fuga es la maacutes recomendable cuando
se tr Ita de elevar grandes cantidades de agua a pequentildeas
a lturas Sus principales ven tajas son sencillez seguridad
bajo cos to y poca probabilidad de dantildeo por c ieno etc
Cuando hcm sido biEn d isentildeadas acanzan eficiencias de
maacutes de 80 para altu ras de 30- 60 pies Las peacuterdidas a
la entrada del tubo de succioacuten yola sal ida del de desshy
carga se d isminuyen grandemente ensanchaacutendolos progreshy
sivamente al salir de la bomba
El profesor W B Gregory da la siguiente tabla para
ilustrar la ventaja qu e se obtiene al ensanchar los tubos
de succioacuten y descarga
BOMBA CENTRIFUGA - ALTURA DE ELEVACION 5 PIES
Peacuterdida de Peacuterdid a de Pda por fr ic-Forma del tubo altura a la altura bull la cioacute usando Altura Bnfic~
a 3 028 031 024 583 240 291 a 4 009 0 10 02 4 543 280 340
----shyAriete hidraacuteulico- Es ta maacutequina usa un gran v o lumen
de agua que cae de una pequentildea altura para elevar una
cantidad menor de agua a una altura mayor
En este aparato un tubo A conduce el agua a la caja
de la vaacutelvu la B ~ l tubo estaacute en comun icacioacuten con la caacuteshy
mara de a ire C de la cual arra nra e l tubo de descarga D
La vaacutelvula B s(~ abi e hacia abajo y se hace de un peso
tal que permanezca abierta cuando el agua circule a veshy
locidad moderada pero se c ierre raacutepidamente cuando la
velocidad del agua a lcance un valor determinado Cuando
la vaacute~vula se cierra el agu a se detiene suacutebitamente proshy
duciendo un golpe de ariete que abre la vaacutelvula de la caacuteshy
mara de aire comprimiendo eacuteste y haciendo pasar una
parte d e eacutel al tubo de descarga Cuando se iguala la preshy
-- 1)59-shy
sioacuten la vaacutelvula de la caacutemara de aire se cierra pero el flujo en el tubo D continuacutea durante un periacuteodo corto a caushysa de la expansioacuten del aire comprimido en la caacutemara C Como el aire de esta caacutemara es absorbido gradualmente y expulsado por el agua debe proveerse para su renuevo pues de otra manera la elici-encia del ariete disminuiriacutea Cuando el agua en el tubo A estaacute detenida la vaacutelvula B cae el agua empieza a moverse y el proceso se repite
El flujo de un ariete hidraacuteulico es pues una serie de pulsaciones y a cada impuso debe vampncerse la inercia de la columna de agua que se encuentra en el tubo D Si dos arietes se conectan en el mismo tubo de descarga pero de tal manera que sus pulsaciores no coincidan la descarga seraacute maacutes continua y se economizaraacute energiacutea estas ventashyjas se obtienen en mayor escala al aumentar el nuacutemero de arietes conectados Veacutease fig 12
i)
rs 2 l iacute
llUSlraciuacuten dd prin cipill dd ik hiJraacuteulicu
CAPITULO VI
Canales y alarieas de riego
Cualquiera que sea el meacutetodo de riego que se haya esshycogido su praacutectica requiere cierto nuacutemero de canales y atarieas Vamos a definir estos canales y atarjeas y a inshydicar las principales consideraciones que rigen su consshytruccioacuten
Todo riego supone una presa de agua en un canal riacuteo etc Esta agua por medio de un canal de derivacioacuten se
--1560shy- -
lleva a los regadiacuteos De cua lquier forma que sea en eacutel o en sus ra mificac iones na cen y se alimen ton zan jas de meshynores dimensiones llamadas atarjeas de distribucioacuten las cuales llevan el agua a las atarieas de riego
Como todo riego debe ir acompantildeado de una desecashycioacuten del suelo es necesario construIacuter atarjeas de desaguumle que lleven el agua usada a los canales de evacuacioacuten En ciertos casos las atarjeas de riego una vez vaciacutea s sirshyven para el desaguumle
Seccioacuten de los canales y de las atarieas- Los canale s de a limentacioacuten de distribucioacuten y de evacuacioacuten tienen seccioacuten trapezoidal (Fig 13) Las otarjeas de riego y de desshyaguumle son rectangulares (Fig 14) Soacutelo miden 5-15 ctms de profundidad
Un canal de riego se com pone de las siguientes parshytes (ver lig 13)
El fondo D F sobre e l cual fl uye e l agua
-1561
La altura O E = h del egua Las banquetas A B H 1 que sostienen el agua por cashy
da lado Los taludes formados por las caras laterales B D F H El periacutemetro mojado P o la lopgitud e D + D F + F G La seccioacuten uacutetil S del canal eo la superficie que tiene
por base G C y D F y por a~ tura O E El radio medkl R es igual a S P La pendiente de Jos taludes m se determina por la
relacioacuten G Kj F K
Pendiente de los taludes de los canales y de las aacutetarshyjeas principales- Las pendientes de los taludes dependen de la natura leza del terreno Hus ta 15 ctms de profundidad son verticales Pasando de esta profundidad y para atarjeas abiertas en desfonde se dan las siguientes pendien tes
Roca m l O Arcilla pura m 1 033 = 303 Tierra arcillosa m 1 05 200 Tierra arenosa m 1 15 = 066
Para Jos taluds de fosos cmstruiacutedos en terrapleacuten
Arcilla pura m 1 05 = 200 Tierra arcillosa m 1 075 = 133 Tierra arenosa m 1 225 = 044
Para el mismo terreno si m es la inclinacioacuten del tashylud en desfonde 10 inclinacioacuten m del talud de terrapleacuten es igual a
2 3 m 1 1
- +shym 2m
Pendiente de los canales--Cuanto maacutes fuerte es la penshydiente maacutes se puede reducir la seccioacuten de un canal para la misma descarga Conviene pues construiacuterlos con la mashyyor pendiente a fin de disminuiacuter los trabaj os de excavacioacuten Por otra parte hay que considerar que una pendiente fuershy
-- 1562 -shy
te disminuye por la raduccioacuten de seccJOn la superficie de contacto y por consiguiente la filtracioacuten Ademaacutes la veloshycidad del agua no debe pasar de determinados valores seguacuten el terreno pues produciriacutea erosiones en las paredes
Velocidades de las que no conviene exceder en los diferentes terrenos
Velocidad limite Pendlent
por segundo por kmt
Arcillas blandas 0152 mts 0045 mts
Arenas 0305 0136
Gravas 0609 0433
Guijarros 0914 0570
Piedras en grandes fragmentos 1220 1509
Guijarros aglomerados 1520 211 S
Rocas blandas 1830 2786
Rocas duras 3050 7342
Tambieacuten existe un liacutemite inferior de velocidad que no se debe traspasar pues se forman depoacutesitos que destruyen
los cauces Los depoacutesitos principian a formarse por debajo de una
velocidad media de 025 mts por segundo en corrientes de agua fangosa 030 cargada de
arena fina 050 mts por segundo en corrientes de agua cargada de
arena gruesa Por consiguiente la velocidad no bajaraacute de 050-080
mts en el canal principal a fin de que no se deposite la arena gruesa
No deberaacute ser inferior a 025- 040 mts en los canashyles de distribucioacuten para que en ellos se deposite la areshyna gruesa que si llegara a las atarieas de riego podriacutea ser perjudicial Como estos canales no se usan continuashymente seraacute faacutecil quitar los depoacutesitos asiacute formados
Canal de conduccioacuten- La pendiente de eacuteste depende
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oel nivel de la presa de agua y de la altura de la parte maacutes alta que deba regarse
Generalmente su pendiente variacutea de 00007-00014 mts por m La velocidad no excede de 080 mts por segundo La seccioacuten es trapezoidal y debe ir disminuyendo a medishyda que el canal avanza como que tiene que servir a meshynor extensioacuten
Este canal debe estar dispuesto de tal forma que en su punto de unioacuten con el riacuteo quede su nivel maacutes baio que el quicio de la presa a fin de poder instalar un aparato de afor Siempre debe estar provisto de una compuerta de modo que sea faacutecil impedir o regular la entrada dol agua para poder efectuar reparaciones o prevenir una crecida de la corrien te alimentadora
A fin de evitar la erosioacuten conviene lapizar con ceacutesped las paredes laterales y el fondo
Atarieas de distribucioacuten- Deriacutevanse del canal de conshyduccioacuten y llevan el agua a las atarieas de riego Son casi horizontales con pendientes de 0001-0015 mts por m La velocidad del agua no debe ser inferior a 025-040 mts
Se ponen en comunicacioacuten con las atarieas de riego por medio de un tubo de aiiacuteareriacutea o de una caia rectangushylar de madera Esta abertura debe poderse cerrar con una compuerta
Atarieas de riego- E1 general deben ser tan poco proshyfundas como sea posible Con frecuencia se les da un pershyiexcljI rectangular En la unioacuten con las atcrieas de distribucioacuten pueden tener de 30- 35 clms de anche para lueacutego ir disshymi1uye1do
El fondo e3 generalmente horizontal y sus bordes esshytaacuten ligeramente inclinados seguacuten lo direccioacuten de la corrienshyte y se aproximan a medida quo se aleian de las atarieas de distribucioacuten
Atarieas de desaguumle--Las atarieas de desaguumle recogen las agu)s despueacutes de regar y la3 llevan a los canales de evacuacioacuten Son doblemente uacutetiles pues secan el suelo y
permiten volver a usar las aguas para el riego de nuevas extensiones
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Los bordes estaacuten cortados verticalmente Su anchura ordinariamente es de O l5- --030 mts
Canales de evacuacioacuten- El ca nal de evacuacioacuten recishybe el agua de los desaguumles y la conduce al riacuteo o a regar otras tierras Debe ocupa r lo parte maacutes baja del terreno Debe tener una seccioacuten suficiente para el agua que recibe Tiene forma trapezoida Sus paredes deben protegerse conshytra el desgaste por medio de ceacutesped
Caacutelculo de las dimensiones de los canales y de las atarjeas principales- Hemos dicho que la seccioacuten de los canales y atarjeas principales es trapezoidal La seCClOn de las secundarias es triangular o rectangular Generalmenshyte no S9 ca~culan Es necesario determinar lo maacutes exactashymente posible las dimen5iones de los canales y atorjeas principales Las foacutermulas emp16cdas dan resultados aproxishymados que la experiencia modifica A continuacioacuten damos las foacutermulas de Darcy perfecc ionadas por M Bazin
ConsideremQs la seccioacuten re presentada en la fig 13 Y llamemos
1 D F = longitud del fondo
h O E = la altura
S aacuterea de la seccioacuten
U velocidad mediacutea del agua velocidad media en la superficie X 080
Q = descarga
I = la pendi2nte
P periacutemetro moiado
R = radio medio
Estas cantidades estaacuten relacionadas de la siguiente mashynera
(1) R I = b U~ oacute U = C RT(2)
(3) Q = S U Oacute Q = S C rRI (4)
C = 1 b es un coeficiente que depende de la rugoshysidad de las paredes del canal M Bazin ha expresado su valor asiacute
1565 - shy
87
C = 1 Vb = - ---- + tiacute
VR ltiacute tiene los siguientes valores
Paredes muy lisas (cemento madera lisa) tiacute = 006 Paredes lisas (taba ladrillo) tiacute = 016
poco lisas de mamposteriacutea tiacute = 046 de naturaleza mixta Ciacute = 085
Canales de tierra en condicion3s ordinarias tiacute 130 Canales de tierra con resistencia excepcional tiacute = 175
Maacutes adelante daremos los valores del coeficiente C en funcioacuten del radio R y los valores del coeficiente o de la loacutermua (l) corre3pondientes a los valores dAl coeficiente
C = 1 vT-
Ganguillet y Kulter adoptan tambieacuten la foacutermula
u C RTpero daacutendole a C el siguiente valor
O 00155
23 + + n
C 000155
1+ 23 + --- n
( ) V R
El nuacutemero n variacutea con la naturaleza de las paredAS y tiene los siguientes valores
n ln Paredes muy uniformes ceuromento madera
cepillada 0010 100 Paredes linos piedra tallada ladriilos 0013 77 Paredes poso uniformes 0017 58 Paredes rugosas piedras en bruto 0020 50 Paredes de tierra 0025 40 Paredes de grava 0030 33 Paredes irregulares de grava y mal cuidadas 0035 29 Paredes muy irregulares 0040 35
- 1566 shy
Las dJmensiones de los canal83 deben 118nar otras conshydiciones que determinan las foacutermulas anteriores
En primer lugar la tangente trigonomeacutetrica m queda determinada por la naturaleza del terreno Luego si circunsshytancias especiales no exigen la adopcioacuten de una profundishydad conviene dadas 1 y m dar a la seccioacuten la forma que corresponda a la maacutexima descarga por unidad de aacuterea de ella Esta seraacute evidentemente la seccioacuten maacutes econoacuteshymica De la foacutermula (3) Q = S U deducimos que para una superliacutecie dada S la descarga Q es maacutexima con U POI
consiguiente para una pendiente dada y teniendo en cuen shyta la foacutermula (2) U = e VRT con R o tambieacuten pll8sto que R = S P cuando P es miacutenimo
D8 la Hg 14 deducimos que
(5) S h (1 + h m)
(6) P + 2 h m V1 + m~ (6) P = I + 2 hmv 1 + m~
S h ( I + hm) (7) R
P + 2 hm 1 + m~ y por caacutelculo deducimos que P es miacutenimo cuando
h + V I + m~ (8)
2 ro
En este caso los lados B D H F D F son tangentes a Jo circunferencia descrita desde O como centro y con h como radio
Si sustiacutetuIacutemos en (7) 1 por su valor sacado de (8) obshytendremos
2 m h h ( + hm)
+ VI + m (9) R +
2 mh 2h V 1 + m~
+ ml+vl+ m~
- 1567 shy
--- -
1+ iexcl-1 + rn~ ]iexcl 2 = X
rn 4
es decir el radio medio es igual a la mitad de lu profunshydidad del agua
La relacioacuten h 1 que determina la seccioacuten oacuteptima soacuteshylo depeeacutelde para S e 1 dados del valor m El valor de h 1 en (8) permite calcular faacutecilmente h y 1 conociendo S y m Reempazando 1 por su valor en funcioacuten de h en la ecuashyc ioacuten (5) 1endremos
(lO) S =
( h
2 m h
1 + 1 1 + m~ h+-111
)
h~ 2 l 1-+ m~ -----shy 1
m
mS lh
11 J J h = ( 2 V 1 + m - 1 )
Seguacuten esto S2 ve que cuanio maacutes se acerquen los taludes del canal a la vertical mayor es h y por consiguienshyte R Conviene adoptar para R el mayor valor posible pues asiacute no disminuye la anchura del canal de pendiente dada 1 y se aumenta la velocidad media d el agua que es proshyporcional a R
Cuando las circunstancias obligan la adopcioacuten de una profundidad determinada la ecuacioacuten S = h (l + h m) soacutelo contiene la incoacutegnita 1
Empleo de las foacutermulas uso de las tablas ejemplos middotnumeacutericos--Los problsmas que se presentan maacutes frecuenshytemente son
I- Conocida la seccioacuten transversal de un canal y su pendiente calcular su descarga
JI- Conocido el rendimiento del canal y su pendiente
- 1571 shy
calcular las dimensiones que debe tener su seccioacuten transshyversal y la velocidad media del agua
CASO iexcl- Se a plican las siguientes foacutermulas
h (1 + h m) (S) S = h (1 + h m) (7) R
1 + 2 h 1 + m~
m
y lueacutego
(2) U = C m 1)Y2 (1) Q _ S C (R 1) 1j~
La foacutermula (S) ncs do e l aacuterea la (1) el radio medio pues h I Y 111 SO1 conocidos Las foacutermulas (2 y 4) permiten ca lcular U y Q
EJEMPLO Calcular el rendimie llto de un canal de ti eshyITU sabiendo que 1 = lmts h = 121 1 = 00002 y la inclinacioacuten de los taludes es 45
La aplicacioacuten de las foacutermulas (5 y 7) nos da
S = 2867 mts~ y R = 060 mts
El valor de C seguacuten la tabla de Bazin es 325 y seguacuten la de Kutte r 35 Tomamos e l promedio de estos dos valoshyres o sea 3375
Aplicando las foacutermulas (4 y 2) obtendremos
Q = 098 mts y U 037 mts
CASO II- Si existen circunstancias que obliguen a adopshytar una profundidad determinada se aplicaraacuten las foacutermushylas de la seccioacuten maacutes ventajosa es decir las foacutermulas sishyguientes bull
Q~m S (9) h b U~ b - shy~ (1 + m~ )11 ) = 2 R (l) R I
12 - 1) S~
Se principiaraacute por adoptar para b un valor provisional y para escogerlo seguacuten el rendimiento se evaluaraacute el vashylor posible de R y por consiguiente el de C seguacuten la tashybla de Bazin La tabla de los valores de b daraacute un valor que se adoptaraacute provisionalmente Una vez hallado el vashy
- 1572 shy
lar da R se rectificaraacute e l de b Se volveraacute a calcular R y
se continuaraacuten estas aproximaciones hasta que se encuenshytren para C y b valores que no difieran sensiblemente de Jos anteriores La ecuacioacuten (1) contendraacute R elevada a la quinta potencia y deberaacute resolverse por logaritmos
EJEMPLO Un canal debe tener un rendimiento de 2 lIltS de agua por segundo con una pendiente de 00002 por mts Cuaacutel debe ser su perfil transversal en la tierra con taludes inclinados 45
Supongamos R = 1 mt entonces seguacuten la tabla d e Bozin C = 378 y seguacuten lo de Kutte r C = 40 Toma mos 81 pro lllcd io C = 389 Para b obtenemos 000066
In
Lu IOacuteI JI1 U 111 (0) du x
Pero s iendo m 1 sacamos
m 0547
y obte ndremos 4R~ S 4W
0547
Lo foacutermula (1) nos da
R X 00002 000066 4
S~
R S~ 132
y sustituyendo S po~ su valor
16 R
(0547F 132 R 075
Seguacuten las tablas de Bazin y Kutter los valores respecshytivos de C pondiente de b tend
son de b remos
348 es
y 00
37 Adoptamos 0077 Sustituyendo
359 este
el valor nuevo
corresshyvalor
- shy 1573 shy
4 4 R~ 0547 S TI X 00002 000077 (
s~
R = 075
Lo vola re s d~ e y de b no difieren sonsibloTrl ento de los que acabamos de adoptar Tomaremos pues para TI el va le r 076 mis entoncos h = 152
4 (076 )~
S 442 Jll l s ~
0547
Q 2
u 047 mts S 422
La foacutermula (8) permite dete rmina r l
2 m h 2 X 152 126 y e l problema
1 + ( + m~)Y2 1 + (2)1
queda resuelto Pero puede ocurrir que por circunstancias especiales no
se pueda adoptar el perfil maacutes econoacutemico Entonces se coshynoc 3 la profundidad h o la anchura 1 por lo tanto
S = h (1 + h m)
Q2
R 1 b --- en que R estaacute expresado en funcioacuten S2
de h y de I y permitiraacute hallar por tanteo h o I y S Supongamos que por causa de la existencia de un submiddot
suelo rocoso la profundidad del canal no debe exceder de un mI y que la descmga sea de 2 mts pOI segundo y la pendiente 00002
Procederemos asiacute
Puesto que h 9S a lo sumo igual Q 1 mI el radio meshydio puede evaluarse en 050 mts Las tablas dan para e 306 y 34 adoptamos 32 y entonces b = 000098
1574
Q2
De la ecuacioacuten R I b --- deducimos S2
000098 X 4 S~ 392 S 625
050 X 00002
La foacutermula S = h (l + h m) da 525
La foacutermula (6) nos da P = 807
s 625 R 077 mts
P 807
Se partiraacute de este nuevo valor de R para repetir los caacutelculos
Las tablas dan para R = 077 mts C = 35 y 37 Adoptamos C = 36 entonces b = 000077
Tenemos
000077 X 4 S 40 S 632 1 532
077 X 00002
P 814 Y R = 077
Adoptaremos para el perfil de este canal de 2 mts de descarga por segundo
1 = 532 h = 1 mI R = 077
La velocidad media del agua seraacute
u = Q S = 2 632 = 031 mts
CAPITULO VII
Sistemas de rieqo
Hay muchos procedimientos de riego seguacuten la naturashyleza del terreno su pendiente los cultivos o la cantidad de agua de que se dispone
- 1575 shy
A continuacioacuten describiremos los siguientes sistemas Por sumersioacuten por filtracioacuten por desbordamiento
El riego por sumersioacuten se dIvide en tres meacutetodos el ri ego por filtracioacuten en dos y el por desbordamiento tambieacuten en dos De todos eros hablaremos separadamente
Riego por sumersioacuten
El sistema d3 riego por sumersioacuten llamado tambieacuten en manta consiste en cubrir el suelo con una capa de agua que permanece sobre eacutel un tiempo maacutes o menos largo
Generalmente requiere que el terreno sea sensiblemenshyte horizontal de pendiente suave 2 0 00 a lo sumo y que no sea impermeable La superficie regable se rodea de peshyquentildeos diques Si la pendiente fuese fuerte habriacutean de ser a l tos y emplear maacutes agua con lo que se perderiacutea la prinshycipal ventaja de este sistema que es su sencillez y ecoshyncmiacutea
Este procedimiento es uno de los mejores para el rieshygo de praderas cuya pendiente sea de 1-15 mmts por metro Comprende tres meacutetodos distintos
IO-La sumersioacuten naturcl que resulta del desbordashymiento espontaacuteneo de una corriente de agua o de la inunshydacioacuten artificial proveniente del levantamiento de las aguas
29- La sumersioacuten artificial 5encilla en que las aguas permanecen estanadas mientras dura el riego
3y- La sumersioacutell atificial con cJrculacioacuten continuiexcl en que el agua ircula suavemente por la superficie del terreno sumergido
Cuando se riaga con aguas que acarrean limos y areshynas estos materiales generalmente corgados de materias fertili~antes se depositan sobre el suelo Entonces el riego por sumersioacuten va acompantildeado del erdorquinamiento
Sumersioacuten natural- Muchos terrenos estaacuten expuestos a las crecidas de las corrientes de agua que los atraviesan Esta sumersioacuten natural es fuente de grandes riquezas Tashyles s)n Egipto y las pompos de la imeacuterica del Sur En Francia grandes extensiones de ter reno deben su fertilidad a riegos perioacutedicos de esto naturaleza
Las condiciones esenciales de estos sumersiones natushy
1576 shy
rales son pendientes longitudinales muy suaves (040- 045
mts por kmt como promedio) y pendientes transversales
bastante aceurontuadus para que las aguas de las crecidas
vuelvan faacutecilmente a su cauce primitivo
Sumersioacuten artificial sencilla- Exige un suelo de poca
pendiente que no exceda de 2 0 00 a menos de restringir
mucho ia extensioacuten dE las parcelas sumergidas
Si la pendiente fuese fuerte no se depositariacutean los seshy
dimentos perdiendo asiacute este meacutetodo su principal ventaja
Ademaacutes se correriacutea el riesgo de que las aguas arrastraran
la tierra vegetal Finalmente seriacutea necesario que las cuenshycas sumergidas estuvieran rodeadas de diques muy altos
lo que hariacutea perder las ventajas econoacutemicas de este sisshy
tema
Consiste en sumergir el suelo bajo una capa de detershy
minado espesor durante un periacuteodo de tiempo variable
El terreno se divide en compartimientos regulares roshy
deados dE pequentildeos diques que retienen el agua
Generalmente las aguas despueacutes de regar un comparshy
timiento superior pasan a regar uno inferior
Los compartimientos tienen extensioacuten variable En geneshy
ral no exceden de 10-30 aacutereas Se les puede dar una anshychura de 50 mts y una longitud variable seguacuten la pendienshy
te del terreno Los diques que los rodean exceden en todas
partes a 25 ctms al nivel del agua
La altura media del agua sobre la superficie del sueshy
lo es de 15 ctms En el punto maacutes alto del nivel del agua
25 ctms
En el centro de cada compartimiento y en sentido de su longitud se abre una atarjea g (lig 15) que sirve a la
vez de conduccioacuten y desecamiento
A este objeto puede ir acompantildeado de pequentildeas a tarshy
jeas h En el origen y en la extremidad de cada compartishy
miento la atarjea g lleva una en trada de madera con comshy
puerta para retener el agua o dejarla pasar
La atarjea g debe tener una pendiente aproximada de
0001 mts mL La anchura en el fondo y su profundidad
dependen de la superficie del compartimiento y de la cantishydad de agua que conduciraacute
--1577-shy
La fig 15 denota la subdivisioacuten del terreno en cuatro recipientes que forman otros tantos saetines cuya longitud depende de la pendiente del terreno
Es preciso que el nivel del agua en el segundo comparshytimiento sea inferigtr de 1- 2 ctms al fondo de la atariea g del primero Asiacute se logra que el agua pase del primero al SEgundo compartimiento
ruIiexclrrmIlfjfffj7[J[l]Jf]ffI
JCshy I
TIi~~t==J ~
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Hiego por ~lIhm(~r~ ioacuten Planta ltle unn in~tala(- i(ln de cuatro C(Jlllparlimi-(-middotnto~
Ventajas e inconvenientes de este sistema- Permite reshygar superficies de poca pendiente con ca1tidades de agua demasiado pequentildeas para utiliza ras de otro modo Transshyforma en tierras feacutertiles suelos mediocres siempre que no sean impermeables y que las aguas contengan limos carshygados de principios nutritivos Su instalacioacuten y vigilancia son sencillas y baratas
En suelos impermeables da malos resultados Rara vez se puede aplicar en el momento de la vegetacioacuten y mientras dura impide la aireacioacuten del suelo
- - 1578 - shy
El riego por sumersioacuten se emplea principalmpnte en el cultivo del arroz
Riego de los arrozales- EI arrozal ha de estar compleshytamente cubierto por el agua pero sin quedar estancada sino circulando con muy poca velocidad Sin agua no gershyminariacutea la semilla y en cambio si quedara estancada enshyfermaria 0 planta y podriacutea ser causa de una epidemia pashyluacutedica en la regioacuten
El terreno destinado al cultivo del arroz ha de ser enshyteramente llano y con la pendiente necesaria para la lenshyta circulacioacuten del agua El campo se divide en parcelas delimitadas por pequentildeos diques de tierra
Unas como B (Fig 16) estaacuten trazadas longitudinalmenshyte en el sentido de las labores y del movimiento del agua al paso que otras la sentildealadas con la letra e van en dishyreccioacuten perpendicular a las primeras
Una vez construIacutedos los diques se da el agua a las parce las D y J de modo que la capa liacutequida tenga unos 12 ctms de espesor Hecho 6stO se practican en el dique inmediatamente infel ior unas abe rturas E de 20- 30 ctms
de ancho por donde flushyye el agua a las parceshylas inferiores Asiacute se conshytinuacutea hasta regar todo el arrozal El agua se reshycoge en la atariea d e desaguumle A
El consumo de a g ua se calcula en 24 Its por segundo y por hec taacuterea
Sumersioacuten artificial con derrame continuo--Cuanshydo se dispone de gran can tidad de agua la cirshyculacioacuten puede ser conshytinua sin alterar las disshyposiciones precedentegt
El agua de riego desshypueacutes de alcanzar el nishy
ni~po s i c i(lfl dI un arrozal divirl gtln ( 1
lahla~ n -lIadriluacutel erus L ri ego
- - 1579-shy
vel normal en el compartimiento regado pasa lentamente al inferior y se reemplaza con nueva agua Este procedishymiento priva menos del aire a las plantas que e l estallCU miento permanente
El movimiento d8 las aguas se regula dE-~ tal manera que la can tidad siexclJida por la parte inferior sea igual a Jo que Gntra por la superior De 83t8 modo se llega raacutepidashymente a resultados excelentes
Conviene enviar agua nueva o los compartimientos inshyferiores disponiendo alrededor del cqmpo un canal de cirshycunvalacioacuten El agua debe vaciar por encima de las comshypuertas a fin ds qU8 no arrastre los sedimentos En general los compartimientos tienen dimensiones mayores que los de sumersioacuten sencilla Si la pendiente es muy fuerte conviene disponer oblicuamente diques interiores que impidan la erosioacuten del suelo Los diques que bordean las parcelas tieshynen aproximadaments 150 mts de ancho en la corona y un nivel de 30- 40 ctms sobre el de las aguas
Rieqo por filtracioacuten
Este sistema comprende dos subdivisiones
19 Por filtracioacuten del aqua en el suelo por atarieas proshyfundas- Es un procsdimiento muy imperfecto desde el punshyto de vista d3 los resultados pero muy sencillo y econoacuteshymico Em p lea las zanjas excavadas en los terrenos para sanearlos
Esencialmente consiste en cerrar las compuertas que regulan los diferentes canales de desecamiento El agua de lluvia etc fluye asiacute poco a poco pgtr estos canales y si el suelo es permeable lo humedece al atravesar las pareshydes laterales de e llos pudiendo llegar por capilaridad hasshyta las raiacuteces
Este procedimiento soacutelo es practicable cuando el terreshyno es bastante permeable y de poca pendiente En suelos poco permeabls los resulta dos no son satisfactorios el agua fluye bien por los cana ~ es pero no logra humedecer la tierra
La lig 17 muestra la disposicioacuten de los canales a a b b y Ja de la compuerta d que cuando estaacute cerrada deshy
- 1580
termina el retroceso del agua que se va elevando en los canales y penetra en el suelo Abriendo jo compuerta se inicia la salida del agua y consecuentemente el desecashymien~o del terreno
A~~J~~Mitrbt~Ir~~M~~1 B
F~( 11 J)i sposieiHl para htlnHd e(~e r IIn 1IITfJ1U drenadu al ail
J i~ Hi middotiexclo po fiJI radmiddotn
29 Filtracioacuten del agua por atarieas abiertas superficiales - middot-Este meacutetodo se aplica sobre todo a Jos tierras labradas y
entre otros a 103 cultivos hortiacutec81as Difiere esencialmente del anterior en que las atarieas estaacuten mucho maacutes proacutexishymas en que son superficiales y el agua penetra en el sueshylo y en el subsuelo p8r las paredes y por el fondo
El agua circula por atarieas paralelas que limitan las parcelas de los cultives No debe tocar ni las hoias ni los tedios Por esta razoacuten se emplea e l agua de cloacas para los cultivos hortelanos Como no se ponen en contacto con as hoias ni con los tallos no pueden contaminar esta parshyte comestible de los vegatales Sin embargo uacuteltimamente se ha dicho que las aguas de cloacas contaminan las parshytes aeacutereas de las hortalizas con geacutermenes nocivos y se ha prohibido su empleo para el cultivo de las hortalizas que se toman sin coccioacuten
Este meacutetodo es tanto maacutes eficaz cuanto maacutes proacuteximas
1581 shy
t ~
1I
I
I
I o
I
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I
111111111 111111 111111 Vtk11 1 1 1 1 6 ~ iexcl
l Ft 8
ni ego por 5-lIrc()~ Di ~pn ~ iciiexclm de la~ atalj pa~
esteacuten las zanias que se trazan con el arado y estaacuten seshy
paradas unos 060- 080 mts La lig 18 indico la disposicioacuten del suelo La liacutenea a b
representa el canal de conduccioacuten a c el canal de riego del campo d designan los surcos que no terminan en el canal a c La limpieza que necesita el funcionamiento del sistema deteriora pronto este canal Debe construiacuterse una atari ea auxiliar e f comunicada con el canal a c por meshy
_-1582 - shy
dio de pequentildeos cortes g Este canal auxiliar se abre con el arado y se termina cuidadosamente con la pala Es anshycho y tiene una profundidad de unos la ctms
Riego por desbordamiento
Puede efectuarse de las maneras siguientes con reshygueras de nivel y planos inclinados que describiremos sucesivamente
A shy Por regueras de nivel Fundamentoshy EI terreno a regar estaacute surcado por regueras horizontales de desbordashymiento en que el agua rebosa el borde inferior y se exshytiende en forma de laacutemina continua
Pendiente del terrenoshy No debe ser excesivamente peshyquentildea pues entonces la circulacioacuten de la laacutemina de agua se efectuariacutea defectuosamente se admite como necesaria una pendiente de 3 Si 0 pendiente fuere excesiva en vez de una laacutemina continua se formariacutea una serie de arroshyyos que socavariacutean el terreno este peligro debe evitarse haciendo las regueras suficientemente proacuteximas
Descripcioacuten y funcionatnientoshy Las regueras de reparshyticioacuten se trazan en la direccioacuten aproximada de las liacuteneas de maacutexima pendiente fig 19 Si se interrumpe una regueshyra de distribucioacuten remansando el agua eacutesta entraraacute en la reguera de nivel inmediata anterior la cual se llenaraacute y desbordaraacute invadiendo el terreno el exceso se recogeraacute en el colector inmediato inferior el cual lo transportaraacute al canal de desaguumle
b middotmiddot l~vcro diexclhi Clon
rig 9
Alimentacioacuten de regueras sucesivas por una misma tomashy En vez de recoger las aguas sobrantes de una reshyguera directamente en un colector se recogen en otra reshyguera la cual una vez desbordada las deja pasar a otra y asiacute a varias no pasando de 4 oacute 5 seguacuten el caudal de
-1583 -
agua de que se disponga Parece que asiacute pudiera hacerse extensivo a todo el campo con una sola toma superior en la reguera de reparticioacuten pero no debe olvidarse que el agua que llegase a las regueras inferiores estariacutea escasa en oxiacutegeno y principios fertilizantes Esta es la razoacuten de las tomas sucesivas
Perfil longitudinal de las reguerasshy En la praacutectica no
iexcliexcl~f o UI a
I iquest
____ ~i~ I 0
I L middot ___ --shy
I D--1 t~uHO c o tor
- I 001 I 00 I
I 0 bull ___ J
-shy ---_ -i
_~_-o---J
Uig 19) Riego por curvas de nivel
debe d6rseles una pendiente superior al 0003 intercalando cascadas si fuere preciso esto se refiere a las regueras de reparticioacuten Las regueras de distribucioacuten deben ser perfecshytamente horizontales
Seccioacuten transversal de las reguerasshy Las regueras de nivel deben ser poco proundas a fin de disminuiacuter la preshysioacuten del agua y por tanto su infiltracioacuten Es aconsejable
- 1584 -
UllO anchura de 20 ctms con una profundidad no mayor
de S clms Las acequias y regueras d e reparticioacuten se calcushy
bn seguacuten las foacutermulas hidraacuteulicas
B shy Por planos inclinadosshy Son tales les ven tajas del
riego por regueras de n ivel que se procura em plear un
sistema anaacutelogo aunque el terreno no tengo lo pendiente
necesaria
Principio--Si lo pendiente es inferior al 003 se terramiddot
1 I
Cor~e por A B F iJ20
I I
I
J
Ri eacuteo t por p la n o~ in(linado pUl dobl e ari5la
plena formando un escolonado d e planos inclinados que
permito el riego por reguera~ de nivel
Descripcioacutenshy la reguera de reparticioacuten se coloca a una
altura conveniente para que el agua pueda en trar a las
regueras de nivel practicadas en la parte superior de los
planos en forma que llena de agua se vierta por ellos
recogiendo el exceso en colectores lig 20 El agua sobranshy
te puede ser muy abundante en tal caso el colector al ishy
- 185 shy
menta a su vez o tra serie de planos actuando a mane ra de reguera de reparticioacuten
Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
Planos inclinados naturales- Supongamos fig 21 un terreno de pequentildea pendiente S8 construye en terrapleacuten una reguera de d istribucioacuten con los produc tos de la excavacioacuten del colector inmediato E primer antildeo el riego seraacute defectuoshyso pero en los antildeos sucesivos mejoraraacuten los terraplenes y planos incl inados merced a la aportacioacuten del limo por las mismas aguas
0(oacute v lt
o
ltiexcl - =-=~ ~ ~ ~-= -=--=--=-shy~ ~ Fig21
Planos inclinados artificiales-Consisten en cons truiacuterlos directamen te con tierra sacada del terreno m ismo lo cual exige terraplenes y movimientos importantes de tierra (fig 22)
TfrImiddotO)COfi
~S~iacutelllflmiddot ~~f~~
Tts 22
Datos para la formacioacuten de un proyecto de riego por planos inclinados- Se atenderaacute en primer lugar a que las acequias y regueras de reparticioacuten sean capaces de sumishynistrar el agua necesaria y los colectores de desaguar los sobran tes Las regueras de distribucioacuten seguiraacuten sensibleshymente las curvas de nivel a fin de q ue los planos incl inashydos conserven una longitud constante y que las regueras de dis tribucioacuten sigan la direccioacuten de la pendiente del terreshyno La anchura de Jos escalones no seraacute excesiva a fin de evitar los grandes movimientos de tierra En general tienen 4 oacute 5 mts y si el terreno tiene fuerte pendiente lleshygan a tener 10 Oacute 12 mts La pendiente de los planos inclishynados seraacute de 003 como miacutenimum
aumentaron raacutepidamente debido al ensanchamiento de los huecos y grietas que se abrieron en el fondo Muchos esshyfuerzos se hicieron para restringir las peacuterdidas pero tedas fracasaron y el estanque tuvo que ser abandonado
La roca de la regioacuten era principalmente yeso que coshymo anteriormente se dijo es inapropiado para este in ya que en estas formaciones se encuentran muchas cavernas Es seguro que la depresioacuten que se escogioacute para el almacenashymiento se formoacute debido al hundimiento de alguna caverna
Las siguientes recomendaciones generales pueden ser de alguna utilidad para la escogencia del lugar apropiado
l- Eviacutetense los lugares cercanos a las formaciones de y eso y cal
2- -Las fcrmaciones volcaacutenicas deben estudiarse cuidashydosamente pues en ellas es corriente encontrar grietas o cavidades
3- Las areniscas de grano grueso ofrecen alguacuten peligro
4- Las depresiones naturales no son recomendables y deben evitarse si se encuentral1 en las cercaniacuteas de rocas cavernosas o si reposan sobre material grueso que ofrece salida faacutecil al agua
Sedimentacioacuten en los estanques- Sabemos que todas las corrientes naturales eradan sus canales y llevan maacutes e menos limo en suspensioacuten Cuando se concluye una re presa a traveacutes de una corriente la sedimentacioacuten de los limos debida a l estancamiento del agua puede llegar a disminuiacuter grandemente la capacidad del estanque si n o e remueve
El problema relativo a la sedimentacioacuten en los estan ques construiacutedos sobre corrientes portadoras de limo ha sishydo cuidIdosamente estudiado y se han expuesto muchas teoriacuteas sobre su solucioacuten pero ninguna de ellas ha sido confirmdcr por la pTaacutectica
Se han hecho muchos esfuerzos para determinar el factor exacto que exprese la relacioacuten entre el peso de un limo seco obtenido por observacioacuten y el volumen del misshymo limo como se deposita en el fondo de los estanques
La tabla siguiente muestra el resultado de cuatro enshysayos
-- 1542 -shy
Observedor Peso de I P C Limo huacutemedo Lbs
Limo seco P2S0 Lbs
Densidad
Follet Coghlcm Hughes Lawson
Promedio
1047 89 5
530 923 76 1 860 770
264 255 260
Las variaciones se deben en parte al diferente caraacutecshyter y peso de los limos ensayados Por esto el promedio (77 lbs pie cuacutebico) soacutelo debe tomarse como un va lor aproximado
El80bierno de los EE UU ha hecho observaciones sistemaacuteticas del limo que lleva el Riacuteo Grande desde 1897 hasta 1912 W N Folle es tudioacute cuiciadosamente las dishyversas observaciones y los resultados por eacutel obtenidos opashyrecen compendiados en la siguiente obla
Antildeo Aguaiacute acres pies Limo- Limo - acre s pies
Las observaciones se hicieron de la siguiente manera Se tomaron muestras del agua turbia del riacuteo se removioacute el limo por sedimentacioacuten y filtracioacuten se le secoacute a 60deg e y lueacutego se le p2SOacute Los porcientajes son por volumen y
se les calculoacute tomando como base que un pie cuacutebico de lim o en el estanque pesa despueacutes de secado 53 lbs
Despueacutes de considerar los resultados de los experimenshytos efectuados en India y Ameacuterica Etcheverry concluye asiacute
I- Un pie cuacutebico de limo saturado sedimentado en un tubo por un antildeo contiene alrededor de 30 lbs de limo seco El porcientaje por volumen de lodo saturado es jgual al porcientaje por peso multiplicado por 2l
2- Un pie cuacutebico de limo huacutemedo como se deposita bajo condiciones naturales el por volumen de lodo huacutemiddotmiddot medo es igual al por peso multiplicado por 12
3- Un pie cuacutebico de lodo seco pesa alrededor de 90 lbs
Remocioacuten del limo depositado- La represa Assuan en Egipto forma sobre el Nilo un estcnque de gran capacidad y considerable volumen de limo La gran capacidad del estanque se debe principalmente a la suave pendiente del riacuteo pues debido a eacutesta la represa logra represar las aguas unas 40 millas aguas arriba formando asiacute un estanque largo pero angosto La represa estaacute provista de 180 comshypuertas que permanecen abiertas mientras dura la crecida anual permitiendo asiacute que la corriente torrencial arrastre su linIO a traveacutes del estanque y al mismo tiempo saque parte del que se depositoacute el antildeo anterior
Este meacutetodo de remocioacuten parece ser efectivo pues sosshytiene la capacidad de almacenamiento para las necesidashydes actuales del riego pero eacutel exige el gasto de la mayor parte del agua en antildeos normales y su eficiencia depende mucho de las circunstancias locales (estanque angosto) pues bajo estas condiciones una corriente raacutepida es muy efectishyva para sacar el sedimento depositado Por otra parte las variaciones del Nilo son tan regulares que permiten la ashydopcioacuten de un programa predeterminado lo que es geneshyralmente imposible en otras corrientes
La combinacioacuten de estas condiciones es tan rara que la solucioacuten adoptada no tiene ap~icacioacuten en la mayoriacutea de
-- 1544-shy
los casos y presenta por lo tanlo muy poco in tereacutes como solucioacuten general al problema de que nO$ ocupamos
El ingeniero norteamericano W W Follelt propuso el siguienl meacutetod0 para ramover el limo del estanque Eleshyphanl Bulte
En lo mitad del estanque se construiraacute una pequentildea represa de 40- 50 pies de altura formando asiacute un pequeshyntildeo estanque dentro del principal Esia pequentildea represa esshytaraacute provista de una torre de esclultas eacutestas daraacuten acceso a un conducto que desembocaraacute en el valle pasando por la represo principal
Cuando el estaiexclque principal se esteacute llenando e l peshyquentildeo recibiraacute el agua del riacuteo y gran parte del limo se depositaraacute en eacutel an tes de que el agua pase por sus vershytederos al principal Cuando el estanque pequentildeo esteacute poshyco lleno las aguas turbias se haraacuten pasar por el conducto arrastraraacuten el limo depositado en el pequentildeo estanque y llevaraacuten su carga fertilizante a los regadiacuteos Si se necesishytare agua adicional se sacaraacute del estanque principal
La principal ventaja de este meacutetodo estriba en que con serva las propiedades fertilizantes del agua aumentando asiacute la fertilidad de las tierras que con ella se rieguen
3-Corrientes de aciexclua- La derivacioacuten de una corrienshyte de agua abarca esencialmente tres obras Una barrera un sistema de compuertas y un canal de derivacioacuten
La barrera se dispone a traveacutes de la corriente debajo de la presa de agua y en el lugar donde las orillas esteacuten maacutes cercanas Ella levanta los aguas y las conduce al cashynal de derivacioacuten
El tipo de la barrera depende del caudal de la corrienshyte que se quiere derivar
En un simple arroyo la oparacioacuten es sencilliacutesima Alshygunas piedras grandes y troncos de aacuterboles bastan para establecer barreras muy resistentes Las figuas I y 2 exshyplican la disposicioacuten de una de estas barreras Siempre conshyviene proteger con un zampeado de madera o piedra la parte maacutes abajo de ~a barrera para evitar el desgaste en las avenidas
Crevat describe asiacute las cbras de una presa de agua en el riacuteo Ain Uno de los problemas maacutes difiacuteciles en un proshy
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Planta dfgt la burrera rUacuteili( ~a c ll yo lorlf rtmiddotnr(iexcl ~ 1ta lJ rilo 2
yecto de derivacioacuten es el establecimiento de la presa de agua sobre todo cuando el riacuteo es ancho y torrencial Y hay que prevenir la invasioacuten del cascajo y la arena gruesa
Cuando sea posible conviene aprovechar un recodo del riacuteo donde disminuye la velocidad y por consiguiente au-
Fig 2 HI1TIra 1I1~li( a tn IIn arroyo COrl ~ ( g Uacutell A B (Itshy la fi~ 1
- 1546 shy
menta la altura del agua En la orilla (Fig 3) se construye con grandes piedras talladas un muro de 30 mts de lonshygitud cuya base al nivel de las aguas bajas estaacute proteshygida por un enlosado de cemento de 3 mts de ancho para facilitar el deslizamiento del cascajo que puede ser consishyderable durante las crecidas
Este muro A por tener que servir de vertedero es vershytical por la parte del riacuteo con 030 mts de altura sobre el nivel de la orilla y estaacute sostenido exteriormente por un tashylud de cemento de muy alargada pendiente que forma el
Plano timiddot una harrera y toma dI aglla
fondo de un pequentildeo depoacutesito B faacutecilmente vaciable desshypueacutes de las crecidas por medio de una gran compuerta
En la parte inferior del depoacutesito B hay que establecer un macizo de mamposteriacutea que forma la cabeza del canal F en el que se habraacuten abierto dos tuacuteneles e de dos meshytros de anchura y un metro de altura cuya entrada puede cerrarse con compuertas de hierro reforzadas con nervios El agua al pasar por estos dos tuacuteneles desemboca en el canal de derivacioacuten F que alliacute debe ser poco profundo pero ancho (5 mts) estrechaacutendose en seguida progresivashy
menle hasta que alcance el tiro de agua y anchura norshymales
Fn el muro de defensa A del recipiente B se coloca lna compuerta inmediatamente delante de la~ aberturas de toma d9 agua y debajo de la barrera
Transversalmeiexclte al riacuteo y en el extremo inferior de l vertedero se construye un soacutelido zampeado de fondo E recshytiliacuteneo algo maacutes alto quoacute el fondo leI riacuteo y que se vaya eevando un poco hacia la derecha d se eleva de 050 el nivel de la corriente y se echa nuevamente contra el vershytedero A xl propio tiempo que se ancha un poco el cauce
Chaipeniier de Cossigny habla de una barrera de cashyballetes que con frecuencia se ve en el sur de Francia
Para estableceo a traveacutes del caue del riacuteo se fijan una serie de caballetes como lo representan las figuras 4 y S donde A es una estaca gruesa inclinashyda y C C los sosteshynes Sobre estos cabashylletes se clava una seshyrie de tablas sobre las
Fi2~ 5 cuales se echa desde riacuteo arriba grava RiacuteoFrente de una brre13 de caJallrlt s
- 1548 shy
abajo se defiende al pie de la obra con pentildeascos sosshytenidos con estacas
Las barreras importantes se construyen de piedra o de cemento empezando por trazar el armazoacuten de la barrera Aprovechando la eacutepoca del arlO en que el riacuteo lleva poca agua se clavan a traveacutes una serie de soacutelidas estacas cushyyos extremos superiores delineuroan el perfil transversal de la barrera Estas estacas se unen entre siacute y en ambos senshytidos por medio de cruceros Entre elios se hincan tablones Terminada la armazoacuten se llenan los huecos con guijarros y piedras y lueacutego se rellenan los intersticios con grava y tierra La parte superior de la barrera se recubre con un thecho de carpinteriacutea o bien con losas que formen una esshypecie de embaldosado entre los cruceros
A fin de obtener una barrera maacutes fuerte se puede hashycer la siguiente variacioacuten Una vez terminada la armazoacuten se colocan apoyados conira los tab~ones sacos llenos de cemento que no tarda en f~aguar Estos sacos forman un muro muy resistente Se acaba de construiacuter la barrera lleshynando con cemento el interior limitado por el muro La cashyra superior se resguarda de la accioacuten del agua con un reshyvestimiento de mortero hidraacuteulico para el cual se puede emplear ladrillos
Las compuertas colocadas a la entrada del canal comshypletan el conjunto de las obras de derivacioacuten y sirven para llevor el agua de uno a otro canal
Hay considerable nuacutemero de modelos de compuertas desde las mayores que se aplican para cerrar los canales hasta las menores para abrir y cerrar las atarjeas En prinshycipio una compu9rta se compone de un quicio horizontal que ocupa el fondo del agua y dos montantes verticales ~obre los que se desliza el ventanillo enlazados por un dintel en el extremo superior El quicio y los montantes pueden ser de madera o de piedra El ventanillo es la parshyte movible de la compuerta y se acciona ya a mano ya por medio dG palanca o cremalera seguacuten el tamantildeo Las partes superior e inferior de las compuertas deben protegershyse contra las socavaciones por planchas de madera o por construccioacuten de mamposteriacutea
En suelos flojos se draga el fondo hasta encontrar roshy
-l549 - shy
shy________ -shy _ __ ___J
s lzaltln ue IIna compllfmiddotlla
ca o tierra firme y lueacutego se pone a traveacutes una hilera de
estacas sobre la cual descansa la compuerta a cada lado
de esta primera arma zoacuten se amontonan sacos de cemento
La3 figuras 6 y 7 rlt-presentan un modelo de compuerta
ordina ria Los figuras 8 y 9 representan la compuerta p e-
r~ 7 Planta de tilla (Olllplltmiddotrta
-shy 10
qUEntildea de hierro muy pr-aacutecti ca que se emplea para abrir y cerrO las atarjeas de riego La figura 9 indica claramenshyo
te coacutemo se mantiene fija esta compuerta por medio de dos grandes piedras indinadas que pueden sustituiacuterse por dos puntales de madera
En cuanto al canal de derivacioacuten tambieacuten llamado de alimentacioacuten se ceba en la corrient de agua un poco por
P t(JlUntildea compucrta para atarjta~ lit Jil~o
encima de la barrem Abierto o cerrado por una compuerta debe seguir en su trazado la parte superior del te rreno y presentar el mayor relieve posible Maacutes adelante hablar8shymas sobre eacutel
Evaluacioacuten del caudal de una corrienle- El caudal de una corriente de agua es igual al producto del aacuterea de io seccioacuten bantildeada por la veloc idad media por segundo del agua
r-iacute~ 9
l a middotolllpllrla dmiddot la fiiexcl 8 olorarla en la otnlrada d e 1 alarju
Es necesario obtener el perfil de la corriente en varios lugares y promediar los resultados Para obtener un periil se tiende una cuerda de una a otra orilla perpendicuarmiddot mente a la direccioacuten de la corriente y lo maacutes cerca posib~ de su superficie A distancias regulares sentildealadas en la cuerda se practican sondeos que dan la profundidad d e l
- 1551 shy
agua en cada una de las divisiones Obtenido el perfil con estos datos se sumaraacuten los trapecios parciales para obtAshyner el aacuterea de la seccioacuten dantildeada
La velocidad media de ~ agua se deduce de la velocishydad media en la superficie es igual al producto de eacutesta por el coeficiente 08 en los canales y riacuteos de dimensiones medianas y po 06887 en arroyos y atarjeas La velocidad en la superficie puede calcularse faacutecilmente de la siguienshyte manera A unos 3CJL-40 metros Daacutes arriba del paraje cuyo p3rfil se ha encontrado se echan unos cilindros de madera gruesa o corcho y con un cronoacutemetro se cuenta e l tiempo que gastan en recorrer la distancia comprendida enshytre el Jugar donde se echaron y olro previamente fijado 30-40 mIs maacutes abajo del lugar del perfil La operacioacuten debe repetirse varias veces y promediar los resultados
En vez de valerse del flotador para determinar la vsshylocidad de la corriente suelen emplearse los medidores de velocidad o corriente (Current Meter) Existen varios modeshylos de estos aparatos los maacutes usados son el de Haskell y
61 de Price En el modelo Price existen dos tipos el eleacutecshytrico y el acuacutestico Por se r estos aparatos suficientemente conocidos y venir acompantildeados de instrucciones para su uso no nos detenemos a explicarlos
Cuando el cauce es de seccioacuten bastante regular es preferible usar una compuerta para medir el caudal
Compuerta rectangular- De sus experimentos con esta clase de compuertas Francis dedujo la siguiente foacutermula
Q = 333 H (L - 02 H) siendo Q = descarga en pies cuacutebicos por segundo L = longitud de la compuerta 6n pies H = altura del agua sobre la compuerta en pies Cuando la velocidad de aproximacioacuten tiene un valor
suficientemente alto para afectar los resultados deben hushycerse las correcciones necesarias Francis propuso la sishyguiente foacutermula para este caso
Q = 333 (L - 02 H) [ (h HYh - h~h 1 donde h = allura debida a la velocidad de aproximacioacuten
Compuerta de Cippoletti- Las foacutermulas correspondienshytes a los dos casos mendonados para la compuerta regushylar son
Las figuras 10 y 11 representan la compuerta rectangushylar y la de Cippolstt i respectivamente
CAPITULO V
Uso de bombas para el riego
La praacutectico de elevar agua de un nivel inferior a otro superior para usarlo en el riego es sin duda tan antigua
1553 shy
como el riego mIsmo En China India y otros paiacuteses orienmiddot tales todaviacutea se acostumbra regar tiel ras maacutes ollas que los canales que conducen el agua elevaacutendola con potencio
bullhumana c animal unos pocos pies Naturalmenta que e~to
se puede efectuar soacuteo cuando la altura es moderada y el trabajo muy barato
Molinos de vienlo- La fuerza del vienio se empleoacute prishymitivamente para las necesidades del riego y auacuten hoy se usa frecwmtemente para elevar aguo de pozos para 103
necesidades domeacutesticas y para el riego de jardines y peshyquentildeos huertos Aunque la fuerza no represente gasto alshyguno el bombeo por medio de molinos de viento resulta en promedio maacutes costoso que cualquier otro meacutetodo excepshytuando aquellos que usan fuerza animal Esto se debe a la pequentildea potencia desarrol ~ada por estos aparatos la inshyconstancio del vie~to y la gran atencioacuten y reparacioacuten que exigen los molinos de viento Por estas razones el costo del bombeo por este sistema hace prohibitivo su empleo exshycepto para cultivos intensos de pequentildeos tarrenos donde se esperan grandes beneficios
Los molinos de viento se usan extensamente en el vashylle de San Joaquiacuten (California) y en los grandes llanos de las Montantildeas Rocosas para obtener agua para el riego El principal inconveniente de estos molinos es su insegushyridad pues su funcionamiento depende completamente de la fuerza del viento
A causa de esta inseguridad los molinos nunca deben usarse para regar sin proveerse de un estanque ampliO pashyra almacenar el agua Debe instalarse un recipiente de gran capacidad a fin de poder almacenar el agua durante los diacuteas que no se la usa para regar Este recipiente se puede obtener usando uno de los tanques elevados que suminisshytran los constructores de molinos de viento o si el molino se puede instalar en un punto alto de la hacienda se pueshyde excavar un estanque paro el almacenamiento
En promedio se necesita una velocidad del viento 5- 6 millas por hora para mover un molino La tabla siguiente da la fuerza del viento para las velocidades ordinarias
-1554
Velocidad del viento y potencia
Millas por Pie por Presioacuten Millas por Pies por Presioacuten
La tabla siguiente tomada de un trabajo de Mr A R Wolff sobre molinos de viento muestra la capacidad y
economiacutea de un molino experimental con rueda de distinshyto diaacutemetro asumiendo una velocidad promedio del vienshyto de 10 millas por hora durante ocho diarias
CAPACIDAD DE LOS MOLINOS DE VIENTO
Tamantildeo Rtvoluclunes Galones de agua levantados por minuto H P de la rueda de la rueda bull una altura de desarrollados
pie
25 50 75 100 150 200
ID no-u lB fjfj tiu 41 1112 l~ ij-HO t3 n u 11 8 8 1 O ~ I H iexclO-i 4bull 1 ~~ 6 ) -I ~ 1U 1 S -l 02- Hi ~I-iexclO ji -U JI (iexcl 1liacute JI 1 98 SO 0 11 18 10- (- 911 j2 2middot1-1 J1 J ) D I ~n 1 bull -40 1lfI UI 1 IO X l J ~ JI l I I O1X 2J W-li ~ 124 J01 0 111) 40 1 Hi3 ~H1 134
- 1555 shy
Al disentildear un molino de viento para bombear agua deben considerarse dos cosas El momento de torsioacuten y la velocidad de la rueda en relacioacuten con la de la bomba La primera debe ser lo maacutes gronde posible a fin de que el molino arranque con un viento suave la segunda no debe ser muy alta para las bombas en un molino pequentildeo ni demasiado baja para uno grande De lo anterior deducimos que el tamantildeo de un molino es un elemento importante en el arreglo de sus aspas
El aacutengulo entre cualquier porcioacuten de una aspa y el plano de la rueda se denomina aacutengulo del viento para obtener el mayor momento de torsioacuten al arranque este aacutenshygulo debe ser el complemento de los mejores aacutengulos de incidencia o entre 70deg- 55 Se ha Encontrado en la praacutecshytica que el aacutengulo del viento no alcanza estos valores sienshydo muy recomendable usar 43deg La tabla siguiente da los resultados de los experimentos de J A Griffith con cinco clases de molinos norteamericanos
CAPACIDAD Y EFICIENCIA
STOVER
Diaacutemetro exterior de la rueda pies 115 inferior 45
Area bruta de la rueda pies cuadrados 1040 Angulo del viento en la extremidad exterior de las aspas 43 Diaacutemetro y carrera de la bomba pulgadas 3 X 4 Altura promedio del agua durante el ensayo pies 292
A maacutexima eficiencia
Ve locidad del viento millas por hora 58 Velocidad del molino revoluciones por minuto 130 H P 0011 H P por 100 pies cuadrados de aacuterea bruta 0011 Eficiencia neta maacutexima tanto por ciento 87
-- J556 --shy
Promedio de 100 horas localidad bonancible
Promedio del agua elevada galones por hora 1530 Promedio de los H P desarrollados por l 00 pies~ 0022
0023 Eficiencia neta maacutexima 21
Promedio de 100 horas localidad borrascosa
Promedio del agua elevada galones por hora 2870 Promedio de los H P desarrollados por 100 pies~ 0041
0043 Eficiencia neta maacutexima 028
De varios molinos
Parkins ~fthoue Allhouse Carlyle
16 1416 1016 983 60 45 383 416
2010 1570 81 800 36 30 5028u
3 X lOyiexcl 3 X 10 3 X 4 58 3 X 4 liquest 39 663 387 307
---shyMaacutequinas de combustioacuten interna- Las maacutequinas moshy
de rnas de combuslioacuten interna de gas y vapor no soacutelo con-sum e 1 pJCo combustible sino que son adaptabI8s unishydades pequentildeas ademaacutes req u ieren poca vigilancia para un buen manejo y las reparaciones se efectuacutean faacutecilmenshyte Estas ve1 tajas importantes hcn heclo generalizar el uso de esta clase de maacutequinas
Maacutequinas de vapor- A lgunas de la s maacutes grandes planshytas d2 bombas para riego usan el vapor como fuerza moshyIriz En las islas Hawai se emplean grandes bombas moshyvida s por vapor para e levar agua a 550 pies y regar cantildea de azuacutear Grandes plantas a vapor se emplean para eleshyvar grandes can tidades de agua a pequentildeas alturas y reshygar las plan taciones de arroz en Louisiana (EE UU ) Las grandes plantas usan la maacutequina reciacuteproca y la bomba directamente conectada En algunos casos se puede obteshyner mayoiexcl- eficiencia usando turbinas de vapor las que por su alta velocidad S9 prestan para mover generadores eleacutecshytricos los cuales a su vez pueden suplir corriente a bombas instaladas en dist intos pun tos Es te meacutetodo de distribucioacuten es especia lmen te venta joso cuando el agua se obtiene de muchos pozos El costo de esta clase de plantas estaacute geneshyralmente fuera del alcance individual y por esto la mayoshyriacutea de ellas son manejadas por grandes compantildeiacuteas o por Jos municipalidades
Bombas- La bomba centriacutefuga es la maacutes usada para regar
La bomba centriacutefuga eleva el agua por medio de un disco provisto de cuchillas curvas que giran raacutepidamente dentro de una caacutemara que se ajusta lo maacutes posible dejanshydo el juego necesario para el movimiento raacutepido Las cushychillas fuerzan el agua a traveacutes del tubo de salida Algunas veces se sumergen dentro del agua que va a bombearse
-- 1558-shy
o se colocan unos pocos p ies encima del n ivel del agu a
en cuy o caso se necesita cebarlas
La bomba centriacute fuga es la maacutes recomendable cuando
se tr Ita de elevar grandes cantidades de agua a pequentildeas
a lturas Sus principales ven tajas son sencillez seguridad
bajo cos to y poca probabilidad de dantildeo por c ieno etc
Cuando hcm sido biEn d isentildeadas acanzan eficiencias de
maacutes de 80 para altu ras de 30- 60 pies Las peacuterdidas a
la entrada del tubo de succioacuten yola sal ida del de desshy
carga se d isminuyen grandemente ensanchaacutendolos progreshy
sivamente al salir de la bomba
El profesor W B Gregory da la siguiente tabla para
ilustrar la ventaja qu e se obtiene al ensanchar los tubos
de succioacuten y descarga
BOMBA CENTRIFUGA - ALTURA DE ELEVACION 5 PIES
Peacuterdida de Peacuterdid a de Pda por fr ic-Forma del tubo altura a la altura bull la cioacute usando Altura Bnfic~
a 3 028 031 024 583 240 291 a 4 009 0 10 02 4 543 280 340
----shyAriete hidraacuteulico- Es ta maacutequina usa un gran v o lumen
de agua que cae de una pequentildea altura para elevar una
cantidad menor de agua a una altura mayor
En este aparato un tubo A conduce el agua a la caja
de la vaacutelvu la B ~ l tubo estaacute en comun icacioacuten con la caacuteshy
mara de a ire C de la cual arra nra e l tubo de descarga D
La vaacutelvula B s(~ abi e hacia abajo y se hace de un peso
tal que permanezca abierta cuando el agua circule a veshy
locidad moderada pero se c ierre raacutepidamente cuando la
velocidad del agua a lcance un valor determinado Cuando
la vaacute~vula se cierra el agu a se detiene suacutebitamente proshy
duciendo un golpe de ariete que abre la vaacutelvula de la caacuteshy
mara de aire comprimiendo eacuteste y haciendo pasar una
parte d e eacutel al tubo de descarga Cuando se iguala la preshy
-- 1)59-shy
sioacuten la vaacutelvula de la caacutemara de aire se cierra pero el flujo en el tubo D continuacutea durante un periacuteodo corto a caushysa de la expansioacuten del aire comprimido en la caacutemara C Como el aire de esta caacutemara es absorbido gradualmente y expulsado por el agua debe proveerse para su renuevo pues de otra manera la elici-encia del ariete disminuiriacutea Cuando el agua en el tubo A estaacute detenida la vaacutelvula B cae el agua empieza a moverse y el proceso se repite
El flujo de un ariete hidraacuteulico es pues una serie de pulsaciones y a cada impuso debe vampncerse la inercia de la columna de agua que se encuentra en el tubo D Si dos arietes se conectan en el mismo tubo de descarga pero de tal manera que sus pulsaciores no coincidan la descarga seraacute maacutes continua y se economizaraacute energiacutea estas ventashyjas se obtienen en mayor escala al aumentar el nuacutemero de arietes conectados Veacutease fig 12
i)
rs 2 l iacute
llUSlraciuacuten dd prin cipill dd ik hiJraacuteulicu
CAPITULO VI
Canales y alarieas de riego
Cualquiera que sea el meacutetodo de riego que se haya esshycogido su praacutectica requiere cierto nuacutemero de canales y atarieas Vamos a definir estos canales y atarjeas y a inshydicar las principales consideraciones que rigen su consshytruccioacuten
Todo riego supone una presa de agua en un canal riacuteo etc Esta agua por medio de un canal de derivacioacuten se
--1560shy- -
lleva a los regadiacuteos De cua lquier forma que sea en eacutel o en sus ra mificac iones na cen y se alimen ton zan jas de meshynores dimensiones llamadas atarjeas de distribucioacuten las cuales llevan el agua a las atarieas de riego
Como todo riego debe ir acompantildeado de una desecashycioacuten del suelo es necesario construIacuter atarjeas de desaguumle que lleven el agua usada a los canales de evacuacioacuten En ciertos casos las atarjeas de riego una vez vaciacutea s sirshyven para el desaguumle
Seccioacuten de los canales y de las atarieas- Los canale s de a limentacioacuten de distribucioacuten y de evacuacioacuten tienen seccioacuten trapezoidal (Fig 13) Las otarjeas de riego y de desshyaguumle son rectangulares (Fig 14) Soacutelo miden 5-15 ctms de profundidad
Un canal de riego se com pone de las siguientes parshytes (ver lig 13)
El fondo D F sobre e l cual fl uye e l agua
-1561
La altura O E = h del egua Las banquetas A B H 1 que sostienen el agua por cashy
da lado Los taludes formados por las caras laterales B D F H El periacutemetro mojado P o la lopgitud e D + D F + F G La seccioacuten uacutetil S del canal eo la superficie que tiene
por base G C y D F y por a~ tura O E El radio medkl R es igual a S P La pendiente de Jos taludes m se determina por la
relacioacuten G Kj F K
Pendiente de los taludes de los canales y de las aacutetarshyjeas principales- Las pendientes de los taludes dependen de la natura leza del terreno Hus ta 15 ctms de profundidad son verticales Pasando de esta profundidad y para atarjeas abiertas en desfonde se dan las siguientes pendien tes
Roca m l O Arcilla pura m 1 033 = 303 Tierra arcillosa m 1 05 200 Tierra arenosa m 1 15 = 066
Para Jos taluds de fosos cmstruiacutedos en terrapleacuten
Arcilla pura m 1 05 = 200 Tierra arcillosa m 1 075 = 133 Tierra arenosa m 1 225 = 044
Para el mismo terreno si m es la inclinacioacuten del tashylud en desfonde 10 inclinacioacuten m del talud de terrapleacuten es igual a
2 3 m 1 1
- +shym 2m
Pendiente de los canales--Cuanto maacutes fuerte es la penshydiente maacutes se puede reducir la seccioacuten de un canal para la misma descarga Conviene pues construiacuterlos con la mashyyor pendiente a fin de disminuiacuter los trabaj os de excavacioacuten Por otra parte hay que considerar que una pendiente fuershy
-- 1562 -shy
te disminuye por la raduccioacuten de seccJOn la superficie de contacto y por consiguiente la filtracioacuten Ademaacutes la veloshycidad del agua no debe pasar de determinados valores seguacuten el terreno pues produciriacutea erosiones en las paredes
Velocidades de las que no conviene exceder en los diferentes terrenos
Velocidad limite Pendlent
por segundo por kmt
Arcillas blandas 0152 mts 0045 mts
Arenas 0305 0136
Gravas 0609 0433
Guijarros 0914 0570
Piedras en grandes fragmentos 1220 1509
Guijarros aglomerados 1520 211 S
Rocas blandas 1830 2786
Rocas duras 3050 7342
Tambieacuten existe un liacutemite inferior de velocidad que no se debe traspasar pues se forman depoacutesitos que destruyen
los cauces Los depoacutesitos principian a formarse por debajo de una
velocidad media de 025 mts por segundo en corrientes de agua fangosa 030 cargada de
arena fina 050 mts por segundo en corrientes de agua cargada de
arena gruesa Por consiguiente la velocidad no bajaraacute de 050-080
mts en el canal principal a fin de que no se deposite la arena gruesa
No deberaacute ser inferior a 025- 040 mts en los canashyles de distribucioacuten para que en ellos se deposite la areshyna gruesa que si llegara a las atarieas de riego podriacutea ser perjudicial Como estos canales no se usan continuashymente seraacute faacutecil quitar los depoacutesitos asiacute formados
Canal de conduccioacuten- La pendiente de eacuteste depende
- 1563 shy
oel nivel de la presa de agua y de la altura de la parte maacutes alta que deba regarse
Generalmente su pendiente variacutea de 00007-00014 mts por m La velocidad no excede de 080 mts por segundo La seccioacuten es trapezoidal y debe ir disminuyendo a medishyda que el canal avanza como que tiene que servir a meshynor extensioacuten
Este canal debe estar dispuesto de tal forma que en su punto de unioacuten con el riacuteo quede su nivel maacutes baio que el quicio de la presa a fin de poder instalar un aparato de afor Siempre debe estar provisto de una compuerta de modo que sea faacutecil impedir o regular la entrada dol agua para poder efectuar reparaciones o prevenir una crecida de la corrien te alimentadora
A fin de evitar la erosioacuten conviene lapizar con ceacutesped las paredes laterales y el fondo
Atarieas de distribucioacuten- Deriacutevanse del canal de conshyduccioacuten y llevan el agua a las atarieas de riego Son casi horizontales con pendientes de 0001-0015 mts por m La velocidad del agua no debe ser inferior a 025-040 mts
Se ponen en comunicacioacuten con las atarieas de riego por medio de un tubo de aiiacuteareriacutea o de una caia rectangushylar de madera Esta abertura debe poderse cerrar con una compuerta
Atarieas de riego- E1 general deben ser tan poco proshyfundas como sea posible Con frecuencia se les da un pershyiexcljI rectangular En la unioacuten con las atcrieas de distribucioacuten pueden tener de 30- 35 clms de anche para lueacutego ir disshymi1uye1do
El fondo e3 generalmente horizontal y sus bordes esshytaacuten ligeramente inclinados seguacuten lo direccioacuten de la corrienshyte y se aproximan a medida quo se aleian de las atarieas de distribucioacuten
Atarieas de desaguumle--Las atarieas de desaguumle recogen las agu)s despueacutes de regar y la3 llevan a los canales de evacuacioacuten Son doblemente uacutetiles pues secan el suelo y
permiten volver a usar las aguas para el riego de nuevas extensiones
- 1564shy
Los bordes estaacuten cortados verticalmente Su anchura ordinariamente es de O l5- --030 mts
Canales de evacuacioacuten- El ca nal de evacuacioacuten recishybe el agua de los desaguumles y la conduce al riacuteo o a regar otras tierras Debe ocupa r lo parte maacutes baja del terreno Debe tener una seccioacuten suficiente para el agua que recibe Tiene forma trapezoida Sus paredes deben protegerse conshytra el desgaste por medio de ceacutesped
Caacutelculo de las dimensiones de los canales y de las atarjeas principales- Hemos dicho que la seccioacuten de los canales y atarjeas principales es trapezoidal La seCClOn de las secundarias es triangular o rectangular Generalmenshyte no S9 ca~culan Es necesario determinar lo maacutes exactashymente posible las dimen5iones de los canales y atorjeas principales Las foacutermulas emp16cdas dan resultados aproxishymados que la experiencia modifica A continuacioacuten damos las foacutermulas de Darcy perfecc ionadas por M Bazin
ConsideremQs la seccioacuten re presentada en la fig 13 Y llamemos
1 D F = longitud del fondo
h O E = la altura
S aacuterea de la seccioacuten
U velocidad mediacutea del agua velocidad media en la superficie X 080
Q = descarga
I = la pendi2nte
P periacutemetro moiado
R = radio medio
Estas cantidades estaacuten relacionadas de la siguiente mashynera
(1) R I = b U~ oacute U = C RT(2)
(3) Q = S U Oacute Q = S C rRI (4)
C = 1 b es un coeficiente que depende de la rugoshysidad de las paredes del canal M Bazin ha expresado su valor asiacute
1565 - shy
87
C = 1 Vb = - ---- + tiacute
VR ltiacute tiene los siguientes valores
Paredes muy lisas (cemento madera lisa) tiacute = 006 Paredes lisas (taba ladrillo) tiacute = 016
poco lisas de mamposteriacutea tiacute = 046 de naturaleza mixta Ciacute = 085
Canales de tierra en condicion3s ordinarias tiacute 130 Canales de tierra con resistencia excepcional tiacute = 175
Maacutes adelante daremos los valores del coeficiente C en funcioacuten del radio R y los valores del coeficiente o de la loacutermua (l) corre3pondientes a los valores dAl coeficiente
C = 1 vT-
Ganguillet y Kulter adoptan tambieacuten la foacutermula
u C RTpero daacutendole a C el siguiente valor
O 00155
23 + + n
C 000155
1+ 23 + --- n
( ) V R
El nuacutemero n variacutea con la naturaleza de las paredAS y tiene los siguientes valores
n ln Paredes muy uniformes ceuromento madera
cepillada 0010 100 Paredes linos piedra tallada ladriilos 0013 77 Paredes poso uniformes 0017 58 Paredes rugosas piedras en bruto 0020 50 Paredes de tierra 0025 40 Paredes de grava 0030 33 Paredes irregulares de grava y mal cuidadas 0035 29 Paredes muy irregulares 0040 35
- 1566 shy
Las dJmensiones de los canal83 deben 118nar otras conshydiciones que determinan las foacutermulas anteriores
En primer lugar la tangente trigonomeacutetrica m queda determinada por la naturaleza del terreno Luego si circunsshytancias especiales no exigen la adopcioacuten de una profundishydad conviene dadas 1 y m dar a la seccioacuten la forma que corresponda a la maacutexima descarga por unidad de aacuterea de ella Esta seraacute evidentemente la seccioacuten maacutes econoacuteshymica De la foacutermula (3) Q = S U deducimos que para una superliacutecie dada S la descarga Q es maacutexima con U POI
consiguiente para una pendiente dada y teniendo en cuen shyta la foacutermula (2) U = e VRT con R o tambieacuten pll8sto que R = S P cuando P es miacutenimo
D8 la Hg 14 deducimos que
(5) S h (1 + h m)
(6) P + 2 h m V1 + m~ (6) P = I + 2 hmv 1 + m~
S h ( I + hm) (7) R
P + 2 hm 1 + m~ y por caacutelculo deducimos que P es miacutenimo cuando
h + V I + m~ (8)
2 ro
En este caso los lados B D H F D F son tangentes a Jo circunferencia descrita desde O como centro y con h como radio
Si sustiacutetuIacutemos en (7) 1 por su valor sacado de (8) obshytendremos
2 m h h ( + hm)
+ VI + m (9) R +
2 mh 2h V 1 + m~
+ ml+vl+ m~
- 1567 shy
--- -
1+ iexcl-1 + rn~ ]iexcl 2 = X
rn 4
es decir el radio medio es igual a la mitad de lu profunshydidad del agua
La relacioacuten h 1 que determina la seccioacuten oacuteptima soacuteshylo depeeacutelde para S e 1 dados del valor m El valor de h 1 en (8) permite calcular faacutecilmente h y 1 conociendo S y m Reempazando 1 por su valor en funcioacuten de h en la ecuashyc ioacuten (5) 1endremos
(lO) S =
( h
2 m h
1 + 1 1 + m~ h+-111
)
h~ 2 l 1-+ m~ -----shy 1
m
mS lh
11 J J h = ( 2 V 1 + m - 1 )
Seguacuten esto S2 ve que cuanio maacutes se acerquen los taludes del canal a la vertical mayor es h y por consiguienshyte R Conviene adoptar para R el mayor valor posible pues asiacute no disminuye la anchura del canal de pendiente dada 1 y se aumenta la velocidad media d el agua que es proshyporcional a R
Cuando las circunstancias obligan la adopcioacuten de una profundidad determinada la ecuacioacuten S = h (l + h m) soacutelo contiene la incoacutegnita 1
Empleo de las foacutermulas uso de las tablas ejemplos middotnumeacutericos--Los problsmas que se presentan maacutes frecuenshytemente son
I- Conocida la seccioacuten transversal de un canal y su pendiente calcular su descarga
JI- Conocido el rendimiento del canal y su pendiente
- 1571 shy
calcular las dimensiones que debe tener su seccioacuten transshyversal y la velocidad media del agua
CASO iexcl- Se a plican las siguientes foacutermulas
h (1 + h m) (S) S = h (1 + h m) (7) R
1 + 2 h 1 + m~
m
y lueacutego
(2) U = C m 1)Y2 (1) Q _ S C (R 1) 1j~
La foacutermula (S) ncs do e l aacuterea la (1) el radio medio pues h I Y 111 SO1 conocidos Las foacutermulas (2 y 4) permiten ca lcular U y Q
EJEMPLO Calcular el rendimie llto de un canal de ti eshyITU sabiendo que 1 = lmts h = 121 1 = 00002 y la inclinacioacuten de los taludes es 45
La aplicacioacuten de las foacutermulas (5 y 7) nos da
S = 2867 mts~ y R = 060 mts
El valor de C seguacuten la tabla de Bazin es 325 y seguacuten la de Kutte r 35 Tomamos e l promedio de estos dos valoshyres o sea 3375
Aplicando las foacutermulas (4 y 2) obtendremos
Q = 098 mts y U 037 mts
CASO II- Si existen circunstancias que obliguen a adopshytar una profundidad determinada se aplicaraacuten las foacutermushylas de la seccioacuten maacutes ventajosa es decir las foacutermulas sishyguientes bull
Q~m S (9) h b U~ b - shy~ (1 + m~ )11 ) = 2 R (l) R I
12 - 1) S~
Se principiaraacute por adoptar para b un valor provisional y para escogerlo seguacuten el rendimiento se evaluaraacute el vashylor posible de R y por consiguiente el de C seguacuten la tashybla de Bazin La tabla de los valores de b daraacute un valor que se adoptaraacute provisionalmente Una vez hallado el vashy
- 1572 shy
lar da R se rectificaraacute e l de b Se volveraacute a calcular R y
se continuaraacuten estas aproximaciones hasta que se encuenshytren para C y b valores que no difieran sensiblemente de Jos anteriores La ecuacioacuten (1) contendraacute R elevada a la quinta potencia y deberaacute resolverse por logaritmos
EJEMPLO Un canal debe tener un rendimiento de 2 lIltS de agua por segundo con una pendiente de 00002 por mts Cuaacutel debe ser su perfil transversal en la tierra con taludes inclinados 45
Supongamos R = 1 mt entonces seguacuten la tabla d e Bozin C = 378 y seguacuten lo de Kutte r C = 40 Toma mos 81 pro lllcd io C = 389 Para b obtenemos 000066
In
Lu IOacuteI JI1 U 111 (0) du x
Pero s iendo m 1 sacamos
m 0547
y obte ndremos 4R~ S 4W
0547
Lo foacutermula (1) nos da
R X 00002 000066 4
S~
R S~ 132
y sustituyendo S po~ su valor
16 R
(0547F 132 R 075
Seguacuten las tablas de Bazin y Kutter los valores respecshytivos de C pondiente de b tend
son de b remos
348 es
y 00
37 Adoptamos 0077 Sustituyendo
359 este
el valor nuevo
corresshyvalor
- shy 1573 shy
4 4 R~ 0547 S TI X 00002 000077 (
s~
R = 075
Lo vola re s d~ e y de b no difieren sonsibloTrl ento de los que acabamos de adoptar Tomaremos pues para TI el va le r 076 mis entoncos h = 152
4 (076 )~
S 442 Jll l s ~
0547
Q 2
u 047 mts S 422
La foacutermula (8) permite dete rmina r l
2 m h 2 X 152 126 y e l problema
1 + ( + m~)Y2 1 + (2)1
queda resuelto Pero puede ocurrir que por circunstancias especiales no
se pueda adoptar el perfil maacutes econoacutemico Entonces se coshynoc 3 la profundidad h o la anchura 1 por lo tanto
S = h (1 + h m)
Q2
R 1 b --- en que R estaacute expresado en funcioacuten S2
de h y de I y permitiraacute hallar por tanteo h o I y S Supongamos que por causa de la existencia de un submiddot
suelo rocoso la profundidad del canal no debe exceder de un mI y que la descmga sea de 2 mts pOI segundo y la pendiente 00002
Procederemos asiacute
Puesto que h 9S a lo sumo igual Q 1 mI el radio meshydio puede evaluarse en 050 mts Las tablas dan para e 306 y 34 adoptamos 32 y entonces b = 000098
1574
Q2
De la ecuacioacuten R I b --- deducimos S2
000098 X 4 S~ 392 S 625
050 X 00002
La foacutermula S = h (l + h m) da 525
La foacutermula (6) nos da P = 807
s 625 R 077 mts
P 807
Se partiraacute de este nuevo valor de R para repetir los caacutelculos
Las tablas dan para R = 077 mts C = 35 y 37 Adoptamos C = 36 entonces b = 000077
Tenemos
000077 X 4 S 40 S 632 1 532
077 X 00002
P 814 Y R = 077
Adoptaremos para el perfil de este canal de 2 mts de descarga por segundo
1 = 532 h = 1 mI R = 077
La velocidad media del agua seraacute
u = Q S = 2 632 = 031 mts
CAPITULO VII
Sistemas de rieqo
Hay muchos procedimientos de riego seguacuten la naturashyleza del terreno su pendiente los cultivos o la cantidad de agua de que se dispone
- 1575 shy
A continuacioacuten describiremos los siguientes sistemas Por sumersioacuten por filtracioacuten por desbordamiento
El riego por sumersioacuten se dIvide en tres meacutetodos el ri ego por filtracioacuten en dos y el por desbordamiento tambieacuten en dos De todos eros hablaremos separadamente
Riego por sumersioacuten
El sistema d3 riego por sumersioacuten llamado tambieacuten en manta consiste en cubrir el suelo con una capa de agua que permanece sobre eacutel un tiempo maacutes o menos largo
Generalmente requiere que el terreno sea sensiblemenshyte horizontal de pendiente suave 2 0 00 a lo sumo y que no sea impermeable La superficie regable se rodea de peshyquentildeos diques Si la pendiente fuese fuerte habriacutean de ser a l tos y emplear maacutes agua con lo que se perderiacutea la prinshycipal ventaja de este sistema que es su sencillez y ecoshyncmiacutea
Este procedimiento es uno de los mejores para el rieshygo de praderas cuya pendiente sea de 1-15 mmts por metro Comprende tres meacutetodos distintos
IO-La sumersioacuten naturcl que resulta del desbordashymiento espontaacuteneo de una corriente de agua o de la inunshydacioacuten artificial proveniente del levantamiento de las aguas
29- La sumersioacuten artificial 5encilla en que las aguas permanecen estanadas mientras dura el riego
3y- La sumersioacutell atificial con cJrculacioacuten continuiexcl en que el agua ircula suavemente por la superficie del terreno sumergido
Cuando se riaga con aguas que acarrean limos y areshynas estos materiales generalmente corgados de materias fertili~antes se depositan sobre el suelo Entonces el riego por sumersioacuten va acompantildeado del erdorquinamiento
Sumersioacuten natural- Muchos terrenos estaacuten expuestos a las crecidas de las corrientes de agua que los atraviesan Esta sumersioacuten natural es fuente de grandes riquezas Tashyles s)n Egipto y las pompos de la imeacuterica del Sur En Francia grandes extensiones de ter reno deben su fertilidad a riegos perioacutedicos de esto naturaleza
Las condiciones esenciales de estos sumersiones natushy
1576 shy
rales son pendientes longitudinales muy suaves (040- 045
mts por kmt como promedio) y pendientes transversales
bastante aceurontuadus para que las aguas de las crecidas
vuelvan faacutecilmente a su cauce primitivo
Sumersioacuten artificial sencilla- Exige un suelo de poca
pendiente que no exceda de 2 0 00 a menos de restringir
mucho ia extensioacuten dE las parcelas sumergidas
Si la pendiente fuese fuerte no se depositariacutean los seshy
dimentos perdiendo asiacute este meacutetodo su principal ventaja
Ademaacutes se correriacutea el riesgo de que las aguas arrastraran
la tierra vegetal Finalmente seriacutea necesario que las cuenshycas sumergidas estuvieran rodeadas de diques muy altos
lo que hariacutea perder las ventajas econoacutemicas de este sisshy
tema
Consiste en sumergir el suelo bajo una capa de detershy
minado espesor durante un periacuteodo de tiempo variable
El terreno se divide en compartimientos regulares roshy
deados dE pequentildeos diques que retienen el agua
Generalmente las aguas despueacutes de regar un comparshy
timiento superior pasan a regar uno inferior
Los compartimientos tienen extensioacuten variable En geneshy
ral no exceden de 10-30 aacutereas Se les puede dar una anshychura de 50 mts y una longitud variable seguacuten la pendienshy
te del terreno Los diques que los rodean exceden en todas
partes a 25 ctms al nivel del agua
La altura media del agua sobre la superficie del sueshy
lo es de 15 ctms En el punto maacutes alto del nivel del agua
25 ctms
En el centro de cada compartimiento y en sentido de su longitud se abre una atarjea g (lig 15) que sirve a la
vez de conduccioacuten y desecamiento
A este objeto puede ir acompantildeado de pequentildeas a tarshy
jeas h En el origen y en la extremidad de cada compartishy
miento la atarjea g lleva una en trada de madera con comshy
puerta para retener el agua o dejarla pasar
La atarjea g debe tener una pendiente aproximada de
0001 mts mL La anchura en el fondo y su profundidad
dependen de la superficie del compartimiento y de la cantishydad de agua que conduciraacute
--1577-shy
La fig 15 denota la subdivisioacuten del terreno en cuatro recipientes que forman otros tantos saetines cuya longitud depende de la pendiente del terreno
Es preciso que el nivel del agua en el segundo comparshytimiento sea inferigtr de 1- 2 ctms al fondo de la atariea g del primero Asiacute se logra que el agua pase del primero al SEgundo compartimiento
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Hiego por ~lIhm(~r~ ioacuten Planta ltle unn in~tala(- i(ln de cuatro C(Jlllparlimi-(-middotnto~
Ventajas e inconvenientes de este sistema- Permite reshygar superficies de poca pendiente con ca1tidades de agua demasiado pequentildeas para utiliza ras de otro modo Transshyforma en tierras feacutertiles suelos mediocres siempre que no sean impermeables y que las aguas contengan limos carshygados de principios nutritivos Su instalacioacuten y vigilancia son sencillas y baratas
En suelos impermeables da malos resultados Rara vez se puede aplicar en el momento de la vegetacioacuten y mientras dura impide la aireacioacuten del suelo
- - 1578 - shy
El riego por sumersioacuten se emplea principalmpnte en el cultivo del arroz
Riego de los arrozales- EI arrozal ha de estar compleshytamente cubierto por el agua pero sin quedar estancada sino circulando con muy poca velocidad Sin agua no gershyminariacutea la semilla y en cambio si quedara estancada enshyfermaria 0 planta y podriacutea ser causa de una epidemia pashyluacutedica en la regioacuten
El terreno destinado al cultivo del arroz ha de ser enshyteramente llano y con la pendiente necesaria para la lenshyta circulacioacuten del agua El campo se divide en parcelas delimitadas por pequentildeos diques de tierra
Unas como B (Fig 16) estaacuten trazadas longitudinalmenshyte en el sentido de las labores y del movimiento del agua al paso que otras la sentildealadas con la letra e van en dishyreccioacuten perpendicular a las primeras
Una vez construIacutedos los diques se da el agua a las parce las D y J de modo que la capa liacutequida tenga unos 12 ctms de espesor Hecho 6stO se practican en el dique inmediatamente infel ior unas abe rturas E de 20- 30 ctms
de ancho por donde flushyye el agua a las parceshylas inferiores Asiacute se conshytinuacutea hasta regar todo el arrozal El agua se reshycoge en la atariea d e desaguumle A
El consumo de a g ua se calcula en 24 Its por segundo y por hec taacuterea
Sumersioacuten artificial con derrame continuo--Cuanshydo se dispone de gran can tidad de agua la cirshyculacioacuten puede ser conshytinua sin alterar las disshyposiciones precedentegt
El agua de riego desshypueacutes de alcanzar el nishy
ni~po s i c i(lfl dI un arrozal divirl gtln ( 1
lahla~ n -lIadriluacutel erus L ri ego
- - 1579-shy
vel normal en el compartimiento regado pasa lentamente al inferior y se reemplaza con nueva agua Este procedishymiento priva menos del aire a las plantas que e l estallCU miento permanente
El movimiento d8 las aguas se regula dE-~ tal manera que la can tidad siexclJida por la parte inferior sea igual a Jo que Gntra por la superior De 83t8 modo se llega raacutepidashymente a resultados excelentes
Conviene enviar agua nueva o los compartimientos inshyferiores disponiendo alrededor del cqmpo un canal de cirshycunvalacioacuten El agua debe vaciar por encima de las comshypuertas a fin ds qU8 no arrastre los sedimentos En general los compartimientos tienen dimensiones mayores que los de sumersioacuten sencilla Si la pendiente es muy fuerte conviene disponer oblicuamente diques interiores que impidan la erosioacuten del suelo Los diques que bordean las parcelas tieshynen aproximadaments 150 mts de ancho en la corona y un nivel de 30- 40 ctms sobre el de las aguas
Rieqo por filtracioacuten
Este sistema comprende dos subdivisiones
19 Por filtracioacuten del aqua en el suelo por atarieas proshyfundas- Es un procsdimiento muy imperfecto desde el punshyto de vista d3 los resultados pero muy sencillo y econoacuteshymico Em p lea las zanjas excavadas en los terrenos para sanearlos
Esencialmente consiste en cerrar las compuertas que regulan los diferentes canales de desecamiento El agua de lluvia etc fluye asiacute poco a poco pgtr estos canales y si el suelo es permeable lo humedece al atravesar las pareshydes laterales de e llos pudiendo llegar por capilaridad hasshyta las raiacuteces
Este procedimiento soacutelo es practicable cuando el terreshyno es bastante permeable y de poca pendiente En suelos poco permeabls los resulta dos no son satisfactorios el agua fluye bien por los cana ~ es pero no logra humedecer la tierra
La lig 17 muestra la disposicioacuten de los canales a a b b y Ja de la compuerta d que cuando estaacute cerrada deshy
- 1580
termina el retroceso del agua que se va elevando en los canales y penetra en el suelo Abriendo jo compuerta se inicia la salida del agua y consecuentemente el desecashymien~o del terreno
A~~J~~Mitrbt~Ir~~M~~1 B
F~( 11 J)i sposieiHl para htlnHd e(~e r IIn 1IITfJ1U drenadu al ail
J i~ Hi middotiexclo po fiJI radmiddotn
29 Filtracioacuten del agua por atarieas abiertas superficiales - middot-Este meacutetodo se aplica sobre todo a Jos tierras labradas y
entre otros a 103 cultivos hortiacutec81as Difiere esencialmente del anterior en que las atarieas estaacuten mucho maacutes proacutexishymas en que son superficiales y el agua penetra en el sueshylo y en el subsuelo p8r las paredes y por el fondo
El agua circula por atarieas paralelas que limitan las parcelas de los cultives No debe tocar ni las hoias ni los tedios Por esta razoacuten se emplea e l agua de cloacas para los cultivos hortelanos Como no se ponen en contacto con as hoias ni con los tallos no pueden contaminar esta parshyte comestible de los vegatales Sin embargo uacuteltimamente se ha dicho que las aguas de cloacas contaminan las parshytes aeacutereas de las hortalizas con geacutermenes nocivos y se ha prohibido su empleo para el cultivo de las hortalizas que se toman sin coccioacuten
Este meacutetodo es tanto maacutes eficaz cuanto maacutes proacuteximas
1581 shy
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111111111 111111 111111 Vtk11 1 1 1 1 6 ~ iexcl
l Ft 8
ni ego por 5-lIrc()~ Di ~pn ~ iciiexclm de la~ atalj pa~
esteacuten las zanias que se trazan con el arado y estaacuten seshy
paradas unos 060- 080 mts La lig 18 indico la disposicioacuten del suelo La liacutenea a b
representa el canal de conduccioacuten a c el canal de riego del campo d designan los surcos que no terminan en el canal a c La limpieza que necesita el funcionamiento del sistema deteriora pronto este canal Debe construiacuterse una atari ea auxiliar e f comunicada con el canal a c por meshy
_-1582 - shy
dio de pequentildeos cortes g Este canal auxiliar se abre con el arado y se termina cuidadosamente con la pala Es anshycho y tiene una profundidad de unos la ctms
Riego por desbordamiento
Puede efectuarse de las maneras siguientes con reshygueras de nivel y planos inclinados que describiremos sucesivamente
A shy Por regueras de nivel Fundamentoshy EI terreno a regar estaacute surcado por regueras horizontales de desbordashymiento en que el agua rebosa el borde inferior y se exshytiende en forma de laacutemina continua
Pendiente del terrenoshy No debe ser excesivamente peshyquentildea pues entonces la circulacioacuten de la laacutemina de agua se efectuariacutea defectuosamente se admite como necesaria una pendiente de 3 Si 0 pendiente fuere excesiva en vez de una laacutemina continua se formariacutea una serie de arroshyyos que socavariacutean el terreno este peligro debe evitarse haciendo las regueras suficientemente proacuteximas
Descripcioacuten y funcionatnientoshy Las regueras de reparshyticioacuten se trazan en la direccioacuten aproximada de las liacuteneas de maacutexima pendiente fig 19 Si se interrumpe una regueshyra de distribucioacuten remansando el agua eacutesta entraraacute en la reguera de nivel inmediata anterior la cual se llenaraacute y desbordaraacute invadiendo el terreno el exceso se recogeraacute en el colector inmediato inferior el cual lo transportaraacute al canal de desaguumle
b middotmiddot l~vcro diexclhi Clon
rig 9
Alimentacioacuten de regueras sucesivas por una misma tomashy En vez de recoger las aguas sobrantes de una reshyguera directamente en un colector se recogen en otra reshyguera la cual una vez desbordada las deja pasar a otra y asiacute a varias no pasando de 4 oacute 5 seguacuten el caudal de
-1583 -
agua de que se disponga Parece que asiacute pudiera hacerse extensivo a todo el campo con una sola toma superior en la reguera de reparticioacuten pero no debe olvidarse que el agua que llegase a las regueras inferiores estariacutea escasa en oxiacutegeno y principios fertilizantes Esta es la razoacuten de las tomas sucesivas
Perfil longitudinal de las reguerasshy En la praacutectica no
iexcliexcl~f o UI a
I iquest
____ ~i~ I 0
I L middot ___ --shy
I D--1 t~uHO c o tor
- I 001 I 00 I
I 0 bull ___ J
-shy ---_ -i
_~_-o---J
Uig 19) Riego por curvas de nivel
debe d6rseles una pendiente superior al 0003 intercalando cascadas si fuere preciso esto se refiere a las regueras de reparticioacuten Las regueras de distribucioacuten deben ser perfecshytamente horizontales
Seccioacuten transversal de las reguerasshy Las regueras de nivel deben ser poco proundas a fin de disminuiacuter la preshysioacuten del agua y por tanto su infiltracioacuten Es aconsejable
- 1584 -
UllO anchura de 20 ctms con una profundidad no mayor
de S clms Las acequias y regueras d e reparticioacuten se calcushy
bn seguacuten las foacutermulas hidraacuteulicas
B shy Por planos inclinadosshy Son tales les ven tajas del
riego por regueras de n ivel que se procura em plear un
sistema anaacutelogo aunque el terreno no tengo lo pendiente
necesaria
Principio--Si lo pendiente es inferior al 003 se terramiddot
1 I
Cor~e por A B F iJ20
I I
I
J
Ri eacuteo t por p la n o~ in(linado pUl dobl e ari5la
plena formando un escolonado d e planos inclinados que
permito el riego por reguera~ de nivel
Descripcioacutenshy la reguera de reparticioacuten se coloca a una
altura conveniente para que el agua pueda en trar a las
regueras de nivel practicadas en la parte superior de los
planos en forma que llena de agua se vierta por ellos
recogiendo el exceso en colectores lig 20 El agua sobranshy
te puede ser muy abundante en tal caso el colector al ishy
- 185 shy
menta a su vez o tra serie de planos actuando a mane ra de reguera de reparticioacuten
Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
Planos inclinados naturales- Supongamos fig 21 un terreno de pequentildea pendiente S8 construye en terrapleacuten una reguera de d istribucioacuten con los produc tos de la excavacioacuten del colector inmediato E primer antildeo el riego seraacute defectuoshyso pero en los antildeos sucesivos mejoraraacuten los terraplenes y planos incl inados merced a la aportacioacuten del limo por las mismas aguas
0(oacute v lt
o
ltiexcl - =-=~ ~ ~ ~-= -=--=--=-shy~ ~ Fig21
Planos inclinados artificiales-Consisten en cons truiacuterlos directamen te con tierra sacada del terreno m ismo lo cual exige terraplenes y movimientos importantes de tierra (fig 22)
TfrImiddotO)COfi
~S~iacutelllflmiddot ~~f~~
Tts 22
Datos para la formacioacuten de un proyecto de riego por planos inclinados- Se atenderaacute en primer lugar a que las acequias y regueras de reparticioacuten sean capaces de sumishynistrar el agua necesaria y los colectores de desaguar los sobran tes Las regueras de distribucioacuten seguiraacuten sensibleshymente las curvas de nivel a fin de q ue los planos incl inashydos conserven una longitud constante y que las regueras de dis tribucioacuten sigan la direccioacuten de la pendiente del terreshyno La anchura de Jos escalones no seraacute excesiva a fin de evitar los grandes movimientos de tierra En general tienen 4 oacute 5 mts y si el terreno tiene fuerte pendiente lleshygan a tener 10 Oacute 12 mts La pendiente de los planos inclishynados seraacute de 003 como miacutenimum
Observedor Peso de I P C Limo huacutemedo Lbs
Limo seco P2S0 Lbs
Densidad
Follet Coghlcm Hughes Lawson
Promedio
1047 89 5
530 923 76 1 860 770
264 255 260
Las variaciones se deben en parte al diferente caraacutecshyter y peso de los limos ensayados Por esto el promedio (77 lbs pie cuacutebico) soacutelo debe tomarse como un va lor aproximado
El80bierno de los EE UU ha hecho observaciones sistemaacuteticas del limo que lleva el Riacuteo Grande desde 1897 hasta 1912 W N Folle es tudioacute cuiciadosamente las dishyversas observaciones y los resultados por eacutel obtenidos opashyrecen compendiados en la siguiente obla
Antildeo Aguaiacute acres pies Limo- Limo - acre s pies
Las observaciones se hicieron de la siguiente manera Se tomaron muestras del agua turbia del riacuteo se removioacute el limo por sedimentacioacuten y filtracioacuten se le secoacute a 60deg e y lueacutego se le p2SOacute Los porcientajes son por volumen y
se les calculoacute tomando como base que un pie cuacutebico de lim o en el estanque pesa despueacutes de secado 53 lbs
Despueacutes de considerar los resultados de los experimenshytos efectuados en India y Ameacuterica Etcheverry concluye asiacute
I- Un pie cuacutebico de limo saturado sedimentado en un tubo por un antildeo contiene alrededor de 30 lbs de limo seco El porcientaje por volumen de lodo saturado es jgual al porcientaje por peso multiplicado por 2l
2- Un pie cuacutebico de limo huacutemedo como se deposita bajo condiciones naturales el por volumen de lodo huacutemiddotmiddot medo es igual al por peso multiplicado por 12
3- Un pie cuacutebico de lodo seco pesa alrededor de 90 lbs
Remocioacuten del limo depositado- La represa Assuan en Egipto forma sobre el Nilo un estcnque de gran capacidad y considerable volumen de limo La gran capacidad del estanque se debe principalmente a la suave pendiente del riacuteo pues debido a eacutesta la represa logra represar las aguas unas 40 millas aguas arriba formando asiacute un estanque largo pero angosto La represa estaacute provista de 180 comshypuertas que permanecen abiertas mientras dura la crecida anual permitiendo asiacute que la corriente torrencial arrastre su linIO a traveacutes del estanque y al mismo tiempo saque parte del que se depositoacute el antildeo anterior
Este meacutetodo de remocioacuten parece ser efectivo pues sosshytiene la capacidad de almacenamiento para las necesidashydes actuales del riego pero eacutel exige el gasto de la mayor parte del agua en antildeos normales y su eficiencia depende mucho de las circunstancias locales (estanque angosto) pues bajo estas condiciones una corriente raacutepida es muy efectishyva para sacar el sedimento depositado Por otra parte las variaciones del Nilo son tan regulares que permiten la ashydopcioacuten de un programa predeterminado lo que es geneshyralmente imposible en otras corrientes
La combinacioacuten de estas condiciones es tan rara que la solucioacuten adoptada no tiene ap~icacioacuten en la mayoriacutea de
-- 1544-shy
los casos y presenta por lo tanlo muy poco in tereacutes como solucioacuten general al problema de que nO$ ocupamos
El ingeniero norteamericano W W Follelt propuso el siguienl meacutetod0 para ramover el limo del estanque Eleshyphanl Bulte
En lo mitad del estanque se construiraacute una pequentildea represa de 40- 50 pies de altura formando asiacute un pequeshyntildeo estanque dentro del principal Esia pequentildea represa esshytaraacute provista de una torre de esclultas eacutestas daraacuten acceso a un conducto que desembocaraacute en el valle pasando por la represo principal
Cuando el estaiexclque principal se esteacute llenando e l peshyquentildeo recibiraacute el agua del riacuteo y gran parte del limo se depositaraacute en eacutel an tes de que el agua pase por sus vershytederos al principal Cuando el estanque pequentildeo esteacute poshyco lleno las aguas turbias se haraacuten pasar por el conducto arrastraraacuten el limo depositado en el pequentildeo estanque y llevaraacuten su carga fertilizante a los regadiacuteos Si se necesishytare agua adicional se sacaraacute del estanque principal
La principal ventaja de este meacutetodo estriba en que con serva las propiedades fertilizantes del agua aumentando asiacute la fertilidad de las tierras que con ella se rieguen
3-Corrientes de aciexclua- La derivacioacuten de una corrienshyte de agua abarca esencialmente tres obras Una barrera un sistema de compuertas y un canal de derivacioacuten
La barrera se dispone a traveacutes de la corriente debajo de la presa de agua y en el lugar donde las orillas esteacuten maacutes cercanas Ella levanta los aguas y las conduce al cashynal de derivacioacuten
El tipo de la barrera depende del caudal de la corrienshyte que se quiere derivar
En un simple arroyo la oparacioacuten es sencilliacutesima Alshygunas piedras grandes y troncos de aacuterboles bastan para establecer barreras muy resistentes Las figuas I y 2 exshyplican la disposicioacuten de una de estas barreras Siempre conshyviene proteger con un zampeado de madera o piedra la parte maacutes abajo de ~a barrera para evitar el desgaste en las avenidas
Crevat describe asiacute las cbras de una presa de agua en el riacuteo Ain Uno de los problemas maacutes difiacuteciles en un proshy
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Planta dfgt la burrera rUacuteili( ~a c ll yo lorlf rtmiddotnr(iexcl ~ 1ta lJ rilo 2
yecto de derivacioacuten es el establecimiento de la presa de agua sobre todo cuando el riacuteo es ancho y torrencial Y hay que prevenir la invasioacuten del cascajo y la arena gruesa
Cuando sea posible conviene aprovechar un recodo del riacuteo donde disminuye la velocidad y por consiguiente au-
Fig 2 HI1TIra 1I1~li( a tn IIn arroyo COrl ~ ( g Uacutell A B (Itshy la fi~ 1
- 1546 shy
menta la altura del agua En la orilla (Fig 3) se construye con grandes piedras talladas un muro de 30 mts de lonshygitud cuya base al nivel de las aguas bajas estaacute proteshygida por un enlosado de cemento de 3 mts de ancho para facilitar el deslizamiento del cascajo que puede ser consishyderable durante las crecidas
Este muro A por tener que servir de vertedero es vershytical por la parte del riacuteo con 030 mts de altura sobre el nivel de la orilla y estaacute sostenido exteriormente por un tashylud de cemento de muy alargada pendiente que forma el
Plano timiddot una harrera y toma dI aglla
fondo de un pequentildeo depoacutesito B faacutecilmente vaciable desshypueacutes de las crecidas por medio de una gran compuerta
En la parte inferior del depoacutesito B hay que establecer un macizo de mamposteriacutea que forma la cabeza del canal F en el que se habraacuten abierto dos tuacuteneles e de dos meshytros de anchura y un metro de altura cuya entrada puede cerrarse con compuertas de hierro reforzadas con nervios El agua al pasar por estos dos tuacuteneles desemboca en el canal de derivacioacuten F que alliacute debe ser poco profundo pero ancho (5 mts) estrechaacutendose en seguida progresivashy
menle hasta que alcance el tiro de agua y anchura norshymales
Fn el muro de defensa A del recipiente B se coloca lna compuerta inmediatamente delante de la~ aberturas de toma d9 agua y debajo de la barrera
Transversalmeiexclte al riacuteo y en el extremo inferior de l vertedero se construye un soacutelido zampeado de fondo E recshytiliacuteneo algo maacutes alto quoacute el fondo leI riacuteo y que se vaya eevando un poco hacia la derecha d se eleva de 050 el nivel de la corriente y se echa nuevamente contra el vershytedero A xl propio tiempo que se ancha un poco el cauce
Chaipeniier de Cossigny habla de una barrera de cashyballetes que con frecuencia se ve en el sur de Francia
Para estableceo a traveacutes del caue del riacuteo se fijan una serie de caballetes como lo representan las figuras 4 y S donde A es una estaca gruesa inclinashyda y C C los sosteshynes Sobre estos cabashylletes se clava una seshyrie de tablas sobre las
Fi2~ 5 cuales se echa desde riacuteo arriba grava RiacuteoFrente de una brre13 de caJallrlt s
- 1548 shy
abajo se defiende al pie de la obra con pentildeascos sosshytenidos con estacas
Las barreras importantes se construyen de piedra o de cemento empezando por trazar el armazoacuten de la barrera Aprovechando la eacutepoca del arlO en que el riacuteo lleva poca agua se clavan a traveacutes una serie de soacutelidas estacas cushyyos extremos superiores delineuroan el perfil transversal de la barrera Estas estacas se unen entre siacute y en ambos senshytidos por medio de cruceros Entre elios se hincan tablones Terminada la armazoacuten se llenan los huecos con guijarros y piedras y lueacutego se rellenan los intersticios con grava y tierra La parte superior de la barrera se recubre con un thecho de carpinteriacutea o bien con losas que formen una esshypecie de embaldosado entre los cruceros
A fin de obtener una barrera maacutes fuerte se puede hashycer la siguiente variacioacuten Una vez terminada la armazoacuten se colocan apoyados conira los tab~ones sacos llenos de cemento que no tarda en f~aguar Estos sacos forman un muro muy resistente Se acaba de construiacuter la barrera lleshynando con cemento el interior limitado por el muro La cashyra superior se resguarda de la accioacuten del agua con un reshyvestimiento de mortero hidraacuteulico para el cual se puede emplear ladrillos
Las compuertas colocadas a la entrada del canal comshypletan el conjunto de las obras de derivacioacuten y sirven para llevor el agua de uno a otro canal
Hay considerable nuacutemero de modelos de compuertas desde las mayores que se aplican para cerrar los canales hasta las menores para abrir y cerrar las atarjeas En prinshycipio una compu9rta se compone de un quicio horizontal que ocupa el fondo del agua y dos montantes verticales ~obre los que se desliza el ventanillo enlazados por un dintel en el extremo superior El quicio y los montantes pueden ser de madera o de piedra El ventanillo es la parshyte movible de la compuerta y se acciona ya a mano ya por medio dG palanca o cremalera seguacuten el tamantildeo Las partes superior e inferior de las compuertas deben protegershyse contra las socavaciones por planchas de madera o por construccioacuten de mamposteriacutea
En suelos flojos se draga el fondo hasta encontrar roshy
-l549 - shy
shy________ -shy _ __ ___J
s lzaltln ue IIna compllfmiddotlla
ca o tierra firme y lueacutego se pone a traveacutes una hilera de
estacas sobre la cual descansa la compuerta a cada lado
de esta primera arma zoacuten se amontonan sacos de cemento
La3 figuras 6 y 7 rlt-presentan un modelo de compuerta
ordina ria Los figuras 8 y 9 representan la compuerta p e-
r~ 7 Planta de tilla (Olllplltmiddotrta
-shy 10
qUEntildea de hierro muy pr-aacutecti ca que se emplea para abrir y cerrO las atarjeas de riego La figura 9 indica claramenshyo
te coacutemo se mantiene fija esta compuerta por medio de dos grandes piedras indinadas que pueden sustituiacuterse por dos puntales de madera
En cuanto al canal de derivacioacuten tambieacuten llamado de alimentacioacuten se ceba en la corrient de agua un poco por
P t(JlUntildea compucrta para atarjta~ lit Jil~o
encima de la barrem Abierto o cerrado por una compuerta debe seguir en su trazado la parte superior del te rreno y presentar el mayor relieve posible Maacutes adelante hablar8shymas sobre eacutel
Evaluacioacuten del caudal de una corrienle- El caudal de una corriente de agua es igual al producto del aacuterea de io seccioacuten bantildeada por la veloc idad media por segundo del agua
r-iacute~ 9
l a middotolllpllrla dmiddot la fiiexcl 8 olorarla en la otnlrada d e 1 alarju
Es necesario obtener el perfil de la corriente en varios lugares y promediar los resultados Para obtener un periil se tiende una cuerda de una a otra orilla perpendicuarmiddot mente a la direccioacuten de la corriente y lo maacutes cerca posib~ de su superficie A distancias regulares sentildealadas en la cuerda se practican sondeos que dan la profundidad d e l
- 1551 shy
agua en cada una de las divisiones Obtenido el perfil con estos datos se sumaraacuten los trapecios parciales para obtAshyner el aacuterea de la seccioacuten dantildeada
La velocidad media de ~ agua se deduce de la velocishydad media en la superficie es igual al producto de eacutesta por el coeficiente 08 en los canales y riacuteos de dimensiones medianas y po 06887 en arroyos y atarjeas La velocidad en la superficie puede calcularse faacutecilmente de la siguienshyte manera A unos 3CJL-40 metros Daacutes arriba del paraje cuyo p3rfil se ha encontrado se echan unos cilindros de madera gruesa o corcho y con un cronoacutemetro se cuenta e l tiempo que gastan en recorrer la distancia comprendida enshytre el Jugar donde se echaron y olro previamente fijado 30-40 mIs maacutes abajo del lugar del perfil La operacioacuten debe repetirse varias veces y promediar los resultados
En vez de valerse del flotador para determinar la vsshylocidad de la corriente suelen emplearse los medidores de velocidad o corriente (Current Meter) Existen varios modeshylos de estos aparatos los maacutes usados son el de Haskell y
61 de Price En el modelo Price existen dos tipos el eleacutecshytrico y el acuacutestico Por se r estos aparatos suficientemente conocidos y venir acompantildeados de instrucciones para su uso no nos detenemos a explicarlos
Cuando el cauce es de seccioacuten bastante regular es preferible usar una compuerta para medir el caudal
Compuerta rectangular- De sus experimentos con esta clase de compuertas Francis dedujo la siguiente foacutermula
Q = 333 H (L - 02 H) siendo Q = descarga en pies cuacutebicos por segundo L = longitud de la compuerta 6n pies H = altura del agua sobre la compuerta en pies Cuando la velocidad de aproximacioacuten tiene un valor
suficientemente alto para afectar los resultados deben hushycerse las correcciones necesarias Francis propuso la sishyguiente foacutermula para este caso
Q = 333 (L - 02 H) [ (h HYh - h~h 1 donde h = allura debida a la velocidad de aproximacioacuten
Compuerta de Cippoletti- Las foacutermulas correspondienshytes a los dos casos mendonados para la compuerta regushylar son
Las figuras 10 y 11 representan la compuerta rectangushylar y la de Cippolstt i respectivamente
CAPITULO V
Uso de bombas para el riego
La praacutectico de elevar agua de un nivel inferior a otro superior para usarlo en el riego es sin duda tan antigua
1553 shy
como el riego mIsmo En China India y otros paiacuteses orienmiddot tales todaviacutea se acostumbra regar tiel ras maacutes ollas que los canales que conducen el agua elevaacutendola con potencio
bullhumana c animal unos pocos pies Naturalmenta que e~to
se puede efectuar soacuteo cuando la altura es moderada y el trabajo muy barato
Molinos de vienlo- La fuerza del vienio se empleoacute prishymitivamente para las necesidades del riego y auacuten hoy se usa frecwmtemente para elevar aguo de pozos para 103
necesidades domeacutesticas y para el riego de jardines y peshyquentildeos huertos Aunque la fuerza no represente gasto alshyguno el bombeo por medio de molinos de viento resulta en promedio maacutes costoso que cualquier otro meacutetodo excepshytuando aquellos que usan fuerza animal Esto se debe a la pequentildea potencia desarrol ~ada por estos aparatos la inshyconstancio del vie~to y la gran atencioacuten y reparacioacuten que exigen los molinos de viento Por estas razones el costo del bombeo por este sistema hace prohibitivo su empleo exshycepto para cultivos intensos de pequentildeos tarrenos donde se esperan grandes beneficios
Los molinos de viento se usan extensamente en el vashylle de San Joaquiacuten (California) y en los grandes llanos de las Montantildeas Rocosas para obtener agua para el riego El principal inconveniente de estos molinos es su insegushyridad pues su funcionamiento depende completamente de la fuerza del viento
A causa de esta inseguridad los molinos nunca deben usarse para regar sin proveerse de un estanque ampliO pashyra almacenar el agua Debe instalarse un recipiente de gran capacidad a fin de poder almacenar el agua durante los diacuteas que no se la usa para regar Este recipiente se puede obtener usando uno de los tanques elevados que suminisshytran los constructores de molinos de viento o si el molino se puede instalar en un punto alto de la hacienda se pueshyde excavar un estanque paro el almacenamiento
En promedio se necesita una velocidad del viento 5- 6 millas por hora para mover un molino La tabla siguiente da la fuerza del viento para las velocidades ordinarias
-1554
Velocidad del viento y potencia
Millas por Pie por Presioacuten Millas por Pies por Presioacuten
La tabla siguiente tomada de un trabajo de Mr A R Wolff sobre molinos de viento muestra la capacidad y
economiacutea de un molino experimental con rueda de distinshyto diaacutemetro asumiendo una velocidad promedio del vienshyto de 10 millas por hora durante ocho diarias
CAPACIDAD DE LOS MOLINOS DE VIENTO
Tamantildeo Rtvoluclunes Galones de agua levantados por minuto H P de la rueda de la rueda bull una altura de desarrollados
pie
25 50 75 100 150 200
ID no-u lB fjfj tiu 41 1112 l~ ij-HO t3 n u 11 8 8 1 O ~ I H iexclO-i 4bull 1 ~~ 6 ) -I ~ 1U 1 S -l 02- Hi ~I-iexclO ji -U JI (iexcl 1liacute JI 1 98 SO 0 11 18 10- (- 911 j2 2middot1-1 J1 J ) D I ~n 1 bull -40 1lfI UI 1 IO X l J ~ JI l I I O1X 2J W-li ~ 124 J01 0 111) 40 1 Hi3 ~H1 134
- 1555 shy
Al disentildear un molino de viento para bombear agua deben considerarse dos cosas El momento de torsioacuten y la velocidad de la rueda en relacioacuten con la de la bomba La primera debe ser lo maacutes gronde posible a fin de que el molino arranque con un viento suave la segunda no debe ser muy alta para las bombas en un molino pequentildeo ni demasiado baja para uno grande De lo anterior deducimos que el tamantildeo de un molino es un elemento importante en el arreglo de sus aspas
El aacutengulo entre cualquier porcioacuten de una aspa y el plano de la rueda se denomina aacutengulo del viento para obtener el mayor momento de torsioacuten al arranque este aacutenshygulo debe ser el complemento de los mejores aacutengulos de incidencia o entre 70deg- 55 Se ha Encontrado en la praacutecshytica que el aacutengulo del viento no alcanza estos valores sienshydo muy recomendable usar 43deg La tabla siguiente da los resultados de los experimentos de J A Griffith con cinco clases de molinos norteamericanos
CAPACIDAD Y EFICIENCIA
STOVER
Diaacutemetro exterior de la rueda pies 115 inferior 45
Area bruta de la rueda pies cuadrados 1040 Angulo del viento en la extremidad exterior de las aspas 43 Diaacutemetro y carrera de la bomba pulgadas 3 X 4 Altura promedio del agua durante el ensayo pies 292
A maacutexima eficiencia
Ve locidad del viento millas por hora 58 Velocidad del molino revoluciones por minuto 130 H P 0011 H P por 100 pies cuadrados de aacuterea bruta 0011 Eficiencia neta maacutexima tanto por ciento 87
-- J556 --shy
Promedio de 100 horas localidad bonancible
Promedio del agua elevada galones por hora 1530 Promedio de los H P desarrollados por l 00 pies~ 0022
0023 Eficiencia neta maacutexima 21
Promedio de 100 horas localidad borrascosa
Promedio del agua elevada galones por hora 2870 Promedio de los H P desarrollados por 100 pies~ 0041
0043 Eficiencia neta maacutexima 028
De varios molinos
Parkins ~fthoue Allhouse Carlyle
16 1416 1016 983 60 45 383 416
2010 1570 81 800 36 30 5028u
3 X lOyiexcl 3 X 10 3 X 4 58 3 X 4 liquest 39 663 387 307
---shyMaacutequinas de combustioacuten interna- Las maacutequinas moshy
de rnas de combuslioacuten interna de gas y vapor no soacutelo con-sum e 1 pJCo combustible sino que son adaptabI8s unishydades pequentildeas ademaacutes req u ieren poca vigilancia para un buen manejo y las reparaciones se efectuacutean faacutecilmenshyte Estas ve1 tajas importantes hcn heclo generalizar el uso de esta clase de maacutequinas
Maacutequinas de vapor- A lgunas de la s maacutes grandes planshytas d2 bombas para riego usan el vapor como fuerza moshyIriz En las islas Hawai se emplean grandes bombas moshyvida s por vapor para e levar agua a 550 pies y regar cantildea de azuacutear Grandes plantas a vapor se emplean para eleshyvar grandes can tidades de agua a pequentildeas alturas y reshygar las plan taciones de arroz en Louisiana (EE UU ) Las grandes plantas usan la maacutequina reciacuteproca y la bomba directamente conectada En algunos casos se puede obteshyner mayoiexcl- eficiencia usando turbinas de vapor las que por su alta velocidad S9 prestan para mover generadores eleacutecshytricos los cuales a su vez pueden suplir corriente a bombas instaladas en dist intos pun tos Es te meacutetodo de distribucioacuten es especia lmen te venta joso cuando el agua se obtiene de muchos pozos El costo de esta clase de plantas estaacute geneshyralmente fuera del alcance individual y por esto la mayoshyriacutea de ellas son manejadas por grandes compantildeiacuteas o por Jos municipalidades
Bombas- La bomba centriacutefuga es la maacutes usada para regar
La bomba centriacutefuga eleva el agua por medio de un disco provisto de cuchillas curvas que giran raacutepidamente dentro de una caacutemara que se ajusta lo maacutes posible dejanshydo el juego necesario para el movimiento raacutepido Las cushychillas fuerzan el agua a traveacutes del tubo de salida Algunas veces se sumergen dentro del agua que va a bombearse
-- 1558-shy
o se colocan unos pocos p ies encima del n ivel del agu a
en cuy o caso se necesita cebarlas
La bomba centriacute fuga es la maacutes recomendable cuando
se tr Ita de elevar grandes cantidades de agua a pequentildeas
a lturas Sus principales ven tajas son sencillez seguridad
bajo cos to y poca probabilidad de dantildeo por c ieno etc
Cuando hcm sido biEn d isentildeadas acanzan eficiencias de
maacutes de 80 para altu ras de 30- 60 pies Las peacuterdidas a
la entrada del tubo de succioacuten yola sal ida del de desshy
carga se d isminuyen grandemente ensanchaacutendolos progreshy
sivamente al salir de la bomba
El profesor W B Gregory da la siguiente tabla para
ilustrar la ventaja qu e se obtiene al ensanchar los tubos
de succioacuten y descarga
BOMBA CENTRIFUGA - ALTURA DE ELEVACION 5 PIES
Peacuterdida de Peacuterdid a de Pda por fr ic-Forma del tubo altura a la altura bull la cioacute usando Altura Bnfic~
a 3 028 031 024 583 240 291 a 4 009 0 10 02 4 543 280 340
----shyAriete hidraacuteulico- Es ta maacutequina usa un gran v o lumen
de agua que cae de una pequentildea altura para elevar una
cantidad menor de agua a una altura mayor
En este aparato un tubo A conduce el agua a la caja
de la vaacutelvu la B ~ l tubo estaacute en comun icacioacuten con la caacuteshy
mara de a ire C de la cual arra nra e l tubo de descarga D
La vaacutelvula B s(~ abi e hacia abajo y se hace de un peso
tal que permanezca abierta cuando el agua circule a veshy
locidad moderada pero se c ierre raacutepidamente cuando la
velocidad del agua a lcance un valor determinado Cuando
la vaacute~vula se cierra el agu a se detiene suacutebitamente proshy
duciendo un golpe de ariete que abre la vaacutelvula de la caacuteshy
mara de aire comprimiendo eacuteste y haciendo pasar una
parte d e eacutel al tubo de descarga Cuando se iguala la preshy
-- 1)59-shy
sioacuten la vaacutelvula de la caacutemara de aire se cierra pero el flujo en el tubo D continuacutea durante un periacuteodo corto a caushysa de la expansioacuten del aire comprimido en la caacutemara C Como el aire de esta caacutemara es absorbido gradualmente y expulsado por el agua debe proveerse para su renuevo pues de otra manera la elici-encia del ariete disminuiriacutea Cuando el agua en el tubo A estaacute detenida la vaacutelvula B cae el agua empieza a moverse y el proceso se repite
El flujo de un ariete hidraacuteulico es pues una serie de pulsaciones y a cada impuso debe vampncerse la inercia de la columna de agua que se encuentra en el tubo D Si dos arietes se conectan en el mismo tubo de descarga pero de tal manera que sus pulsaciores no coincidan la descarga seraacute maacutes continua y se economizaraacute energiacutea estas ventashyjas se obtienen en mayor escala al aumentar el nuacutemero de arietes conectados Veacutease fig 12
i)
rs 2 l iacute
llUSlraciuacuten dd prin cipill dd ik hiJraacuteulicu
CAPITULO VI
Canales y alarieas de riego
Cualquiera que sea el meacutetodo de riego que se haya esshycogido su praacutectica requiere cierto nuacutemero de canales y atarieas Vamos a definir estos canales y atarjeas y a inshydicar las principales consideraciones que rigen su consshytruccioacuten
Todo riego supone una presa de agua en un canal riacuteo etc Esta agua por medio de un canal de derivacioacuten se
--1560shy- -
lleva a los regadiacuteos De cua lquier forma que sea en eacutel o en sus ra mificac iones na cen y se alimen ton zan jas de meshynores dimensiones llamadas atarjeas de distribucioacuten las cuales llevan el agua a las atarieas de riego
Como todo riego debe ir acompantildeado de una desecashycioacuten del suelo es necesario construIacuter atarjeas de desaguumle que lleven el agua usada a los canales de evacuacioacuten En ciertos casos las atarjeas de riego una vez vaciacutea s sirshyven para el desaguumle
Seccioacuten de los canales y de las atarieas- Los canale s de a limentacioacuten de distribucioacuten y de evacuacioacuten tienen seccioacuten trapezoidal (Fig 13) Las otarjeas de riego y de desshyaguumle son rectangulares (Fig 14) Soacutelo miden 5-15 ctms de profundidad
Un canal de riego se com pone de las siguientes parshytes (ver lig 13)
El fondo D F sobre e l cual fl uye e l agua
-1561
La altura O E = h del egua Las banquetas A B H 1 que sostienen el agua por cashy
da lado Los taludes formados por las caras laterales B D F H El periacutemetro mojado P o la lopgitud e D + D F + F G La seccioacuten uacutetil S del canal eo la superficie que tiene
por base G C y D F y por a~ tura O E El radio medkl R es igual a S P La pendiente de Jos taludes m se determina por la
relacioacuten G Kj F K
Pendiente de los taludes de los canales y de las aacutetarshyjeas principales- Las pendientes de los taludes dependen de la natura leza del terreno Hus ta 15 ctms de profundidad son verticales Pasando de esta profundidad y para atarjeas abiertas en desfonde se dan las siguientes pendien tes
Roca m l O Arcilla pura m 1 033 = 303 Tierra arcillosa m 1 05 200 Tierra arenosa m 1 15 = 066
Para Jos taluds de fosos cmstruiacutedos en terrapleacuten
Arcilla pura m 1 05 = 200 Tierra arcillosa m 1 075 = 133 Tierra arenosa m 1 225 = 044
Para el mismo terreno si m es la inclinacioacuten del tashylud en desfonde 10 inclinacioacuten m del talud de terrapleacuten es igual a
2 3 m 1 1
- +shym 2m
Pendiente de los canales--Cuanto maacutes fuerte es la penshydiente maacutes se puede reducir la seccioacuten de un canal para la misma descarga Conviene pues construiacuterlos con la mashyyor pendiente a fin de disminuiacuter los trabaj os de excavacioacuten Por otra parte hay que considerar que una pendiente fuershy
-- 1562 -shy
te disminuye por la raduccioacuten de seccJOn la superficie de contacto y por consiguiente la filtracioacuten Ademaacutes la veloshycidad del agua no debe pasar de determinados valores seguacuten el terreno pues produciriacutea erosiones en las paredes
Velocidades de las que no conviene exceder en los diferentes terrenos
Velocidad limite Pendlent
por segundo por kmt
Arcillas blandas 0152 mts 0045 mts
Arenas 0305 0136
Gravas 0609 0433
Guijarros 0914 0570
Piedras en grandes fragmentos 1220 1509
Guijarros aglomerados 1520 211 S
Rocas blandas 1830 2786
Rocas duras 3050 7342
Tambieacuten existe un liacutemite inferior de velocidad que no se debe traspasar pues se forman depoacutesitos que destruyen
los cauces Los depoacutesitos principian a formarse por debajo de una
velocidad media de 025 mts por segundo en corrientes de agua fangosa 030 cargada de
arena fina 050 mts por segundo en corrientes de agua cargada de
arena gruesa Por consiguiente la velocidad no bajaraacute de 050-080
mts en el canal principal a fin de que no se deposite la arena gruesa
No deberaacute ser inferior a 025- 040 mts en los canashyles de distribucioacuten para que en ellos se deposite la areshyna gruesa que si llegara a las atarieas de riego podriacutea ser perjudicial Como estos canales no se usan continuashymente seraacute faacutecil quitar los depoacutesitos asiacute formados
Canal de conduccioacuten- La pendiente de eacuteste depende
- 1563 shy
oel nivel de la presa de agua y de la altura de la parte maacutes alta que deba regarse
Generalmente su pendiente variacutea de 00007-00014 mts por m La velocidad no excede de 080 mts por segundo La seccioacuten es trapezoidal y debe ir disminuyendo a medishyda que el canal avanza como que tiene que servir a meshynor extensioacuten
Este canal debe estar dispuesto de tal forma que en su punto de unioacuten con el riacuteo quede su nivel maacutes baio que el quicio de la presa a fin de poder instalar un aparato de afor Siempre debe estar provisto de una compuerta de modo que sea faacutecil impedir o regular la entrada dol agua para poder efectuar reparaciones o prevenir una crecida de la corrien te alimentadora
A fin de evitar la erosioacuten conviene lapizar con ceacutesped las paredes laterales y el fondo
Atarieas de distribucioacuten- Deriacutevanse del canal de conshyduccioacuten y llevan el agua a las atarieas de riego Son casi horizontales con pendientes de 0001-0015 mts por m La velocidad del agua no debe ser inferior a 025-040 mts
Se ponen en comunicacioacuten con las atarieas de riego por medio de un tubo de aiiacuteareriacutea o de una caia rectangushylar de madera Esta abertura debe poderse cerrar con una compuerta
Atarieas de riego- E1 general deben ser tan poco proshyfundas como sea posible Con frecuencia se les da un pershyiexcljI rectangular En la unioacuten con las atcrieas de distribucioacuten pueden tener de 30- 35 clms de anche para lueacutego ir disshymi1uye1do
El fondo e3 generalmente horizontal y sus bordes esshytaacuten ligeramente inclinados seguacuten lo direccioacuten de la corrienshyte y se aproximan a medida quo se aleian de las atarieas de distribucioacuten
Atarieas de desaguumle--Las atarieas de desaguumle recogen las agu)s despueacutes de regar y la3 llevan a los canales de evacuacioacuten Son doblemente uacutetiles pues secan el suelo y
permiten volver a usar las aguas para el riego de nuevas extensiones
- 1564shy
Los bordes estaacuten cortados verticalmente Su anchura ordinariamente es de O l5- --030 mts
Canales de evacuacioacuten- El ca nal de evacuacioacuten recishybe el agua de los desaguumles y la conduce al riacuteo o a regar otras tierras Debe ocupa r lo parte maacutes baja del terreno Debe tener una seccioacuten suficiente para el agua que recibe Tiene forma trapezoida Sus paredes deben protegerse conshytra el desgaste por medio de ceacutesped
Caacutelculo de las dimensiones de los canales y de las atarjeas principales- Hemos dicho que la seccioacuten de los canales y atarjeas principales es trapezoidal La seCClOn de las secundarias es triangular o rectangular Generalmenshyte no S9 ca~culan Es necesario determinar lo maacutes exactashymente posible las dimen5iones de los canales y atorjeas principales Las foacutermulas emp16cdas dan resultados aproxishymados que la experiencia modifica A continuacioacuten damos las foacutermulas de Darcy perfecc ionadas por M Bazin
ConsideremQs la seccioacuten re presentada en la fig 13 Y llamemos
1 D F = longitud del fondo
h O E = la altura
S aacuterea de la seccioacuten
U velocidad mediacutea del agua velocidad media en la superficie X 080
Q = descarga
I = la pendi2nte
P periacutemetro moiado
R = radio medio
Estas cantidades estaacuten relacionadas de la siguiente mashynera
(1) R I = b U~ oacute U = C RT(2)
(3) Q = S U Oacute Q = S C rRI (4)
C = 1 b es un coeficiente que depende de la rugoshysidad de las paredes del canal M Bazin ha expresado su valor asiacute
1565 - shy
87
C = 1 Vb = - ---- + tiacute
VR ltiacute tiene los siguientes valores
Paredes muy lisas (cemento madera lisa) tiacute = 006 Paredes lisas (taba ladrillo) tiacute = 016
poco lisas de mamposteriacutea tiacute = 046 de naturaleza mixta Ciacute = 085
Canales de tierra en condicion3s ordinarias tiacute 130 Canales de tierra con resistencia excepcional tiacute = 175
Maacutes adelante daremos los valores del coeficiente C en funcioacuten del radio R y los valores del coeficiente o de la loacutermua (l) corre3pondientes a los valores dAl coeficiente
C = 1 vT-
Ganguillet y Kulter adoptan tambieacuten la foacutermula
u C RTpero daacutendole a C el siguiente valor
O 00155
23 + + n
C 000155
1+ 23 + --- n
( ) V R
El nuacutemero n variacutea con la naturaleza de las paredAS y tiene los siguientes valores
n ln Paredes muy uniformes ceuromento madera
cepillada 0010 100 Paredes linos piedra tallada ladriilos 0013 77 Paredes poso uniformes 0017 58 Paredes rugosas piedras en bruto 0020 50 Paredes de tierra 0025 40 Paredes de grava 0030 33 Paredes irregulares de grava y mal cuidadas 0035 29 Paredes muy irregulares 0040 35
- 1566 shy
Las dJmensiones de los canal83 deben 118nar otras conshydiciones que determinan las foacutermulas anteriores
En primer lugar la tangente trigonomeacutetrica m queda determinada por la naturaleza del terreno Luego si circunsshytancias especiales no exigen la adopcioacuten de una profundishydad conviene dadas 1 y m dar a la seccioacuten la forma que corresponda a la maacutexima descarga por unidad de aacuterea de ella Esta seraacute evidentemente la seccioacuten maacutes econoacuteshymica De la foacutermula (3) Q = S U deducimos que para una superliacutecie dada S la descarga Q es maacutexima con U POI
consiguiente para una pendiente dada y teniendo en cuen shyta la foacutermula (2) U = e VRT con R o tambieacuten pll8sto que R = S P cuando P es miacutenimo
D8 la Hg 14 deducimos que
(5) S h (1 + h m)
(6) P + 2 h m V1 + m~ (6) P = I + 2 hmv 1 + m~
S h ( I + hm) (7) R
P + 2 hm 1 + m~ y por caacutelculo deducimos que P es miacutenimo cuando
h + V I + m~ (8)
2 ro
En este caso los lados B D H F D F son tangentes a Jo circunferencia descrita desde O como centro y con h como radio
Si sustiacutetuIacutemos en (7) 1 por su valor sacado de (8) obshytendremos
2 m h h ( + hm)
+ VI + m (9) R +
2 mh 2h V 1 + m~
+ ml+vl+ m~
- 1567 shy
--- -
1+ iexcl-1 + rn~ ]iexcl 2 = X
rn 4
es decir el radio medio es igual a la mitad de lu profunshydidad del agua
La relacioacuten h 1 que determina la seccioacuten oacuteptima soacuteshylo depeeacutelde para S e 1 dados del valor m El valor de h 1 en (8) permite calcular faacutecilmente h y 1 conociendo S y m Reempazando 1 por su valor en funcioacuten de h en la ecuashyc ioacuten (5) 1endremos
(lO) S =
( h
2 m h
1 + 1 1 + m~ h+-111
)
h~ 2 l 1-+ m~ -----shy 1
m
mS lh
11 J J h = ( 2 V 1 + m - 1 )
Seguacuten esto S2 ve que cuanio maacutes se acerquen los taludes del canal a la vertical mayor es h y por consiguienshyte R Conviene adoptar para R el mayor valor posible pues asiacute no disminuye la anchura del canal de pendiente dada 1 y se aumenta la velocidad media d el agua que es proshyporcional a R
Cuando las circunstancias obligan la adopcioacuten de una profundidad determinada la ecuacioacuten S = h (l + h m) soacutelo contiene la incoacutegnita 1
Empleo de las foacutermulas uso de las tablas ejemplos middotnumeacutericos--Los problsmas que se presentan maacutes frecuenshytemente son
I- Conocida la seccioacuten transversal de un canal y su pendiente calcular su descarga
JI- Conocido el rendimiento del canal y su pendiente
- 1571 shy
calcular las dimensiones que debe tener su seccioacuten transshyversal y la velocidad media del agua
CASO iexcl- Se a plican las siguientes foacutermulas
h (1 + h m) (S) S = h (1 + h m) (7) R
1 + 2 h 1 + m~
m
y lueacutego
(2) U = C m 1)Y2 (1) Q _ S C (R 1) 1j~
La foacutermula (S) ncs do e l aacuterea la (1) el radio medio pues h I Y 111 SO1 conocidos Las foacutermulas (2 y 4) permiten ca lcular U y Q
EJEMPLO Calcular el rendimie llto de un canal de ti eshyITU sabiendo que 1 = lmts h = 121 1 = 00002 y la inclinacioacuten de los taludes es 45
La aplicacioacuten de las foacutermulas (5 y 7) nos da
S = 2867 mts~ y R = 060 mts
El valor de C seguacuten la tabla de Bazin es 325 y seguacuten la de Kutte r 35 Tomamos e l promedio de estos dos valoshyres o sea 3375
Aplicando las foacutermulas (4 y 2) obtendremos
Q = 098 mts y U 037 mts
CASO II- Si existen circunstancias que obliguen a adopshytar una profundidad determinada se aplicaraacuten las foacutermushylas de la seccioacuten maacutes ventajosa es decir las foacutermulas sishyguientes bull
Q~m S (9) h b U~ b - shy~ (1 + m~ )11 ) = 2 R (l) R I
12 - 1) S~
Se principiaraacute por adoptar para b un valor provisional y para escogerlo seguacuten el rendimiento se evaluaraacute el vashylor posible de R y por consiguiente el de C seguacuten la tashybla de Bazin La tabla de los valores de b daraacute un valor que se adoptaraacute provisionalmente Una vez hallado el vashy
- 1572 shy
lar da R se rectificaraacute e l de b Se volveraacute a calcular R y
se continuaraacuten estas aproximaciones hasta que se encuenshytren para C y b valores que no difieran sensiblemente de Jos anteriores La ecuacioacuten (1) contendraacute R elevada a la quinta potencia y deberaacute resolverse por logaritmos
EJEMPLO Un canal debe tener un rendimiento de 2 lIltS de agua por segundo con una pendiente de 00002 por mts Cuaacutel debe ser su perfil transversal en la tierra con taludes inclinados 45
Supongamos R = 1 mt entonces seguacuten la tabla d e Bozin C = 378 y seguacuten lo de Kutte r C = 40 Toma mos 81 pro lllcd io C = 389 Para b obtenemos 000066
In
Lu IOacuteI JI1 U 111 (0) du x
Pero s iendo m 1 sacamos
m 0547
y obte ndremos 4R~ S 4W
0547
Lo foacutermula (1) nos da
R X 00002 000066 4
S~
R S~ 132
y sustituyendo S po~ su valor
16 R
(0547F 132 R 075
Seguacuten las tablas de Bazin y Kutter los valores respecshytivos de C pondiente de b tend
son de b remos
348 es
y 00
37 Adoptamos 0077 Sustituyendo
359 este
el valor nuevo
corresshyvalor
- shy 1573 shy
4 4 R~ 0547 S TI X 00002 000077 (
s~
R = 075
Lo vola re s d~ e y de b no difieren sonsibloTrl ento de los que acabamos de adoptar Tomaremos pues para TI el va le r 076 mis entoncos h = 152
4 (076 )~
S 442 Jll l s ~
0547
Q 2
u 047 mts S 422
La foacutermula (8) permite dete rmina r l
2 m h 2 X 152 126 y e l problema
1 + ( + m~)Y2 1 + (2)1
queda resuelto Pero puede ocurrir que por circunstancias especiales no
se pueda adoptar el perfil maacutes econoacutemico Entonces se coshynoc 3 la profundidad h o la anchura 1 por lo tanto
S = h (1 + h m)
Q2
R 1 b --- en que R estaacute expresado en funcioacuten S2
de h y de I y permitiraacute hallar por tanteo h o I y S Supongamos que por causa de la existencia de un submiddot
suelo rocoso la profundidad del canal no debe exceder de un mI y que la descmga sea de 2 mts pOI segundo y la pendiente 00002
Procederemos asiacute
Puesto que h 9S a lo sumo igual Q 1 mI el radio meshydio puede evaluarse en 050 mts Las tablas dan para e 306 y 34 adoptamos 32 y entonces b = 000098
1574
Q2
De la ecuacioacuten R I b --- deducimos S2
000098 X 4 S~ 392 S 625
050 X 00002
La foacutermula S = h (l + h m) da 525
La foacutermula (6) nos da P = 807
s 625 R 077 mts
P 807
Se partiraacute de este nuevo valor de R para repetir los caacutelculos
Las tablas dan para R = 077 mts C = 35 y 37 Adoptamos C = 36 entonces b = 000077
Tenemos
000077 X 4 S 40 S 632 1 532
077 X 00002
P 814 Y R = 077
Adoptaremos para el perfil de este canal de 2 mts de descarga por segundo
1 = 532 h = 1 mI R = 077
La velocidad media del agua seraacute
u = Q S = 2 632 = 031 mts
CAPITULO VII
Sistemas de rieqo
Hay muchos procedimientos de riego seguacuten la naturashyleza del terreno su pendiente los cultivos o la cantidad de agua de que se dispone
- 1575 shy
A continuacioacuten describiremos los siguientes sistemas Por sumersioacuten por filtracioacuten por desbordamiento
El riego por sumersioacuten se dIvide en tres meacutetodos el ri ego por filtracioacuten en dos y el por desbordamiento tambieacuten en dos De todos eros hablaremos separadamente
Riego por sumersioacuten
El sistema d3 riego por sumersioacuten llamado tambieacuten en manta consiste en cubrir el suelo con una capa de agua que permanece sobre eacutel un tiempo maacutes o menos largo
Generalmente requiere que el terreno sea sensiblemenshyte horizontal de pendiente suave 2 0 00 a lo sumo y que no sea impermeable La superficie regable se rodea de peshyquentildeos diques Si la pendiente fuese fuerte habriacutean de ser a l tos y emplear maacutes agua con lo que se perderiacutea la prinshycipal ventaja de este sistema que es su sencillez y ecoshyncmiacutea
Este procedimiento es uno de los mejores para el rieshygo de praderas cuya pendiente sea de 1-15 mmts por metro Comprende tres meacutetodos distintos
IO-La sumersioacuten naturcl que resulta del desbordashymiento espontaacuteneo de una corriente de agua o de la inunshydacioacuten artificial proveniente del levantamiento de las aguas
29- La sumersioacuten artificial 5encilla en que las aguas permanecen estanadas mientras dura el riego
3y- La sumersioacutell atificial con cJrculacioacuten continuiexcl en que el agua ircula suavemente por la superficie del terreno sumergido
Cuando se riaga con aguas que acarrean limos y areshynas estos materiales generalmente corgados de materias fertili~antes se depositan sobre el suelo Entonces el riego por sumersioacuten va acompantildeado del erdorquinamiento
Sumersioacuten natural- Muchos terrenos estaacuten expuestos a las crecidas de las corrientes de agua que los atraviesan Esta sumersioacuten natural es fuente de grandes riquezas Tashyles s)n Egipto y las pompos de la imeacuterica del Sur En Francia grandes extensiones de ter reno deben su fertilidad a riegos perioacutedicos de esto naturaleza
Las condiciones esenciales de estos sumersiones natushy
1576 shy
rales son pendientes longitudinales muy suaves (040- 045
mts por kmt como promedio) y pendientes transversales
bastante aceurontuadus para que las aguas de las crecidas
vuelvan faacutecilmente a su cauce primitivo
Sumersioacuten artificial sencilla- Exige un suelo de poca
pendiente que no exceda de 2 0 00 a menos de restringir
mucho ia extensioacuten dE las parcelas sumergidas
Si la pendiente fuese fuerte no se depositariacutean los seshy
dimentos perdiendo asiacute este meacutetodo su principal ventaja
Ademaacutes se correriacutea el riesgo de que las aguas arrastraran
la tierra vegetal Finalmente seriacutea necesario que las cuenshycas sumergidas estuvieran rodeadas de diques muy altos
lo que hariacutea perder las ventajas econoacutemicas de este sisshy
tema
Consiste en sumergir el suelo bajo una capa de detershy
minado espesor durante un periacuteodo de tiempo variable
El terreno se divide en compartimientos regulares roshy
deados dE pequentildeos diques que retienen el agua
Generalmente las aguas despueacutes de regar un comparshy
timiento superior pasan a regar uno inferior
Los compartimientos tienen extensioacuten variable En geneshy
ral no exceden de 10-30 aacutereas Se les puede dar una anshychura de 50 mts y una longitud variable seguacuten la pendienshy
te del terreno Los diques que los rodean exceden en todas
partes a 25 ctms al nivel del agua
La altura media del agua sobre la superficie del sueshy
lo es de 15 ctms En el punto maacutes alto del nivel del agua
25 ctms
En el centro de cada compartimiento y en sentido de su longitud se abre una atarjea g (lig 15) que sirve a la
vez de conduccioacuten y desecamiento
A este objeto puede ir acompantildeado de pequentildeas a tarshy
jeas h En el origen y en la extremidad de cada compartishy
miento la atarjea g lleva una en trada de madera con comshy
puerta para retener el agua o dejarla pasar
La atarjea g debe tener una pendiente aproximada de
0001 mts mL La anchura en el fondo y su profundidad
dependen de la superficie del compartimiento y de la cantishydad de agua que conduciraacute
--1577-shy
La fig 15 denota la subdivisioacuten del terreno en cuatro recipientes que forman otros tantos saetines cuya longitud depende de la pendiente del terreno
Es preciso que el nivel del agua en el segundo comparshytimiento sea inferigtr de 1- 2 ctms al fondo de la atariea g del primero Asiacute se logra que el agua pase del primero al SEgundo compartimiento
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Hiego por ~lIhm(~r~ ioacuten Planta ltle unn in~tala(- i(ln de cuatro C(Jlllparlimi-(-middotnto~
Ventajas e inconvenientes de este sistema- Permite reshygar superficies de poca pendiente con ca1tidades de agua demasiado pequentildeas para utiliza ras de otro modo Transshyforma en tierras feacutertiles suelos mediocres siempre que no sean impermeables y que las aguas contengan limos carshygados de principios nutritivos Su instalacioacuten y vigilancia son sencillas y baratas
En suelos impermeables da malos resultados Rara vez se puede aplicar en el momento de la vegetacioacuten y mientras dura impide la aireacioacuten del suelo
- - 1578 - shy
El riego por sumersioacuten se emplea principalmpnte en el cultivo del arroz
Riego de los arrozales- EI arrozal ha de estar compleshytamente cubierto por el agua pero sin quedar estancada sino circulando con muy poca velocidad Sin agua no gershyminariacutea la semilla y en cambio si quedara estancada enshyfermaria 0 planta y podriacutea ser causa de una epidemia pashyluacutedica en la regioacuten
El terreno destinado al cultivo del arroz ha de ser enshyteramente llano y con la pendiente necesaria para la lenshyta circulacioacuten del agua El campo se divide en parcelas delimitadas por pequentildeos diques de tierra
Unas como B (Fig 16) estaacuten trazadas longitudinalmenshyte en el sentido de las labores y del movimiento del agua al paso que otras la sentildealadas con la letra e van en dishyreccioacuten perpendicular a las primeras
Una vez construIacutedos los diques se da el agua a las parce las D y J de modo que la capa liacutequida tenga unos 12 ctms de espesor Hecho 6stO se practican en el dique inmediatamente infel ior unas abe rturas E de 20- 30 ctms
de ancho por donde flushyye el agua a las parceshylas inferiores Asiacute se conshytinuacutea hasta regar todo el arrozal El agua se reshycoge en la atariea d e desaguumle A
El consumo de a g ua se calcula en 24 Its por segundo y por hec taacuterea
Sumersioacuten artificial con derrame continuo--Cuanshydo se dispone de gran can tidad de agua la cirshyculacioacuten puede ser conshytinua sin alterar las disshyposiciones precedentegt
El agua de riego desshypueacutes de alcanzar el nishy
ni~po s i c i(lfl dI un arrozal divirl gtln ( 1
lahla~ n -lIadriluacutel erus L ri ego
- - 1579-shy
vel normal en el compartimiento regado pasa lentamente al inferior y se reemplaza con nueva agua Este procedishymiento priva menos del aire a las plantas que e l estallCU miento permanente
El movimiento d8 las aguas se regula dE-~ tal manera que la can tidad siexclJida por la parte inferior sea igual a Jo que Gntra por la superior De 83t8 modo se llega raacutepidashymente a resultados excelentes
Conviene enviar agua nueva o los compartimientos inshyferiores disponiendo alrededor del cqmpo un canal de cirshycunvalacioacuten El agua debe vaciar por encima de las comshypuertas a fin ds qU8 no arrastre los sedimentos En general los compartimientos tienen dimensiones mayores que los de sumersioacuten sencilla Si la pendiente es muy fuerte conviene disponer oblicuamente diques interiores que impidan la erosioacuten del suelo Los diques que bordean las parcelas tieshynen aproximadaments 150 mts de ancho en la corona y un nivel de 30- 40 ctms sobre el de las aguas
Rieqo por filtracioacuten
Este sistema comprende dos subdivisiones
19 Por filtracioacuten del aqua en el suelo por atarieas proshyfundas- Es un procsdimiento muy imperfecto desde el punshyto de vista d3 los resultados pero muy sencillo y econoacuteshymico Em p lea las zanjas excavadas en los terrenos para sanearlos
Esencialmente consiste en cerrar las compuertas que regulan los diferentes canales de desecamiento El agua de lluvia etc fluye asiacute poco a poco pgtr estos canales y si el suelo es permeable lo humedece al atravesar las pareshydes laterales de e llos pudiendo llegar por capilaridad hasshyta las raiacuteces
Este procedimiento soacutelo es practicable cuando el terreshyno es bastante permeable y de poca pendiente En suelos poco permeabls los resulta dos no son satisfactorios el agua fluye bien por los cana ~ es pero no logra humedecer la tierra
La lig 17 muestra la disposicioacuten de los canales a a b b y Ja de la compuerta d que cuando estaacute cerrada deshy
- 1580
termina el retroceso del agua que se va elevando en los canales y penetra en el suelo Abriendo jo compuerta se inicia la salida del agua y consecuentemente el desecashymien~o del terreno
A~~J~~Mitrbt~Ir~~M~~1 B
F~( 11 J)i sposieiHl para htlnHd e(~e r IIn 1IITfJ1U drenadu al ail
J i~ Hi middotiexclo po fiJI radmiddotn
29 Filtracioacuten del agua por atarieas abiertas superficiales - middot-Este meacutetodo se aplica sobre todo a Jos tierras labradas y
entre otros a 103 cultivos hortiacutec81as Difiere esencialmente del anterior en que las atarieas estaacuten mucho maacutes proacutexishymas en que son superficiales y el agua penetra en el sueshylo y en el subsuelo p8r las paredes y por el fondo
El agua circula por atarieas paralelas que limitan las parcelas de los cultives No debe tocar ni las hoias ni los tedios Por esta razoacuten se emplea e l agua de cloacas para los cultivos hortelanos Como no se ponen en contacto con as hoias ni con los tallos no pueden contaminar esta parshyte comestible de los vegatales Sin embargo uacuteltimamente se ha dicho que las aguas de cloacas contaminan las parshytes aeacutereas de las hortalizas con geacutermenes nocivos y se ha prohibido su empleo para el cultivo de las hortalizas que se toman sin coccioacuten
Este meacutetodo es tanto maacutes eficaz cuanto maacutes proacuteximas
1581 shy
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ni ego por 5-lIrc()~ Di ~pn ~ iciiexclm de la~ atalj pa~
esteacuten las zanias que se trazan con el arado y estaacuten seshy
paradas unos 060- 080 mts La lig 18 indico la disposicioacuten del suelo La liacutenea a b
representa el canal de conduccioacuten a c el canal de riego del campo d designan los surcos que no terminan en el canal a c La limpieza que necesita el funcionamiento del sistema deteriora pronto este canal Debe construiacuterse una atari ea auxiliar e f comunicada con el canal a c por meshy
_-1582 - shy
dio de pequentildeos cortes g Este canal auxiliar se abre con el arado y se termina cuidadosamente con la pala Es anshycho y tiene una profundidad de unos la ctms
Riego por desbordamiento
Puede efectuarse de las maneras siguientes con reshygueras de nivel y planos inclinados que describiremos sucesivamente
A shy Por regueras de nivel Fundamentoshy EI terreno a regar estaacute surcado por regueras horizontales de desbordashymiento en que el agua rebosa el borde inferior y se exshytiende en forma de laacutemina continua
Pendiente del terrenoshy No debe ser excesivamente peshyquentildea pues entonces la circulacioacuten de la laacutemina de agua se efectuariacutea defectuosamente se admite como necesaria una pendiente de 3 Si 0 pendiente fuere excesiva en vez de una laacutemina continua se formariacutea una serie de arroshyyos que socavariacutean el terreno este peligro debe evitarse haciendo las regueras suficientemente proacuteximas
Descripcioacuten y funcionatnientoshy Las regueras de reparshyticioacuten se trazan en la direccioacuten aproximada de las liacuteneas de maacutexima pendiente fig 19 Si se interrumpe una regueshyra de distribucioacuten remansando el agua eacutesta entraraacute en la reguera de nivel inmediata anterior la cual se llenaraacute y desbordaraacute invadiendo el terreno el exceso se recogeraacute en el colector inmediato inferior el cual lo transportaraacute al canal de desaguumle
b middotmiddot l~vcro diexclhi Clon
rig 9
Alimentacioacuten de regueras sucesivas por una misma tomashy En vez de recoger las aguas sobrantes de una reshyguera directamente en un colector se recogen en otra reshyguera la cual una vez desbordada las deja pasar a otra y asiacute a varias no pasando de 4 oacute 5 seguacuten el caudal de
-1583 -
agua de que se disponga Parece que asiacute pudiera hacerse extensivo a todo el campo con una sola toma superior en la reguera de reparticioacuten pero no debe olvidarse que el agua que llegase a las regueras inferiores estariacutea escasa en oxiacutegeno y principios fertilizantes Esta es la razoacuten de las tomas sucesivas
Perfil longitudinal de las reguerasshy En la praacutectica no
iexcliexcl~f o UI a
I iquest
____ ~i~ I 0
I L middot ___ --shy
I D--1 t~uHO c o tor
- I 001 I 00 I
I 0 bull ___ J
-shy ---_ -i
_~_-o---J
Uig 19) Riego por curvas de nivel
debe d6rseles una pendiente superior al 0003 intercalando cascadas si fuere preciso esto se refiere a las regueras de reparticioacuten Las regueras de distribucioacuten deben ser perfecshytamente horizontales
Seccioacuten transversal de las reguerasshy Las regueras de nivel deben ser poco proundas a fin de disminuiacuter la preshysioacuten del agua y por tanto su infiltracioacuten Es aconsejable
- 1584 -
UllO anchura de 20 ctms con una profundidad no mayor
de S clms Las acequias y regueras d e reparticioacuten se calcushy
bn seguacuten las foacutermulas hidraacuteulicas
B shy Por planos inclinadosshy Son tales les ven tajas del
riego por regueras de n ivel que se procura em plear un
sistema anaacutelogo aunque el terreno no tengo lo pendiente
necesaria
Principio--Si lo pendiente es inferior al 003 se terramiddot
1 I
Cor~e por A B F iJ20
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Ri eacuteo t por p la n o~ in(linado pUl dobl e ari5la
plena formando un escolonado d e planos inclinados que
permito el riego por reguera~ de nivel
Descripcioacutenshy la reguera de reparticioacuten se coloca a una
altura conveniente para que el agua pueda en trar a las
regueras de nivel practicadas en la parte superior de los
planos en forma que llena de agua se vierta por ellos
recogiendo el exceso en colectores lig 20 El agua sobranshy
te puede ser muy abundante en tal caso el colector al ishy
- 185 shy
menta a su vez o tra serie de planos actuando a mane ra de reguera de reparticioacuten
Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
Planos inclinados naturales- Supongamos fig 21 un terreno de pequentildea pendiente S8 construye en terrapleacuten una reguera de d istribucioacuten con los produc tos de la excavacioacuten del colector inmediato E primer antildeo el riego seraacute defectuoshyso pero en los antildeos sucesivos mejoraraacuten los terraplenes y planos incl inados merced a la aportacioacuten del limo por las mismas aguas
0(oacute v lt
o
ltiexcl - =-=~ ~ ~ ~-= -=--=--=-shy~ ~ Fig21
Planos inclinados artificiales-Consisten en cons truiacuterlos directamen te con tierra sacada del terreno m ismo lo cual exige terraplenes y movimientos importantes de tierra (fig 22)
TfrImiddotO)COfi
~S~iacutelllflmiddot ~~f~~
Tts 22
Datos para la formacioacuten de un proyecto de riego por planos inclinados- Se atenderaacute en primer lugar a que las acequias y regueras de reparticioacuten sean capaces de sumishynistrar el agua necesaria y los colectores de desaguar los sobran tes Las regueras de distribucioacuten seguiraacuten sensibleshymente las curvas de nivel a fin de q ue los planos incl inashydos conserven una longitud constante y que las regueras de dis tribucioacuten sigan la direccioacuten de la pendiente del terreshyno La anchura de Jos escalones no seraacute excesiva a fin de evitar los grandes movimientos de tierra En general tienen 4 oacute 5 mts y si el terreno tiene fuerte pendiente lleshygan a tener 10 Oacute 12 mts La pendiente de los planos inclishynados seraacute de 003 como miacutenimum
Las observaciones se hicieron de la siguiente manera Se tomaron muestras del agua turbia del riacuteo se removioacute el limo por sedimentacioacuten y filtracioacuten se le secoacute a 60deg e y lueacutego se le p2SOacute Los porcientajes son por volumen y
se les calculoacute tomando como base que un pie cuacutebico de lim o en el estanque pesa despueacutes de secado 53 lbs
Despueacutes de considerar los resultados de los experimenshytos efectuados en India y Ameacuterica Etcheverry concluye asiacute
I- Un pie cuacutebico de limo saturado sedimentado en un tubo por un antildeo contiene alrededor de 30 lbs de limo seco El porcientaje por volumen de lodo saturado es jgual al porcientaje por peso multiplicado por 2l
2- Un pie cuacutebico de limo huacutemedo como se deposita bajo condiciones naturales el por volumen de lodo huacutemiddotmiddot medo es igual al por peso multiplicado por 12
3- Un pie cuacutebico de lodo seco pesa alrededor de 90 lbs
Remocioacuten del limo depositado- La represa Assuan en Egipto forma sobre el Nilo un estcnque de gran capacidad y considerable volumen de limo La gran capacidad del estanque se debe principalmente a la suave pendiente del riacuteo pues debido a eacutesta la represa logra represar las aguas unas 40 millas aguas arriba formando asiacute un estanque largo pero angosto La represa estaacute provista de 180 comshypuertas que permanecen abiertas mientras dura la crecida anual permitiendo asiacute que la corriente torrencial arrastre su linIO a traveacutes del estanque y al mismo tiempo saque parte del que se depositoacute el antildeo anterior
Este meacutetodo de remocioacuten parece ser efectivo pues sosshytiene la capacidad de almacenamiento para las necesidashydes actuales del riego pero eacutel exige el gasto de la mayor parte del agua en antildeos normales y su eficiencia depende mucho de las circunstancias locales (estanque angosto) pues bajo estas condiciones una corriente raacutepida es muy efectishyva para sacar el sedimento depositado Por otra parte las variaciones del Nilo son tan regulares que permiten la ashydopcioacuten de un programa predeterminado lo que es geneshyralmente imposible en otras corrientes
La combinacioacuten de estas condiciones es tan rara que la solucioacuten adoptada no tiene ap~icacioacuten en la mayoriacutea de
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los casos y presenta por lo tanlo muy poco in tereacutes como solucioacuten general al problema de que nO$ ocupamos
El ingeniero norteamericano W W Follelt propuso el siguienl meacutetod0 para ramover el limo del estanque Eleshyphanl Bulte
En lo mitad del estanque se construiraacute una pequentildea represa de 40- 50 pies de altura formando asiacute un pequeshyntildeo estanque dentro del principal Esia pequentildea represa esshytaraacute provista de una torre de esclultas eacutestas daraacuten acceso a un conducto que desembocaraacute en el valle pasando por la represo principal
Cuando el estaiexclque principal se esteacute llenando e l peshyquentildeo recibiraacute el agua del riacuteo y gran parte del limo se depositaraacute en eacutel an tes de que el agua pase por sus vershytederos al principal Cuando el estanque pequentildeo esteacute poshyco lleno las aguas turbias se haraacuten pasar por el conducto arrastraraacuten el limo depositado en el pequentildeo estanque y llevaraacuten su carga fertilizante a los regadiacuteos Si se necesishytare agua adicional se sacaraacute del estanque principal
La principal ventaja de este meacutetodo estriba en que con serva las propiedades fertilizantes del agua aumentando asiacute la fertilidad de las tierras que con ella se rieguen
3-Corrientes de aciexclua- La derivacioacuten de una corrienshyte de agua abarca esencialmente tres obras Una barrera un sistema de compuertas y un canal de derivacioacuten
La barrera se dispone a traveacutes de la corriente debajo de la presa de agua y en el lugar donde las orillas esteacuten maacutes cercanas Ella levanta los aguas y las conduce al cashynal de derivacioacuten
El tipo de la barrera depende del caudal de la corrienshyte que se quiere derivar
En un simple arroyo la oparacioacuten es sencilliacutesima Alshygunas piedras grandes y troncos de aacuterboles bastan para establecer barreras muy resistentes Las figuas I y 2 exshyplican la disposicioacuten de una de estas barreras Siempre conshyviene proteger con un zampeado de madera o piedra la parte maacutes abajo de ~a barrera para evitar el desgaste en las avenidas
Crevat describe asiacute las cbras de una presa de agua en el riacuteo Ain Uno de los problemas maacutes difiacuteciles en un proshy
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Planta dfgt la burrera rUacuteili( ~a c ll yo lorlf rtmiddotnr(iexcl ~ 1ta lJ rilo 2
yecto de derivacioacuten es el establecimiento de la presa de agua sobre todo cuando el riacuteo es ancho y torrencial Y hay que prevenir la invasioacuten del cascajo y la arena gruesa
Cuando sea posible conviene aprovechar un recodo del riacuteo donde disminuye la velocidad y por consiguiente au-
Fig 2 HI1TIra 1I1~li( a tn IIn arroyo COrl ~ ( g Uacutell A B (Itshy la fi~ 1
- 1546 shy
menta la altura del agua En la orilla (Fig 3) se construye con grandes piedras talladas un muro de 30 mts de lonshygitud cuya base al nivel de las aguas bajas estaacute proteshygida por un enlosado de cemento de 3 mts de ancho para facilitar el deslizamiento del cascajo que puede ser consishyderable durante las crecidas
Este muro A por tener que servir de vertedero es vershytical por la parte del riacuteo con 030 mts de altura sobre el nivel de la orilla y estaacute sostenido exteriormente por un tashylud de cemento de muy alargada pendiente que forma el
Plano timiddot una harrera y toma dI aglla
fondo de un pequentildeo depoacutesito B faacutecilmente vaciable desshypueacutes de las crecidas por medio de una gran compuerta
En la parte inferior del depoacutesito B hay que establecer un macizo de mamposteriacutea que forma la cabeza del canal F en el que se habraacuten abierto dos tuacuteneles e de dos meshytros de anchura y un metro de altura cuya entrada puede cerrarse con compuertas de hierro reforzadas con nervios El agua al pasar por estos dos tuacuteneles desemboca en el canal de derivacioacuten F que alliacute debe ser poco profundo pero ancho (5 mts) estrechaacutendose en seguida progresivashy
menle hasta que alcance el tiro de agua y anchura norshymales
Fn el muro de defensa A del recipiente B se coloca lna compuerta inmediatamente delante de la~ aberturas de toma d9 agua y debajo de la barrera
Transversalmeiexclte al riacuteo y en el extremo inferior de l vertedero se construye un soacutelido zampeado de fondo E recshytiliacuteneo algo maacutes alto quoacute el fondo leI riacuteo y que se vaya eevando un poco hacia la derecha d se eleva de 050 el nivel de la corriente y se echa nuevamente contra el vershytedero A xl propio tiempo que se ancha un poco el cauce
Chaipeniier de Cossigny habla de una barrera de cashyballetes que con frecuencia se ve en el sur de Francia
Para estableceo a traveacutes del caue del riacuteo se fijan una serie de caballetes como lo representan las figuras 4 y S donde A es una estaca gruesa inclinashyda y C C los sosteshynes Sobre estos cabashylletes se clava una seshyrie de tablas sobre las
Fi2~ 5 cuales se echa desde riacuteo arriba grava RiacuteoFrente de una brre13 de caJallrlt s
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abajo se defiende al pie de la obra con pentildeascos sosshytenidos con estacas
Las barreras importantes se construyen de piedra o de cemento empezando por trazar el armazoacuten de la barrera Aprovechando la eacutepoca del arlO en que el riacuteo lleva poca agua se clavan a traveacutes una serie de soacutelidas estacas cushyyos extremos superiores delineuroan el perfil transversal de la barrera Estas estacas se unen entre siacute y en ambos senshytidos por medio de cruceros Entre elios se hincan tablones Terminada la armazoacuten se llenan los huecos con guijarros y piedras y lueacutego se rellenan los intersticios con grava y tierra La parte superior de la barrera se recubre con un thecho de carpinteriacutea o bien con losas que formen una esshypecie de embaldosado entre los cruceros
A fin de obtener una barrera maacutes fuerte se puede hashycer la siguiente variacioacuten Una vez terminada la armazoacuten se colocan apoyados conira los tab~ones sacos llenos de cemento que no tarda en f~aguar Estos sacos forman un muro muy resistente Se acaba de construiacuter la barrera lleshynando con cemento el interior limitado por el muro La cashyra superior se resguarda de la accioacuten del agua con un reshyvestimiento de mortero hidraacuteulico para el cual se puede emplear ladrillos
Las compuertas colocadas a la entrada del canal comshypletan el conjunto de las obras de derivacioacuten y sirven para llevor el agua de uno a otro canal
Hay considerable nuacutemero de modelos de compuertas desde las mayores que se aplican para cerrar los canales hasta las menores para abrir y cerrar las atarjeas En prinshycipio una compu9rta se compone de un quicio horizontal que ocupa el fondo del agua y dos montantes verticales ~obre los que se desliza el ventanillo enlazados por un dintel en el extremo superior El quicio y los montantes pueden ser de madera o de piedra El ventanillo es la parshyte movible de la compuerta y se acciona ya a mano ya por medio dG palanca o cremalera seguacuten el tamantildeo Las partes superior e inferior de las compuertas deben protegershyse contra las socavaciones por planchas de madera o por construccioacuten de mamposteriacutea
En suelos flojos se draga el fondo hasta encontrar roshy
-l549 - shy
shy________ -shy _ __ ___J
s lzaltln ue IIna compllfmiddotlla
ca o tierra firme y lueacutego se pone a traveacutes una hilera de
estacas sobre la cual descansa la compuerta a cada lado
de esta primera arma zoacuten se amontonan sacos de cemento
La3 figuras 6 y 7 rlt-presentan un modelo de compuerta
ordina ria Los figuras 8 y 9 representan la compuerta p e-
r~ 7 Planta de tilla (Olllplltmiddotrta
-shy 10
qUEntildea de hierro muy pr-aacutecti ca que se emplea para abrir y cerrO las atarjeas de riego La figura 9 indica claramenshyo
te coacutemo se mantiene fija esta compuerta por medio de dos grandes piedras indinadas que pueden sustituiacuterse por dos puntales de madera
En cuanto al canal de derivacioacuten tambieacuten llamado de alimentacioacuten se ceba en la corrient de agua un poco por
P t(JlUntildea compucrta para atarjta~ lit Jil~o
encima de la barrem Abierto o cerrado por una compuerta debe seguir en su trazado la parte superior del te rreno y presentar el mayor relieve posible Maacutes adelante hablar8shymas sobre eacutel
Evaluacioacuten del caudal de una corrienle- El caudal de una corriente de agua es igual al producto del aacuterea de io seccioacuten bantildeada por la veloc idad media por segundo del agua
r-iacute~ 9
l a middotolllpllrla dmiddot la fiiexcl 8 olorarla en la otnlrada d e 1 alarju
Es necesario obtener el perfil de la corriente en varios lugares y promediar los resultados Para obtener un periil se tiende una cuerda de una a otra orilla perpendicuarmiddot mente a la direccioacuten de la corriente y lo maacutes cerca posib~ de su superficie A distancias regulares sentildealadas en la cuerda se practican sondeos que dan la profundidad d e l
- 1551 shy
agua en cada una de las divisiones Obtenido el perfil con estos datos se sumaraacuten los trapecios parciales para obtAshyner el aacuterea de la seccioacuten dantildeada
La velocidad media de ~ agua se deduce de la velocishydad media en la superficie es igual al producto de eacutesta por el coeficiente 08 en los canales y riacuteos de dimensiones medianas y po 06887 en arroyos y atarjeas La velocidad en la superficie puede calcularse faacutecilmente de la siguienshyte manera A unos 3CJL-40 metros Daacutes arriba del paraje cuyo p3rfil se ha encontrado se echan unos cilindros de madera gruesa o corcho y con un cronoacutemetro se cuenta e l tiempo que gastan en recorrer la distancia comprendida enshytre el Jugar donde se echaron y olro previamente fijado 30-40 mIs maacutes abajo del lugar del perfil La operacioacuten debe repetirse varias veces y promediar los resultados
En vez de valerse del flotador para determinar la vsshylocidad de la corriente suelen emplearse los medidores de velocidad o corriente (Current Meter) Existen varios modeshylos de estos aparatos los maacutes usados son el de Haskell y
61 de Price En el modelo Price existen dos tipos el eleacutecshytrico y el acuacutestico Por se r estos aparatos suficientemente conocidos y venir acompantildeados de instrucciones para su uso no nos detenemos a explicarlos
Cuando el cauce es de seccioacuten bastante regular es preferible usar una compuerta para medir el caudal
Compuerta rectangular- De sus experimentos con esta clase de compuertas Francis dedujo la siguiente foacutermula
Q = 333 H (L - 02 H) siendo Q = descarga en pies cuacutebicos por segundo L = longitud de la compuerta 6n pies H = altura del agua sobre la compuerta en pies Cuando la velocidad de aproximacioacuten tiene un valor
suficientemente alto para afectar los resultados deben hushycerse las correcciones necesarias Francis propuso la sishyguiente foacutermula para este caso
Q = 333 (L - 02 H) [ (h HYh - h~h 1 donde h = allura debida a la velocidad de aproximacioacuten
Compuerta de Cippoletti- Las foacutermulas correspondienshytes a los dos casos mendonados para la compuerta regushylar son
Las figuras 10 y 11 representan la compuerta rectangushylar y la de Cippolstt i respectivamente
CAPITULO V
Uso de bombas para el riego
La praacutectico de elevar agua de un nivel inferior a otro superior para usarlo en el riego es sin duda tan antigua
1553 shy
como el riego mIsmo En China India y otros paiacuteses orienmiddot tales todaviacutea se acostumbra regar tiel ras maacutes ollas que los canales que conducen el agua elevaacutendola con potencio
bullhumana c animal unos pocos pies Naturalmenta que e~to
se puede efectuar soacuteo cuando la altura es moderada y el trabajo muy barato
Molinos de vienlo- La fuerza del vienio se empleoacute prishymitivamente para las necesidades del riego y auacuten hoy se usa frecwmtemente para elevar aguo de pozos para 103
necesidades domeacutesticas y para el riego de jardines y peshyquentildeos huertos Aunque la fuerza no represente gasto alshyguno el bombeo por medio de molinos de viento resulta en promedio maacutes costoso que cualquier otro meacutetodo excepshytuando aquellos que usan fuerza animal Esto se debe a la pequentildea potencia desarrol ~ada por estos aparatos la inshyconstancio del vie~to y la gran atencioacuten y reparacioacuten que exigen los molinos de viento Por estas razones el costo del bombeo por este sistema hace prohibitivo su empleo exshycepto para cultivos intensos de pequentildeos tarrenos donde se esperan grandes beneficios
Los molinos de viento se usan extensamente en el vashylle de San Joaquiacuten (California) y en los grandes llanos de las Montantildeas Rocosas para obtener agua para el riego El principal inconveniente de estos molinos es su insegushyridad pues su funcionamiento depende completamente de la fuerza del viento
A causa de esta inseguridad los molinos nunca deben usarse para regar sin proveerse de un estanque ampliO pashyra almacenar el agua Debe instalarse un recipiente de gran capacidad a fin de poder almacenar el agua durante los diacuteas que no se la usa para regar Este recipiente se puede obtener usando uno de los tanques elevados que suminisshytran los constructores de molinos de viento o si el molino se puede instalar en un punto alto de la hacienda se pueshyde excavar un estanque paro el almacenamiento
En promedio se necesita una velocidad del viento 5- 6 millas por hora para mover un molino La tabla siguiente da la fuerza del viento para las velocidades ordinarias
-1554
Velocidad del viento y potencia
Millas por Pie por Presioacuten Millas por Pies por Presioacuten
La tabla siguiente tomada de un trabajo de Mr A R Wolff sobre molinos de viento muestra la capacidad y
economiacutea de un molino experimental con rueda de distinshyto diaacutemetro asumiendo una velocidad promedio del vienshyto de 10 millas por hora durante ocho diarias
CAPACIDAD DE LOS MOLINOS DE VIENTO
Tamantildeo Rtvoluclunes Galones de agua levantados por minuto H P de la rueda de la rueda bull una altura de desarrollados
pie
25 50 75 100 150 200
ID no-u lB fjfj tiu 41 1112 l~ ij-HO t3 n u 11 8 8 1 O ~ I H iexclO-i 4bull 1 ~~ 6 ) -I ~ 1U 1 S -l 02- Hi ~I-iexclO ji -U JI (iexcl 1liacute JI 1 98 SO 0 11 18 10- (- 911 j2 2middot1-1 J1 J ) D I ~n 1 bull -40 1lfI UI 1 IO X l J ~ JI l I I O1X 2J W-li ~ 124 J01 0 111) 40 1 Hi3 ~H1 134
- 1555 shy
Al disentildear un molino de viento para bombear agua deben considerarse dos cosas El momento de torsioacuten y la velocidad de la rueda en relacioacuten con la de la bomba La primera debe ser lo maacutes gronde posible a fin de que el molino arranque con un viento suave la segunda no debe ser muy alta para las bombas en un molino pequentildeo ni demasiado baja para uno grande De lo anterior deducimos que el tamantildeo de un molino es un elemento importante en el arreglo de sus aspas
El aacutengulo entre cualquier porcioacuten de una aspa y el plano de la rueda se denomina aacutengulo del viento para obtener el mayor momento de torsioacuten al arranque este aacutenshygulo debe ser el complemento de los mejores aacutengulos de incidencia o entre 70deg- 55 Se ha Encontrado en la praacutecshytica que el aacutengulo del viento no alcanza estos valores sienshydo muy recomendable usar 43deg La tabla siguiente da los resultados de los experimentos de J A Griffith con cinco clases de molinos norteamericanos
CAPACIDAD Y EFICIENCIA
STOVER
Diaacutemetro exterior de la rueda pies 115 inferior 45
Area bruta de la rueda pies cuadrados 1040 Angulo del viento en la extremidad exterior de las aspas 43 Diaacutemetro y carrera de la bomba pulgadas 3 X 4 Altura promedio del agua durante el ensayo pies 292
A maacutexima eficiencia
Ve locidad del viento millas por hora 58 Velocidad del molino revoluciones por minuto 130 H P 0011 H P por 100 pies cuadrados de aacuterea bruta 0011 Eficiencia neta maacutexima tanto por ciento 87
-- J556 --shy
Promedio de 100 horas localidad bonancible
Promedio del agua elevada galones por hora 1530 Promedio de los H P desarrollados por l 00 pies~ 0022
0023 Eficiencia neta maacutexima 21
Promedio de 100 horas localidad borrascosa
Promedio del agua elevada galones por hora 2870 Promedio de los H P desarrollados por 100 pies~ 0041
0043 Eficiencia neta maacutexima 028
De varios molinos
Parkins ~fthoue Allhouse Carlyle
16 1416 1016 983 60 45 383 416
2010 1570 81 800 36 30 5028u
3 X lOyiexcl 3 X 10 3 X 4 58 3 X 4 liquest 39 663 387 307
---shyMaacutequinas de combustioacuten interna- Las maacutequinas moshy
de rnas de combuslioacuten interna de gas y vapor no soacutelo con-sum e 1 pJCo combustible sino que son adaptabI8s unishydades pequentildeas ademaacutes req u ieren poca vigilancia para un buen manejo y las reparaciones se efectuacutean faacutecilmenshyte Estas ve1 tajas importantes hcn heclo generalizar el uso de esta clase de maacutequinas
Maacutequinas de vapor- A lgunas de la s maacutes grandes planshytas d2 bombas para riego usan el vapor como fuerza moshyIriz En las islas Hawai se emplean grandes bombas moshyvida s por vapor para e levar agua a 550 pies y regar cantildea de azuacutear Grandes plantas a vapor se emplean para eleshyvar grandes can tidades de agua a pequentildeas alturas y reshygar las plan taciones de arroz en Louisiana (EE UU ) Las grandes plantas usan la maacutequina reciacuteproca y la bomba directamente conectada En algunos casos se puede obteshyner mayoiexcl- eficiencia usando turbinas de vapor las que por su alta velocidad S9 prestan para mover generadores eleacutecshytricos los cuales a su vez pueden suplir corriente a bombas instaladas en dist intos pun tos Es te meacutetodo de distribucioacuten es especia lmen te venta joso cuando el agua se obtiene de muchos pozos El costo de esta clase de plantas estaacute geneshyralmente fuera del alcance individual y por esto la mayoshyriacutea de ellas son manejadas por grandes compantildeiacuteas o por Jos municipalidades
Bombas- La bomba centriacutefuga es la maacutes usada para regar
La bomba centriacutefuga eleva el agua por medio de un disco provisto de cuchillas curvas que giran raacutepidamente dentro de una caacutemara que se ajusta lo maacutes posible dejanshydo el juego necesario para el movimiento raacutepido Las cushychillas fuerzan el agua a traveacutes del tubo de salida Algunas veces se sumergen dentro del agua que va a bombearse
-- 1558-shy
o se colocan unos pocos p ies encima del n ivel del agu a
en cuy o caso se necesita cebarlas
La bomba centriacute fuga es la maacutes recomendable cuando
se tr Ita de elevar grandes cantidades de agua a pequentildeas
a lturas Sus principales ven tajas son sencillez seguridad
bajo cos to y poca probabilidad de dantildeo por c ieno etc
Cuando hcm sido biEn d isentildeadas acanzan eficiencias de
maacutes de 80 para altu ras de 30- 60 pies Las peacuterdidas a
la entrada del tubo de succioacuten yola sal ida del de desshy
carga se d isminuyen grandemente ensanchaacutendolos progreshy
sivamente al salir de la bomba
El profesor W B Gregory da la siguiente tabla para
ilustrar la ventaja qu e se obtiene al ensanchar los tubos
de succioacuten y descarga
BOMBA CENTRIFUGA - ALTURA DE ELEVACION 5 PIES
Peacuterdida de Peacuterdid a de Pda por fr ic-Forma del tubo altura a la altura bull la cioacute usando Altura Bnfic~
a 3 028 031 024 583 240 291 a 4 009 0 10 02 4 543 280 340
----shyAriete hidraacuteulico- Es ta maacutequina usa un gran v o lumen
de agua que cae de una pequentildea altura para elevar una
cantidad menor de agua a una altura mayor
En este aparato un tubo A conduce el agua a la caja
de la vaacutelvu la B ~ l tubo estaacute en comun icacioacuten con la caacuteshy
mara de a ire C de la cual arra nra e l tubo de descarga D
La vaacutelvula B s(~ abi e hacia abajo y se hace de un peso
tal que permanezca abierta cuando el agua circule a veshy
locidad moderada pero se c ierre raacutepidamente cuando la
velocidad del agua a lcance un valor determinado Cuando
la vaacute~vula se cierra el agu a se detiene suacutebitamente proshy
duciendo un golpe de ariete que abre la vaacutelvula de la caacuteshy
mara de aire comprimiendo eacuteste y haciendo pasar una
parte d e eacutel al tubo de descarga Cuando se iguala la preshy
-- 1)59-shy
sioacuten la vaacutelvula de la caacutemara de aire se cierra pero el flujo en el tubo D continuacutea durante un periacuteodo corto a caushysa de la expansioacuten del aire comprimido en la caacutemara C Como el aire de esta caacutemara es absorbido gradualmente y expulsado por el agua debe proveerse para su renuevo pues de otra manera la elici-encia del ariete disminuiriacutea Cuando el agua en el tubo A estaacute detenida la vaacutelvula B cae el agua empieza a moverse y el proceso se repite
El flujo de un ariete hidraacuteulico es pues una serie de pulsaciones y a cada impuso debe vampncerse la inercia de la columna de agua que se encuentra en el tubo D Si dos arietes se conectan en el mismo tubo de descarga pero de tal manera que sus pulsaciores no coincidan la descarga seraacute maacutes continua y se economizaraacute energiacutea estas ventashyjas se obtienen en mayor escala al aumentar el nuacutemero de arietes conectados Veacutease fig 12
i)
rs 2 l iacute
llUSlraciuacuten dd prin cipill dd ik hiJraacuteulicu
CAPITULO VI
Canales y alarieas de riego
Cualquiera que sea el meacutetodo de riego que se haya esshycogido su praacutectica requiere cierto nuacutemero de canales y atarieas Vamos a definir estos canales y atarjeas y a inshydicar las principales consideraciones que rigen su consshytruccioacuten
Todo riego supone una presa de agua en un canal riacuteo etc Esta agua por medio de un canal de derivacioacuten se
--1560shy- -
lleva a los regadiacuteos De cua lquier forma que sea en eacutel o en sus ra mificac iones na cen y se alimen ton zan jas de meshynores dimensiones llamadas atarjeas de distribucioacuten las cuales llevan el agua a las atarieas de riego
Como todo riego debe ir acompantildeado de una desecashycioacuten del suelo es necesario construIacuter atarjeas de desaguumle que lleven el agua usada a los canales de evacuacioacuten En ciertos casos las atarjeas de riego una vez vaciacutea s sirshyven para el desaguumle
Seccioacuten de los canales y de las atarieas- Los canale s de a limentacioacuten de distribucioacuten y de evacuacioacuten tienen seccioacuten trapezoidal (Fig 13) Las otarjeas de riego y de desshyaguumle son rectangulares (Fig 14) Soacutelo miden 5-15 ctms de profundidad
Un canal de riego se com pone de las siguientes parshytes (ver lig 13)
El fondo D F sobre e l cual fl uye e l agua
-1561
La altura O E = h del egua Las banquetas A B H 1 que sostienen el agua por cashy
da lado Los taludes formados por las caras laterales B D F H El periacutemetro mojado P o la lopgitud e D + D F + F G La seccioacuten uacutetil S del canal eo la superficie que tiene
por base G C y D F y por a~ tura O E El radio medkl R es igual a S P La pendiente de Jos taludes m se determina por la
relacioacuten G Kj F K
Pendiente de los taludes de los canales y de las aacutetarshyjeas principales- Las pendientes de los taludes dependen de la natura leza del terreno Hus ta 15 ctms de profundidad son verticales Pasando de esta profundidad y para atarjeas abiertas en desfonde se dan las siguientes pendien tes
Roca m l O Arcilla pura m 1 033 = 303 Tierra arcillosa m 1 05 200 Tierra arenosa m 1 15 = 066
Para Jos taluds de fosos cmstruiacutedos en terrapleacuten
Arcilla pura m 1 05 = 200 Tierra arcillosa m 1 075 = 133 Tierra arenosa m 1 225 = 044
Para el mismo terreno si m es la inclinacioacuten del tashylud en desfonde 10 inclinacioacuten m del talud de terrapleacuten es igual a
2 3 m 1 1
- +shym 2m
Pendiente de los canales--Cuanto maacutes fuerte es la penshydiente maacutes se puede reducir la seccioacuten de un canal para la misma descarga Conviene pues construiacuterlos con la mashyyor pendiente a fin de disminuiacuter los trabaj os de excavacioacuten Por otra parte hay que considerar que una pendiente fuershy
-- 1562 -shy
te disminuye por la raduccioacuten de seccJOn la superficie de contacto y por consiguiente la filtracioacuten Ademaacutes la veloshycidad del agua no debe pasar de determinados valores seguacuten el terreno pues produciriacutea erosiones en las paredes
Velocidades de las que no conviene exceder en los diferentes terrenos
Velocidad limite Pendlent
por segundo por kmt
Arcillas blandas 0152 mts 0045 mts
Arenas 0305 0136
Gravas 0609 0433
Guijarros 0914 0570
Piedras en grandes fragmentos 1220 1509
Guijarros aglomerados 1520 211 S
Rocas blandas 1830 2786
Rocas duras 3050 7342
Tambieacuten existe un liacutemite inferior de velocidad que no se debe traspasar pues se forman depoacutesitos que destruyen
los cauces Los depoacutesitos principian a formarse por debajo de una
velocidad media de 025 mts por segundo en corrientes de agua fangosa 030 cargada de
arena fina 050 mts por segundo en corrientes de agua cargada de
arena gruesa Por consiguiente la velocidad no bajaraacute de 050-080
mts en el canal principal a fin de que no se deposite la arena gruesa
No deberaacute ser inferior a 025- 040 mts en los canashyles de distribucioacuten para que en ellos se deposite la areshyna gruesa que si llegara a las atarieas de riego podriacutea ser perjudicial Como estos canales no se usan continuashymente seraacute faacutecil quitar los depoacutesitos asiacute formados
Canal de conduccioacuten- La pendiente de eacuteste depende
- 1563 shy
oel nivel de la presa de agua y de la altura de la parte maacutes alta que deba regarse
Generalmente su pendiente variacutea de 00007-00014 mts por m La velocidad no excede de 080 mts por segundo La seccioacuten es trapezoidal y debe ir disminuyendo a medishyda que el canal avanza como que tiene que servir a meshynor extensioacuten
Este canal debe estar dispuesto de tal forma que en su punto de unioacuten con el riacuteo quede su nivel maacutes baio que el quicio de la presa a fin de poder instalar un aparato de afor Siempre debe estar provisto de una compuerta de modo que sea faacutecil impedir o regular la entrada dol agua para poder efectuar reparaciones o prevenir una crecida de la corrien te alimentadora
A fin de evitar la erosioacuten conviene lapizar con ceacutesped las paredes laterales y el fondo
Atarieas de distribucioacuten- Deriacutevanse del canal de conshyduccioacuten y llevan el agua a las atarieas de riego Son casi horizontales con pendientes de 0001-0015 mts por m La velocidad del agua no debe ser inferior a 025-040 mts
Se ponen en comunicacioacuten con las atarieas de riego por medio de un tubo de aiiacuteareriacutea o de una caia rectangushylar de madera Esta abertura debe poderse cerrar con una compuerta
Atarieas de riego- E1 general deben ser tan poco proshyfundas como sea posible Con frecuencia se les da un pershyiexcljI rectangular En la unioacuten con las atcrieas de distribucioacuten pueden tener de 30- 35 clms de anche para lueacutego ir disshymi1uye1do
El fondo e3 generalmente horizontal y sus bordes esshytaacuten ligeramente inclinados seguacuten lo direccioacuten de la corrienshyte y se aproximan a medida quo se aleian de las atarieas de distribucioacuten
Atarieas de desaguumle--Las atarieas de desaguumle recogen las agu)s despueacutes de regar y la3 llevan a los canales de evacuacioacuten Son doblemente uacutetiles pues secan el suelo y
permiten volver a usar las aguas para el riego de nuevas extensiones
- 1564shy
Los bordes estaacuten cortados verticalmente Su anchura ordinariamente es de O l5- --030 mts
Canales de evacuacioacuten- El ca nal de evacuacioacuten recishybe el agua de los desaguumles y la conduce al riacuteo o a regar otras tierras Debe ocupa r lo parte maacutes baja del terreno Debe tener una seccioacuten suficiente para el agua que recibe Tiene forma trapezoida Sus paredes deben protegerse conshytra el desgaste por medio de ceacutesped
Caacutelculo de las dimensiones de los canales y de las atarjeas principales- Hemos dicho que la seccioacuten de los canales y atarjeas principales es trapezoidal La seCClOn de las secundarias es triangular o rectangular Generalmenshyte no S9 ca~culan Es necesario determinar lo maacutes exactashymente posible las dimen5iones de los canales y atorjeas principales Las foacutermulas emp16cdas dan resultados aproxishymados que la experiencia modifica A continuacioacuten damos las foacutermulas de Darcy perfecc ionadas por M Bazin
ConsideremQs la seccioacuten re presentada en la fig 13 Y llamemos
1 D F = longitud del fondo
h O E = la altura
S aacuterea de la seccioacuten
U velocidad mediacutea del agua velocidad media en la superficie X 080
Q = descarga
I = la pendi2nte
P periacutemetro moiado
R = radio medio
Estas cantidades estaacuten relacionadas de la siguiente mashynera
(1) R I = b U~ oacute U = C RT(2)
(3) Q = S U Oacute Q = S C rRI (4)
C = 1 b es un coeficiente que depende de la rugoshysidad de las paredes del canal M Bazin ha expresado su valor asiacute
1565 - shy
87
C = 1 Vb = - ---- + tiacute
VR ltiacute tiene los siguientes valores
Paredes muy lisas (cemento madera lisa) tiacute = 006 Paredes lisas (taba ladrillo) tiacute = 016
poco lisas de mamposteriacutea tiacute = 046 de naturaleza mixta Ciacute = 085
Canales de tierra en condicion3s ordinarias tiacute 130 Canales de tierra con resistencia excepcional tiacute = 175
Maacutes adelante daremos los valores del coeficiente C en funcioacuten del radio R y los valores del coeficiente o de la loacutermua (l) corre3pondientes a los valores dAl coeficiente
C = 1 vT-
Ganguillet y Kulter adoptan tambieacuten la foacutermula
u C RTpero daacutendole a C el siguiente valor
O 00155
23 + + n
C 000155
1+ 23 + --- n
( ) V R
El nuacutemero n variacutea con la naturaleza de las paredAS y tiene los siguientes valores
n ln Paredes muy uniformes ceuromento madera
cepillada 0010 100 Paredes linos piedra tallada ladriilos 0013 77 Paredes poso uniformes 0017 58 Paredes rugosas piedras en bruto 0020 50 Paredes de tierra 0025 40 Paredes de grava 0030 33 Paredes irregulares de grava y mal cuidadas 0035 29 Paredes muy irregulares 0040 35
- 1566 shy
Las dJmensiones de los canal83 deben 118nar otras conshydiciones que determinan las foacutermulas anteriores
En primer lugar la tangente trigonomeacutetrica m queda determinada por la naturaleza del terreno Luego si circunsshytancias especiales no exigen la adopcioacuten de una profundishydad conviene dadas 1 y m dar a la seccioacuten la forma que corresponda a la maacutexima descarga por unidad de aacuterea de ella Esta seraacute evidentemente la seccioacuten maacutes econoacuteshymica De la foacutermula (3) Q = S U deducimos que para una superliacutecie dada S la descarga Q es maacutexima con U POI
consiguiente para una pendiente dada y teniendo en cuen shyta la foacutermula (2) U = e VRT con R o tambieacuten pll8sto que R = S P cuando P es miacutenimo
D8 la Hg 14 deducimos que
(5) S h (1 + h m)
(6) P + 2 h m V1 + m~ (6) P = I + 2 hmv 1 + m~
S h ( I + hm) (7) R
P + 2 hm 1 + m~ y por caacutelculo deducimos que P es miacutenimo cuando
h + V I + m~ (8)
2 ro
En este caso los lados B D H F D F son tangentes a Jo circunferencia descrita desde O como centro y con h como radio
Si sustiacutetuIacutemos en (7) 1 por su valor sacado de (8) obshytendremos
2 m h h ( + hm)
+ VI + m (9) R +
2 mh 2h V 1 + m~
+ ml+vl+ m~
- 1567 shy
--- -
1+ iexcl-1 + rn~ ]iexcl 2 = X
rn 4
es decir el radio medio es igual a la mitad de lu profunshydidad del agua
La relacioacuten h 1 que determina la seccioacuten oacuteptima soacuteshylo depeeacutelde para S e 1 dados del valor m El valor de h 1 en (8) permite calcular faacutecilmente h y 1 conociendo S y m Reempazando 1 por su valor en funcioacuten de h en la ecuashyc ioacuten (5) 1endremos
(lO) S =
( h
2 m h
1 + 1 1 + m~ h+-111
)
h~ 2 l 1-+ m~ -----shy 1
m
mS lh
11 J J h = ( 2 V 1 + m - 1 )
Seguacuten esto S2 ve que cuanio maacutes se acerquen los taludes del canal a la vertical mayor es h y por consiguienshyte R Conviene adoptar para R el mayor valor posible pues asiacute no disminuye la anchura del canal de pendiente dada 1 y se aumenta la velocidad media d el agua que es proshyporcional a R
Cuando las circunstancias obligan la adopcioacuten de una profundidad determinada la ecuacioacuten S = h (l + h m) soacutelo contiene la incoacutegnita 1
Empleo de las foacutermulas uso de las tablas ejemplos middotnumeacutericos--Los problsmas que se presentan maacutes frecuenshytemente son
I- Conocida la seccioacuten transversal de un canal y su pendiente calcular su descarga
JI- Conocido el rendimiento del canal y su pendiente
- 1571 shy
calcular las dimensiones que debe tener su seccioacuten transshyversal y la velocidad media del agua
CASO iexcl- Se a plican las siguientes foacutermulas
h (1 + h m) (S) S = h (1 + h m) (7) R
1 + 2 h 1 + m~
m
y lueacutego
(2) U = C m 1)Y2 (1) Q _ S C (R 1) 1j~
La foacutermula (S) ncs do e l aacuterea la (1) el radio medio pues h I Y 111 SO1 conocidos Las foacutermulas (2 y 4) permiten ca lcular U y Q
EJEMPLO Calcular el rendimie llto de un canal de ti eshyITU sabiendo que 1 = lmts h = 121 1 = 00002 y la inclinacioacuten de los taludes es 45
La aplicacioacuten de las foacutermulas (5 y 7) nos da
S = 2867 mts~ y R = 060 mts
El valor de C seguacuten la tabla de Bazin es 325 y seguacuten la de Kutte r 35 Tomamos e l promedio de estos dos valoshyres o sea 3375
Aplicando las foacutermulas (4 y 2) obtendremos
Q = 098 mts y U 037 mts
CASO II- Si existen circunstancias que obliguen a adopshytar una profundidad determinada se aplicaraacuten las foacutermushylas de la seccioacuten maacutes ventajosa es decir las foacutermulas sishyguientes bull
Q~m S (9) h b U~ b - shy~ (1 + m~ )11 ) = 2 R (l) R I
12 - 1) S~
Se principiaraacute por adoptar para b un valor provisional y para escogerlo seguacuten el rendimiento se evaluaraacute el vashylor posible de R y por consiguiente el de C seguacuten la tashybla de Bazin La tabla de los valores de b daraacute un valor que se adoptaraacute provisionalmente Una vez hallado el vashy
- 1572 shy
lar da R se rectificaraacute e l de b Se volveraacute a calcular R y
se continuaraacuten estas aproximaciones hasta que se encuenshytren para C y b valores que no difieran sensiblemente de Jos anteriores La ecuacioacuten (1) contendraacute R elevada a la quinta potencia y deberaacute resolverse por logaritmos
EJEMPLO Un canal debe tener un rendimiento de 2 lIltS de agua por segundo con una pendiente de 00002 por mts Cuaacutel debe ser su perfil transversal en la tierra con taludes inclinados 45
Supongamos R = 1 mt entonces seguacuten la tabla d e Bozin C = 378 y seguacuten lo de Kutte r C = 40 Toma mos 81 pro lllcd io C = 389 Para b obtenemos 000066
In
Lu IOacuteI JI1 U 111 (0) du x
Pero s iendo m 1 sacamos
m 0547
y obte ndremos 4R~ S 4W
0547
Lo foacutermula (1) nos da
R X 00002 000066 4
S~
R S~ 132
y sustituyendo S po~ su valor
16 R
(0547F 132 R 075
Seguacuten las tablas de Bazin y Kutter los valores respecshytivos de C pondiente de b tend
son de b remos
348 es
y 00
37 Adoptamos 0077 Sustituyendo
359 este
el valor nuevo
corresshyvalor
- shy 1573 shy
4 4 R~ 0547 S TI X 00002 000077 (
s~
R = 075
Lo vola re s d~ e y de b no difieren sonsibloTrl ento de los que acabamos de adoptar Tomaremos pues para TI el va le r 076 mis entoncos h = 152
4 (076 )~
S 442 Jll l s ~
0547
Q 2
u 047 mts S 422
La foacutermula (8) permite dete rmina r l
2 m h 2 X 152 126 y e l problema
1 + ( + m~)Y2 1 + (2)1
queda resuelto Pero puede ocurrir que por circunstancias especiales no
se pueda adoptar el perfil maacutes econoacutemico Entonces se coshynoc 3 la profundidad h o la anchura 1 por lo tanto
S = h (1 + h m)
Q2
R 1 b --- en que R estaacute expresado en funcioacuten S2
de h y de I y permitiraacute hallar por tanteo h o I y S Supongamos que por causa de la existencia de un submiddot
suelo rocoso la profundidad del canal no debe exceder de un mI y que la descmga sea de 2 mts pOI segundo y la pendiente 00002
Procederemos asiacute
Puesto que h 9S a lo sumo igual Q 1 mI el radio meshydio puede evaluarse en 050 mts Las tablas dan para e 306 y 34 adoptamos 32 y entonces b = 000098
1574
Q2
De la ecuacioacuten R I b --- deducimos S2
000098 X 4 S~ 392 S 625
050 X 00002
La foacutermula S = h (l + h m) da 525
La foacutermula (6) nos da P = 807
s 625 R 077 mts
P 807
Se partiraacute de este nuevo valor de R para repetir los caacutelculos
Las tablas dan para R = 077 mts C = 35 y 37 Adoptamos C = 36 entonces b = 000077
Tenemos
000077 X 4 S 40 S 632 1 532
077 X 00002
P 814 Y R = 077
Adoptaremos para el perfil de este canal de 2 mts de descarga por segundo
1 = 532 h = 1 mI R = 077
La velocidad media del agua seraacute
u = Q S = 2 632 = 031 mts
CAPITULO VII
Sistemas de rieqo
Hay muchos procedimientos de riego seguacuten la naturashyleza del terreno su pendiente los cultivos o la cantidad de agua de que se dispone
- 1575 shy
A continuacioacuten describiremos los siguientes sistemas Por sumersioacuten por filtracioacuten por desbordamiento
El riego por sumersioacuten se dIvide en tres meacutetodos el ri ego por filtracioacuten en dos y el por desbordamiento tambieacuten en dos De todos eros hablaremos separadamente
Riego por sumersioacuten
El sistema d3 riego por sumersioacuten llamado tambieacuten en manta consiste en cubrir el suelo con una capa de agua que permanece sobre eacutel un tiempo maacutes o menos largo
Generalmente requiere que el terreno sea sensiblemenshyte horizontal de pendiente suave 2 0 00 a lo sumo y que no sea impermeable La superficie regable se rodea de peshyquentildeos diques Si la pendiente fuese fuerte habriacutean de ser a l tos y emplear maacutes agua con lo que se perderiacutea la prinshycipal ventaja de este sistema que es su sencillez y ecoshyncmiacutea
Este procedimiento es uno de los mejores para el rieshygo de praderas cuya pendiente sea de 1-15 mmts por metro Comprende tres meacutetodos distintos
IO-La sumersioacuten naturcl que resulta del desbordashymiento espontaacuteneo de una corriente de agua o de la inunshydacioacuten artificial proveniente del levantamiento de las aguas
29- La sumersioacuten artificial 5encilla en que las aguas permanecen estanadas mientras dura el riego
3y- La sumersioacutell atificial con cJrculacioacuten continuiexcl en que el agua ircula suavemente por la superficie del terreno sumergido
Cuando se riaga con aguas que acarrean limos y areshynas estos materiales generalmente corgados de materias fertili~antes se depositan sobre el suelo Entonces el riego por sumersioacuten va acompantildeado del erdorquinamiento
Sumersioacuten natural- Muchos terrenos estaacuten expuestos a las crecidas de las corrientes de agua que los atraviesan Esta sumersioacuten natural es fuente de grandes riquezas Tashyles s)n Egipto y las pompos de la imeacuterica del Sur En Francia grandes extensiones de ter reno deben su fertilidad a riegos perioacutedicos de esto naturaleza
Las condiciones esenciales de estos sumersiones natushy
1576 shy
rales son pendientes longitudinales muy suaves (040- 045
mts por kmt como promedio) y pendientes transversales
bastante aceurontuadus para que las aguas de las crecidas
vuelvan faacutecilmente a su cauce primitivo
Sumersioacuten artificial sencilla- Exige un suelo de poca
pendiente que no exceda de 2 0 00 a menos de restringir
mucho ia extensioacuten dE las parcelas sumergidas
Si la pendiente fuese fuerte no se depositariacutean los seshy
dimentos perdiendo asiacute este meacutetodo su principal ventaja
Ademaacutes se correriacutea el riesgo de que las aguas arrastraran
la tierra vegetal Finalmente seriacutea necesario que las cuenshycas sumergidas estuvieran rodeadas de diques muy altos
lo que hariacutea perder las ventajas econoacutemicas de este sisshy
tema
Consiste en sumergir el suelo bajo una capa de detershy
minado espesor durante un periacuteodo de tiempo variable
El terreno se divide en compartimientos regulares roshy
deados dE pequentildeos diques que retienen el agua
Generalmente las aguas despueacutes de regar un comparshy
timiento superior pasan a regar uno inferior
Los compartimientos tienen extensioacuten variable En geneshy
ral no exceden de 10-30 aacutereas Se les puede dar una anshychura de 50 mts y una longitud variable seguacuten la pendienshy
te del terreno Los diques que los rodean exceden en todas
partes a 25 ctms al nivel del agua
La altura media del agua sobre la superficie del sueshy
lo es de 15 ctms En el punto maacutes alto del nivel del agua
25 ctms
En el centro de cada compartimiento y en sentido de su longitud se abre una atarjea g (lig 15) que sirve a la
vez de conduccioacuten y desecamiento
A este objeto puede ir acompantildeado de pequentildeas a tarshy
jeas h En el origen y en la extremidad de cada compartishy
miento la atarjea g lleva una en trada de madera con comshy
puerta para retener el agua o dejarla pasar
La atarjea g debe tener una pendiente aproximada de
0001 mts mL La anchura en el fondo y su profundidad
dependen de la superficie del compartimiento y de la cantishydad de agua que conduciraacute
--1577-shy
La fig 15 denota la subdivisioacuten del terreno en cuatro recipientes que forman otros tantos saetines cuya longitud depende de la pendiente del terreno
Es preciso que el nivel del agua en el segundo comparshytimiento sea inferigtr de 1- 2 ctms al fondo de la atariea g del primero Asiacute se logra que el agua pase del primero al SEgundo compartimiento
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Hiego por ~lIhm(~r~ ioacuten Planta ltle unn in~tala(- i(ln de cuatro C(Jlllparlimi-(-middotnto~
Ventajas e inconvenientes de este sistema- Permite reshygar superficies de poca pendiente con ca1tidades de agua demasiado pequentildeas para utiliza ras de otro modo Transshyforma en tierras feacutertiles suelos mediocres siempre que no sean impermeables y que las aguas contengan limos carshygados de principios nutritivos Su instalacioacuten y vigilancia son sencillas y baratas
En suelos impermeables da malos resultados Rara vez se puede aplicar en el momento de la vegetacioacuten y mientras dura impide la aireacioacuten del suelo
- - 1578 - shy
El riego por sumersioacuten se emplea principalmpnte en el cultivo del arroz
Riego de los arrozales- EI arrozal ha de estar compleshytamente cubierto por el agua pero sin quedar estancada sino circulando con muy poca velocidad Sin agua no gershyminariacutea la semilla y en cambio si quedara estancada enshyfermaria 0 planta y podriacutea ser causa de una epidemia pashyluacutedica en la regioacuten
El terreno destinado al cultivo del arroz ha de ser enshyteramente llano y con la pendiente necesaria para la lenshyta circulacioacuten del agua El campo se divide en parcelas delimitadas por pequentildeos diques de tierra
Unas como B (Fig 16) estaacuten trazadas longitudinalmenshyte en el sentido de las labores y del movimiento del agua al paso que otras la sentildealadas con la letra e van en dishyreccioacuten perpendicular a las primeras
Una vez construIacutedos los diques se da el agua a las parce las D y J de modo que la capa liacutequida tenga unos 12 ctms de espesor Hecho 6stO se practican en el dique inmediatamente infel ior unas abe rturas E de 20- 30 ctms
de ancho por donde flushyye el agua a las parceshylas inferiores Asiacute se conshytinuacutea hasta regar todo el arrozal El agua se reshycoge en la atariea d e desaguumle A
El consumo de a g ua se calcula en 24 Its por segundo y por hec taacuterea
Sumersioacuten artificial con derrame continuo--Cuanshydo se dispone de gran can tidad de agua la cirshyculacioacuten puede ser conshytinua sin alterar las disshyposiciones precedentegt
El agua de riego desshypueacutes de alcanzar el nishy
ni~po s i c i(lfl dI un arrozal divirl gtln ( 1
lahla~ n -lIadriluacutel erus L ri ego
- - 1579-shy
vel normal en el compartimiento regado pasa lentamente al inferior y se reemplaza con nueva agua Este procedishymiento priva menos del aire a las plantas que e l estallCU miento permanente
El movimiento d8 las aguas se regula dE-~ tal manera que la can tidad siexclJida por la parte inferior sea igual a Jo que Gntra por la superior De 83t8 modo se llega raacutepidashymente a resultados excelentes
Conviene enviar agua nueva o los compartimientos inshyferiores disponiendo alrededor del cqmpo un canal de cirshycunvalacioacuten El agua debe vaciar por encima de las comshypuertas a fin ds qU8 no arrastre los sedimentos En general los compartimientos tienen dimensiones mayores que los de sumersioacuten sencilla Si la pendiente es muy fuerte conviene disponer oblicuamente diques interiores que impidan la erosioacuten del suelo Los diques que bordean las parcelas tieshynen aproximadaments 150 mts de ancho en la corona y un nivel de 30- 40 ctms sobre el de las aguas
Rieqo por filtracioacuten
Este sistema comprende dos subdivisiones
19 Por filtracioacuten del aqua en el suelo por atarieas proshyfundas- Es un procsdimiento muy imperfecto desde el punshyto de vista d3 los resultados pero muy sencillo y econoacuteshymico Em p lea las zanjas excavadas en los terrenos para sanearlos
Esencialmente consiste en cerrar las compuertas que regulan los diferentes canales de desecamiento El agua de lluvia etc fluye asiacute poco a poco pgtr estos canales y si el suelo es permeable lo humedece al atravesar las pareshydes laterales de e llos pudiendo llegar por capilaridad hasshyta las raiacuteces
Este procedimiento soacutelo es practicable cuando el terreshyno es bastante permeable y de poca pendiente En suelos poco permeabls los resulta dos no son satisfactorios el agua fluye bien por los cana ~ es pero no logra humedecer la tierra
La lig 17 muestra la disposicioacuten de los canales a a b b y Ja de la compuerta d que cuando estaacute cerrada deshy
- 1580
termina el retroceso del agua que se va elevando en los canales y penetra en el suelo Abriendo jo compuerta se inicia la salida del agua y consecuentemente el desecashymien~o del terreno
A~~J~~Mitrbt~Ir~~M~~1 B
F~( 11 J)i sposieiHl para htlnHd e(~e r IIn 1IITfJ1U drenadu al ail
J i~ Hi middotiexclo po fiJI radmiddotn
29 Filtracioacuten del agua por atarieas abiertas superficiales - middot-Este meacutetodo se aplica sobre todo a Jos tierras labradas y
entre otros a 103 cultivos hortiacutec81as Difiere esencialmente del anterior en que las atarieas estaacuten mucho maacutes proacutexishymas en que son superficiales y el agua penetra en el sueshylo y en el subsuelo p8r las paredes y por el fondo
El agua circula por atarieas paralelas que limitan las parcelas de los cultives No debe tocar ni las hoias ni los tedios Por esta razoacuten se emplea e l agua de cloacas para los cultivos hortelanos Como no se ponen en contacto con as hoias ni con los tallos no pueden contaminar esta parshyte comestible de los vegatales Sin embargo uacuteltimamente se ha dicho que las aguas de cloacas contaminan las parshytes aeacutereas de las hortalizas con geacutermenes nocivos y se ha prohibido su empleo para el cultivo de las hortalizas que se toman sin coccioacuten
Este meacutetodo es tanto maacutes eficaz cuanto maacutes proacuteximas
1581 shy
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esteacuten las zanias que se trazan con el arado y estaacuten seshy
paradas unos 060- 080 mts La lig 18 indico la disposicioacuten del suelo La liacutenea a b
representa el canal de conduccioacuten a c el canal de riego del campo d designan los surcos que no terminan en el canal a c La limpieza que necesita el funcionamiento del sistema deteriora pronto este canal Debe construiacuterse una atari ea auxiliar e f comunicada con el canal a c por meshy
_-1582 - shy
dio de pequentildeos cortes g Este canal auxiliar se abre con el arado y se termina cuidadosamente con la pala Es anshycho y tiene una profundidad de unos la ctms
Riego por desbordamiento
Puede efectuarse de las maneras siguientes con reshygueras de nivel y planos inclinados que describiremos sucesivamente
A shy Por regueras de nivel Fundamentoshy EI terreno a regar estaacute surcado por regueras horizontales de desbordashymiento en que el agua rebosa el borde inferior y se exshytiende en forma de laacutemina continua
Pendiente del terrenoshy No debe ser excesivamente peshyquentildea pues entonces la circulacioacuten de la laacutemina de agua se efectuariacutea defectuosamente se admite como necesaria una pendiente de 3 Si 0 pendiente fuere excesiva en vez de una laacutemina continua se formariacutea una serie de arroshyyos que socavariacutean el terreno este peligro debe evitarse haciendo las regueras suficientemente proacuteximas
Descripcioacuten y funcionatnientoshy Las regueras de reparshyticioacuten se trazan en la direccioacuten aproximada de las liacuteneas de maacutexima pendiente fig 19 Si se interrumpe una regueshyra de distribucioacuten remansando el agua eacutesta entraraacute en la reguera de nivel inmediata anterior la cual se llenaraacute y desbordaraacute invadiendo el terreno el exceso se recogeraacute en el colector inmediato inferior el cual lo transportaraacute al canal de desaguumle
b middotmiddot l~vcro diexclhi Clon
rig 9
Alimentacioacuten de regueras sucesivas por una misma tomashy En vez de recoger las aguas sobrantes de una reshyguera directamente en un colector se recogen en otra reshyguera la cual una vez desbordada las deja pasar a otra y asiacute a varias no pasando de 4 oacute 5 seguacuten el caudal de
-1583 -
agua de que se disponga Parece que asiacute pudiera hacerse extensivo a todo el campo con una sola toma superior en la reguera de reparticioacuten pero no debe olvidarse que el agua que llegase a las regueras inferiores estariacutea escasa en oxiacutegeno y principios fertilizantes Esta es la razoacuten de las tomas sucesivas
Perfil longitudinal de las reguerasshy En la praacutectica no
iexcliexcl~f o UI a
I iquest
____ ~i~ I 0
I L middot ___ --shy
I D--1 t~uHO c o tor
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_~_-o---J
Uig 19) Riego por curvas de nivel
debe d6rseles una pendiente superior al 0003 intercalando cascadas si fuere preciso esto se refiere a las regueras de reparticioacuten Las regueras de distribucioacuten deben ser perfecshytamente horizontales
Seccioacuten transversal de las reguerasshy Las regueras de nivel deben ser poco proundas a fin de disminuiacuter la preshysioacuten del agua y por tanto su infiltracioacuten Es aconsejable
- 1584 -
UllO anchura de 20 ctms con una profundidad no mayor
de S clms Las acequias y regueras d e reparticioacuten se calcushy
bn seguacuten las foacutermulas hidraacuteulicas
B shy Por planos inclinadosshy Son tales les ven tajas del
riego por regueras de n ivel que se procura em plear un
sistema anaacutelogo aunque el terreno no tengo lo pendiente
necesaria
Principio--Si lo pendiente es inferior al 003 se terramiddot
1 I
Cor~e por A B F iJ20
I I
I
J
Ri eacuteo t por p la n o~ in(linado pUl dobl e ari5la
plena formando un escolonado d e planos inclinados que
permito el riego por reguera~ de nivel
Descripcioacutenshy la reguera de reparticioacuten se coloca a una
altura conveniente para que el agua pueda en trar a las
regueras de nivel practicadas en la parte superior de los
planos en forma que llena de agua se vierta por ellos
recogiendo el exceso en colectores lig 20 El agua sobranshy
te puede ser muy abundante en tal caso el colector al ishy
- 185 shy
menta a su vez o tra serie de planos actuando a mane ra de reguera de reparticioacuten
Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
Planos inclinados naturales- Supongamos fig 21 un terreno de pequentildea pendiente S8 construye en terrapleacuten una reguera de d istribucioacuten con los produc tos de la excavacioacuten del colector inmediato E primer antildeo el riego seraacute defectuoshyso pero en los antildeos sucesivos mejoraraacuten los terraplenes y planos incl inados merced a la aportacioacuten del limo por las mismas aguas
0(oacute v lt
o
ltiexcl - =-=~ ~ ~ ~-= -=--=--=-shy~ ~ Fig21
Planos inclinados artificiales-Consisten en cons truiacuterlos directamen te con tierra sacada del terreno m ismo lo cual exige terraplenes y movimientos importantes de tierra (fig 22)
TfrImiddotO)COfi
~S~iacutelllflmiddot ~~f~~
Tts 22
Datos para la formacioacuten de un proyecto de riego por planos inclinados- Se atenderaacute en primer lugar a que las acequias y regueras de reparticioacuten sean capaces de sumishynistrar el agua necesaria y los colectores de desaguar los sobran tes Las regueras de distribucioacuten seguiraacuten sensibleshymente las curvas de nivel a fin de q ue los planos incl inashydos conserven una longitud constante y que las regueras de dis tribucioacuten sigan la direccioacuten de la pendiente del terreshyno La anchura de Jos escalones no seraacute excesiva a fin de evitar los grandes movimientos de tierra En general tienen 4 oacute 5 mts y si el terreno tiene fuerte pendiente lleshygan a tener 10 Oacute 12 mts La pendiente de los planos inclishynados seraacute de 003 como miacutenimum
los casos y presenta por lo tanlo muy poco in tereacutes como solucioacuten general al problema de que nO$ ocupamos
El ingeniero norteamericano W W Follelt propuso el siguienl meacutetod0 para ramover el limo del estanque Eleshyphanl Bulte
En lo mitad del estanque se construiraacute una pequentildea represa de 40- 50 pies de altura formando asiacute un pequeshyntildeo estanque dentro del principal Esia pequentildea represa esshytaraacute provista de una torre de esclultas eacutestas daraacuten acceso a un conducto que desembocaraacute en el valle pasando por la represo principal
Cuando el estaiexclque principal se esteacute llenando e l peshyquentildeo recibiraacute el agua del riacuteo y gran parte del limo se depositaraacute en eacutel an tes de que el agua pase por sus vershytederos al principal Cuando el estanque pequentildeo esteacute poshyco lleno las aguas turbias se haraacuten pasar por el conducto arrastraraacuten el limo depositado en el pequentildeo estanque y llevaraacuten su carga fertilizante a los regadiacuteos Si se necesishytare agua adicional se sacaraacute del estanque principal
La principal ventaja de este meacutetodo estriba en que con serva las propiedades fertilizantes del agua aumentando asiacute la fertilidad de las tierras que con ella se rieguen
3-Corrientes de aciexclua- La derivacioacuten de una corrienshyte de agua abarca esencialmente tres obras Una barrera un sistema de compuertas y un canal de derivacioacuten
La barrera se dispone a traveacutes de la corriente debajo de la presa de agua y en el lugar donde las orillas esteacuten maacutes cercanas Ella levanta los aguas y las conduce al cashynal de derivacioacuten
El tipo de la barrera depende del caudal de la corrienshyte que se quiere derivar
En un simple arroyo la oparacioacuten es sencilliacutesima Alshygunas piedras grandes y troncos de aacuterboles bastan para establecer barreras muy resistentes Las figuas I y 2 exshyplican la disposicioacuten de una de estas barreras Siempre conshyviene proteger con un zampeado de madera o piedra la parte maacutes abajo de ~a barrera para evitar el desgaste en las avenidas
Crevat describe asiacute las cbras de una presa de agua en el riacuteo Ain Uno de los problemas maacutes difiacuteciles en un proshy
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Planta dfgt la burrera rUacuteili( ~a c ll yo lorlf rtmiddotnr(iexcl ~ 1ta lJ rilo 2
yecto de derivacioacuten es el establecimiento de la presa de agua sobre todo cuando el riacuteo es ancho y torrencial Y hay que prevenir la invasioacuten del cascajo y la arena gruesa
Cuando sea posible conviene aprovechar un recodo del riacuteo donde disminuye la velocidad y por consiguiente au-
Fig 2 HI1TIra 1I1~li( a tn IIn arroyo COrl ~ ( g Uacutell A B (Itshy la fi~ 1
- 1546 shy
menta la altura del agua En la orilla (Fig 3) se construye con grandes piedras talladas un muro de 30 mts de lonshygitud cuya base al nivel de las aguas bajas estaacute proteshygida por un enlosado de cemento de 3 mts de ancho para facilitar el deslizamiento del cascajo que puede ser consishyderable durante las crecidas
Este muro A por tener que servir de vertedero es vershytical por la parte del riacuteo con 030 mts de altura sobre el nivel de la orilla y estaacute sostenido exteriormente por un tashylud de cemento de muy alargada pendiente que forma el
Plano timiddot una harrera y toma dI aglla
fondo de un pequentildeo depoacutesito B faacutecilmente vaciable desshypueacutes de las crecidas por medio de una gran compuerta
En la parte inferior del depoacutesito B hay que establecer un macizo de mamposteriacutea que forma la cabeza del canal F en el que se habraacuten abierto dos tuacuteneles e de dos meshytros de anchura y un metro de altura cuya entrada puede cerrarse con compuertas de hierro reforzadas con nervios El agua al pasar por estos dos tuacuteneles desemboca en el canal de derivacioacuten F que alliacute debe ser poco profundo pero ancho (5 mts) estrechaacutendose en seguida progresivashy
menle hasta que alcance el tiro de agua y anchura norshymales
Fn el muro de defensa A del recipiente B se coloca lna compuerta inmediatamente delante de la~ aberturas de toma d9 agua y debajo de la barrera
Transversalmeiexclte al riacuteo y en el extremo inferior de l vertedero se construye un soacutelido zampeado de fondo E recshytiliacuteneo algo maacutes alto quoacute el fondo leI riacuteo y que se vaya eevando un poco hacia la derecha d se eleva de 050 el nivel de la corriente y se echa nuevamente contra el vershytedero A xl propio tiempo que se ancha un poco el cauce
Chaipeniier de Cossigny habla de una barrera de cashyballetes que con frecuencia se ve en el sur de Francia
Para estableceo a traveacutes del caue del riacuteo se fijan una serie de caballetes como lo representan las figuras 4 y S donde A es una estaca gruesa inclinashyda y C C los sosteshynes Sobre estos cabashylletes se clava una seshyrie de tablas sobre las
Fi2~ 5 cuales se echa desde riacuteo arriba grava RiacuteoFrente de una brre13 de caJallrlt s
- 1548 shy
abajo se defiende al pie de la obra con pentildeascos sosshytenidos con estacas
Las barreras importantes se construyen de piedra o de cemento empezando por trazar el armazoacuten de la barrera Aprovechando la eacutepoca del arlO en que el riacuteo lleva poca agua se clavan a traveacutes una serie de soacutelidas estacas cushyyos extremos superiores delineuroan el perfil transversal de la barrera Estas estacas se unen entre siacute y en ambos senshytidos por medio de cruceros Entre elios se hincan tablones Terminada la armazoacuten se llenan los huecos con guijarros y piedras y lueacutego se rellenan los intersticios con grava y tierra La parte superior de la barrera se recubre con un thecho de carpinteriacutea o bien con losas que formen una esshypecie de embaldosado entre los cruceros
A fin de obtener una barrera maacutes fuerte se puede hashycer la siguiente variacioacuten Una vez terminada la armazoacuten se colocan apoyados conira los tab~ones sacos llenos de cemento que no tarda en f~aguar Estos sacos forman un muro muy resistente Se acaba de construiacuter la barrera lleshynando con cemento el interior limitado por el muro La cashyra superior se resguarda de la accioacuten del agua con un reshyvestimiento de mortero hidraacuteulico para el cual se puede emplear ladrillos
Las compuertas colocadas a la entrada del canal comshypletan el conjunto de las obras de derivacioacuten y sirven para llevor el agua de uno a otro canal
Hay considerable nuacutemero de modelos de compuertas desde las mayores que se aplican para cerrar los canales hasta las menores para abrir y cerrar las atarjeas En prinshycipio una compu9rta se compone de un quicio horizontal que ocupa el fondo del agua y dos montantes verticales ~obre los que se desliza el ventanillo enlazados por un dintel en el extremo superior El quicio y los montantes pueden ser de madera o de piedra El ventanillo es la parshyte movible de la compuerta y se acciona ya a mano ya por medio dG palanca o cremalera seguacuten el tamantildeo Las partes superior e inferior de las compuertas deben protegershyse contra las socavaciones por planchas de madera o por construccioacuten de mamposteriacutea
En suelos flojos se draga el fondo hasta encontrar roshy
-l549 - shy
shy________ -shy _ __ ___J
s lzaltln ue IIna compllfmiddotlla
ca o tierra firme y lueacutego se pone a traveacutes una hilera de
estacas sobre la cual descansa la compuerta a cada lado
de esta primera arma zoacuten se amontonan sacos de cemento
La3 figuras 6 y 7 rlt-presentan un modelo de compuerta
ordina ria Los figuras 8 y 9 representan la compuerta p e-
r~ 7 Planta de tilla (Olllplltmiddotrta
-shy 10
qUEntildea de hierro muy pr-aacutecti ca que se emplea para abrir y cerrO las atarjeas de riego La figura 9 indica claramenshyo
te coacutemo se mantiene fija esta compuerta por medio de dos grandes piedras indinadas que pueden sustituiacuterse por dos puntales de madera
En cuanto al canal de derivacioacuten tambieacuten llamado de alimentacioacuten se ceba en la corrient de agua un poco por
P t(JlUntildea compucrta para atarjta~ lit Jil~o
encima de la barrem Abierto o cerrado por una compuerta debe seguir en su trazado la parte superior del te rreno y presentar el mayor relieve posible Maacutes adelante hablar8shymas sobre eacutel
Evaluacioacuten del caudal de una corrienle- El caudal de una corriente de agua es igual al producto del aacuterea de io seccioacuten bantildeada por la veloc idad media por segundo del agua
r-iacute~ 9
l a middotolllpllrla dmiddot la fiiexcl 8 olorarla en la otnlrada d e 1 alarju
Es necesario obtener el perfil de la corriente en varios lugares y promediar los resultados Para obtener un periil se tiende una cuerda de una a otra orilla perpendicuarmiddot mente a la direccioacuten de la corriente y lo maacutes cerca posib~ de su superficie A distancias regulares sentildealadas en la cuerda se practican sondeos que dan la profundidad d e l
- 1551 shy
agua en cada una de las divisiones Obtenido el perfil con estos datos se sumaraacuten los trapecios parciales para obtAshyner el aacuterea de la seccioacuten dantildeada
La velocidad media de ~ agua se deduce de la velocishydad media en la superficie es igual al producto de eacutesta por el coeficiente 08 en los canales y riacuteos de dimensiones medianas y po 06887 en arroyos y atarjeas La velocidad en la superficie puede calcularse faacutecilmente de la siguienshyte manera A unos 3CJL-40 metros Daacutes arriba del paraje cuyo p3rfil se ha encontrado se echan unos cilindros de madera gruesa o corcho y con un cronoacutemetro se cuenta e l tiempo que gastan en recorrer la distancia comprendida enshytre el Jugar donde se echaron y olro previamente fijado 30-40 mIs maacutes abajo del lugar del perfil La operacioacuten debe repetirse varias veces y promediar los resultados
En vez de valerse del flotador para determinar la vsshylocidad de la corriente suelen emplearse los medidores de velocidad o corriente (Current Meter) Existen varios modeshylos de estos aparatos los maacutes usados son el de Haskell y
61 de Price En el modelo Price existen dos tipos el eleacutecshytrico y el acuacutestico Por se r estos aparatos suficientemente conocidos y venir acompantildeados de instrucciones para su uso no nos detenemos a explicarlos
Cuando el cauce es de seccioacuten bastante regular es preferible usar una compuerta para medir el caudal
Compuerta rectangular- De sus experimentos con esta clase de compuertas Francis dedujo la siguiente foacutermula
Q = 333 H (L - 02 H) siendo Q = descarga en pies cuacutebicos por segundo L = longitud de la compuerta 6n pies H = altura del agua sobre la compuerta en pies Cuando la velocidad de aproximacioacuten tiene un valor
suficientemente alto para afectar los resultados deben hushycerse las correcciones necesarias Francis propuso la sishyguiente foacutermula para este caso
Q = 333 (L - 02 H) [ (h HYh - h~h 1 donde h = allura debida a la velocidad de aproximacioacuten
Compuerta de Cippoletti- Las foacutermulas correspondienshytes a los dos casos mendonados para la compuerta regushylar son
Las figuras 10 y 11 representan la compuerta rectangushylar y la de Cippolstt i respectivamente
CAPITULO V
Uso de bombas para el riego
La praacutectico de elevar agua de un nivel inferior a otro superior para usarlo en el riego es sin duda tan antigua
1553 shy
como el riego mIsmo En China India y otros paiacuteses orienmiddot tales todaviacutea se acostumbra regar tiel ras maacutes ollas que los canales que conducen el agua elevaacutendola con potencio
bullhumana c animal unos pocos pies Naturalmenta que e~to
se puede efectuar soacuteo cuando la altura es moderada y el trabajo muy barato
Molinos de vienlo- La fuerza del vienio se empleoacute prishymitivamente para las necesidades del riego y auacuten hoy se usa frecwmtemente para elevar aguo de pozos para 103
necesidades domeacutesticas y para el riego de jardines y peshyquentildeos huertos Aunque la fuerza no represente gasto alshyguno el bombeo por medio de molinos de viento resulta en promedio maacutes costoso que cualquier otro meacutetodo excepshytuando aquellos que usan fuerza animal Esto se debe a la pequentildea potencia desarrol ~ada por estos aparatos la inshyconstancio del vie~to y la gran atencioacuten y reparacioacuten que exigen los molinos de viento Por estas razones el costo del bombeo por este sistema hace prohibitivo su empleo exshycepto para cultivos intensos de pequentildeos tarrenos donde se esperan grandes beneficios
Los molinos de viento se usan extensamente en el vashylle de San Joaquiacuten (California) y en los grandes llanos de las Montantildeas Rocosas para obtener agua para el riego El principal inconveniente de estos molinos es su insegushyridad pues su funcionamiento depende completamente de la fuerza del viento
A causa de esta inseguridad los molinos nunca deben usarse para regar sin proveerse de un estanque ampliO pashyra almacenar el agua Debe instalarse un recipiente de gran capacidad a fin de poder almacenar el agua durante los diacuteas que no se la usa para regar Este recipiente se puede obtener usando uno de los tanques elevados que suminisshytran los constructores de molinos de viento o si el molino se puede instalar en un punto alto de la hacienda se pueshyde excavar un estanque paro el almacenamiento
En promedio se necesita una velocidad del viento 5- 6 millas por hora para mover un molino La tabla siguiente da la fuerza del viento para las velocidades ordinarias
-1554
Velocidad del viento y potencia
Millas por Pie por Presioacuten Millas por Pies por Presioacuten
La tabla siguiente tomada de un trabajo de Mr A R Wolff sobre molinos de viento muestra la capacidad y
economiacutea de un molino experimental con rueda de distinshyto diaacutemetro asumiendo una velocidad promedio del vienshyto de 10 millas por hora durante ocho diarias
CAPACIDAD DE LOS MOLINOS DE VIENTO
Tamantildeo Rtvoluclunes Galones de agua levantados por minuto H P de la rueda de la rueda bull una altura de desarrollados
pie
25 50 75 100 150 200
ID no-u lB fjfj tiu 41 1112 l~ ij-HO t3 n u 11 8 8 1 O ~ I H iexclO-i 4bull 1 ~~ 6 ) -I ~ 1U 1 S -l 02- Hi ~I-iexclO ji -U JI (iexcl 1liacute JI 1 98 SO 0 11 18 10- (- 911 j2 2middot1-1 J1 J ) D I ~n 1 bull -40 1lfI UI 1 IO X l J ~ JI l I I O1X 2J W-li ~ 124 J01 0 111) 40 1 Hi3 ~H1 134
- 1555 shy
Al disentildear un molino de viento para bombear agua deben considerarse dos cosas El momento de torsioacuten y la velocidad de la rueda en relacioacuten con la de la bomba La primera debe ser lo maacutes gronde posible a fin de que el molino arranque con un viento suave la segunda no debe ser muy alta para las bombas en un molino pequentildeo ni demasiado baja para uno grande De lo anterior deducimos que el tamantildeo de un molino es un elemento importante en el arreglo de sus aspas
El aacutengulo entre cualquier porcioacuten de una aspa y el plano de la rueda se denomina aacutengulo del viento para obtener el mayor momento de torsioacuten al arranque este aacutenshygulo debe ser el complemento de los mejores aacutengulos de incidencia o entre 70deg- 55 Se ha Encontrado en la praacutecshytica que el aacutengulo del viento no alcanza estos valores sienshydo muy recomendable usar 43deg La tabla siguiente da los resultados de los experimentos de J A Griffith con cinco clases de molinos norteamericanos
CAPACIDAD Y EFICIENCIA
STOVER
Diaacutemetro exterior de la rueda pies 115 inferior 45
Area bruta de la rueda pies cuadrados 1040 Angulo del viento en la extremidad exterior de las aspas 43 Diaacutemetro y carrera de la bomba pulgadas 3 X 4 Altura promedio del agua durante el ensayo pies 292
A maacutexima eficiencia
Ve locidad del viento millas por hora 58 Velocidad del molino revoluciones por minuto 130 H P 0011 H P por 100 pies cuadrados de aacuterea bruta 0011 Eficiencia neta maacutexima tanto por ciento 87
-- J556 --shy
Promedio de 100 horas localidad bonancible
Promedio del agua elevada galones por hora 1530 Promedio de los H P desarrollados por l 00 pies~ 0022
0023 Eficiencia neta maacutexima 21
Promedio de 100 horas localidad borrascosa
Promedio del agua elevada galones por hora 2870 Promedio de los H P desarrollados por 100 pies~ 0041
0043 Eficiencia neta maacutexima 028
De varios molinos
Parkins ~fthoue Allhouse Carlyle
16 1416 1016 983 60 45 383 416
2010 1570 81 800 36 30 5028u
3 X lOyiexcl 3 X 10 3 X 4 58 3 X 4 liquest 39 663 387 307
---shyMaacutequinas de combustioacuten interna- Las maacutequinas moshy
de rnas de combuslioacuten interna de gas y vapor no soacutelo con-sum e 1 pJCo combustible sino que son adaptabI8s unishydades pequentildeas ademaacutes req u ieren poca vigilancia para un buen manejo y las reparaciones se efectuacutean faacutecilmenshyte Estas ve1 tajas importantes hcn heclo generalizar el uso de esta clase de maacutequinas
Maacutequinas de vapor- A lgunas de la s maacutes grandes planshytas d2 bombas para riego usan el vapor como fuerza moshyIriz En las islas Hawai se emplean grandes bombas moshyvida s por vapor para e levar agua a 550 pies y regar cantildea de azuacutear Grandes plantas a vapor se emplean para eleshyvar grandes can tidades de agua a pequentildeas alturas y reshygar las plan taciones de arroz en Louisiana (EE UU ) Las grandes plantas usan la maacutequina reciacuteproca y la bomba directamente conectada En algunos casos se puede obteshyner mayoiexcl- eficiencia usando turbinas de vapor las que por su alta velocidad S9 prestan para mover generadores eleacutecshytricos los cuales a su vez pueden suplir corriente a bombas instaladas en dist intos pun tos Es te meacutetodo de distribucioacuten es especia lmen te venta joso cuando el agua se obtiene de muchos pozos El costo de esta clase de plantas estaacute geneshyralmente fuera del alcance individual y por esto la mayoshyriacutea de ellas son manejadas por grandes compantildeiacuteas o por Jos municipalidades
Bombas- La bomba centriacutefuga es la maacutes usada para regar
La bomba centriacutefuga eleva el agua por medio de un disco provisto de cuchillas curvas que giran raacutepidamente dentro de una caacutemara que se ajusta lo maacutes posible dejanshydo el juego necesario para el movimiento raacutepido Las cushychillas fuerzan el agua a traveacutes del tubo de salida Algunas veces se sumergen dentro del agua que va a bombearse
-- 1558-shy
o se colocan unos pocos p ies encima del n ivel del agu a
en cuy o caso se necesita cebarlas
La bomba centriacute fuga es la maacutes recomendable cuando
se tr Ita de elevar grandes cantidades de agua a pequentildeas
a lturas Sus principales ven tajas son sencillez seguridad
bajo cos to y poca probabilidad de dantildeo por c ieno etc
Cuando hcm sido biEn d isentildeadas acanzan eficiencias de
maacutes de 80 para altu ras de 30- 60 pies Las peacuterdidas a
la entrada del tubo de succioacuten yola sal ida del de desshy
carga se d isminuyen grandemente ensanchaacutendolos progreshy
sivamente al salir de la bomba
El profesor W B Gregory da la siguiente tabla para
ilustrar la ventaja qu e se obtiene al ensanchar los tubos
de succioacuten y descarga
BOMBA CENTRIFUGA - ALTURA DE ELEVACION 5 PIES
Peacuterdida de Peacuterdid a de Pda por fr ic-Forma del tubo altura a la altura bull la cioacute usando Altura Bnfic~
a 3 028 031 024 583 240 291 a 4 009 0 10 02 4 543 280 340
----shyAriete hidraacuteulico- Es ta maacutequina usa un gran v o lumen
de agua que cae de una pequentildea altura para elevar una
cantidad menor de agua a una altura mayor
En este aparato un tubo A conduce el agua a la caja
de la vaacutelvu la B ~ l tubo estaacute en comun icacioacuten con la caacuteshy
mara de a ire C de la cual arra nra e l tubo de descarga D
La vaacutelvula B s(~ abi e hacia abajo y se hace de un peso
tal que permanezca abierta cuando el agua circule a veshy
locidad moderada pero se c ierre raacutepidamente cuando la
velocidad del agua a lcance un valor determinado Cuando
la vaacute~vula se cierra el agu a se detiene suacutebitamente proshy
duciendo un golpe de ariete que abre la vaacutelvula de la caacuteshy
mara de aire comprimiendo eacuteste y haciendo pasar una
parte d e eacutel al tubo de descarga Cuando se iguala la preshy
-- 1)59-shy
sioacuten la vaacutelvula de la caacutemara de aire se cierra pero el flujo en el tubo D continuacutea durante un periacuteodo corto a caushysa de la expansioacuten del aire comprimido en la caacutemara C Como el aire de esta caacutemara es absorbido gradualmente y expulsado por el agua debe proveerse para su renuevo pues de otra manera la elici-encia del ariete disminuiriacutea Cuando el agua en el tubo A estaacute detenida la vaacutelvula B cae el agua empieza a moverse y el proceso se repite
El flujo de un ariete hidraacuteulico es pues una serie de pulsaciones y a cada impuso debe vampncerse la inercia de la columna de agua que se encuentra en el tubo D Si dos arietes se conectan en el mismo tubo de descarga pero de tal manera que sus pulsaciores no coincidan la descarga seraacute maacutes continua y se economizaraacute energiacutea estas ventashyjas se obtienen en mayor escala al aumentar el nuacutemero de arietes conectados Veacutease fig 12
i)
rs 2 l iacute
llUSlraciuacuten dd prin cipill dd ik hiJraacuteulicu
CAPITULO VI
Canales y alarieas de riego
Cualquiera que sea el meacutetodo de riego que se haya esshycogido su praacutectica requiere cierto nuacutemero de canales y atarieas Vamos a definir estos canales y atarjeas y a inshydicar las principales consideraciones que rigen su consshytruccioacuten
Todo riego supone una presa de agua en un canal riacuteo etc Esta agua por medio de un canal de derivacioacuten se
--1560shy- -
lleva a los regadiacuteos De cua lquier forma que sea en eacutel o en sus ra mificac iones na cen y se alimen ton zan jas de meshynores dimensiones llamadas atarjeas de distribucioacuten las cuales llevan el agua a las atarieas de riego
Como todo riego debe ir acompantildeado de una desecashycioacuten del suelo es necesario construIacuter atarjeas de desaguumle que lleven el agua usada a los canales de evacuacioacuten En ciertos casos las atarjeas de riego una vez vaciacutea s sirshyven para el desaguumle
Seccioacuten de los canales y de las atarieas- Los canale s de a limentacioacuten de distribucioacuten y de evacuacioacuten tienen seccioacuten trapezoidal (Fig 13) Las otarjeas de riego y de desshyaguumle son rectangulares (Fig 14) Soacutelo miden 5-15 ctms de profundidad
Un canal de riego se com pone de las siguientes parshytes (ver lig 13)
El fondo D F sobre e l cual fl uye e l agua
-1561
La altura O E = h del egua Las banquetas A B H 1 que sostienen el agua por cashy
da lado Los taludes formados por las caras laterales B D F H El periacutemetro mojado P o la lopgitud e D + D F + F G La seccioacuten uacutetil S del canal eo la superficie que tiene
por base G C y D F y por a~ tura O E El radio medkl R es igual a S P La pendiente de Jos taludes m se determina por la
relacioacuten G Kj F K
Pendiente de los taludes de los canales y de las aacutetarshyjeas principales- Las pendientes de los taludes dependen de la natura leza del terreno Hus ta 15 ctms de profundidad son verticales Pasando de esta profundidad y para atarjeas abiertas en desfonde se dan las siguientes pendien tes
Roca m l O Arcilla pura m 1 033 = 303 Tierra arcillosa m 1 05 200 Tierra arenosa m 1 15 = 066
Para Jos taluds de fosos cmstruiacutedos en terrapleacuten
Arcilla pura m 1 05 = 200 Tierra arcillosa m 1 075 = 133 Tierra arenosa m 1 225 = 044
Para el mismo terreno si m es la inclinacioacuten del tashylud en desfonde 10 inclinacioacuten m del talud de terrapleacuten es igual a
2 3 m 1 1
- +shym 2m
Pendiente de los canales--Cuanto maacutes fuerte es la penshydiente maacutes se puede reducir la seccioacuten de un canal para la misma descarga Conviene pues construiacuterlos con la mashyyor pendiente a fin de disminuiacuter los trabaj os de excavacioacuten Por otra parte hay que considerar que una pendiente fuershy
-- 1562 -shy
te disminuye por la raduccioacuten de seccJOn la superficie de contacto y por consiguiente la filtracioacuten Ademaacutes la veloshycidad del agua no debe pasar de determinados valores seguacuten el terreno pues produciriacutea erosiones en las paredes
Velocidades de las que no conviene exceder en los diferentes terrenos
Velocidad limite Pendlent
por segundo por kmt
Arcillas blandas 0152 mts 0045 mts
Arenas 0305 0136
Gravas 0609 0433
Guijarros 0914 0570
Piedras en grandes fragmentos 1220 1509
Guijarros aglomerados 1520 211 S
Rocas blandas 1830 2786
Rocas duras 3050 7342
Tambieacuten existe un liacutemite inferior de velocidad que no se debe traspasar pues se forman depoacutesitos que destruyen
los cauces Los depoacutesitos principian a formarse por debajo de una
velocidad media de 025 mts por segundo en corrientes de agua fangosa 030 cargada de
arena fina 050 mts por segundo en corrientes de agua cargada de
arena gruesa Por consiguiente la velocidad no bajaraacute de 050-080
mts en el canal principal a fin de que no se deposite la arena gruesa
No deberaacute ser inferior a 025- 040 mts en los canashyles de distribucioacuten para que en ellos se deposite la areshyna gruesa que si llegara a las atarieas de riego podriacutea ser perjudicial Como estos canales no se usan continuashymente seraacute faacutecil quitar los depoacutesitos asiacute formados
Canal de conduccioacuten- La pendiente de eacuteste depende
- 1563 shy
oel nivel de la presa de agua y de la altura de la parte maacutes alta que deba regarse
Generalmente su pendiente variacutea de 00007-00014 mts por m La velocidad no excede de 080 mts por segundo La seccioacuten es trapezoidal y debe ir disminuyendo a medishyda que el canal avanza como que tiene que servir a meshynor extensioacuten
Este canal debe estar dispuesto de tal forma que en su punto de unioacuten con el riacuteo quede su nivel maacutes baio que el quicio de la presa a fin de poder instalar un aparato de afor Siempre debe estar provisto de una compuerta de modo que sea faacutecil impedir o regular la entrada dol agua para poder efectuar reparaciones o prevenir una crecida de la corrien te alimentadora
A fin de evitar la erosioacuten conviene lapizar con ceacutesped las paredes laterales y el fondo
Atarieas de distribucioacuten- Deriacutevanse del canal de conshyduccioacuten y llevan el agua a las atarieas de riego Son casi horizontales con pendientes de 0001-0015 mts por m La velocidad del agua no debe ser inferior a 025-040 mts
Se ponen en comunicacioacuten con las atarieas de riego por medio de un tubo de aiiacuteareriacutea o de una caia rectangushylar de madera Esta abertura debe poderse cerrar con una compuerta
Atarieas de riego- E1 general deben ser tan poco proshyfundas como sea posible Con frecuencia se les da un pershyiexcljI rectangular En la unioacuten con las atcrieas de distribucioacuten pueden tener de 30- 35 clms de anche para lueacutego ir disshymi1uye1do
El fondo e3 generalmente horizontal y sus bordes esshytaacuten ligeramente inclinados seguacuten lo direccioacuten de la corrienshyte y se aproximan a medida quo se aleian de las atarieas de distribucioacuten
Atarieas de desaguumle--Las atarieas de desaguumle recogen las agu)s despueacutes de regar y la3 llevan a los canales de evacuacioacuten Son doblemente uacutetiles pues secan el suelo y
permiten volver a usar las aguas para el riego de nuevas extensiones
- 1564shy
Los bordes estaacuten cortados verticalmente Su anchura ordinariamente es de O l5- --030 mts
Canales de evacuacioacuten- El ca nal de evacuacioacuten recishybe el agua de los desaguumles y la conduce al riacuteo o a regar otras tierras Debe ocupa r lo parte maacutes baja del terreno Debe tener una seccioacuten suficiente para el agua que recibe Tiene forma trapezoida Sus paredes deben protegerse conshytra el desgaste por medio de ceacutesped
Caacutelculo de las dimensiones de los canales y de las atarjeas principales- Hemos dicho que la seccioacuten de los canales y atarjeas principales es trapezoidal La seCClOn de las secundarias es triangular o rectangular Generalmenshyte no S9 ca~culan Es necesario determinar lo maacutes exactashymente posible las dimen5iones de los canales y atorjeas principales Las foacutermulas emp16cdas dan resultados aproxishymados que la experiencia modifica A continuacioacuten damos las foacutermulas de Darcy perfecc ionadas por M Bazin
ConsideremQs la seccioacuten re presentada en la fig 13 Y llamemos
1 D F = longitud del fondo
h O E = la altura
S aacuterea de la seccioacuten
U velocidad mediacutea del agua velocidad media en la superficie X 080
Q = descarga
I = la pendi2nte
P periacutemetro moiado
R = radio medio
Estas cantidades estaacuten relacionadas de la siguiente mashynera
(1) R I = b U~ oacute U = C RT(2)
(3) Q = S U Oacute Q = S C rRI (4)
C = 1 b es un coeficiente que depende de la rugoshysidad de las paredes del canal M Bazin ha expresado su valor asiacute
1565 - shy
87
C = 1 Vb = - ---- + tiacute
VR ltiacute tiene los siguientes valores
Paredes muy lisas (cemento madera lisa) tiacute = 006 Paredes lisas (taba ladrillo) tiacute = 016
poco lisas de mamposteriacutea tiacute = 046 de naturaleza mixta Ciacute = 085
Canales de tierra en condicion3s ordinarias tiacute 130 Canales de tierra con resistencia excepcional tiacute = 175
Maacutes adelante daremos los valores del coeficiente C en funcioacuten del radio R y los valores del coeficiente o de la loacutermua (l) corre3pondientes a los valores dAl coeficiente
C = 1 vT-
Ganguillet y Kulter adoptan tambieacuten la foacutermula
u C RTpero daacutendole a C el siguiente valor
O 00155
23 + + n
C 000155
1+ 23 + --- n
( ) V R
El nuacutemero n variacutea con la naturaleza de las paredAS y tiene los siguientes valores
n ln Paredes muy uniformes ceuromento madera
cepillada 0010 100 Paredes linos piedra tallada ladriilos 0013 77 Paredes poso uniformes 0017 58 Paredes rugosas piedras en bruto 0020 50 Paredes de tierra 0025 40 Paredes de grava 0030 33 Paredes irregulares de grava y mal cuidadas 0035 29 Paredes muy irregulares 0040 35
- 1566 shy
Las dJmensiones de los canal83 deben 118nar otras conshydiciones que determinan las foacutermulas anteriores
En primer lugar la tangente trigonomeacutetrica m queda determinada por la naturaleza del terreno Luego si circunsshytancias especiales no exigen la adopcioacuten de una profundishydad conviene dadas 1 y m dar a la seccioacuten la forma que corresponda a la maacutexima descarga por unidad de aacuterea de ella Esta seraacute evidentemente la seccioacuten maacutes econoacuteshymica De la foacutermula (3) Q = S U deducimos que para una superliacutecie dada S la descarga Q es maacutexima con U POI
consiguiente para una pendiente dada y teniendo en cuen shyta la foacutermula (2) U = e VRT con R o tambieacuten pll8sto que R = S P cuando P es miacutenimo
D8 la Hg 14 deducimos que
(5) S h (1 + h m)
(6) P + 2 h m V1 + m~ (6) P = I + 2 hmv 1 + m~
S h ( I + hm) (7) R
P + 2 hm 1 + m~ y por caacutelculo deducimos que P es miacutenimo cuando
h + V I + m~ (8)
2 ro
En este caso los lados B D H F D F son tangentes a Jo circunferencia descrita desde O como centro y con h como radio
Si sustiacutetuIacutemos en (7) 1 por su valor sacado de (8) obshytendremos
2 m h h ( + hm)
+ VI + m (9) R +
2 mh 2h V 1 + m~
+ ml+vl+ m~
- 1567 shy
--- -
1+ iexcl-1 + rn~ ]iexcl 2 = X
rn 4
es decir el radio medio es igual a la mitad de lu profunshydidad del agua
La relacioacuten h 1 que determina la seccioacuten oacuteptima soacuteshylo depeeacutelde para S e 1 dados del valor m El valor de h 1 en (8) permite calcular faacutecilmente h y 1 conociendo S y m Reempazando 1 por su valor en funcioacuten de h en la ecuashyc ioacuten (5) 1endremos
(lO) S =
( h
2 m h
1 + 1 1 + m~ h+-111
)
h~ 2 l 1-+ m~ -----shy 1
m
mS lh
11 J J h = ( 2 V 1 + m - 1 )
Seguacuten esto S2 ve que cuanio maacutes se acerquen los taludes del canal a la vertical mayor es h y por consiguienshyte R Conviene adoptar para R el mayor valor posible pues asiacute no disminuye la anchura del canal de pendiente dada 1 y se aumenta la velocidad media d el agua que es proshyporcional a R
Cuando las circunstancias obligan la adopcioacuten de una profundidad determinada la ecuacioacuten S = h (l + h m) soacutelo contiene la incoacutegnita 1
Empleo de las foacutermulas uso de las tablas ejemplos middotnumeacutericos--Los problsmas que se presentan maacutes frecuenshytemente son
I- Conocida la seccioacuten transversal de un canal y su pendiente calcular su descarga
JI- Conocido el rendimiento del canal y su pendiente
- 1571 shy
calcular las dimensiones que debe tener su seccioacuten transshyversal y la velocidad media del agua
CASO iexcl- Se a plican las siguientes foacutermulas
h (1 + h m) (S) S = h (1 + h m) (7) R
1 + 2 h 1 + m~
m
y lueacutego
(2) U = C m 1)Y2 (1) Q _ S C (R 1) 1j~
La foacutermula (S) ncs do e l aacuterea la (1) el radio medio pues h I Y 111 SO1 conocidos Las foacutermulas (2 y 4) permiten ca lcular U y Q
EJEMPLO Calcular el rendimie llto de un canal de ti eshyITU sabiendo que 1 = lmts h = 121 1 = 00002 y la inclinacioacuten de los taludes es 45
La aplicacioacuten de las foacutermulas (5 y 7) nos da
S = 2867 mts~ y R = 060 mts
El valor de C seguacuten la tabla de Bazin es 325 y seguacuten la de Kutte r 35 Tomamos e l promedio de estos dos valoshyres o sea 3375
Aplicando las foacutermulas (4 y 2) obtendremos
Q = 098 mts y U 037 mts
CASO II- Si existen circunstancias que obliguen a adopshytar una profundidad determinada se aplicaraacuten las foacutermushylas de la seccioacuten maacutes ventajosa es decir las foacutermulas sishyguientes bull
Q~m S (9) h b U~ b - shy~ (1 + m~ )11 ) = 2 R (l) R I
12 - 1) S~
Se principiaraacute por adoptar para b un valor provisional y para escogerlo seguacuten el rendimiento se evaluaraacute el vashylor posible de R y por consiguiente el de C seguacuten la tashybla de Bazin La tabla de los valores de b daraacute un valor que se adoptaraacute provisionalmente Una vez hallado el vashy
- 1572 shy
lar da R se rectificaraacute e l de b Se volveraacute a calcular R y
se continuaraacuten estas aproximaciones hasta que se encuenshytren para C y b valores que no difieran sensiblemente de Jos anteriores La ecuacioacuten (1) contendraacute R elevada a la quinta potencia y deberaacute resolverse por logaritmos
EJEMPLO Un canal debe tener un rendimiento de 2 lIltS de agua por segundo con una pendiente de 00002 por mts Cuaacutel debe ser su perfil transversal en la tierra con taludes inclinados 45
Supongamos R = 1 mt entonces seguacuten la tabla d e Bozin C = 378 y seguacuten lo de Kutte r C = 40 Toma mos 81 pro lllcd io C = 389 Para b obtenemos 000066
In
Lu IOacuteI JI1 U 111 (0) du x
Pero s iendo m 1 sacamos
m 0547
y obte ndremos 4R~ S 4W
0547
Lo foacutermula (1) nos da
R X 00002 000066 4
S~
R S~ 132
y sustituyendo S po~ su valor
16 R
(0547F 132 R 075
Seguacuten las tablas de Bazin y Kutter los valores respecshytivos de C pondiente de b tend
son de b remos
348 es
y 00
37 Adoptamos 0077 Sustituyendo
359 este
el valor nuevo
corresshyvalor
- shy 1573 shy
4 4 R~ 0547 S TI X 00002 000077 (
s~
R = 075
Lo vola re s d~ e y de b no difieren sonsibloTrl ento de los que acabamos de adoptar Tomaremos pues para TI el va le r 076 mis entoncos h = 152
4 (076 )~
S 442 Jll l s ~
0547
Q 2
u 047 mts S 422
La foacutermula (8) permite dete rmina r l
2 m h 2 X 152 126 y e l problema
1 + ( + m~)Y2 1 + (2)1
queda resuelto Pero puede ocurrir que por circunstancias especiales no
se pueda adoptar el perfil maacutes econoacutemico Entonces se coshynoc 3 la profundidad h o la anchura 1 por lo tanto
S = h (1 + h m)
Q2
R 1 b --- en que R estaacute expresado en funcioacuten S2
de h y de I y permitiraacute hallar por tanteo h o I y S Supongamos que por causa de la existencia de un submiddot
suelo rocoso la profundidad del canal no debe exceder de un mI y que la descmga sea de 2 mts pOI segundo y la pendiente 00002
Procederemos asiacute
Puesto que h 9S a lo sumo igual Q 1 mI el radio meshydio puede evaluarse en 050 mts Las tablas dan para e 306 y 34 adoptamos 32 y entonces b = 000098
1574
Q2
De la ecuacioacuten R I b --- deducimos S2
000098 X 4 S~ 392 S 625
050 X 00002
La foacutermula S = h (l + h m) da 525
La foacutermula (6) nos da P = 807
s 625 R 077 mts
P 807
Se partiraacute de este nuevo valor de R para repetir los caacutelculos
Las tablas dan para R = 077 mts C = 35 y 37 Adoptamos C = 36 entonces b = 000077
Tenemos
000077 X 4 S 40 S 632 1 532
077 X 00002
P 814 Y R = 077
Adoptaremos para el perfil de este canal de 2 mts de descarga por segundo
1 = 532 h = 1 mI R = 077
La velocidad media del agua seraacute
u = Q S = 2 632 = 031 mts
CAPITULO VII
Sistemas de rieqo
Hay muchos procedimientos de riego seguacuten la naturashyleza del terreno su pendiente los cultivos o la cantidad de agua de que se dispone
- 1575 shy
A continuacioacuten describiremos los siguientes sistemas Por sumersioacuten por filtracioacuten por desbordamiento
El riego por sumersioacuten se dIvide en tres meacutetodos el ri ego por filtracioacuten en dos y el por desbordamiento tambieacuten en dos De todos eros hablaremos separadamente
Riego por sumersioacuten
El sistema d3 riego por sumersioacuten llamado tambieacuten en manta consiste en cubrir el suelo con una capa de agua que permanece sobre eacutel un tiempo maacutes o menos largo
Generalmente requiere que el terreno sea sensiblemenshyte horizontal de pendiente suave 2 0 00 a lo sumo y que no sea impermeable La superficie regable se rodea de peshyquentildeos diques Si la pendiente fuese fuerte habriacutean de ser a l tos y emplear maacutes agua con lo que se perderiacutea la prinshycipal ventaja de este sistema que es su sencillez y ecoshyncmiacutea
Este procedimiento es uno de los mejores para el rieshygo de praderas cuya pendiente sea de 1-15 mmts por metro Comprende tres meacutetodos distintos
IO-La sumersioacuten naturcl que resulta del desbordashymiento espontaacuteneo de una corriente de agua o de la inunshydacioacuten artificial proveniente del levantamiento de las aguas
29- La sumersioacuten artificial 5encilla en que las aguas permanecen estanadas mientras dura el riego
3y- La sumersioacutell atificial con cJrculacioacuten continuiexcl en que el agua ircula suavemente por la superficie del terreno sumergido
Cuando se riaga con aguas que acarrean limos y areshynas estos materiales generalmente corgados de materias fertili~antes se depositan sobre el suelo Entonces el riego por sumersioacuten va acompantildeado del erdorquinamiento
Sumersioacuten natural- Muchos terrenos estaacuten expuestos a las crecidas de las corrientes de agua que los atraviesan Esta sumersioacuten natural es fuente de grandes riquezas Tashyles s)n Egipto y las pompos de la imeacuterica del Sur En Francia grandes extensiones de ter reno deben su fertilidad a riegos perioacutedicos de esto naturaleza
Las condiciones esenciales de estos sumersiones natushy
1576 shy
rales son pendientes longitudinales muy suaves (040- 045
mts por kmt como promedio) y pendientes transversales
bastante aceurontuadus para que las aguas de las crecidas
vuelvan faacutecilmente a su cauce primitivo
Sumersioacuten artificial sencilla- Exige un suelo de poca
pendiente que no exceda de 2 0 00 a menos de restringir
mucho ia extensioacuten dE las parcelas sumergidas
Si la pendiente fuese fuerte no se depositariacutean los seshy
dimentos perdiendo asiacute este meacutetodo su principal ventaja
Ademaacutes se correriacutea el riesgo de que las aguas arrastraran
la tierra vegetal Finalmente seriacutea necesario que las cuenshycas sumergidas estuvieran rodeadas de diques muy altos
lo que hariacutea perder las ventajas econoacutemicas de este sisshy
tema
Consiste en sumergir el suelo bajo una capa de detershy
minado espesor durante un periacuteodo de tiempo variable
El terreno se divide en compartimientos regulares roshy
deados dE pequentildeos diques que retienen el agua
Generalmente las aguas despueacutes de regar un comparshy
timiento superior pasan a regar uno inferior
Los compartimientos tienen extensioacuten variable En geneshy
ral no exceden de 10-30 aacutereas Se les puede dar una anshychura de 50 mts y una longitud variable seguacuten la pendienshy
te del terreno Los diques que los rodean exceden en todas
partes a 25 ctms al nivel del agua
La altura media del agua sobre la superficie del sueshy
lo es de 15 ctms En el punto maacutes alto del nivel del agua
25 ctms
En el centro de cada compartimiento y en sentido de su longitud se abre una atarjea g (lig 15) que sirve a la
vez de conduccioacuten y desecamiento
A este objeto puede ir acompantildeado de pequentildeas a tarshy
jeas h En el origen y en la extremidad de cada compartishy
miento la atarjea g lleva una en trada de madera con comshy
puerta para retener el agua o dejarla pasar
La atarjea g debe tener una pendiente aproximada de
0001 mts mL La anchura en el fondo y su profundidad
dependen de la superficie del compartimiento y de la cantishydad de agua que conduciraacute
--1577-shy
La fig 15 denota la subdivisioacuten del terreno en cuatro recipientes que forman otros tantos saetines cuya longitud depende de la pendiente del terreno
Es preciso que el nivel del agua en el segundo comparshytimiento sea inferigtr de 1- 2 ctms al fondo de la atariea g del primero Asiacute se logra que el agua pase del primero al SEgundo compartimiento
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Hiego por ~lIhm(~r~ ioacuten Planta ltle unn in~tala(- i(ln de cuatro C(Jlllparlimi-(-middotnto~
Ventajas e inconvenientes de este sistema- Permite reshygar superficies de poca pendiente con ca1tidades de agua demasiado pequentildeas para utiliza ras de otro modo Transshyforma en tierras feacutertiles suelos mediocres siempre que no sean impermeables y que las aguas contengan limos carshygados de principios nutritivos Su instalacioacuten y vigilancia son sencillas y baratas
En suelos impermeables da malos resultados Rara vez se puede aplicar en el momento de la vegetacioacuten y mientras dura impide la aireacioacuten del suelo
- - 1578 - shy
El riego por sumersioacuten se emplea principalmpnte en el cultivo del arroz
Riego de los arrozales- EI arrozal ha de estar compleshytamente cubierto por el agua pero sin quedar estancada sino circulando con muy poca velocidad Sin agua no gershyminariacutea la semilla y en cambio si quedara estancada enshyfermaria 0 planta y podriacutea ser causa de una epidemia pashyluacutedica en la regioacuten
El terreno destinado al cultivo del arroz ha de ser enshyteramente llano y con la pendiente necesaria para la lenshyta circulacioacuten del agua El campo se divide en parcelas delimitadas por pequentildeos diques de tierra
Unas como B (Fig 16) estaacuten trazadas longitudinalmenshyte en el sentido de las labores y del movimiento del agua al paso que otras la sentildealadas con la letra e van en dishyreccioacuten perpendicular a las primeras
Una vez construIacutedos los diques se da el agua a las parce las D y J de modo que la capa liacutequida tenga unos 12 ctms de espesor Hecho 6stO se practican en el dique inmediatamente infel ior unas abe rturas E de 20- 30 ctms
de ancho por donde flushyye el agua a las parceshylas inferiores Asiacute se conshytinuacutea hasta regar todo el arrozal El agua se reshycoge en la atariea d e desaguumle A
El consumo de a g ua se calcula en 24 Its por segundo y por hec taacuterea
Sumersioacuten artificial con derrame continuo--Cuanshydo se dispone de gran can tidad de agua la cirshyculacioacuten puede ser conshytinua sin alterar las disshyposiciones precedentegt
El agua de riego desshypueacutes de alcanzar el nishy
ni~po s i c i(lfl dI un arrozal divirl gtln ( 1
lahla~ n -lIadriluacutel erus L ri ego
- - 1579-shy
vel normal en el compartimiento regado pasa lentamente al inferior y se reemplaza con nueva agua Este procedishymiento priva menos del aire a las plantas que e l estallCU miento permanente
El movimiento d8 las aguas se regula dE-~ tal manera que la can tidad siexclJida por la parte inferior sea igual a Jo que Gntra por la superior De 83t8 modo se llega raacutepidashymente a resultados excelentes
Conviene enviar agua nueva o los compartimientos inshyferiores disponiendo alrededor del cqmpo un canal de cirshycunvalacioacuten El agua debe vaciar por encima de las comshypuertas a fin ds qU8 no arrastre los sedimentos En general los compartimientos tienen dimensiones mayores que los de sumersioacuten sencilla Si la pendiente es muy fuerte conviene disponer oblicuamente diques interiores que impidan la erosioacuten del suelo Los diques que bordean las parcelas tieshynen aproximadaments 150 mts de ancho en la corona y un nivel de 30- 40 ctms sobre el de las aguas
Rieqo por filtracioacuten
Este sistema comprende dos subdivisiones
19 Por filtracioacuten del aqua en el suelo por atarieas proshyfundas- Es un procsdimiento muy imperfecto desde el punshyto de vista d3 los resultados pero muy sencillo y econoacuteshymico Em p lea las zanjas excavadas en los terrenos para sanearlos
Esencialmente consiste en cerrar las compuertas que regulan los diferentes canales de desecamiento El agua de lluvia etc fluye asiacute poco a poco pgtr estos canales y si el suelo es permeable lo humedece al atravesar las pareshydes laterales de e llos pudiendo llegar por capilaridad hasshyta las raiacuteces
Este procedimiento soacutelo es practicable cuando el terreshyno es bastante permeable y de poca pendiente En suelos poco permeabls los resulta dos no son satisfactorios el agua fluye bien por los cana ~ es pero no logra humedecer la tierra
La lig 17 muestra la disposicioacuten de los canales a a b b y Ja de la compuerta d que cuando estaacute cerrada deshy
- 1580
termina el retroceso del agua que se va elevando en los canales y penetra en el suelo Abriendo jo compuerta se inicia la salida del agua y consecuentemente el desecashymien~o del terreno
A~~J~~Mitrbt~Ir~~M~~1 B
F~( 11 J)i sposieiHl para htlnHd e(~e r IIn 1IITfJ1U drenadu al ail
J i~ Hi middotiexclo po fiJI radmiddotn
29 Filtracioacuten del agua por atarieas abiertas superficiales - middot-Este meacutetodo se aplica sobre todo a Jos tierras labradas y
entre otros a 103 cultivos hortiacutec81as Difiere esencialmente del anterior en que las atarieas estaacuten mucho maacutes proacutexishymas en que son superficiales y el agua penetra en el sueshylo y en el subsuelo p8r las paredes y por el fondo
El agua circula por atarieas paralelas que limitan las parcelas de los cultives No debe tocar ni las hoias ni los tedios Por esta razoacuten se emplea e l agua de cloacas para los cultivos hortelanos Como no se ponen en contacto con as hoias ni con los tallos no pueden contaminar esta parshyte comestible de los vegatales Sin embargo uacuteltimamente se ha dicho que las aguas de cloacas contaminan las parshytes aeacutereas de las hortalizas con geacutermenes nocivos y se ha prohibido su empleo para el cultivo de las hortalizas que se toman sin coccioacuten
Este meacutetodo es tanto maacutes eficaz cuanto maacutes proacuteximas
1581 shy
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ni ego por 5-lIrc()~ Di ~pn ~ iciiexclm de la~ atalj pa~
esteacuten las zanias que se trazan con el arado y estaacuten seshy
paradas unos 060- 080 mts La lig 18 indico la disposicioacuten del suelo La liacutenea a b
representa el canal de conduccioacuten a c el canal de riego del campo d designan los surcos que no terminan en el canal a c La limpieza que necesita el funcionamiento del sistema deteriora pronto este canal Debe construiacuterse una atari ea auxiliar e f comunicada con el canal a c por meshy
_-1582 - shy
dio de pequentildeos cortes g Este canal auxiliar se abre con el arado y se termina cuidadosamente con la pala Es anshycho y tiene una profundidad de unos la ctms
Riego por desbordamiento
Puede efectuarse de las maneras siguientes con reshygueras de nivel y planos inclinados que describiremos sucesivamente
A shy Por regueras de nivel Fundamentoshy EI terreno a regar estaacute surcado por regueras horizontales de desbordashymiento en que el agua rebosa el borde inferior y se exshytiende en forma de laacutemina continua
Pendiente del terrenoshy No debe ser excesivamente peshyquentildea pues entonces la circulacioacuten de la laacutemina de agua se efectuariacutea defectuosamente se admite como necesaria una pendiente de 3 Si 0 pendiente fuere excesiva en vez de una laacutemina continua se formariacutea una serie de arroshyyos que socavariacutean el terreno este peligro debe evitarse haciendo las regueras suficientemente proacuteximas
Descripcioacuten y funcionatnientoshy Las regueras de reparshyticioacuten se trazan en la direccioacuten aproximada de las liacuteneas de maacutexima pendiente fig 19 Si se interrumpe una regueshyra de distribucioacuten remansando el agua eacutesta entraraacute en la reguera de nivel inmediata anterior la cual se llenaraacute y desbordaraacute invadiendo el terreno el exceso se recogeraacute en el colector inmediato inferior el cual lo transportaraacute al canal de desaguumle
b middotmiddot l~vcro diexclhi Clon
rig 9
Alimentacioacuten de regueras sucesivas por una misma tomashy En vez de recoger las aguas sobrantes de una reshyguera directamente en un colector se recogen en otra reshyguera la cual una vez desbordada las deja pasar a otra y asiacute a varias no pasando de 4 oacute 5 seguacuten el caudal de
-1583 -
agua de que se disponga Parece que asiacute pudiera hacerse extensivo a todo el campo con una sola toma superior en la reguera de reparticioacuten pero no debe olvidarse que el agua que llegase a las regueras inferiores estariacutea escasa en oxiacutegeno y principios fertilizantes Esta es la razoacuten de las tomas sucesivas
Perfil longitudinal de las reguerasshy En la praacutectica no
iexcliexcl~f o UI a
I iquest
____ ~i~ I 0
I L middot ___ --shy
I D--1 t~uHO c o tor
- I 001 I 00 I
I 0 bull ___ J
-shy ---_ -i
_~_-o---J
Uig 19) Riego por curvas de nivel
debe d6rseles una pendiente superior al 0003 intercalando cascadas si fuere preciso esto se refiere a las regueras de reparticioacuten Las regueras de distribucioacuten deben ser perfecshytamente horizontales
Seccioacuten transversal de las reguerasshy Las regueras de nivel deben ser poco proundas a fin de disminuiacuter la preshysioacuten del agua y por tanto su infiltracioacuten Es aconsejable
- 1584 -
UllO anchura de 20 ctms con una profundidad no mayor
de S clms Las acequias y regueras d e reparticioacuten se calcushy
bn seguacuten las foacutermulas hidraacuteulicas
B shy Por planos inclinadosshy Son tales les ven tajas del
riego por regueras de n ivel que se procura em plear un
sistema anaacutelogo aunque el terreno no tengo lo pendiente
necesaria
Principio--Si lo pendiente es inferior al 003 se terramiddot
1 I
Cor~e por A B F iJ20
I I
I
J
Ri eacuteo t por p la n o~ in(linado pUl dobl e ari5la
plena formando un escolonado d e planos inclinados que
permito el riego por reguera~ de nivel
Descripcioacutenshy la reguera de reparticioacuten se coloca a una
altura conveniente para que el agua pueda en trar a las
regueras de nivel practicadas en la parte superior de los
planos en forma que llena de agua se vierta por ellos
recogiendo el exceso en colectores lig 20 El agua sobranshy
te puede ser muy abundante en tal caso el colector al ishy
- 185 shy
menta a su vez o tra serie de planos actuando a mane ra de reguera de reparticioacuten
Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
Planos inclinados naturales- Supongamos fig 21 un terreno de pequentildea pendiente S8 construye en terrapleacuten una reguera de d istribucioacuten con los produc tos de la excavacioacuten del colector inmediato E primer antildeo el riego seraacute defectuoshyso pero en los antildeos sucesivos mejoraraacuten los terraplenes y planos incl inados merced a la aportacioacuten del limo por las mismas aguas
0(oacute v lt
o
ltiexcl - =-=~ ~ ~ ~-= -=--=--=-shy~ ~ Fig21
Planos inclinados artificiales-Consisten en cons truiacuterlos directamen te con tierra sacada del terreno m ismo lo cual exige terraplenes y movimientos importantes de tierra (fig 22)
TfrImiddotO)COfi
~S~iacutelllflmiddot ~~f~~
Tts 22
Datos para la formacioacuten de un proyecto de riego por planos inclinados- Se atenderaacute en primer lugar a que las acequias y regueras de reparticioacuten sean capaces de sumishynistrar el agua necesaria y los colectores de desaguar los sobran tes Las regueras de distribucioacuten seguiraacuten sensibleshymente las curvas de nivel a fin de q ue los planos incl inashydos conserven una longitud constante y que las regueras de dis tribucioacuten sigan la direccioacuten de la pendiente del terreshyno La anchura de Jos escalones no seraacute excesiva a fin de evitar los grandes movimientos de tierra En general tienen 4 oacute 5 mts y si el terreno tiene fuerte pendiente lleshygan a tener 10 Oacute 12 mts La pendiente de los planos inclishynados seraacute de 003 como miacutenimum
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FiJ I
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J 050
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OJO
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--- JI 000
Planta dfgt la burrera rUacuteili( ~a c ll yo lorlf rtmiddotnr(iexcl ~ 1ta lJ rilo 2
yecto de derivacioacuten es el establecimiento de la presa de agua sobre todo cuando el riacuteo es ancho y torrencial Y hay que prevenir la invasioacuten del cascajo y la arena gruesa
Cuando sea posible conviene aprovechar un recodo del riacuteo donde disminuye la velocidad y por consiguiente au-
Fig 2 HI1TIra 1I1~li( a tn IIn arroyo COrl ~ ( g Uacutell A B (Itshy la fi~ 1
- 1546 shy
menta la altura del agua En la orilla (Fig 3) se construye con grandes piedras talladas un muro de 30 mts de lonshygitud cuya base al nivel de las aguas bajas estaacute proteshygida por un enlosado de cemento de 3 mts de ancho para facilitar el deslizamiento del cascajo que puede ser consishyderable durante las crecidas
Este muro A por tener que servir de vertedero es vershytical por la parte del riacuteo con 030 mts de altura sobre el nivel de la orilla y estaacute sostenido exteriormente por un tashylud de cemento de muy alargada pendiente que forma el
Plano timiddot una harrera y toma dI aglla
fondo de un pequentildeo depoacutesito B faacutecilmente vaciable desshypueacutes de las crecidas por medio de una gran compuerta
En la parte inferior del depoacutesito B hay que establecer un macizo de mamposteriacutea que forma la cabeza del canal F en el que se habraacuten abierto dos tuacuteneles e de dos meshytros de anchura y un metro de altura cuya entrada puede cerrarse con compuertas de hierro reforzadas con nervios El agua al pasar por estos dos tuacuteneles desemboca en el canal de derivacioacuten F que alliacute debe ser poco profundo pero ancho (5 mts) estrechaacutendose en seguida progresivashy
menle hasta que alcance el tiro de agua y anchura norshymales
Fn el muro de defensa A del recipiente B se coloca lna compuerta inmediatamente delante de la~ aberturas de toma d9 agua y debajo de la barrera
Transversalmeiexclte al riacuteo y en el extremo inferior de l vertedero se construye un soacutelido zampeado de fondo E recshytiliacuteneo algo maacutes alto quoacute el fondo leI riacuteo y que se vaya eevando un poco hacia la derecha d se eleva de 050 el nivel de la corriente y se echa nuevamente contra el vershytedero A xl propio tiempo que se ancha un poco el cauce
Chaipeniier de Cossigny habla de una barrera de cashyballetes que con frecuencia se ve en el sur de Francia
Para estableceo a traveacutes del caue del riacuteo se fijan una serie de caballetes como lo representan las figuras 4 y S donde A es una estaca gruesa inclinashyda y C C los sosteshynes Sobre estos cabashylletes se clava una seshyrie de tablas sobre las
Fi2~ 5 cuales se echa desde riacuteo arriba grava RiacuteoFrente de una brre13 de caJallrlt s
- 1548 shy
abajo se defiende al pie de la obra con pentildeascos sosshytenidos con estacas
Las barreras importantes se construyen de piedra o de cemento empezando por trazar el armazoacuten de la barrera Aprovechando la eacutepoca del arlO en que el riacuteo lleva poca agua se clavan a traveacutes una serie de soacutelidas estacas cushyyos extremos superiores delineuroan el perfil transversal de la barrera Estas estacas se unen entre siacute y en ambos senshytidos por medio de cruceros Entre elios se hincan tablones Terminada la armazoacuten se llenan los huecos con guijarros y piedras y lueacutego se rellenan los intersticios con grava y tierra La parte superior de la barrera se recubre con un thecho de carpinteriacutea o bien con losas que formen una esshypecie de embaldosado entre los cruceros
A fin de obtener una barrera maacutes fuerte se puede hashycer la siguiente variacioacuten Una vez terminada la armazoacuten se colocan apoyados conira los tab~ones sacos llenos de cemento que no tarda en f~aguar Estos sacos forman un muro muy resistente Se acaba de construiacuter la barrera lleshynando con cemento el interior limitado por el muro La cashyra superior se resguarda de la accioacuten del agua con un reshyvestimiento de mortero hidraacuteulico para el cual se puede emplear ladrillos
Las compuertas colocadas a la entrada del canal comshypletan el conjunto de las obras de derivacioacuten y sirven para llevor el agua de uno a otro canal
Hay considerable nuacutemero de modelos de compuertas desde las mayores que se aplican para cerrar los canales hasta las menores para abrir y cerrar las atarjeas En prinshycipio una compu9rta se compone de un quicio horizontal que ocupa el fondo del agua y dos montantes verticales ~obre los que se desliza el ventanillo enlazados por un dintel en el extremo superior El quicio y los montantes pueden ser de madera o de piedra El ventanillo es la parshyte movible de la compuerta y se acciona ya a mano ya por medio dG palanca o cremalera seguacuten el tamantildeo Las partes superior e inferior de las compuertas deben protegershyse contra las socavaciones por planchas de madera o por construccioacuten de mamposteriacutea
En suelos flojos se draga el fondo hasta encontrar roshy
-l549 - shy
shy________ -shy _ __ ___J
s lzaltln ue IIna compllfmiddotlla
ca o tierra firme y lueacutego se pone a traveacutes una hilera de
estacas sobre la cual descansa la compuerta a cada lado
de esta primera arma zoacuten se amontonan sacos de cemento
La3 figuras 6 y 7 rlt-presentan un modelo de compuerta
ordina ria Los figuras 8 y 9 representan la compuerta p e-
r~ 7 Planta de tilla (Olllplltmiddotrta
-shy 10
qUEntildea de hierro muy pr-aacutecti ca que se emplea para abrir y cerrO las atarjeas de riego La figura 9 indica claramenshyo
te coacutemo se mantiene fija esta compuerta por medio de dos grandes piedras indinadas que pueden sustituiacuterse por dos puntales de madera
En cuanto al canal de derivacioacuten tambieacuten llamado de alimentacioacuten se ceba en la corrient de agua un poco por
P t(JlUntildea compucrta para atarjta~ lit Jil~o
encima de la barrem Abierto o cerrado por una compuerta debe seguir en su trazado la parte superior del te rreno y presentar el mayor relieve posible Maacutes adelante hablar8shymas sobre eacutel
Evaluacioacuten del caudal de una corrienle- El caudal de una corriente de agua es igual al producto del aacuterea de io seccioacuten bantildeada por la veloc idad media por segundo del agua
r-iacute~ 9
l a middotolllpllrla dmiddot la fiiexcl 8 olorarla en la otnlrada d e 1 alarju
Es necesario obtener el perfil de la corriente en varios lugares y promediar los resultados Para obtener un periil se tiende una cuerda de una a otra orilla perpendicuarmiddot mente a la direccioacuten de la corriente y lo maacutes cerca posib~ de su superficie A distancias regulares sentildealadas en la cuerda se practican sondeos que dan la profundidad d e l
- 1551 shy
agua en cada una de las divisiones Obtenido el perfil con estos datos se sumaraacuten los trapecios parciales para obtAshyner el aacuterea de la seccioacuten dantildeada
La velocidad media de ~ agua se deduce de la velocishydad media en la superficie es igual al producto de eacutesta por el coeficiente 08 en los canales y riacuteos de dimensiones medianas y po 06887 en arroyos y atarjeas La velocidad en la superficie puede calcularse faacutecilmente de la siguienshyte manera A unos 3CJL-40 metros Daacutes arriba del paraje cuyo p3rfil se ha encontrado se echan unos cilindros de madera gruesa o corcho y con un cronoacutemetro se cuenta e l tiempo que gastan en recorrer la distancia comprendida enshytre el Jugar donde se echaron y olro previamente fijado 30-40 mIs maacutes abajo del lugar del perfil La operacioacuten debe repetirse varias veces y promediar los resultados
En vez de valerse del flotador para determinar la vsshylocidad de la corriente suelen emplearse los medidores de velocidad o corriente (Current Meter) Existen varios modeshylos de estos aparatos los maacutes usados son el de Haskell y
61 de Price En el modelo Price existen dos tipos el eleacutecshytrico y el acuacutestico Por se r estos aparatos suficientemente conocidos y venir acompantildeados de instrucciones para su uso no nos detenemos a explicarlos
Cuando el cauce es de seccioacuten bastante regular es preferible usar una compuerta para medir el caudal
Compuerta rectangular- De sus experimentos con esta clase de compuertas Francis dedujo la siguiente foacutermula
Q = 333 H (L - 02 H) siendo Q = descarga en pies cuacutebicos por segundo L = longitud de la compuerta 6n pies H = altura del agua sobre la compuerta en pies Cuando la velocidad de aproximacioacuten tiene un valor
suficientemente alto para afectar los resultados deben hushycerse las correcciones necesarias Francis propuso la sishyguiente foacutermula para este caso
Q = 333 (L - 02 H) [ (h HYh - h~h 1 donde h = allura debida a la velocidad de aproximacioacuten
Compuerta de Cippoletti- Las foacutermulas correspondienshytes a los dos casos mendonados para la compuerta regushylar son
Las figuras 10 y 11 representan la compuerta rectangushylar y la de Cippolstt i respectivamente
CAPITULO V
Uso de bombas para el riego
La praacutectico de elevar agua de un nivel inferior a otro superior para usarlo en el riego es sin duda tan antigua
1553 shy
como el riego mIsmo En China India y otros paiacuteses orienmiddot tales todaviacutea se acostumbra regar tiel ras maacutes ollas que los canales que conducen el agua elevaacutendola con potencio
bullhumana c animal unos pocos pies Naturalmenta que e~to
se puede efectuar soacuteo cuando la altura es moderada y el trabajo muy barato
Molinos de vienlo- La fuerza del vienio se empleoacute prishymitivamente para las necesidades del riego y auacuten hoy se usa frecwmtemente para elevar aguo de pozos para 103
necesidades domeacutesticas y para el riego de jardines y peshyquentildeos huertos Aunque la fuerza no represente gasto alshyguno el bombeo por medio de molinos de viento resulta en promedio maacutes costoso que cualquier otro meacutetodo excepshytuando aquellos que usan fuerza animal Esto se debe a la pequentildea potencia desarrol ~ada por estos aparatos la inshyconstancio del vie~to y la gran atencioacuten y reparacioacuten que exigen los molinos de viento Por estas razones el costo del bombeo por este sistema hace prohibitivo su empleo exshycepto para cultivos intensos de pequentildeos tarrenos donde se esperan grandes beneficios
Los molinos de viento se usan extensamente en el vashylle de San Joaquiacuten (California) y en los grandes llanos de las Montantildeas Rocosas para obtener agua para el riego El principal inconveniente de estos molinos es su insegushyridad pues su funcionamiento depende completamente de la fuerza del viento
A causa de esta inseguridad los molinos nunca deben usarse para regar sin proveerse de un estanque ampliO pashyra almacenar el agua Debe instalarse un recipiente de gran capacidad a fin de poder almacenar el agua durante los diacuteas que no se la usa para regar Este recipiente se puede obtener usando uno de los tanques elevados que suminisshytran los constructores de molinos de viento o si el molino se puede instalar en un punto alto de la hacienda se pueshyde excavar un estanque paro el almacenamiento
En promedio se necesita una velocidad del viento 5- 6 millas por hora para mover un molino La tabla siguiente da la fuerza del viento para las velocidades ordinarias
-1554
Velocidad del viento y potencia
Millas por Pie por Presioacuten Millas por Pies por Presioacuten
La tabla siguiente tomada de un trabajo de Mr A R Wolff sobre molinos de viento muestra la capacidad y
economiacutea de un molino experimental con rueda de distinshyto diaacutemetro asumiendo una velocidad promedio del vienshyto de 10 millas por hora durante ocho diarias
CAPACIDAD DE LOS MOLINOS DE VIENTO
Tamantildeo Rtvoluclunes Galones de agua levantados por minuto H P de la rueda de la rueda bull una altura de desarrollados
pie
25 50 75 100 150 200
ID no-u lB fjfj tiu 41 1112 l~ ij-HO t3 n u 11 8 8 1 O ~ I H iexclO-i 4bull 1 ~~ 6 ) -I ~ 1U 1 S -l 02- Hi ~I-iexclO ji -U JI (iexcl 1liacute JI 1 98 SO 0 11 18 10- (- 911 j2 2middot1-1 J1 J ) D I ~n 1 bull -40 1lfI UI 1 IO X l J ~ JI l I I O1X 2J W-li ~ 124 J01 0 111) 40 1 Hi3 ~H1 134
- 1555 shy
Al disentildear un molino de viento para bombear agua deben considerarse dos cosas El momento de torsioacuten y la velocidad de la rueda en relacioacuten con la de la bomba La primera debe ser lo maacutes gronde posible a fin de que el molino arranque con un viento suave la segunda no debe ser muy alta para las bombas en un molino pequentildeo ni demasiado baja para uno grande De lo anterior deducimos que el tamantildeo de un molino es un elemento importante en el arreglo de sus aspas
El aacutengulo entre cualquier porcioacuten de una aspa y el plano de la rueda se denomina aacutengulo del viento para obtener el mayor momento de torsioacuten al arranque este aacutenshygulo debe ser el complemento de los mejores aacutengulos de incidencia o entre 70deg- 55 Se ha Encontrado en la praacutecshytica que el aacutengulo del viento no alcanza estos valores sienshydo muy recomendable usar 43deg La tabla siguiente da los resultados de los experimentos de J A Griffith con cinco clases de molinos norteamericanos
CAPACIDAD Y EFICIENCIA
STOVER
Diaacutemetro exterior de la rueda pies 115 inferior 45
Area bruta de la rueda pies cuadrados 1040 Angulo del viento en la extremidad exterior de las aspas 43 Diaacutemetro y carrera de la bomba pulgadas 3 X 4 Altura promedio del agua durante el ensayo pies 292
A maacutexima eficiencia
Ve locidad del viento millas por hora 58 Velocidad del molino revoluciones por minuto 130 H P 0011 H P por 100 pies cuadrados de aacuterea bruta 0011 Eficiencia neta maacutexima tanto por ciento 87
-- J556 --shy
Promedio de 100 horas localidad bonancible
Promedio del agua elevada galones por hora 1530 Promedio de los H P desarrollados por l 00 pies~ 0022
0023 Eficiencia neta maacutexima 21
Promedio de 100 horas localidad borrascosa
Promedio del agua elevada galones por hora 2870 Promedio de los H P desarrollados por 100 pies~ 0041
0043 Eficiencia neta maacutexima 028
De varios molinos
Parkins ~fthoue Allhouse Carlyle
16 1416 1016 983 60 45 383 416
2010 1570 81 800 36 30 5028u
3 X lOyiexcl 3 X 10 3 X 4 58 3 X 4 liquest 39 663 387 307
---shyMaacutequinas de combustioacuten interna- Las maacutequinas moshy
de rnas de combuslioacuten interna de gas y vapor no soacutelo con-sum e 1 pJCo combustible sino que son adaptabI8s unishydades pequentildeas ademaacutes req u ieren poca vigilancia para un buen manejo y las reparaciones se efectuacutean faacutecilmenshyte Estas ve1 tajas importantes hcn heclo generalizar el uso de esta clase de maacutequinas
Maacutequinas de vapor- A lgunas de la s maacutes grandes planshytas d2 bombas para riego usan el vapor como fuerza moshyIriz En las islas Hawai se emplean grandes bombas moshyvida s por vapor para e levar agua a 550 pies y regar cantildea de azuacutear Grandes plantas a vapor se emplean para eleshyvar grandes can tidades de agua a pequentildeas alturas y reshygar las plan taciones de arroz en Louisiana (EE UU ) Las grandes plantas usan la maacutequina reciacuteproca y la bomba directamente conectada En algunos casos se puede obteshyner mayoiexcl- eficiencia usando turbinas de vapor las que por su alta velocidad S9 prestan para mover generadores eleacutecshytricos los cuales a su vez pueden suplir corriente a bombas instaladas en dist intos pun tos Es te meacutetodo de distribucioacuten es especia lmen te venta joso cuando el agua se obtiene de muchos pozos El costo de esta clase de plantas estaacute geneshyralmente fuera del alcance individual y por esto la mayoshyriacutea de ellas son manejadas por grandes compantildeiacuteas o por Jos municipalidades
Bombas- La bomba centriacutefuga es la maacutes usada para regar
La bomba centriacutefuga eleva el agua por medio de un disco provisto de cuchillas curvas que giran raacutepidamente dentro de una caacutemara que se ajusta lo maacutes posible dejanshydo el juego necesario para el movimiento raacutepido Las cushychillas fuerzan el agua a traveacutes del tubo de salida Algunas veces se sumergen dentro del agua que va a bombearse
-- 1558-shy
o se colocan unos pocos p ies encima del n ivel del agu a
en cuy o caso se necesita cebarlas
La bomba centriacute fuga es la maacutes recomendable cuando
se tr Ita de elevar grandes cantidades de agua a pequentildeas
a lturas Sus principales ven tajas son sencillez seguridad
bajo cos to y poca probabilidad de dantildeo por c ieno etc
Cuando hcm sido biEn d isentildeadas acanzan eficiencias de
maacutes de 80 para altu ras de 30- 60 pies Las peacuterdidas a
la entrada del tubo de succioacuten yola sal ida del de desshy
carga se d isminuyen grandemente ensanchaacutendolos progreshy
sivamente al salir de la bomba
El profesor W B Gregory da la siguiente tabla para
ilustrar la ventaja qu e se obtiene al ensanchar los tubos
de succioacuten y descarga
BOMBA CENTRIFUGA - ALTURA DE ELEVACION 5 PIES
Peacuterdida de Peacuterdid a de Pda por fr ic-Forma del tubo altura a la altura bull la cioacute usando Altura Bnfic~
a 3 028 031 024 583 240 291 a 4 009 0 10 02 4 543 280 340
----shyAriete hidraacuteulico- Es ta maacutequina usa un gran v o lumen
de agua que cae de una pequentildea altura para elevar una
cantidad menor de agua a una altura mayor
En este aparato un tubo A conduce el agua a la caja
de la vaacutelvu la B ~ l tubo estaacute en comun icacioacuten con la caacuteshy
mara de a ire C de la cual arra nra e l tubo de descarga D
La vaacutelvula B s(~ abi e hacia abajo y se hace de un peso
tal que permanezca abierta cuando el agua circule a veshy
locidad moderada pero se c ierre raacutepidamente cuando la
velocidad del agua a lcance un valor determinado Cuando
la vaacute~vula se cierra el agu a se detiene suacutebitamente proshy
duciendo un golpe de ariete que abre la vaacutelvula de la caacuteshy
mara de aire comprimiendo eacuteste y haciendo pasar una
parte d e eacutel al tubo de descarga Cuando se iguala la preshy
-- 1)59-shy
sioacuten la vaacutelvula de la caacutemara de aire se cierra pero el flujo en el tubo D continuacutea durante un periacuteodo corto a caushysa de la expansioacuten del aire comprimido en la caacutemara C Como el aire de esta caacutemara es absorbido gradualmente y expulsado por el agua debe proveerse para su renuevo pues de otra manera la elici-encia del ariete disminuiriacutea Cuando el agua en el tubo A estaacute detenida la vaacutelvula B cae el agua empieza a moverse y el proceso se repite
El flujo de un ariete hidraacuteulico es pues una serie de pulsaciones y a cada impuso debe vampncerse la inercia de la columna de agua que se encuentra en el tubo D Si dos arietes se conectan en el mismo tubo de descarga pero de tal manera que sus pulsaciores no coincidan la descarga seraacute maacutes continua y se economizaraacute energiacutea estas ventashyjas se obtienen en mayor escala al aumentar el nuacutemero de arietes conectados Veacutease fig 12
i)
rs 2 l iacute
llUSlraciuacuten dd prin cipill dd ik hiJraacuteulicu
CAPITULO VI
Canales y alarieas de riego
Cualquiera que sea el meacutetodo de riego que se haya esshycogido su praacutectica requiere cierto nuacutemero de canales y atarieas Vamos a definir estos canales y atarjeas y a inshydicar las principales consideraciones que rigen su consshytruccioacuten
Todo riego supone una presa de agua en un canal riacuteo etc Esta agua por medio de un canal de derivacioacuten se
--1560shy- -
lleva a los regadiacuteos De cua lquier forma que sea en eacutel o en sus ra mificac iones na cen y se alimen ton zan jas de meshynores dimensiones llamadas atarjeas de distribucioacuten las cuales llevan el agua a las atarieas de riego
Como todo riego debe ir acompantildeado de una desecashycioacuten del suelo es necesario construIacuter atarjeas de desaguumle que lleven el agua usada a los canales de evacuacioacuten En ciertos casos las atarjeas de riego una vez vaciacutea s sirshyven para el desaguumle
Seccioacuten de los canales y de las atarieas- Los canale s de a limentacioacuten de distribucioacuten y de evacuacioacuten tienen seccioacuten trapezoidal (Fig 13) Las otarjeas de riego y de desshyaguumle son rectangulares (Fig 14) Soacutelo miden 5-15 ctms de profundidad
Un canal de riego se com pone de las siguientes parshytes (ver lig 13)
El fondo D F sobre e l cual fl uye e l agua
-1561
La altura O E = h del egua Las banquetas A B H 1 que sostienen el agua por cashy
da lado Los taludes formados por las caras laterales B D F H El periacutemetro mojado P o la lopgitud e D + D F + F G La seccioacuten uacutetil S del canal eo la superficie que tiene
por base G C y D F y por a~ tura O E El radio medkl R es igual a S P La pendiente de Jos taludes m se determina por la
relacioacuten G Kj F K
Pendiente de los taludes de los canales y de las aacutetarshyjeas principales- Las pendientes de los taludes dependen de la natura leza del terreno Hus ta 15 ctms de profundidad son verticales Pasando de esta profundidad y para atarjeas abiertas en desfonde se dan las siguientes pendien tes
Roca m l O Arcilla pura m 1 033 = 303 Tierra arcillosa m 1 05 200 Tierra arenosa m 1 15 = 066
Para Jos taluds de fosos cmstruiacutedos en terrapleacuten
Arcilla pura m 1 05 = 200 Tierra arcillosa m 1 075 = 133 Tierra arenosa m 1 225 = 044
Para el mismo terreno si m es la inclinacioacuten del tashylud en desfonde 10 inclinacioacuten m del talud de terrapleacuten es igual a
2 3 m 1 1
- +shym 2m
Pendiente de los canales--Cuanto maacutes fuerte es la penshydiente maacutes se puede reducir la seccioacuten de un canal para la misma descarga Conviene pues construiacuterlos con la mashyyor pendiente a fin de disminuiacuter los trabaj os de excavacioacuten Por otra parte hay que considerar que una pendiente fuershy
-- 1562 -shy
te disminuye por la raduccioacuten de seccJOn la superficie de contacto y por consiguiente la filtracioacuten Ademaacutes la veloshycidad del agua no debe pasar de determinados valores seguacuten el terreno pues produciriacutea erosiones en las paredes
Velocidades de las que no conviene exceder en los diferentes terrenos
Velocidad limite Pendlent
por segundo por kmt
Arcillas blandas 0152 mts 0045 mts
Arenas 0305 0136
Gravas 0609 0433
Guijarros 0914 0570
Piedras en grandes fragmentos 1220 1509
Guijarros aglomerados 1520 211 S
Rocas blandas 1830 2786
Rocas duras 3050 7342
Tambieacuten existe un liacutemite inferior de velocidad que no se debe traspasar pues se forman depoacutesitos que destruyen
los cauces Los depoacutesitos principian a formarse por debajo de una
velocidad media de 025 mts por segundo en corrientes de agua fangosa 030 cargada de
arena fina 050 mts por segundo en corrientes de agua cargada de
arena gruesa Por consiguiente la velocidad no bajaraacute de 050-080
mts en el canal principal a fin de que no se deposite la arena gruesa
No deberaacute ser inferior a 025- 040 mts en los canashyles de distribucioacuten para que en ellos se deposite la areshyna gruesa que si llegara a las atarieas de riego podriacutea ser perjudicial Como estos canales no se usan continuashymente seraacute faacutecil quitar los depoacutesitos asiacute formados
Canal de conduccioacuten- La pendiente de eacuteste depende
- 1563 shy
oel nivel de la presa de agua y de la altura de la parte maacutes alta que deba regarse
Generalmente su pendiente variacutea de 00007-00014 mts por m La velocidad no excede de 080 mts por segundo La seccioacuten es trapezoidal y debe ir disminuyendo a medishyda que el canal avanza como que tiene que servir a meshynor extensioacuten
Este canal debe estar dispuesto de tal forma que en su punto de unioacuten con el riacuteo quede su nivel maacutes baio que el quicio de la presa a fin de poder instalar un aparato de afor Siempre debe estar provisto de una compuerta de modo que sea faacutecil impedir o regular la entrada dol agua para poder efectuar reparaciones o prevenir una crecida de la corrien te alimentadora
A fin de evitar la erosioacuten conviene lapizar con ceacutesped las paredes laterales y el fondo
Atarieas de distribucioacuten- Deriacutevanse del canal de conshyduccioacuten y llevan el agua a las atarieas de riego Son casi horizontales con pendientes de 0001-0015 mts por m La velocidad del agua no debe ser inferior a 025-040 mts
Se ponen en comunicacioacuten con las atarieas de riego por medio de un tubo de aiiacuteareriacutea o de una caia rectangushylar de madera Esta abertura debe poderse cerrar con una compuerta
Atarieas de riego- E1 general deben ser tan poco proshyfundas como sea posible Con frecuencia se les da un pershyiexcljI rectangular En la unioacuten con las atcrieas de distribucioacuten pueden tener de 30- 35 clms de anche para lueacutego ir disshymi1uye1do
El fondo e3 generalmente horizontal y sus bordes esshytaacuten ligeramente inclinados seguacuten lo direccioacuten de la corrienshyte y se aproximan a medida quo se aleian de las atarieas de distribucioacuten
Atarieas de desaguumle--Las atarieas de desaguumle recogen las agu)s despueacutes de regar y la3 llevan a los canales de evacuacioacuten Son doblemente uacutetiles pues secan el suelo y
permiten volver a usar las aguas para el riego de nuevas extensiones
- 1564shy
Los bordes estaacuten cortados verticalmente Su anchura ordinariamente es de O l5- --030 mts
Canales de evacuacioacuten- El ca nal de evacuacioacuten recishybe el agua de los desaguumles y la conduce al riacuteo o a regar otras tierras Debe ocupa r lo parte maacutes baja del terreno Debe tener una seccioacuten suficiente para el agua que recibe Tiene forma trapezoida Sus paredes deben protegerse conshytra el desgaste por medio de ceacutesped
Caacutelculo de las dimensiones de los canales y de las atarjeas principales- Hemos dicho que la seccioacuten de los canales y atarjeas principales es trapezoidal La seCClOn de las secundarias es triangular o rectangular Generalmenshyte no S9 ca~culan Es necesario determinar lo maacutes exactashymente posible las dimen5iones de los canales y atorjeas principales Las foacutermulas emp16cdas dan resultados aproxishymados que la experiencia modifica A continuacioacuten damos las foacutermulas de Darcy perfecc ionadas por M Bazin
ConsideremQs la seccioacuten re presentada en la fig 13 Y llamemos
1 D F = longitud del fondo
h O E = la altura
S aacuterea de la seccioacuten
U velocidad mediacutea del agua velocidad media en la superficie X 080
Q = descarga
I = la pendi2nte
P periacutemetro moiado
R = radio medio
Estas cantidades estaacuten relacionadas de la siguiente mashynera
(1) R I = b U~ oacute U = C RT(2)
(3) Q = S U Oacute Q = S C rRI (4)
C = 1 b es un coeficiente que depende de la rugoshysidad de las paredes del canal M Bazin ha expresado su valor asiacute
1565 - shy
87
C = 1 Vb = - ---- + tiacute
VR ltiacute tiene los siguientes valores
Paredes muy lisas (cemento madera lisa) tiacute = 006 Paredes lisas (taba ladrillo) tiacute = 016
poco lisas de mamposteriacutea tiacute = 046 de naturaleza mixta Ciacute = 085
Canales de tierra en condicion3s ordinarias tiacute 130 Canales de tierra con resistencia excepcional tiacute = 175
Maacutes adelante daremos los valores del coeficiente C en funcioacuten del radio R y los valores del coeficiente o de la loacutermua (l) corre3pondientes a los valores dAl coeficiente
C = 1 vT-
Ganguillet y Kulter adoptan tambieacuten la foacutermula
u C RTpero daacutendole a C el siguiente valor
O 00155
23 + + n
C 000155
1+ 23 + --- n
( ) V R
El nuacutemero n variacutea con la naturaleza de las paredAS y tiene los siguientes valores
n ln Paredes muy uniformes ceuromento madera
cepillada 0010 100 Paredes linos piedra tallada ladriilos 0013 77 Paredes poso uniformes 0017 58 Paredes rugosas piedras en bruto 0020 50 Paredes de tierra 0025 40 Paredes de grava 0030 33 Paredes irregulares de grava y mal cuidadas 0035 29 Paredes muy irregulares 0040 35
- 1566 shy
Las dJmensiones de los canal83 deben 118nar otras conshydiciones que determinan las foacutermulas anteriores
En primer lugar la tangente trigonomeacutetrica m queda determinada por la naturaleza del terreno Luego si circunsshytancias especiales no exigen la adopcioacuten de una profundishydad conviene dadas 1 y m dar a la seccioacuten la forma que corresponda a la maacutexima descarga por unidad de aacuterea de ella Esta seraacute evidentemente la seccioacuten maacutes econoacuteshymica De la foacutermula (3) Q = S U deducimos que para una superliacutecie dada S la descarga Q es maacutexima con U POI
consiguiente para una pendiente dada y teniendo en cuen shyta la foacutermula (2) U = e VRT con R o tambieacuten pll8sto que R = S P cuando P es miacutenimo
D8 la Hg 14 deducimos que
(5) S h (1 + h m)
(6) P + 2 h m V1 + m~ (6) P = I + 2 hmv 1 + m~
S h ( I + hm) (7) R
P + 2 hm 1 + m~ y por caacutelculo deducimos que P es miacutenimo cuando
h + V I + m~ (8)
2 ro
En este caso los lados B D H F D F son tangentes a Jo circunferencia descrita desde O como centro y con h como radio
Si sustiacutetuIacutemos en (7) 1 por su valor sacado de (8) obshytendremos
2 m h h ( + hm)
+ VI + m (9) R +
2 mh 2h V 1 + m~
+ ml+vl+ m~
- 1567 shy
--- -
1+ iexcl-1 + rn~ ]iexcl 2 = X
rn 4
es decir el radio medio es igual a la mitad de lu profunshydidad del agua
La relacioacuten h 1 que determina la seccioacuten oacuteptima soacuteshylo depeeacutelde para S e 1 dados del valor m El valor de h 1 en (8) permite calcular faacutecilmente h y 1 conociendo S y m Reempazando 1 por su valor en funcioacuten de h en la ecuashyc ioacuten (5) 1endremos
(lO) S =
( h
2 m h
1 + 1 1 + m~ h+-111
)
h~ 2 l 1-+ m~ -----shy 1
m
mS lh
11 J J h = ( 2 V 1 + m - 1 )
Seguacuten esto S2 ve que cuanio maacutes se acerquen los taludes del canal a la vertical mayor es h y por consiguienshyte R Conviene adoptar para R el mayor valor posible pues asiacute no disminuye la anchura del canal de pendiente dada 1 y se aumenta la velocidad media d el agua que es proshyporcional a R
Cuando las circunstancias obligan la adopcioacuten de una profundidad determinada la ecuacioacuten S = h (l + h m) soacutelo contiene la incoacutegnita 1
Empleo de las foacutermulas uso de las tablas ejemplos middotnumeacutericos--Los problsmas que se presentan maacutes frecuenshytemente son
I- Conocida la seccioacuten transversal de un canal y su pendiente calcular su descarga
JI- Conocido el rendimiento del canal y su pendiente
- 1571 shy
calcular las dimensiones que debe tener su seccioacuten transshyversal y la velocidad media del agua
CASO iexcl- Se a plican las siguientes foacutermulas
h (1 + h m) (S) S = h (1 + h m) (7) R
1 + 2 h 1 + m~
m
y lueacutego
(2) U = C m 1)Y2 (1) Q _ S C (R 1) 1j~
La foacutermula (S) ncs do e l aacuterea la (1) el radio medio pues h I Y 111 SO1 conocidos Las foacutermulas (2 y 4) permiten ca lcular U y Q
EJEMPLO Calcular el rendimie llto de un canal de ti eshyITU sabiendo que 1 = lmts h = 121 1 = 00002 y la inclinacioacuten de los taludes es 45
La aplicacioacuten de las foacutermulas (5 y 7) nos da
S = 2867 mts~ y R = 060 mts
El valor de C seguacuten la tabla de Bazin es 325 y seguacuten la de Kutte r 35 Tomamos e l promedio de estos dos valoshyres o sea 3375
Aplicando las foacutermulas (4 y 2) obtendremos
Q = 098 mts y U 037 mts
CASO II- Si existen circunstancias que obliguen a adopshytar una profundidad determinada se aplicaraacuten las foacutermushylas de la seccioacuten maacutes ventajosa es decir las foacutermulas sishyguientes bull
Q~m S (9) h b U~ b - shy~ (1 + m~ )11 ) = 2 R (l) R I
12 - 1) S~
Se principiaraacute por adoptar para b un valor provisional y para escogerlo seguacuten el rendimiento se evaluaraacute el vashylor posible de R y por consiguiente el de C seguacuten la tashybla de Bazin La tabla de los valores de b daraacute un valor que se adoptaraacute provisionalmente Una vez hallado el vashy
- 1572 shy
lar da R se rectificaraacute e l de b Se volveraacute a calcular R y
se continuaraacuten estas aproximaciones hasta que se encuenshytren para C y b valores que no difieran sensiblemente de Jos anteriores La ecuacioacuten (1) contendraacute R elevada a la quinta potencia y deberaacute resolverse por logaritmos
EJEMPLO Un canal debe tener un rendimiento de 2 lIltS de agua por segundo con una pendiente de 00002 por mts Cuaacutel debe ser su perfil transversal en la tierra con taludes inclinados 45
Supongamos R = 1 mt entonces seguacuten la tabla d e Bozin C = 378 y seguacuten lo de Kutte r C = 40 Toma mos 81 pro lllcd io C = 389 Para b obtenemos 000066
In
Lu IOacuteI JI1 U 111 (0) du x
Pero s iendo m 1 sacamos
m 0547
y obte ndremos 4R~ S 4W
0547
Lo foacutermula (1) nos da
R X 00002 000066 4
S~
R S~ 132
y sustituyendo S po~ su valor
16 R
(0547F 132 R 075
Seguacuten las tablas de Bazin y Kutter los valores respecshytivos de C pondiente de b tend
son de b remos
348 es
y 00
37 Adoptamos 0077 Sustituyendo
359 este
el valor nuevo
corresshyvalor
- shy 1573 shy
4 4 R~ 0547 S TI X 00002 000077 (
s~
R = 075
Lo vola re s d~ e y de b no difieren sonsibloTrl ento de los que acabamos de adoptar Tomaremos pues para TI el va le r 076 mis entoncos h = 152
4 (076 )~
S 442 Jll l s ~
0547
Q 2
u 047 mts S 422
La foacutermula (8) permite dete rmina r l
2 m h 2 X 152 126 y e l problema
1 + ( + m~)Y2 1 + (2)1
queda resuelto Pero puede ocurrir que por circunstancias especiales no
se pueda adoptar el perfil maacutes econoacutemico Entonces se coshynoc 3 la profundidad h o la anchura 1 por lo tanto
S = h (1 + h m)
Q2
R 1 b --- en que R estaacute expresado en funcioacuten S2
de h y de I y permitiraacute hallar por tanteo h o I y S Supongamos que por causa de la existencia de un submiddot
suelo rocoso la profundidad del canal no debe exceder de un mI y que la descmga sea de 2 mts pOI segundo y la pendiente 00002
Procederemos asiacute
Puesto que h 9S a lo sumo igual Q 1 mI el radio meshydio puede evaluarse en 050 mts Las tablas dan para e 306 y 34 adoptamos 32 y entonces b = 000098
1574
Q2
De la ecuacioacuten R I b --- deducimos S2
000098 X 4 S~ 392 S 625
050 X 00002
La foacutermula S = h (l + h m) da 525
La foacutermula (6) nos da P = 807
s 625 R 077 mts
P 807
Se partiraacute de este nuevo valor de R para repetir los caacutelculos
Las tablas dan para R = 077 mts C = 35 y 37 Adoptamos C = 36 entonces b = 000077
Tenemos
000077 X 4 S 40 S 632 1 532
077 X 00002
P 814 Y R = 077
Adoptaremos para el perfil de este canal de 2 mts de descarga por segundo
1 = 532 h = 1 mI R = 077
La velocidad media del agua seraacute
u = Q S = 2 632 = 031 mts
CAPITULO VII
Sistemas de rieqo
Hay muchos procedimientos de riego seguacuten la naturashyleza del terreno su pendiente los cultivos o la cantidad de agua de que se dispone
- 1575 shy
A continuacioacuten describiremos los siguientes sistemas Por sumersioacuten por filtracioacuten por desbordamiento
El riego por sumersioacuten se dIvide en tres meacutetodos el ri ego por filtracioacuten en dos y el por desbordamiento tambieacuten en dos De todos eros hablaremos separadamente
Riego por sumersioacuten
El sistema d3 riego por sumersioacuten llamado tambieacuten en manta consiste en cubrir el suelo con una capa de agua que permanece sobre eacutel un tiempo maacutes o menos largo
Generalmente requiere que el terreno sea sensiblemenshyte horizontal de pendiente suave 2 0 00 a lo sumo y que no sea impermeable La superficie regable se rodea de peshyquentildeos diques Si la pendiente fuese fuerte habriacutean de ser a l tos y emplear maacutes agua con lo que se perderiacutea la prinshycipal ventaja de este sistema que es su sencillez y ecoshyncmiacutea
Este procedimiento es uno de los mejores para el rieshygo de praderas cuya pendiente sea de 1-15 mmts por metro Comprende tres meacutetodos distintos
IO-La sumersioacuten naturcl que resulta del desbordashymiento espontaacuteneo de una corriente de agua o de la inunshydacioacuten artificial proveniente del levantamiento de las aguas
29- La sumersioacuten artificial 5encilla en que las aguas permanecen estanadas mientras dura el riego
3y- La sumersioacutell atificial con cJrculacioacuten continuiexcl en que el agua ircula suavemente por la superficie del terreno sumergido
Cuando se riaga con aguas que acarrean limos y areshynas estos materiales generalmente corgados de materias fertili~antes se depositan sobre el suelo Entonces el riego por sumersioacuten va acompantildeado del erdorquinamiento
Sumersioacuten natural- Muchos terrenos estaacuten expuestos a las crecidas de las corrientes de agua que los atraviesan Esta sumersioacuten natural es fuente de grandes riquezas Tashyles s)n Egipto y las pompos de la imeacuterica del Sur En Francia grandes extensiones de ter reno deben su fertilidad a riegos perioacutedicos de esto naturaleza
Las condiciones esenciales de estos sumersiones natushy
1576 shy
rales son pendientes longitudinales muy suaves (040- 045
mts por kmt como promedio) y pendientes transversales
bastante aceurontuadus para que las aguas de las crecidas
vuelvan faacutecilmente a su cauce primitivo
Sumersioacuten artificial sencilla- Exige un suelo de poca
pendiente que no exceda de 2 0 00 a menos de restringir
mucho ia extensioacuten dE las parcelas sumergidas
Si la pendiente fuese fuerte no se depositariacutean los seshy
dimentos perdiendo asiacute este meacutetodo su principal ventaja
Ademaacutes se correriacutea el riesgo de que las aguas arrastraran
la tierra vegetal Finalmente seriacutea necesario que las cuenshycas sumergidas estuvieran rodeadas de diques muy altos
lo que hariacutea perder las ventajas econoacutemicas de este sisshy
tema
Consiste en sumergir el suelo bajo una capa de detershy
minado espesor durante un periacuteodo de tiempo variable
El terreno se divide en compartimientos regulares roshy
deados dE pequentildeos diques que retienen el agua
Generalmente las aguas despueacutes de regar un comparshy
timiento superior pasan a regar uno inferior
Los compartimientos tienen extensioacuten variable En geneshy
ral no exceden de 10-30 aacutereas Se les puede dar una anshychura de 50 mts y una longitud variable seguacuten la pendienshy
te del terreno Los diques que los rodean exceden en todas
partes a 25 ctms al nivel del agua
La altura media del agua sobre la superficie del sueshy
lo es de 15 ctms En el punto maacutes alto del nivel del agua
25 ctms
En el centro de cada compartimiento y en sentido de su longitud se abre una atarjea g (lig 15) que sirve a la
vez de conduccioacuten y desecamiento
A este objeto puede ir acompantildeado de pequentildeas a tarshy
jeas h En el origen y en la extremidad de cada compartishy
miento la atarjea g lleva una en trada de madera con comshy
puerta para retener el agua o dejarla pasar
La atarjea g debe tener una pendiente aproximada de
0001 mts mL La anchura en el fondo y su profundidad
dependen de la superficie del compartimiento y de la cantishydad de agua que conduciraacute
--1577-shy
La fig 15 denota la subdivisioacuten del terreno en cuatro recipientes que forman otros tantos saetines cuya longitud depende de la pendiente del terreno
Es preciso que el nivel del agua en el segundo comparshytimiento sea inferigtr de 1- 2 ctms al fondo de la atariea g del primero Asiacute se logra que el agua pase del primero al SEgundo compartimiento
ruIiexclrrmIlfjfffj7[J[l]Jf]ffI
JCshy I
TIi~~t==J ~
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Hiego por ~lIhm(~r~ ioacuten Planta ltle unn in~tala(- i(ln de cuatro C(Jlllparlimi-(-middotnto~
Ventajas e inconvenientes de este sistema- Permite reshygar superficies de poca pendiente con ca1tidades de agua demasiado pequentildeas para utiliza ras de otro modo Transshyforma en tierras feacutertiles suelos mediocres siempre que no sean impermeables y que las aguas contengan limos carshygados de principios nutritivos Su instalacioacuten y vigilancia son sencillas y baratas
En suelos impermeables da malos resultados Rara vez se puede aplicar en el momento de la vegetacioacuten y mientras dura impide la aireacioacuten del suelo
- - 1578 - shy
El riego por sumersioacuten se emplea principalmpnte en el cultivo del arroz
Riego de los arrozales- EI arrozal ha de estar compleshytamente cubierto por el agua pero sin quedar estancada sino circulando con muy poca velocidad Sin agua no gershyminariacutea la semilla y en cambio si quedara estancada enshyfermaria 0 planta y podriacutea ser causa de una epidemia pashyluacutedica en la regioacuten
El terreno destinado al cultivo del arroz ha de ser enshyteramente llano y con la pendiente necesaria para la lenshyta circulacioacuten del agua El campo se divide en parcelas delimitadas por pequentildeos diques de tierra
Unas como B (Fig 16) estaacuten trazadas longitudinalmenshyte en el sentido de las labores y del movimiento del agua al paso que otras la sentildealadas con la letra e van en dishyreccioacuten perpendicular a las primeras
Una vez construIacutedos los diques se da el agua a las parce las D y J de modo que la capa liacutequida tenga unos 12 ctms de espesor Hecho 6stO se practican en el dique inmediatamente infel ior unas abe rturas E de 20- 30 ctms
de ancho por donde flushyye el agua a las parceshylas inferiores Asiacute se conshytinuacutea hasta regar todo el arrozal El agua se reshycoge en la atariea d e desaguumle A
El consumo de a g ua se calcula en 24 Its por segundo y por hec taacuterea
Sumersioacuten artificial con derrame continuo--Cuanshydo se dispone de gran can tidad de agua la cirshyculacioacuten puede ser conshytinua sin alterar las disshyposiciones precedentegt
El agua de riego desshypueacutes de alcanzar el nishy
ni~po s i c i(lfl dI un arrozal divirl gtln ( 1
lahla~ n -lIadriluacutel erus L ri ego
- - 1579-shy
vel normal en el compartimiento regado pasa lentamente al inferior y se reemplaza con nueva agua Este procedishymiento priva menos del aire a las plantas que e l estallCU miento permanente
El movimiento d8 las aguas se regula dE-~ tal manera que la can tidad siexclJida por la parte inferior sea igual a Jo que Gntra por la superior De 83t8 modo se llega raacutepidashymente a resultados excelentes
Conviene enviar agua nueva o los compartimientos inshyferiores disponiendo alrededor del cqmpo un canal de cirshycunvalacioacuten El agua debe vaciar por encima de las comshypuertas a fin ds qU8 no arrastre los sedimentos En general los compartimientos tienen dimensiones mayores que los de sumersioacuten sencilla Si la pendiente es muy fuerte conviene disponer oblicuamente diques interiores que impidan la erosioacuten del suelo Los diques que bordean las parcelas tieshynen aproximadaments 150 mts de ancho en la corona y un nivel de 30- 40 ctms sobre el de las aguas
Rieqo por filtracioacuten
Este sistema comprende dos subdivisiones
19 Por filtracioacuten del aqua en el suelo por atarieas proshyfundas- Es un procsdimiento muy imperfecto desde el punshyto de vista d3 los resultados pero muy sencillo y econoacuteshymico Em p lea las zanjas excavadas en los terrenos para sanearlos
Esencialmente consiste en cerrar las compuertas que regulan los diferentes canales de desecamiento El agua de lluvia etc fluye asiacute poco a poco pgtr estos canales y si el suelo es permeable lo humedece al atravesar las pareshydes laterales de e llos pudiendo llegar por capilaridad hasshyta las raiacuteces
Este procedimiento soacutelo es practicable cuando el terreshyno es bastante permeable y de poca pendiente En suelos poco permeabls los resulta dos no son satisfactorios el agua fluye bien por los cana ~ es pero no logra humedecer la tierra
La lig 17 muestra la disposicioacuten de los canales a a b b y Ja de la compuerta d que cuando estaacute cerrada deshy
- 1580
termina el retroceso del agua que se va elevando en los canales y penetra en el suelo Abriendo jo compuerta se inicia la salida del agua y consecuentemente el desecashymien~o del terreno
A~~J~~Mitrbt~Ir~~M~~1 B
F~( 11 J)i sposieiHl para htlnHd e(~e r IIn 1IITfJ1U drenadu al ail
J i~ Hi middotiexclo po fiJI radmiddotn
29 Filtracioacuten del agua por atarieas abiertas superficiales - middot-Este meacutetodo se aplica sobre todo a Jos tierras labradas y
entre otros a 103 cultivos hortiacutec81as Difiere esencialmente del anterior en que las atarieas estaacuten mucho maacutes proacutexishymas en que son superficiales y el agua penetra en el sueshylo y en el subsuelo p8r las paredes y por el fondo
El agua circula por atarieas paralelas que limitan las parcelas de los cultives No debe tocar ni las hoias ni los tedios Por esta razoacuten se emplea e l agua de cloacas para los cultivos hortelanos Como no se ponen en contacto con as hoias ni con los tallos no pueden contaminar esta parshyte comestible de los vegatales Sin embargo uacuteltimamente se ha dicho que las aguas de cloacas contaminan las parshytes aeacutereas de las hortalizas con geacutermenes nocivos y se ha prohibido su empleo para el cultivo de las hortalizas que se toman sin coccioacuten
Este meacutetodo es tanto maacutes eficaz cuanto maacutes proacuteximas
1581 shy
t ~
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I
I
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I
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111111111 111111 111111 Vtk11 1 1 1 1 6 ~ iexcl
l Ft 8
ni ego por 5-lIrc()~ Di ~pn ~ iciiexclm de la~ atalj pa~
esteacuten las zanias que se trazan con el arado y estaacuten seshy
paradas unos 060- 080 mts La lig 18 indico la disposicioacuten del suelo La liacutenea a b
representa el canal de conduccioacuten a c el canal de riego del campo d designan los surcos que no terminan en el canal a c La limpieza que necesita el funcionamiento del sistema deteriora pronto este canal Debe construiacuterse una atari ea auxiliar e f comunicada con el canal a c por meshy
_-1582 - shy
dio de pequentildeos cortes g Este canal auxiliar se abre con el arado y se termina cuidadosamente con la pala Es anshycho y tiene una profundidad de unos la ctms
Riego por desbordamiento
Puede efectuarse de las maneras siguientes con reshygueras de nivel y planos inclinados que describiremos sucesivamente
A shy Por regueras de nivel Fundamentoshy EI terreno a regar estaacute surcado por regueras horizontales de desbordashymiento en que el agua rebosa el borde inferior y se exshytiende en forma de laacutemina continua
Pendiente del terrenoshy No debe ser excesivamente peshyquentildea pues entonces la circulacioacuten de la laacutemina de agua se efectuariacutea defectuosamente se admite como necesaria una pendiente de 3 Si 0 pendiente fuere excesiva en vez de una laacutemina continua se formariacutea una serie de arroshyyos que socavariacutean el terreno este peligro debe evitarse haciendo las regueras suficientemente proacuteximas
Descripcioacuten y funcionatnientoshy Las regueras de reparshyticioacuten se trazan en la direccioacuten aproximada de las liacuteneas de maacutexima pendiente fig 19 Si se interrumpe una regueshyra de distribucioacuten remansando el agua eacutesta entraraacute en la reguera de nivel inmediata anterior la cual se llenaraacute y desbordaraacute invadiendo el terreno el exceso se recogeraacute en el colector inmediato inferior el cual lo transportaraacute al canal de desaguumle
b middotmiddot l~vcro diexclhi Clon
rig 9
Alimentacioacuten de regueras sucesivas por una misma tomashy En vez de recoger las aguas sobrantes de una reshyguera directamente en un colector se recogen en otra reshyguera la cual una vez desbordada las deja pasar a otra y asiacute a varias no pasando de 4 oacute 5 seguacuten el caudal de
-1583 -
agua de que se disponga Parece que asiacute pudiera hacerse extensivo a todo el campo con una sola toma superior en la reguera de reparticioacuten pero no debe olvidarse que el agua que llegase a las regueras inferiores estariacutea escasa en oxiacutegeno y principios fertilizantes Esta es la razoacuten de las tomas sucesivas
Perfil longitudinal de las reguerasshy En la praacutectica no
iexcliexcl~f o UI a
I iquest
____ ~i~ I 0
I L middot ___ --shy
I D--1 t~uHO c o tor
- I 001 I 00 I
I 0 bull ___ J
-shy ---_ -i
_~_-o---J
Uig 19) Riego por curvas de nivel
debe d6rseles una pendiente superior al 0003 intercalando cascadas si fuere preciso esto se refiere a las regueras de reparticioacuten Las regueras de distribucioacuten deben ser perfecshytamente horizontales
Seccioacuten transversal de las reguerasshy Las regueras de nivel deben ser poco proundas a fin de disminuiacuter la preshysioacuten del agua y por tanto su infiltracioacuten Es aconsejable
- 1584 -
UllO anchura de 20 ctms con una profundidad no mayor
de S clms Las acequias y regueras d e reparticioacuten se calcushy
bn seguacuten las foacutermulas hidraacuteulicas
B shy Por planos inclinadosshy Son tales les ven tajas del
riego por regueras de n ivel que se procura em plear un
sistema anaacutelogo aunque el terreno no tengo lo pendiente
necesaria
Principio--Si lo pendiente es inferior al 003 se terramiddot
1 I
Cor~e por A B F iJ20
I I
I
J
Ri eacuteo t por p la n o~ in(linado pUl dobl e ari5la
plena formando un escolonado d e planos inclinados que
permito el riego por reguera~ de nivel
Descripcioacutenshy la reguera de reparticioacuten se coloca a una
altura conveniente para que el agua pueda en trar a las
regueras de nivel practicadas en la parte superior de los
planos en forma que llena de agua se vierta por ellos
recogiendo el exceso en colectores lig 20 El agua sobranshy
te puede ser muy abundante en tal caso el colector al ishy
- 185 shy
menta a su vez o tra serie de planos actuando a mane ra de reguera de reparticioacuten
Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
Planos inclinados naturales- Supongamos fig 21 un terreno de pequentildea pendiente S8 construye en terrapleacuten una reguera de d istribucioacuten con los produc tos de la excavacioacuten del colector inmediato E primer antildeo el riego seraacute defectuoshyso pero en los antildeos sucesivos mejoraraacuten los terraplenes y planos incl inados merced a la aportacioacuten del limo por las mismas aguas
0(oacute v lt
o
ltiexcl - =-=~ ~ ~ ~-= -=--=--=-shy~ ~ Fig21
Planos inclinados artificiales-Consisten en cons truiacuterlos directamen te con tierra sacada del terreno m ismo lo cual exige terraplenes y movimientos importantes de tierra (fig 22)
TfrImiddotO)COfi
~S~iacutelllflmiddot ~~f~~
Tts 22
Datos para la formacioacuten de un proyecto de riego por planos inclinados- Se atenderaacute en primer lugar a que las acequias y regueras de reparticioacuten sean capaces de sumishynistrar el agua necesaria y los colectores de desaguar los sobran tes Las regueras de distribucioacuten seguiraacuten sensibleshymente las curvas de nivel a fin de q ue los planos incl inashydos conserven una longitud constante y que las regueras de dis tribucioacuten sigan la direccioacuten de la pendiente del terreshyno La anchura de Jos escalones no seraacute excesiva a fin de evitar los grandes movimientos de tierra En general tienen 4 oacute 5 mts y si el terreno tiene fuerte pendiente lleshygan a tener 10 Oacute 12 mts La pendiente de los planos inclishynados seraacute de 003 como miacutenimum
menta la altura del agua En la orilla (Fig 3) se construye con grandes piedras talladas un muro de 30 mts de lonshygitud cuya base al nivel de las aguas bajas estaacute proteshygida por un enlosado de cemento de 3 mts de ancho para facilitar el deslizamiento del cascajo que puede ser consishyderable durante las crecidas
Este muro A por tener que servir de vertedero es vershytical por la parte del riacuteo con 030 mts de altura sobre el nivel de la orilla y estaacute sostenido exteriormente por un tashylud de cemento de muy alargada pendiente que forma el
Plano timiddot una harrera y toma dI aglla
fondo de un pequentildeo depoacutesito B faacutecilmente vaciable desshypueacutes de las crecidas por medio de una gran compuerta
En la parte inferior del depoacutesito B hay que establecer un macizo de mamposteriacutea que forma la cabeza del canal F en el que se habraacuten abierto dos tuacuteneles e de dos meshytros de anchura y un metro de altura cuya entrada puede cerrarse con compuertas de hierro reforzadas con nervios El agua al pasar por estos dos tuacuteneles desemboca en el canal de derivacioacuten F que alliacute debe ser poco profundo pero ancho (5 mts) estrechaacutendose en seguida progresivashy
menle hasta que alcance el tiro de agua y anchura norshymales
Fn el muro de defensa A del recipiente B se coloca lna compuerta inmediatamente delante de la~ aberturas de toma d9 agua y debajo de la barrera
Transversalmeiexclte al riacuteo y en el extremo inferior de l vertedero se construye un soacutelido zampeado de fondo E recshytiliacuteneo algo maacutes alto quoacute el fondo leI riacuteo y que se vaya eevando un poco hacia la derecha d se eleva de 050 el nivel de la corriente y se echa nuevamente contra el vershytedero A xl propio tiempo que se ancha un poco el cauce
Chaipeniier de Cossigny habla de una barrera de cashyballetes que con frecuencia se ve en el sur de Francia
Para estableceo a traveacutes del caue del riacuteo se fijan una serie de caballetes como lo representan las figuras 4 y S donde A es una estaca gruesa inclinashyda y C C los sosteshynes Sobre estos cabashylletes se clava una seshyrie de tablas sobre las
Fi2~ 5 cuales se echa desde riacuteo arriba grava RiacuteoFrente de una brre13 de caJallrlt s
- 1548 shy
abajo se defiende al pie de la obra con pentildeascos sosshytenidos con estacas
Las barreras importantes se construyen de piedra o de cemento empezando por trazar el armazoacuten de la barrera Aprovechando la eacutepoca del arlO en que el riacuteo lleva poca agua se clavan a traveacutes una serie de soacutelidas estacas cushyyos extremos superiores delineuroan el perfil transversal de la barrera Estas estacas se unen entre siacute y en ambos senshytidos por medio de cruceros Entre elios se hincan tablones Terminada la armazoacuten se llenan los huecos con guijarros y piedras y lueacutego se rellenan los intersticios con grava y tierra La parte superior de la barrera se recubre con un thecho de carpinteriacutea o bien con losas que formen una esshypecie de embaldosado entre los cruceros
A fin de obtener una barrera maacutes fuerte se puede hashycer la siguiente variacioacuten Una vez terminada la armazoacuten se colocan apoyados conira los tab~ones sacos llenos de cemento que no tarda en f~aguar Estos sacos forman un muro muy resistente Se acaba de construiacuter la barrera lleshynando con cemento el interior limitado por el muro La cashyra superior se resguarda de la accioacuten del agua con un reshyvestimiento de mortero hidraacuteulico para el cual se puede emplear ladrillos
Las compuertas colocadas a la entrada del canal comshypletan el conjunto de las obras de derivacioacuten y sirven para llevor el agua de uno a otro canal
Hay considerable nuacutemero de modelos de compuertas desde las mayores que se aplican para cerrar los canales hasta las menores para abrir y cerrar las atarjeas En prinshycipio una compu9rta se compone de un quicio horizontal que ocupa el fondo del agua y dos montantes verticales ~obre los que se desliza el ventanillo enlazados por un dintel en el extremo superior El quicio y los montantes pueden ser de madera o de piedra El ventanillo es la parshyte movible de la compuerta y se acciona ya a mano ya por medio dG palanca o cremalera seguacuten el tamantildeo Las partes superior e inferior de las compuertas deben protegershyse contra las socavaciones por planchas de madera o por construccioacuten de mamposteriacutea
En suelos flojos se draga el fondo hasta encontrar roshy
-l549 - shy
shy________ -shy _ __ ___J
s lzaltln ue IIna compllfmiddotlla
ca o tierra firme y lueacutego se pone a traveacutes una hilera de
estacas sobre la cual descansa la compuerta a cada lado
de esta primera arma zoacuten se amontonan sacos de cemento
La3 figuras 6 y 7 rlt-presentan un modelo de compuerta
ordina ria Los figuras 8 y 9 representan la compuerta p e-
r~ 7 Planta de tilla (Olllplltmiddotrta
-shy 10
qUEntildea de hierro muy pr-aacutecti ca que se emplea para abrir y cerrO las atarjeas de riego La figura 9 indica claramenshyo
te coacutemo se mantiene fija esta compuerta por medio de dos grandes piedras indinadas que pueden sustituiacuterse por dos puntales de madera
En cuanto al canal de derivacioacuten tambieacuten llamado de alimentacioacuten se ceba en la corrient de agua un poco por
P t(JlUntildea compucrta para atarjta~ lit Jil~o
encima de la barrem Abierto o cerrado por una compuerta debe seguir en su trazado la parte superior del te rreno y presentar el mayor relieve posible Maacutes adelante hablar8shymas sobre eacutel
Evaluacioacuten del caudal de una corrienle- El caudal de una corriente de agua es igual al producto del aacuterea de io seccioacuten bantildeada por la veloc idad media por segundo del agua
r-iacute~ 9
l a middotolllpllrla dmiddot la fiiexcl 8 olorarla en la otnlrada d e 1 alarju
Es necesario obtener el perfil de la corriente en varios lugares y promediar los resultados Para obtener un periil se tiende una cuerda de una a otra orilla perpendicuarmiddot mente a la direccioacuten de la corriente y lo maacutes cerca posib~ de su superficie A distancias regulares sentildealadas en la cuerda se practican sondeos que dan la profundidad d e l
- 1551 shy
agua en cada una de las divisiones Obtenido el perfil con estos datos se sumaraacuten los trapecios parciales para obtAshyner el aacuterea de la seccioacuten dantildeada
La velocidad media de ~ agua se deduce de la velocishydad media en la superficie es igual al producto de eacutesta por el coeficiente 08 en los canales y riacuteos de dimensiones medianas y po 06887 en arroyos y atarjeas La velocidad en la superficie puede calcularse faacutecilmente de la siguienshyte manera A unos 3CJL-40 metros Daacutes arriba del paraje cuyo p3rfil se ha encontrado se echan unos cilindros de madera gruesa o corcho y con un cronoacutemetro se cuenta e l tiempo que gastan en recorrer la distancia comprendida enshytre el Jugar donde se echaron y olro previamente fijado 30-40 mIs maacutes abajo del lugar del perfil La operacioacuten debe repetirse varias veces y promediar los resultados
En vez de valerse del flotador para determinar la vsshylocidad de la corriente suelen emplearse los medidores de velocidad o corriente (Current Meter) Existen varios modeshylos de estos aparatos los maacutes usados son el de Haskell y
61 de Price En el modelo Price existen dos tipos el eleacutecshytrico y el acuacutestico Por se r estos aparatos suficientemente conocidos y venir acompantildeados de instrucciones para su uso no nos detenemos a explicarlos
Cuando el cauce es de seccioacuten bastante regular es preferible usar una compuerta para medir el caudal
Compuerta rectangular- De sus experimentos con esta clase de compuertas Francis dedujo la siguiente foacutermula
Q = 333 H (L - 02 H) siendo Q = descarga en pies cuacutebicos por segundo L = longitud de la compuerta 6n pies H = altura del agua sobre la compuerta en pies Cuando la velocidad de aproximacioacuten tiene un valor
suficientemente alto para afectar los resultados deben hushycerse las correcciones necesarias Francis propuso la sishyguiente foacutermula para este caso
Q = 333 (L - 02 H) [ (h HYh - h~h 1 donde h = allura debida a la velocidad de aproximacioacuten
Compuerta de Cippoletti- Las foacutermulas correspondienshytes a los dos casos mendonados para la compuerta regushylar son
Las figuras 10 y 11 representan la compuerta rectangushylar y la de Cippolstt i respectivamente
CAPITULO V
Uso de bombas para el riego
La praacutectico de elevar agua de un nivel inferior a otro superior para usarlo en el riego es sin duda tan antigua
1553 shy
como el riego mIsmo En China India y otros paiacuteses orienmiddot tales todaviacutea se acostumbra regar tiel ras maacutes ollas que los canales que conducen el agua elevaacutendola con potencio
bullhumana c animal unos pocos pies Naturalmenta que e~to
se puede efectuar soacuteo cuando la altura es moderada y el trabajo muy barato
Molinos de vienlo- La fuerza del vienio se empleoacute prishymitivamente para las necesidades del riego y auacuten hoy se usa frecwmtemente para elevar aguo de pozos para 103
necesidades domeacutesticas y para el riego de jardines y peshyquentildeos huertos Aunque la fuerza no represente gasto alshyguno el bombeo por medio de molinos de viento resulta en promedio maacutes costoso que cualquier otro meacutetodo excepshytuando aquellos que usan fuerza animal Esto se debe a la pequentildea potencia desarrol ~ada por estos aparatos la inshyconstancio del vie~to y la gran atencioacuten y reparacioacuten que exigen los molinos de viento Por estas razones el costo del bombeo por este sistema hace prohibitivo su empleo exshycepto para cultivos intensos de pequentildeos tarrenos donde se esperan grandes beneficios
Los molinos de viento se usan extensamente en el vashylle de San Joaquiacuten (California) y en los grandes llanos de las Montantildeas Rocosas para obtener agua para el riego El principal inconveniente de estos molinos es su insegushyridad pues su funcionamiento depende completamente de la fuerza del viento
A causa de esta inseguridad los molinos nunca deben usarse para regar sin proveerse de un estanque ampliO pashyra almacenar el agua Debe instalarse un recipiente de gran capacidad a fin de poder almacenar el agua durante los diacuteas que no se la usa para regar Este recipiente se puede obtener usando uno de los tanques elevados que suminisshytran los constructores de molinos de viento o si el molino se puede instalar en un punto alto de la hacienda se pueshyde excavar un estanque paro el almacenamiento
En promedio se necesita una velocidad del viento 5- 6 millas por hora para mover un molino La tabla siguiente da la fuerza del viento para las velocidades ordinarias
-1554
Velocidad del viento y potencia
Millas por Pie por Presioacuten Millas por Pies por Presioacuten
La tabla siguiente tomada de un trabajo de Mr A R Wolff sobre molinos de viento muestra la capacidad y
economiacutea de un molino experimental con rueda de distinshyto diaacutemetro asumiendo una velocidad promedio del vienshyto de 10 millas por hora durante ocho diarias
CAPACIDAD DE LOS MOLINOS DE VIENTO
Tamantildeo Rtvoluclunes Galones de agua levantados por minuto H P de la rueda de la rueda bull una altura de desarrollados
pie
25 50 75 100 150 200
ID no-u lB fjfj tiu 41 1112 l~ ij-HO t3 n u 11 8 8 1 O ~ I H iexclO-i 4bull 1 ~~ 6 ) -I ~ 1U 1 S -l 02- Hi ~I-iexclO ji -U JI (iexcl 1liacute JI 1 98 SO 0 11 18 10- (- 911 j2 2middot1-1 J1 J ) D I ~n 1 bull -40 1lfI UI 1 IO X l J ~ JI l I I O1X 2J W-li ~ 124 J01 0 111) 40 1 Hi3 ~H1 134
- 1555 shy
Al disentildear un molino de viento para bombear agua deben considerarse dos cosas El momento de torsioacuten y la velocidad de la rueda en relacioacuten con la de la bomba La primera debe ser lo maacutes gronde posible a fin de que el molino arranque con un viento suave la segunda no debe ser muy alta para las bombas en un molino pequentildeo ni demasiado baja para uno grande De lo anterior deducimos que el tamantildeo de un molino es un elemento importante en el arreglo de sus aspas
El aacutengulo entre cualquier porcioacuten de una aspa y el plano de la rueda se denomina aacutengulo del viento para obtener el mayor momento de torsioacuten al arranque este aacutenshygulo debe ser el complemento de los mejores aacutengulos de incidencia o entre 70deg- 55 Se ha Encontrado en la praacutecshytica que el aacutengulo del viento no alcanza estos valores sienshydo muy recomendable usar 43deg La tabla siguiente da los resultados de los experimentos de J A Griffith con cinco clases de molinos norteamericanos
CAPACIDAD Y EFICIENCIA
STOVER
Diaacutemetro exterior de la rueda pies 115 inferior 45
Area bruta de la rueda pies cuadrados 1040 Angulo del viento en la extremidad exterior de las aspas 43 Diaacutemetro y carrera de la bomba pulgadas 3 X 4 Altura promedio del agua durante el ensayo pies 292
A maacutexima eficiencia
Ve locidad del viento millas por hora 58 Velocidad del molino revoluciones por minuto 130 H P 0011 H P por 100 pies cuadrados de aacuterea bruta 0011 Eficiencia neta maacutexima tanto por ciento 87
-- J556 --shy
Promedio de 100 horas localidad bonancible
Promedio del agua elevada galones por hora 1530 Promedio de los H P desarrollados por l 00 pies~ 0022
0023 Eficiencia neta maacutexima 21
Promedio de 100 horas localidad borrascosa
Promedio del agua elevada galones por hora 2870 Promedio de los H P desarrollados por 100 pies~ 0041
0043 Eficiencia neta maacutexima 028
De varios molinos
Parkins ~fthoue Allhouse Carlyle
16 1416 1016 983 60 45 383 416
2010 1570 81 800 36 30 5028u
3 X lOyiexcl 3 X 10 3 X 4 58 3 X 4 liquest 39 663 387 307
---shyMaacutequinas de combustioacuten interna- Las maacutequinas moshy
de rnas de combuslioacuten interna de gas y vapor no soacutelo con-sum e 1 pJCo combustible sino que son adaptabI8s unishydades pequentildeas ademaacutes req u ieren poca vigilancia para un buen manejo y las reparaciones se efectuacutean faacutecilmenshyte Estas ve1 tajas importantes hcn heclo generalizar el uso de esta clase de maacutequinas
Maacutequinas de vapor- A lgunas de la s maacutes grandes planshytas d2 bombas para riego usan el vapor como fuerza moshyIriz En las islas Hawai se emplean grandes bombas moshyvida s por vapor para e levar agua a 550 pies y regar cantildea de azuacutear Grandes plantas a vapor se emplean para eleshyvar grandes can tidades de agua a pequentildeas alturas y reshygar las plan taciones de arroz en Louisiana (EE UU ) Las grandes plantas usan la maacutequina reciacuteproca y la bomba directamente conectada En algunos casos se puede obteshyner mayoiexcl- eficiencia usando turbinas de vapor las que por su alta velocidad S9 prestan para mover generadores eleacutecshytricos los cuales a su vez pueden suplir corriente a bombas instaladas en dist intos pun tos Es te meacutetodo de distribucioacuten es especia lmen te venta joso cuando el agua se obtiene de muchos pozos El costo de esta clase de plantas estaacute geneshyralmente fuera del alcance individual y por esto la mayoshyriacutea de ellas son manejadas por grandes compantildeiacuteas o por Jos municipalidades
Bombas- La bomba centriacutefuga es la maacutes usada para regar
La bomba centriacutefuga eleva el agua por medio de un disco provisto de cuchillas curvas que giran raacutepidamente dentro de una caacutemara que se ajusta lo maacutes posible dejanshydo el juego necesario para el movimiento raacutepido Las cushychillas fuerzan el agua a traveacutes del tubo de salida Algunas veces se sumergen dentro del agua que va a bombearse
-- 1558-shy
o se colocan unos pocos p ies encima del n ivel del agu a
en cuy o caso se necesita cebarlas
La bomba centriacute fuga es la maacutes recomendable cuando
se tr Ita de elevar grandes cantidades de agua a pequentildeas
a lturas Sus principales ven tajas son sencillez seguridad
bajo cos to y poca probabilidad de dantildeo por c ieno etc
Cuando hcm sido biEn d isentildeadas acanzan eficiencias de
maacutes de 80 para altu ras de 30- 60 pies Las peacuterdidas a
la entrada del tubo de succioacuten yola sal ida del de desshy
carga se d isminuyen grandemente ensanchaacutendolos progreshy
sivamente al salir de la bomba
El profesor W B Gregory da la siguiente tabla para
ilustrar la ventaja qu e se obtiene al ensanchar los tubos
de succioacuten y descarga
BOMBA CENTRIFUGA - ALTURA DE ELEVACION 5 PIES
Peacuterdida de Peacuterdid a de Pda por fr ic-Forma del tubo altura a la altura bull la cioacute usando Altura Bnfic~
a 3 028 031 024 583 240 291 a 4 009 0 10 02 4 543 280 340
----shyAriete hidraacuteulico- Es ta maacutequina usa un gran v o lumen
de agua que cae de una pequentildea altura para elevar una
cantidad menor de agua a una altura mayor
En este aparato un tubo A conduce el agua a la caja
de la vaacutelvu la B ~ l tubo estaacute en comun icacioacuten con la caacuteshy
mara de a ire C de la cual arra nra e l tubo de descarga D
La vaacutelvula B s(~ abi e hacia abajo y se hace de un peso
tal que permanezca abierta cuando el agua circule a veshy
locidad moderada pero se c ierre raacutepidamente cuando la
velocidad del agua a lcance un valor determinado Cuando
la vaacute~vula se cierra el agu a se detiene suacutebitamente proshy
duciendo un golpe de ariete que abre la vaacutelvula de la caacuteshy
mara de aire comprimiendo eacuteste y haciendo pasar una
parte d e eacutel al tubo de descarga Cuando se iguala la preshy
-- 1)59-shy
sioacuten la vaacutelvula de la caacutemara de aire se cierra pero el flujo en el tubo D continuacutea durante un periacuteodo corto a caushysa de la expansioacuten del aire comprimido en la caacutemara C Como el aire de esta caacutemara es absorbido gradualmente y expulsado por el agua debe proveerse para su renuevo pues de otra manera la elici-encia del ariete disminuiriacutea Cuando el agua en el tubo A estaacute detenida la vaacutelvula B cae el agua empieza a moverse y el proceso se repite
El flujo de un ariete hidraacuteulico es pues una serie de pulsaciones y a cada impuso debe vampncerse la inercia de la columna de agua que se encuentra en el tubo D Si dos arietes se conectan en el mismo tubo de descarga pero de tal manera que sus pulsaciores no coincidan la descarga seraacute maacutes continua y se economizaraacute energiacutea estas ventashyjas se obtienen en mayor escala al aumentar el nuacutemero de arietes conectados Veacutease fig 12
i)
rs 2 l iacute
llUSlraciuacuten dd prin cipill dd ik hiJraacuteulicu
CAPITULO VI
Canales y alarieas de riego
Cualquiera que sea el meacutetodo de riego que se haya esshycogido su praacutectica requiere cierto nuacutemero de canales y atarieas Vamos a definir estos canales y atarjeas y a inshydicar las principales consideraciones que rigen su consshytruccioacuten
Todo riego supone una presa de agua en un canal riacuteo etc Esta agua por medio de un canal de derivacioacuten se
--1560shy- -
lleva a los regadiacuteos De cua lquier forma que sea en eacutel o en sus ra mificac iones na cen y se alimen ton zan jas de meshynores dimensiones llamadas atarjeas de distribucioacuten las cuales llevan el agua a las atarieas de riego
Como todo riego debe ir acompantildeado de una desecashycioacuten del suelo es necesario construIacuter atarjeas de desaguumle que lleven el agua usada a los canales de evacuacioacuten En ciertos casos las atarjeas de riego una vez vaciacutea s sirshyven para el desaguumle
Seccioacuten de los canales y de las atarieas- Los canale s de a limentacioacuten de distribucioacuten y de evacuacioacuten tienen seccioacuten trapezoidal (Fig 13) Las otarjeas de riego y de desshyaguumle son rectangulares (Fig 14) Soacutelo miden 5-15 ctms de profundidad
Un canal de riego se com pone de las siguientes parshytes (ver lig 13)
El fondo D F sobre e l cual fl uye e l agua
-1561
La altura O E = h del egua Las banquetas A B H 1 que sostienen el agua por cashy
da lado Los taludes formados por las caras laterales B D F H El periacutemetro mojado P o la lopgitud e D + D F + F G La seccioacuten uacutetil S del canal eo la superficie que tiene
por base G C y D F y por a~ tura O E El radio medkl R es igual a S P La pendiente de Jos taludes m se determina por la
relacioacuten G Kj F K
Pendiente de los taludes de los canales y de las aacutetarshyjeas principales- Las pendientes de los taludes dependen de la natura leza del terreno Hus ta 15 ctms de profundidad son verticales Pasando de esta profundidad y para atarjeas abiertas en desfonde se dan las siguientes pendien tes
Roca m l O Arcilla pura m 1 033 = 303 Tierra arcillosa m 1 05 200 Tierra arenosa m 1 15 = 066
Para Jos taluds de fosos cmstruiacutedos en terrapleacuten
Arcilla pura m 1 05 = 200 Tierra arcillosa m 1 075 = 133 Tierra arenosa m 1 225 = 044
Para el mismo terreno si m es la inclinacioacuten del tashylud en desfonde 10 inclinacioacuten m del talud de terrapleacuten es igual a
2 3 m 1 1
- +shym 2m
Pendiente de los canales--Cuanto maacutes fuerte es la penshydiente maacutes se puede reducir la seccioacuten de un canal para la misma descarga Conviene pues construiacuterlos con la mashyyor pendiente a fin de disminuiacuter los trabaj os de excavacioacuten Por otra parte hay que considerar que una pendiente fuershy
-- 1562 -shy
te disminuye por la raduccioacuten de seccJOn la superficie de contacto y por consiguiente la filtracioacuten Ademaacutes la veloshycidad del agua no debe pasar de determinados valores seguacuten el terreno pues produciriacutea erosiones en las paredes
Velocidades de las que no conviene exceder en los diferentes terrenos
Velocidad limite Pendlent
por segundo por kmt
Arcillas blandas 0152 mts 0045 mts
Arenas 0305 0136
Gravas 0609 0433
Guijarros 0914 0570
Piedras en grandes fragmentos 1220 1509
Guijarros aglomerados 1520 211 S
Rocas blandas 1830 2786
Rocas duras 3050 7342
Tambieacuten existe un liacutemite inferior de velocidad que no se debe traspasar pues se forman depoacutesitos que destruyen
los cauces Los depoacutesitos principian a formarse por debajo de una
velocidad media de 025 mts por segundo en corrientes de agua fangosa 030 cargada de
arena fina 050 mts por segundo en corrientes de agua cargada de
arena gruesa Por consiguiente la velocidad no bajaraacute de 050-080
mts en el canal principal a fin de que no se deposite la arena gruesa
No deberaacute ser inferior a 025- 040 mts en los canashyles de distribucioacuten para que en ellos se deposite la areshyna gruesa que si llegara a las atarieas de riego podriacutea ser perjudicial Como estos canales no se usan continuashymente seraacute faacutecil quitar los depoacutesitos asiacute formados
Canal de conduccioacuten- La pendiente de eacuteste depende
- 1563 shy
oel nivel de la presa de agua y de la altura de la parte maacutes alta que deba regarse
Generalmente su pendiente variacutea de 00007-00014 mts por m La velocidad no excede de 080 mts por segundo La seccioacuten es trapezoidal y debe ir disminuyendo a medishyda que el canal avanza como que tiene que servir a meshynor extensioacuten
Este canal debe estar dispuesto de tal forma que en su punto de unioacuten con el riacuteo quede su nivel maacutes baio que el quicio de la presa a fin de poder instalar un aparato de afor Siempre debe estar provisto de una compuerta de modo que sea faacutecil impedir o regular la entrada dol agua para poder efectuar reparaciones o prevenir una crecida de la corrien te alimentadora
A fin de evitar la erosioacuten conviene lapizar con ceacutesped las paredes laterales y el fondo
Atarieas de distribucioacuten- Deriacutevanse del canal de conshyduccioacuten y llevan el agua a las atarieas de riego Son casi horizontales con pendientes de 0001-0015 mts por m La velocidad del agua no debe ser inferior a 025-040 mts
Se ponen en comunicacioacuten con las atarieas de riego por medio de un tubo de aiiacuteareriacutea o de una caia rectangushylar de madera Esta abertura debe poderse cerrar con una compuerta
Atarieas de riego- E1 general deben ser tan poco proshyfundas como sea posible Con frecuencia se les da un pershyiexcljI rectangular En la unioacuten con las atcrieas de distribucioacuten pueden tener de 30- 35 clms de anche para lueacutego ir disshymi1uye1do
El fondo e3 generalmente horizontal y sus bordes esshytaacuten ligeramente inclinados seguacuten lo direccioacuten de la corrienshyte y se aproximan a medida quo se aleian de las atarieas de distribucioacuten
Atarieas de desaguumle--Las atarieas de desaguumle recogen las agu)s despueacutes de regar y la3 llevan a los canales de evacuacioacuten Son doblemente uacutetiles pues secan el suelo y
permiten volver a usar las aguas para el riego de nuevas extensiones
- 1564shy
Los bordes estaacuten cortados verticalmente Su anchura ordinariamente es de O l5- --030 mts
Canales de evacuacioacuten- El ca nal de evacuacioacuten recishybe el agua de los desaguumles y la conduce al riacuteo o a regar otras tierras Debe ocupa r lo parte maacutes baja del terreno Debe tener una seccioacuten suficiente para el agua que recibe Tiene forma trapezoida Sus paredes deben protegerse conshytra el desgaste por medio de ceacutesped
Caacutelculo de las dimensiones de los canales y de las atarjeas principales- Hemos dicho que la seccioacuten de los canales y atarjeas principales es trapezoidal La seCClOn de las secundarias es triangular o rectangular Generalmenshyte no S9 ca~culan Es necesario determinar lo maacutes exactashymente posible las dimen5iones de los canales y atorjeas principales Las foacutermulas emp16cdas dan resultados aproxishymados que la experiencia modifica A continuacioacuten damos las foacutermulas de Darcy perfecc ionadas por M Bazin
ConsideremQs la seccioacuten re presentada en la fig 13 Y llamemos
1 D F = longitud del fondo
h O E = la altura
S aacuterea de la seccioacuten
U velocidad mediacutea del agua velocidad media en la superficie X 080
Q = descarga
I = la pendi2nte
P periacutemetro moiado
R = radio medio
Estas cantidades estaacuten relacionadas de la siguiente mashynera
(1) R I = b U~ oacute U = C RT(2)
(3) Q = S U Oacute Q = S C rRI (4)
C = 1 b es un coeficiente que depende de la rugoshysidad de las paredes del canal M Bazin ha expresado su valor asiacute
1565 - shy
87
C = 1 Vb = - ---- + tiacute
VR ltiacute tiene los siguientes valores
Paredes muy lisas (cemento madera lisa) tiacute = 006 Paredes lisas (taba ladrillo) tiacute = 016
poco lisas de mamposteriacutea tiacute = 046 de naturaleza mixta Ciacute = 085
Canales de tierra en condicion3s ordinarias tiacute 130 Canales de tierra con resistencia excepcional tiacute = 175
Maacutes adelante daremos los valores del coeficiente C en funcioacuten del radio R y los valores del coeficiente o de la loacutermua (l) corre3pondientes a los valores dAl coeficiente
C = 1 vT-
Ganguillet y Kulter adoptan tambieacuten la foacutermula
u C RTpero daacutendole a C el siguiente valor
O 00155
23 + + n
C 000155
1+ 23 + --- n
( ) V R
El nuacutemero n variacutea con la naturaleza de las paredAS y tiene los siguientes valores
n ln Paredes muy uniformes ceuromento madera
cepillada 0010 100 Paredes linos piedra tallada ladriilos 0013 77 Paredes poso uniformes 0017 58 Paredes rugosas piedras en bruto 0020 50 Paredes de tierra 0025 40 Paredes de grava 0030 33 Paredes irregulares de grava y mal cuidadas 0035 29 Paredes muy irregulares 0040 35
- 1566 shy
Las dJmensiones de los canal83 deben 118nar otras conshydiciones que determinan las foacutermulas anteriores
En primer lugar la tangente trigonomeacutetrica m queda determinada por la naturaleza del terreno Luego si circunsshytancias especiales no exigen la adopcioacuten de una profundishydad conviene dadas 1 y m dar a la seccioacuten la forma que corresponda a la maacutexima descarga por unidad de aacuterea de ella Esta seraacute evidentemente la seccioacuten maacutes econoacuteshymica De la foacutermula (3) Q = S U deducimos que para una superliacutecie dada S la descarga Q es maacutexima con U POI
consiguiente para una pendiente dada y teniendo en cuen shyta la foacutermula (2) U = e VRT con R o tambieacuten pll8sto que R = S P cuando P es miacutenimo
D8 la Hg 14 deducimos que
(5) S h (1 + h m)
(6) P + 2 h m V1 + m~ (6) P = I + 2 hmv 1 + m~
S h ( I + hm) (7) R
P + 2 hm 1 + m~ y por caacutelculo deducimos que P es miacutenimo cuando
h + V I + m~ (8)
2 ro
En este caso los lados B D H F D F son tangentes a Jo circunferencia descrita desde O como centro y con h como radio
Si sustiacutetuIacutemos en (7) 1 por su valor sacado de (8) obshytendremos
2 m h h ( + hm)
+ VI + m (9) R +
2 mh 2h V 1 + m~
+ ml+vl+ m~
- 1567 shy
--- -
1+ iexcl-1 + rn~ ]iexcl 2 = X
rn 4
es decir el radio medio es igual a la mitad de lu profunshydidad del agua
La relacioacuten h 1 que determina la seccioacuten oacuteptima soacuteshylo depeeacutelde para S e 1 dados del valor m El valor de h 1 en (8) permite calcular faacutecilmente h y 1 conociendo S y m Reempazando 1 por su valor en funcioacuten de h en la ecuashyc ioacuten (5) 1endremos
(lO) S =
( h
2 m h
1 + 1 1 + m~ h+-111
)
h~ 2 l 1-+ m~ -----shy 1
m
mS lh
11 J J h = ( 2 V 1 + m - 1 )
Seguacuten esto S2 ve que cuanio maacutes se acerquen los taludes del canal a la vertical mayor es h y por consiguienshyte R Conviene adoptar para R el mayor valor posible pues asiacute no disminuye la anchura del canal de pendiente dada 1 y se aumenta la velocidad media d el agua que es proshyporcional a R
Cuando las circunstancias obligan la adopcioacuten de una profundidad determinada la ecuacioacuten S = h (l + h m) soacutelo contiene la incoacutegnita 1
Empleo de las foacutermulas uso de las tablas ejemplos middotnumeacutericos--Los problsmas que se presentan maacutes frecuenshytemente son
I- Conocida la seccioacuten transversal de un canal y su pendiente calcular su descarga
JI- Conocido el rendimiento del canal y su pendiente
- 1571 shy
calcular las dimensiones que debe tener su seccioacuten transshyversal y la velocidad media del agua
CASO iexcl- Se a plican las siguientes foacutermulas
h (1 + h m) (S) S = h (1 + h m) (7) R
1 + 2 h 1 + m~
m
y lueacutego
(2) U = C m 1)Y2 (1) Q _ S C (R 1) 1j~
La foacutermula (S) ncs do e l aacuterea la (1) el radio medio pues h I Y 111 SO1 conocidos Las foacutermulas (2 y 4) permiten ca lcular U y Q
EJEMPLO Calcular el rendimie llto de un canal de ti eshyITU sabiendo que 1 = lmts h = 121 1 = 00002 y la inclinacioacuten de los taludes es 45
La aplicacioacuten de las foacutermulas (5 y 7) nos da
S = 2867 mts~ y R = 060 mts
El valor de C seguacuten la tabla de Bazin es 325 y seguacuten la de Kutte r 35 Tomamos e l promedio de estos dos valoshyres o sea 3375
Aplicando las foacutermulas (4 y 2) obtendremos
Q = 098 mts y U 037 mts
CASO II- Si existen circunstancias que obliguen a adopshytar una profundidad determinada se aplicaraacuten las foacutermushylas de la seccioacuten maacutes ventajosa es decir las foacutermulas sishyguientes bull
Q~m S (9) h b U~ b - shy~ (1 + m~ )11 ) = 2 R (l) R I
12 - 1) S~
Se principiaraacute por adoptar para b un valor provisional y para escogerlo seguacuten el rendimiento se evaluaraacute el vashylor posible de R y por consiguiente el de C seguacuten la tashybla de Bazin La tabla de los valores de b daraacute un valor que se adoptaraacute provisionalmente Una vez hallado el vashy
- 1572 shy
lar da R se rectificaraacute e l de b Se volveraacute a calcular R y
se continuaraacuten estas aproximaciones hasta que se encuenshytren para C y b valores que no difieran sensiblemente de Jos anteriores La ecuacioacuten (1) contendraacute R elevada a la quinta potencia y deberaacute resolverse por logaritmos
EJEMPLO Un canal debe tener un rendimiento de 2 lIltS de agua por segundo con una pendiente de 00002 por mts Cuaacutel debe ser su perfil transversal en la tierra con taludes inclinados 45
Supongamos R = 1 mt entonces seguacuten la tabla d e Bozin C = 378 y seguacuten lo de Kutte r C = 40 Toma mos 81 pro lllcd io C = 389 Para b obtenemos 000066
In
Lu IOacuteI JI1 U 111 (0) du x
Pero s iendo m 1 sacamos
m 0547
y obte ndremos 4R~ S 4W
0547
Lo foacutermula (1) nos da
R X 00002 000066 4
S~
R S~ 132
y sustituyendo S po~ su valor
16 R
(0547F 132 R 075
Seguacuten las tablas de Bazin y Kutter los valores respecshytivos de C pondiente de b tend
son de b remos
348 es
y 00
37 Adoptamos 0077 Sustituyendo
359 este
el valor nuevo
corresshyvalor
- shy 1573 shy
4 4 R~ 0547 S TI X 00002 000077 (
s~
R = 075
Lo vola re s d~ e y de b no difieren sonsibloTrl ento de los que acabamos de adoptar Tomaremos pues para TI el va le r 076 mis entoncos h = 152
4 (076 )~
S 442 Jll l s ~
0547
Q 2
u 047 mts S 422
La foacutermula (8) permite dete rmina r l
2 m h 2 X 152 126 y e l problema
1 + ( + m~)Y2 1 + (2)1
queda resuelto Pero puede ocurrir que por circunstancias especiales no
se pueda adoptar el perfil maacutes econoacutemico Entonces se coshynoc 3 la profundidad h o la anchura 1 por lo tanto
S = h (1 + h m)
Q2
R 1 b --- en que R estaacute expresado en funcioacuten S2
de h y de I y permitiraacute hallar por tanteo h o I y S Supongamos que por causa de la existencia de un submiddot
suelo rocoso la profundidad del canal no debe exceder de un mI y que la descmga sea de 2 mts pOI segundo y la pendiente 00002
Procederemos asiacute
Puesto que h 9S a lo sumo igual Q 1 mI el radio meshydio puede evaluarse en 050 mts Las tablas dan para e 306 y 34 adoptamos 32 y entonces b = 000098
1574
Q2
De la ecuacioacuten R I b --- deducimos S2
000098 X 4 S~ 392 S 625
050 X 00002
La foacutermula S = h (l + h m) da 525
La foacutermula (6) nos da P = 807
s 625 R 077 mts
P 807
Se partiraacute de este nuevo valor de R para repetir los caacutelculos
Las tablas dan para R = 077 mts C = 35 y 37 Adoptamos C = 36 entonces b = 000077
Tenemos
000077 X 4 S 40 S 632 1 532
077 X 00002
P 814 Y R = 077
Adoptaremos para el perfil de este canal de 2 mts de descarga por segundo
1 = 532 h = 1 mI R = 077
La velocidad media del agua seraacute
u = Q S = 2 632 = 031 mts
CAPITULO VII
Sistemas de rieqo
Hay muchos procedimientos de riego seguacuten la naturashyleza del terreno su pendiente los cultivos o la cantidad de agua de que se dispone
- 1575 shy
A continuacioacuten describiremos los siguientes sistemas Por sumersioacuten por filtracioacuten por desbordamiento
El riego por sumersioacuten se dIvide en tres meacutetodos el ri ego por filtracioacuten en dos y el por desbordamiento tambieacuten en dos De todos eros hablaremos separadamente
Riego por sumersioacuten
El sistema d3 riego por sumersioacuten llamado tambieacuten en manta consiste en cubrir el suelo con una capa de agua que permanece sobre eacutel un tiempo maacutes o menos largo
Generalmente requiere que el terreno sea sensiblemenshyte horizontal de pendiente suave 2 0 00 a lo sumo y que no sea impermeable La superficie regable se rodea de peshyquentildeos diques Si la pendiente fuese fuerte habriacutean de ser a l tos y emplear maacutes agua con lo que se perderiacutea la prinshycipal ventaja de este sistema que es su sencillez y ecoshyncmiacutea
Este procedimiento es uno de los mejores para el rieshygo de praderas cuya pendiente sea de 1-15 mmts por metro Comprende tres meacutetodos distintos
IO-La sumersioacuten naturcl que resulta del desbordashymiento espontaacuteneo de una corriente de agua o de la inunshydacioacuten artificial proveniente del levantamiento de las aguas
29- La sumersioacuten artificial 5encilla en que las aguas permanecen estanadas mientras dura el riego
3y- La sumersioacutell atificial con cJrculacioacuten continuiexcl en que el agua ircula suavemente por la superficie del terreno sumergido
Cuando se riaga con aguas que acarrean limos y areshynas estos materiales generalmente corgados de materias fertili~antes se depositan sobre el suelo Entonces el riego por sumersioacuten va acompantildeado del erdorquinamiento
Sumersioacuten natural- Muchos terrenos estaacuten expuestos a las crecidas de las corrientes de agua que los atraviesan Esta sumersioacuten natural es fuente de grandes riquezas Tashyles s)n Egipto y las pompos de la imeacuterica del Sur En Francia grandes extensiones de ter reno deben su fertilidad a riegos perioacutedicos de esto naturaleza
Las condiciones esenciales de estos sumersiones natushy
1576 shy
rales son pendientes longitudinales muy suaves (040- 045
mts por kmt como promedio) y pendientes transversales
bastante aceurontuadus para que las aguas de las crecidas
vuelvan faacutecilmente a su cauce primitivo
Sumersioacuten artificial sencilla- Exige un suelo de poca
pendiente que no exceda de 2 0 00 a menos de restringir
mucho ia extensioacuten dE las parcelas sumergidas
Si la pendiente fuese fuerte no se depositariacutean los seshy
dimentos perdiendo asiacute este meacutetodo su principal ventaja
Ademaacutes se correriacutea el riesgo de que las aguas arrastraran
la tierra vegetal Finalmente seriacutea necesario que las cuenshycas sumergidas estuvieran rodeadas de diques muy altos
lo que hariacutea perder las ventajas econoacutemicas de este sisshy
tema
Consiste en sumergir el suelo bajo una capa de detershy
minado espesor durante un periacuteodo de tiempo variable
El terreno se divide en compartimientos regulares roshy
deados dE pequentildeos diques que retienen el agua
Generalmente las aguas despueacutes de regar un comparshy
timiento superior pasan a regar uno inferior
Los compartimientos tienen extensioacuten variable En geneshy
ral no exceden de 10-30 aacutereas Se les puede dar una anshychura de 50 mts y una longitud variable seguacuten la pendienshy
te del terreno Los diques que los rodean exceden en todas
partes a 25 ctms al nivel del agua
La altura media del agua sobre la superficie del sueshy
lo es de 15 ctms En el punto maacutes alto del nivel del agua
25 ctms
En el centro de cada compartimiento y en sentido de su longitud se abre una atarjea g (lig 15) que sirve a la
vez de conduccioacuten y desecamiento
A este objeto puede ir acompantildeado de pequentildeas a tarshy
jeas h En el origen y en la extremidad de cada compartishy
miento la atarjea g lleva una en trada de madera con comshy
puerta para retener el agua o dejarla pasar
La atarjea g debe tener una pendiente aproximada de
0001 mts mL La anchura en el fondo y su profundidad
dependen de la superficie del compartimiento y de la cantishydad de agua que conduciraacute
--1577-shy
La fig 15 denota la subdivisioacuten del terreno en cuatro recipientes que forman otros tantos saetines cuya longitud depende de la pendiente del terreno
Es preciso que el nivel del agua en el segundo comparshytimiento sea inferigtr de 1- 2 ctms al fondo de la atariea g del primero Asiacute se logra que el agua pase del primero al SEgundo compartimiento
ruIiexclrrmIlfjfffj7[J[l]Jf]ffI
JCshy I
TIi~~t==J ~
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Hiego por ~lIhm(~r~ ioacuten Planta ltle unn in~tala(- i(ln de cuatro C(Jlllparlimi-(-middotnto~
Ventajas e inconvenientes de este sistema- Permite reshygar superficies de poca pendiente con ca1tidades de agua demasiado pequentildeas para utiliza ras de otro modo Transshyforma en tierras feacutertiles suelos mediocres siempre que no sean impermeables y que las aguas contengan limos carshygados de principios nutritivos Su instalacioacuten y vigilancia son sencillas y baratas
En suelos impermeables da malos resultados Rara vez se puede aplicar en el momento de la vegetacioacuten y mientras dura impide la aireacioacuten del suelo
- - 1578 - shy
El riego por sumersioacuten se emplea principalmpnte en el cultivo del arroz
Riego de los arrozales- EI arrozal ha de estar compleshytamente cubierto por el agua pero sin quedar estancada sino circulando con muy poca velocidad Sin agua no gershyminariacutea la semilla y en cambio si quedara estancada enshyfermaria 0 planta y podriacutea ser causa de una epidemia pashyluacutedica en la regioacuten
El terreno destinado al cultivo del arroz ha de ser enshyteramente llano y con la pendiente necesaria para la lenshyta circulacioacuten del agua El campo se divide en parcelas delimitadas por pequentildeos diques de tierra
Unas como B (Fig 16) estaacuten trazadas longitudinalmenshyte en el sentido de las labores y del movimiento del agua al paso que otras la sentildealadas con la letra e van en dishyreccioacuten perpendicular a las primeras
Una vez construIacutedos los diques se da el agua a las parce las D y J de modo que la capa liacutequida tenga unos 12 ctms de espesor Hecho 6stO se practican en el dique inmediatamente infel ior unas abe rturas E de 20- 30 ctms
de ancho por donde flushyye el agua a las parceshylas inferiores Asiacute se conshytinuacutea hasta regar todo el arrozal El agua se reshycoge en la atariea d e desaguumle A
El consumo de a g ua se calcula en 24 Its por segundo y por hec taacuterea
Sumersioacuten artificial con derrame continuo--Cuanshydo se dispone de gran can tidad de agua la cirshyculacioacuten puede ser conshytinua sin alterar las disshyposiciones precedentegt
El agua de riego desshypueacutes de alcanzar el nishy
ni~po s i c i(lfl dI un arrozal divirl gtln ( 1
lahla~ n -lIadriluacutel erus L ri ego
- - 1579-shy
vel normal en el compartimiento regado pasa lentamente al inferior y se reemplaza con nueva agua Este procedishymiento priva menos del aire a las plantas que e l estallCU miento permanente
El movimiento d8 las aguas se regula dE-~ tal manera que la can tidad siexclJida por la parte inferior sea igual a Jo que Gntra por la superior De 83t8 modo se llega raacutepidashymente a resultados excelentes
Conviene enviar agua nueva o los compartimientos inshyferiores disponiendo alrededor del cqmpo un canal de cirshycunvalacioacuten El agua debe vaciar por encima de las comshypuertas a fin ds qU8 no arrastre los sedimentos En general los compartimientos tienen dimensiones mayores que los de sumersioacuten sencilla Si la pendiente es muy fuerte conviene disponer oblicuamente diques interiores que impidan la erosioacuten del suelo Los diques que bordean las parcelas tieshynen aproximadaments 150 mts de ancho en la corona y un nivel de 30- 40 ctms sobre el de las aguas
Rieqo por filtracioacuten
Este sistema comprende dos subdivisiones
19 Por filtracioacuten del aqua en el suelo por atarieas proshyfundas- Es un procsdimiento muy imperfecto desde el punshyto de vista d3 los resultados pero muy sencillo y econoacuteshymico Em p lea las zanjas excavadas en los terrenos para sanearlos
Esencialmente consiste en cerrar las compuertas que regulan los diferentes canales de desecamiento El agua de lluvia etc fluye asiacute poco a poco pgtr estos canales y si el suelo es permeable lo humedece al atravesar las pareshydes laterales de e llos pudiendo llegar por capilaridad hasshyta las raiacuteces
Este procedimiento soacutelo es practicable cuando el terreshyno es bastante permeable y de poca pendiente En suelos poco permeabls los resulta dos no son satisfactorios el agua fluye bien por los cana ~ es pero no logra humedecer la tierra
La lig 17 muestra la disposicioacuten de los canales a a b b y Ja de la compuerta d que cuando estaacute cerrada deshy
- 1580
termina el retroceso del agua que se va elevando en los canales y penetra en el suelo Abriendo jo compuerta se inicia la salida del agua y consecuentemente el desecashymien~o del terreno
A~~J~~Mitrbt~Ir~~M~~1 B
F~( 11 J)i sposieiHl para htlnHd e(~e r IIn 1IITfJ1U drenadu al ail
J i~ Hi middotiexclo po fiJI radmiddotn
29 Filtracioacuten del agua por atarieas abiertas superficiales - middot-Este meacutetodo se aplica sobre todo a Jos tierras labradas y
entre otros a 103 cultivos hortiacutec81as Difiere esencialmente del anterior en que las atarieas estaacuten mucho maacutes proacutexishymas en que son superficiales y el agua penetra en el sueshylo y en el subsuelo p8r las paredes y por el fondo
El agua circula por atarieas paralelas que limitan las parcelas de los cultives No debe tocar ni las hoias ni los tedios Por esta razoacuten se emplea e l agua de cloacas para los cultivos hortelanos Como no se ponen en contacto con as hoias ni con los tallos no pueden contaminar esta parshyte comestible de los vegatales Sin embargo uacuteltimamente se ha dicho que las aguas de cloacas contaminan las parshytes aeacutereas de las hortalizas con geacutermenes nocivos y se ha prohibido su empleo para el cultivo de las hortalizas que se toman sin coccioacuten
Este meacutetodo es tanto maacutes eficaz cuanto maacutes proacuteximas
1581 shy
t ~
1I
I
I
I o
I
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IIII I
l 11
I
111111111 111111 111111 Vtk11 1 1 1 1 6 ~ iexcl
l Ft 8
ni ego por 5-lIrc()~ Di ~pn ~ iciiexclm de la~ atalj pa~
esteacuten las zanias que se trazan con el arado y estaacuten seshy
paradas unos 060- 080 mts La lig 18 indico la disposicioacuten del suelo La liacutenea a b
representa el canal de conduccioacuten a c el canal de riego del campo d designan los surcos que no terminan en el canal a c La limpieza que necesita el funcionamiento del sistema deteriora pronto este canal Debe construiacuterse una atari ea auxiliar e f comunicada con el canal a c por meshy
_-1582 - shy
dio de pequentildeos cortes g Este canal auxiliar se abre con el arado y se termina cuidadosamente con la pala Es anshycho y tiene una profundidad de unos la ctms
Riego por desbordamiento
Puede efectuarse de las maneras siguientes con reshygueras de nivel y planos inclinados que describiremos sucesivamente
A shy Por regueras de nivel Fundamentoshy EI terreno a regar estaacute surcado por regueras horizontales de desbordashymiento en que el agua rebosa el borde inferior y se exshytiende en forma de laacutemina continua
Pendiente del terrenoshy No debe ser excesivamente peshyquentildea pues entonces la circulacioacuten de la laacutemina de agua se efectuariacutea defectuosamente se admite como necesaria una pendiente de 3 Si 0 pendiente fuere excesiva en vez de una laacutemina continua se formariacutea una serie de arroshyyos que socavariacutean el terreno este peligro debe evitarse haciendo las regueras suficientemente proacuteximas
Descripcioacuten y funcionatnientoshy Las regueras de reparshyticioacuten se trazan en la direccioacuten aproximada de las liacuteneas de maacutexima pendiente fig 19 Si se interrumpe una regueshyra de distribucioacuten remansando el agua eacutesta entraraacute en la reguera de nivel inmediata anterior la cual se llenaraacute y desbordaraacute invadiendo el terreno el exceso se recogeraacute en el colector inmediato inferior el cual lo transportaraacute al canal de desaguumle
b middotmiddot l~vcro diexclhi Clon
rig 9
Alimentacioacuten de regueras sucesivas por una misma tomashy En vez de recoger las aguas sobrantes de una reshyguera directamente en un colector se recogen en otra reshyguera la cual una vez desbordada las deja pasar a otra y asiacute a varias no pasando de 4 oacute 5 seguacuten el caudal de
-1583 -
agua de que se disponga Parece que asiacute pudiera hacerse extensivo a todo el campo con una sola toma superior en la reguera de reparticioacuten pero no debe olvidarse que el agua que llegase a las regueras inferiores estariacutea escasa en oxiacutegeno y principios fertilizantes Esta es la razoacuten de las tomas sucesivas
Perfil longitudinal de las reguerasshy En la praacutectica no
iexcliexcl~f o UI a
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____ ~i~ I 0
I L middot ___ --shy
I D--1 t~uHO c o tor
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I 0 bull ___ J
-shy ---_ -i
_~_-o---J
Uig 19) Riego por curvas de nivel
debe d6rseles una pendiente superior al 0003 intercalando cascadas si fuere preciso esto se refiere a las regueras de reparticioacuten Las regueras de distribucioacuten deben ser perfecshytamente horizontales
Seccioacuten transversal de las reguerasshy Las regueras de nivel deben ser poco proundas a fin de disminuiacuter la preshysioacuten del agua y por tanto su infiltracioacuten Es aconsejable
- 1584 -
UllO anchura de 20 ctms con una profundidad no mayor
de S clms Las acequias y regueras d e reparticioacuten se calcushy
bn seguacuten las foacutermulas hidraacuteulicas
B shy Por planos inclinadosshy Son tales les ven tajas del
riego por regueras de n ivel que se procura em plear un
sistema anaacutelogo aunque el terreno no tengo lo pendiente
necesaria
Principio--Si lo pendiente es inferior al 003 se terramiddot
1 I
Cor~e por A B F iJ20
I I
I
J
Ri eacuteo t por p la n o~ in(linado pUl dobl e ari5la
plena formando un escolonado d e planos inclinados que
permito el riego por reguera~ de nivel
Descripcioacutenshy la reguera de reparticioacuten se coloca a una
altura conveniente para que el agua pueda en trar a las
regueras de nivel practicadas en la parte superior de los
planos en forma que llena de agua se vierta por ellos
recogiendo el exceso en colectores lig 20 El agua sobranshy
te puede ser muy abundante en tal caso el colector al ishy
- 185 shy
menta a su vez o tra serie de planos actuando a mane ra de reguera de reparticioacuten
Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
Planos inclinados naturales- Supongamos fig 21 un terreno de pequentildea pendiente S8 construye en terrapleacuten una reguera de d istribucioacuten con los produc tos de la excavacioacuten del colector inmediato E primer antildeo el riego seraacute defectuoshyso pero en los antildeos sucesivos mejoraraacuten los terraplenes y planos incl inados merced a la aportacioacuten del limo por las mismas aguas
0(oacute v lt
o
ltiexcl - =-=~ ~ ~ ~-= -=--=--=-shy~ ~ Fig21
Planos inclinados artificiales-Consisten en cons truiacuterlos directamen te con tierra sacada del terreno m ismo lo cual exige terraplenes y movimientos importantes de tierra (fig 22)
TfrImiddotO)COfi
~S~iacutelllflmiddot ~~f~~
Tts 22
Datos para la formacioacuten de un proyecto de riego por planos inclinados- Se atenderaacute en primer lugar a que las acequias y regueras de reparticioacuten sean capaces de sumishynistrar el agua necesaria y los colectores de desaguar los sobran tes Las regueras de distribucioacuten seguiraacuten sensibleshymente las curvas de nivel a fin de q ue los planos incl inashydos conserven una longitud constante y que las regueras de dis tribucioacuten sigan la direccioacuten de la pendiente del terreshyno La anchura de Jos escalones no seraacute excesiva a fin de evitar los grandes movimientos de tierra En general tienen 4 oacute 5 mts y si el terreno tiene fuerte pendiente lleshygan a tener 10 Oacute 12 mts La pendiente de los planos inclishynados seraacute de 003 como miacutenimum
menle hasta que alcance el tiro de agua y anchura norshymales
Fn el muro de defensa A del recipiente B se coloca lna compuerta inmediatamente delante de la~ aberturas de toma d9 agua y debajo de la barrera
Transversalmeiexclte al riacuteo y en el extremo inferior de l vertedero se construye un soacutelido zampeado de fondo E recshytiliacuteneo algo maacutes alto quoacute el fondo leI riacuteo y que se vaya eevando un poco hacia la derecha d se eleva de 050 el nivel de la corriente y se echa nuevamente contra el vershytedero A xl propio tiempo que se ancha un poco el cauce
Chaipeniier de Cossigny habla de una barrera de cashyballetes que con frecuencia se ve en el sur de Francia
Para estableceo a traveacutes del caue del riacuteo se fijan una serie de caballetes como lo representan las figuras 4 y S donde A es una estaca gruesa inclinashyda y C C los sosteshynes Sobre estos cabashylletes se clava una seshyrie de tablas sobre las
Fi2~ 5 cuales se echa desde riacuteo arriba grava RiacuteoFrente de una brre13 de caJallrlt s
- 1548 shy
abajo se defiende al pie de la obra con pentildeascos sosshytenidos con estacas
Las barreras importantes se construyen de piedra o de cemento empezando por trazar el armazoacuten de la barrera Aprovechando la eacutepoca del arlO en que el riacuteo lleva poca agua se clavan a traveacutes una serie de soacutelidas estacas cushyyos extremos superiores delineuroan el perfil transversal de la barrera Estas estacas se unen entre siacute y en ambos senshytidos por medio de cruceros Entre elios se hincan tablones Terminada la armazoacuten se llenan los huecos con guijarros y piedras y lueacutego se rellenan los intersticios con grava y tierra La parte superior de la barrera se recubre con un thecho de carpinteriacutea o bien con losas que formen una esshypecie de embaldosado entre los cruceros
A fin de obtener una barrera maacutes fuerte se puede hashycer la siguiente variacioacuten Una vez terminada la armazoacuten se colocan apoyados conira los tab~ones sacos llenos de cemento que no tarda en f~aguar Estos sacos forman un muro muy resistente Se acaba de construiacuter la barrera lleshynando con cemento el interior limitado por el muro La cashyra superior se resguarda de la accioacuten del agua con un reshyvestimiento de mortero hidraacuteulico para el cual se puede emplear ladrillos
Las compuertas colocadas a la entrada del canal comshypletan el conjunto de las obras de derivacioacuten y sirven para llevor el agua de uno a otro canal
Hay considerable nuacutemero de modelos de compuertas desde las mayores que se aplican para cerrar los canales hasta las menores para abrir y cerrar las atarjeas En prinshycipio una compu9rta se compone de un quicio horizontal que ocupa el fondo del agua y dos montantes verticales ~obre los que se desliza el ventanillo enlazados por un dintel en el extremo superior El quicio y los montantes pueden ser de madera o de piedra El ventanillo es la parshyte movible de la compuerta y se acciona ya a mano ya por medio dG palanca o cremalera seguacuten el tamantildeo Las partes superior e inferior de las compuertas deben protegershyse contra las socavaciones por planchas de madera o por construccioacuten de mamposteriacutea
En suelos flojos se draga el fondo hasta encontrar roshy
-l549 - shy
shy________ -shy _ __ ___J
s lzaltln ue IIna compllfmiddotlla
ca o tierra firme y lueacutego se pone a traveacutes una hilera de
estacas sobre la cual descansa la compuerta a cada lado
de esta primera arma zoacuten se amontonan sacos de cemento
La3 figuras 6 y 7 rlt-presentan un modelo de compuerta
ordina ria Los figuras 8 y 9 representan la compuerta p e-
r~ 7 Planta de tilla (Olllplltmiddotrta
-shy 10
qUEntildea de hierro muy pr-aacutecti ca que se emplea para abrir y cerrO las atarjeas de riego La figura 9 indica claramenshyo
te coacutemo se mantiene fija esta compuerta por medio de dos grandes piedras indinadas que pueden sustituiacuterse por dos puntales de madera
En cuanto al canal de derivacioacuten tambieacuten llamado de alimentacioacuten se ceba en la corrient de agua un poco por
P t(JlUntildea compucrta para atarjta~ lit Jil~o
encima de la barrem Abierto o cerrado por una compuerta debe seguir en su trazado la parte superior del te rreno y presentar el mayor relieve posible Maacutes adelante hablar8shymas sobre eacutel
Evaluacioacuten del caudal de una corrienle- El caudal de una corriente de agua es igual al producto del aacuterea de io seccioacuten bantildeada por la veloc idad media por segundo del agua
r-iacute~ 9
l a middotolllpllrla dmiddot la fiiexcl 8 olorarla en la otnlrada d e 1 alarju
Es necesario obtener el perfil de la corriente en varios lugares y promediar los resultados Para obtener un periil se tiende una cuerda de una a otra orilla perpendicuarmiddot mente a la direccioacuten de la corriente y lo maacutes cerca posib~ de su superficie A distancias regulares sentildealadas en la cuerda se practican sondeos que dan la profundidad d e l
- 1551 shy
agua en cada una de las divisiones Obtenido el perfil con estos datos se sumaraacuten los trapecios parciales para obtAshyner el aacuterea de la seccioacuten dantildeada
La velocidad media de ~ agua se deduce de la velocishydad media en la superficie es igual al producto de eacutesta por el coeficiente 08 en los canales y riacuteos de dimensiones medianas y po 06887 en arroyos y atarjeas La velocidad en la superficie puede calcularse faacutecilmente de la siguienshyte manera A unos 3CJL-40 metros Daacutes arriba del paraje cuyo p3rfil se ha encontrado se echan unos cilindros de madera gruesa o corcho y con un cronoacutemetro se cuenta e l tiempo que gastan en recorrer la distancia comprendida enshytre el Jugar donde se echaron y olro previamente fijado 30-40 mIs maacutes abajo del lugar del perfil La operacioacuten debe repetirse varias veces y promediar los resultados
En vez de valerse del flotador para determinar la vsshylocidad de la corriente suelen emplearse los medidores de velocidad o corriente (Current Meter) Existen varios modeshylos de estos aparatos los maacutes usados son el de Haskell y
61 de Price En el modelo Price existen dos tipos el eleacutecshytrico y el acuacutestico Por se r estos aparatos suficientemente conocidos y venir acompantildeados de instrucciones para su uso no nos detenemos a explicarlos
Cuando el cauce es de seccioacuten bastante regular es preferible usar una compuerta para medir el caudal
Compuerta rectangular- De sus experimentos con esta clase de compuertas Francis dedujo la siguiente foacutermula
Q = 333 H (L - 02 H) siendo Q = descarga en pies cuacutebicos por segundo L = longitud de la compuerta 6n pies H = altura del agua sobre la compuerta en pies Cuando la velocidad de aproximacioacuten tiene un valor
suficientemente alto para afectar los resultados deben hushycerse las correcciones necesarias Francis propuso la sishyguiente foacutermula para este caso
Q = 333 (L - 02 H) [ (h HYh - h~h 1 donde h = allura debida a la velocidad de aproximacioacuten
Compuerta de Cippoletti- Las foacutermulas correspondienshytes a los dos casos mendonados para la compuerta regushylar son
Las figuras 10 y 11 representan la compuerta rectangushylar y la de Cippolstt i respectivamente
CAPITULO V
Uso de bombas para el riego
La praacutectico de elevar agua de un nivel inferior a otro superior para usarlo en el riego es sin duda tan antigua
1553 shy
como el riego mIsmo En China India y otros paiacuteses orienmiddot tales todaviacutea se acostumbra regar tiel ras maacutes ollas que los canales que conducen el agua elevaacutendola con potencio
bullhumana c animal unos pocos pies Naturalmenta que e~to
se puede efectuar soacuteo cuando la altura es moderada y el trabajo muy barato
Molinos de vienlo- La fuerza del vienio se empleoacute prishymitivamente para las necesidades del riego y auacuten hoy se usa frecwmtemente para elevar aguo de pozos para 103
necesidades domeacutesticas y para el riego de jardines y peshyquentildeos huertos Aunque la fuerza no represente gasto alshyguno el bombeo por medio de molinos de viento resulta en promedio maacutes costoso que cualquier otro meacutetodo excepshytuando aquellos que usan fuerza animal Esto se debe a la pequentildea potencia desarrol ~ada por estos aparatos la inshyconstancio del vie~to y la gran atencioacuten y reparacioacuten que exigen los molinos de viento Por estas razones el costo del bombeo por este sistema hace prohibitivo su empleo exshycepto para cultivos intensos de pequentildeos tarrenos donde se esperan grandes beneficios
Los molinos de viento se usan extensamente en el vashylle de San Joaquiacuten (California) y en los grandes llanos de las Montantildeas Rocosas para obtener agua para el riego El principal inconveniente de estos molinos es su insegushyridad pues su funcionamiento depende completamente de la fuerza del viento
A causa de esta inseguridad los molinos nunca deben usarse para regar sin proveerse de un estanque ampliO pashyra almacenar el agua Debe instalarse un recipiente de gran capacidad a fin de poder almacenar el agua durante los diacuteas que no se la usa para regar Este recipiente se puede obtener usando uno de los tanques elevados que suminisshytran los constructores de molinos de viento o si el molino se puede instalar en un punto alto de la hacienda se pueshyde excavar un estanque paro el almacenamiento
En promedio se necesita una velocidad del viento 5- 6 millas por hora para mover un molino La tabla siguiente da la fuerza del viento para las velocidades ordinarias
-1554
Velocidad del viento y potencia
Millas por Pie por Presioacuten Millas por Pies por Presioacuten
La tabla siguiente tomada de un trabajo de Mr A R Wolff sobre molinos de viento muestra la capacidad y
economiacutea de un molino experimental con rueda de distinshyto diaacutemetro asumiendo una velocidad promedio del vienshyto de 10 millas por hora durante ocho diarias
CAPACIDAD DE LOS MOLINOS DE VIENTO
Tamantildeo Rtvoluclunes Galones de agua levantados por minuto H P de la rueda de la rueda bull una altura de desarrollados
pie
25 50 75 100 150 200
ID no-u lB fjfj tiu 41 1112 l~ ij-HO t3 n u 11 8 8 1 O ~ I H iexclO-i 4bull 1 ~~ 6 ) -I ~ 1U 1 S -l 02- Hi ~I-iexclO ji -U JI (iexcl 1liacute JI 1 98 SO 0 11 18 10- (- 911 j2 2middot1-1 J1 J ) D I ~n 1 bull -40 1lfI UI 1 IO X l J ~ JI l I I O1X 2J W-li ~ 124 J01 0 111) 40 1 Hi3 ~H1 134
- 1555 shy
Al disentildear un molino de viento para bombear agua deben considerarse dos cosas El momento de torsioacuten y la velocidad de la rueda en relacioacuten con la de la bomba La primera debe ser lo maacutes gronde posible a fin de que el molino arranque con un viento suave la segunda no debe ser muy alta para las bombas en un molino pequentildeo ni demasiado baja para uno grande De lo anterior deducimos que el tamantildeo de un molino es un elemento importante en el arreglo de sus aspas
El aacutengulo entre cualquier porcioacuten de una aspa y el plano de la rueda se denomina aacutengulo del viento para obtener el mayor momento de torsioacuten al arranque este aacutenshygulo debe ser el complemento de los mejores aacutengulos de incidencia o entre 70deg- 55 Se ha Encontrado en la praacutecshytica que el aacutengulo del viento no alcanza estos valores sienshydo muy recomendable usar 43deg La tabla siguiente da los resultados de los experimentos de J A Griffith con cinco clases de molinos norteamericanos
CAPACIDAD Y EFICIENCIA
STOVER
Diaacutemetro exterior de la rueda pies 115 inferior 45
Area bruta de la rueda pies cuadrados 1040 Angulo del viento en la extremidad exterior de las aspas 43 Diaacutemetro y carrera de la bomba pulgadas 3 X 4 Altura promedio del agua durante el ensayo pies 292
A maacutexima eficiencia
Ve locidad del viento millas por hora 58 Velocidad del molino revoluciones por minuto 130 H P 0011 H P por 100 pies cuadrados de aacuterea bruta 0011 Eficiencia neta maacutexima tanto por ciento 87
-- J556 --shy
Promedio de 100 horas localidad bonancible
Promedio del agua elevada galones por hora 1530 Promedio de los H P desarrollados por l 00 pies~ 0022
0023 Eficiencia neta maacutexima 21
Promedio de 100 horas localidad borrascosa
Promedio del agua elevada galones por hora 2870 Promedio de los H P desarrollados por 100 pies~ 0041
0043 Eficiencia neta maacutexima 028
De varios molinos
Parkins ~fthoue Allhouse Carlyle
16 1416 1016 983 60 45 383 416
2010 1570 81 800 36 30 5028u
3 X lOyiexcl 3 X 10 3 X 4 58 3 X 4 liquest 39 663 387 307
---shyMaacutequinas de combustioacuten interna- Las maacutequinas moshy
de rnas de combuslioacuten interna de gas y vapor no soacutelo con-sum e 1 pJCo combustible sino que son adaptabI8s unishydades pequentildeas ademaacutes req u ieren poca vigilancia para un buen manejo y las reparaciones se efectuacutean faacutecilmenshyte Estas ve1 tajas importantes hcn heclo generalizar el uso de esta clase de maacutequinas
Maacutequinas de vapor- A lgunas de la s maacutes grandes planshytas d2 bombas para riego usan el vapor como fuerza moshyIriz En las islas Hawai se emplean grandes bombas moshyvida s por vapor para e levar agua a 550 pies y regar cantildea de azuacutear Grandes plantas a vapor se emplean para eleshyvar grandes can tidades de agua a pequentildeas alturas y reshygar las plan taciones de arroz en Louisiana (EE UU ) Las grandes plantas usan la maacutequina reciacuteproca y la bomba directamente conectada En algunos casos se puede obteshyner mayoiexcl- eficiencia usando turbinas de vapor las que por su alta velocidad S9 prestan para mover generadores eleacutecshytricos los cuales a su vez pueden suplir corriente a bombas instaladas en dist intos pun tos Es te meacutetodo de distribucioacuten es especia lmen te venta joso cuando el agua se obtiene de muchos pozos El costo de esta clase de plantas estaacute geneshyralmente fuera del alcance individual y por esto la mayoshyriacutea de ellas son manejadas por grandes compantildeiacuteas o por Jos municipalidades
Bombas- La bomba centriacutefuga es la maacutes usada para regar
La bomba centriacutefuga eleva el agua por medio de un disco provisto de cuchillas curvas que giran raacutepidamente dentro de una caacutemara que se ajusta lo maacutes posible dejanshydo el juego necesario para el movimiento raacutepido Las cushychillas fuerzan el agua a traveacutes del tubo de salida Algunas veces se sumergen dentro del agua que va a bombearse
-- 1558-shy
o se colocan unos pocos p ies encima del n ivel del agu a
en cuy o caso se necesita cebarlas
La bomba centriacute fuga es la maacutes recomendable cuando
se tr Ita de elevar grandes cantidades de agua a pequentildeas
a lturas Sus principales ven tajas son sencillez seguridad
bajo cos to y poca probabilidad de dantildeo por c ieno etc
Cuando hcm sido biEn d isentildeadas acanzan eficiencias de
maacutes de 80 para altu ras de 30- 60 pies Las peacuterdidas a
la entrada del tubo de succioacuten yola sal ida del de desshy
carga se d isminuyen grandemente ensanchaacutendolos progreshy
sivamente al salir de la bomba
El profesor W B Gregory da la siguiente tabla para
ilustrar la ventaja qu e se obtiene al ensanchar los tubos
de succioacuten y descarga
BOMBA CENTRIFUGA - ALTURA DE ELEVACION 5 PIES
Peacuterdida de Peacuterdid a de Pda por fr ic-Forma del tubo altura a la altura bull la cioacute usando Altura Bnfic~
a 3 028 031 024 583 240 291 a 4 009 0 10 02 4 543 280 340
----shyAriete hidraacuteulico- Es ta maacutequina usa un gran v o lumen
de agua que cae de una pequentildea altura para elevar una
cantidad menor de agua a una altura mayor
En este aparato un tubo A conduce el agua a la caja
de la vaacutelvu la B ~ l tubo estaacute en comun icacioacuten con la caacuteshy
mara de a ire C de la cual arra nra e l tubo de descarga D
La vaacutelvula B s(~ abi e hacia abajo y se hace de un peso
tal que permanezca abierta cuando el agua circule a veshy
locidad moderada pero se c ierre raacutepidamente cuando la
velocidad del agua a lcance un valor determinado Cuando
la vaacute~vula se cierra el agu a se detiene suacutebitamente proshy
duciendo un golpe de ariete que abre la vaacutelvula de la caacuteshy
mara de aire comprimiendo eacuteste y haciendo pasar una
parte d e eacutel al tubo de descarga Cuando se iguala la preshy
-- 1)59-shy
sioacuten la vaacutelvula de la caacutemara de aire se cierra pero el flujo en el tubo D continuacutea durante un periacuteodo corto a caushysa de la expansioacuten del aire comprimido en la caacutemara C Como el aire de esta caacutemara es absorbido gradualmente y expulsado por el agua debe proveerse para su renuevo pues de otra manera la elici-encia del ariete disminuiriacutea Cuando el agua en el tubo A estaacute detenida la vaacutelvula B cae el agua empieza a moverse y el proceso se repite
El flujo de un ariete hidraacuteulico es pues una serie de pulsaciones y a cada impuso debe vampncerse la inercia de la columna de agua que se encuentra en el tubo D Si dos arietes se conectan en el mismo tubo de descarga pero de tal manera que sus pulsaciores no coincidan la descarga seraacute maacutes continua y se economizaraacute energiacutea estas ventashyjas se obtienen en mayor escala al aumentar el nuacutemero de arietes conectados Veacutease fig 12
i)
rs 2 l iacute
llUSlraciuacuten dd prin cipill dd ik hiJraacuteulicu
CAPITULO VI
Canales y alarieas de riego
Cualquiera que sea el meacutetodo de riego que se haya esshycogido su praacutectica requiere cierto nuacutemero de canales y atarieas Vamos a definir estos canales y atarjeas y a inshydicar las principales consideraciones que rigen su consshytruccioacuten
Todo riego supone una presa de agua en un canal riacuteo etc Esta agua por medio de un canal de derivacioacuten se
--1560shy- -
lleva a los regadiacuteos De cua lquier forma que sea en eacutel o en sus ra mificac iones na cen y se alimen ton zan jas de meshynores dimensiones llamadas atarjeas de distribucioacuten las cuales llevan el agua a las atarieas de riego
Como todo riego debe ir acompantildeado de una desecashycioacuten del suelo es necesario construIacuter atarjeas de desaguumle que lleven el agua usada a los canales de evacuacioacuten En ciertos casos las atarjeas de riego una vez vaciacutea s sirshyven para el desaguumle
Seccioacuten de los canales y de las atarieas- Los canale s de a limentacioacuten de distribucioacuten y de evacuacioacuten tienen seccioacuten trapezoidal (Fig 13) Las otarjeas de riego y de desshyaguumle son rectangulares (Fig 14) Soacutelo miden 5-15 ctms de profundidad
Un canal de riego se com pone de las siguientes parshytes (ver lig 13)
El fondo D F sobre e l cual fl uye e l agua
-1561
La altura O E = h del egua Las banquetas A B H 1 que sostienen el agua por cashy
da lado Los taludes formados por las caras laterales B D F H El periacutemetro mojado P o la lopgitud e D + D F + F G La seccioacuten uacutetil S del canal eo la superficie que tiene
por base G C y D F y por a~ tura O E El radio medkl R es igual a S P La pendiente de Jos taludes m se determina por la
relacioacuten G Kj F K
Pendiente de los taludes de los canales y de las aacutetarshyjeas principales- Las pendientes de los taludes dependen de la natura leza del terreno Hus ta 15 ctms de profundidad son verticales Pasando de esta profundidad y para atarjeas abiertas en desfonde se dan las siguientes pendien tes
Roca m l O Arcilla pura m 1 033 = 303 Tierra arcillosa m 1 05 200 Tierra arenosa m 1 15 = 066
Para Jos taluds de fosos cmstruiacutedos en terrapleacuten
Arcilla pura m 1 05 = 200 Tierra arcillosa m 1 075 = 133 Tierra arenosa m 1 225 = 044
Para el mismo terreno si m es la inclinacioacuten del tashylud en desfonde 10 inclinacioacuten m del talud de terrapleacuten es igual a
2 3 m 1 1
- +shym 2m
Pendiente de los canales--Cuanto maacutes fuerte es la penshydiente maacutes se puede reducir la seccioacuten de un canal para la misma descarga Conviene pues construiacuterlos con la mashyyor pendiente a fin de disminuiacuter los trabaj os de excavacioacuten Por otra parte hay que considerar que una pendiente fuershy
-- 1562 -shy
te disminuye por la raduccioacuten de seccJOn la superficie de contacto y por consiguiente la filtracioacuten Ademaacutes la veloshycidad del agua no debe pasar de determinados valores seguacuten el terreno pues produciriacutea erosiones en las paredes
Velocidades de las que no conviene exceder en los diferentes terrenos
Velocidad limite Pendlent
por segundo por kmt
Arcillas blandas 0152 mts 0045 mts
Arenas 0305 0136
Gravas 0609 0433
Guijarros 0914 0570
Piedras en grandes fragmentos 1220 1509
Guijarros aglomerados 1520 211 S
Rocas blandas 1830 2786
Rocas duras 3050 7342
Tambieacuten existe un liacutemite inferior de velocidad que no se debe traspasar pues se forman depoacutesitos que destruyen
los cauces Los depoacutesitos principian a formarse por debajo de una
velocidad media de 025 mts por segundo en corrientes de agua fangosa 030 cargada de
arena fina 050 mts por segundo en corrientes de agua cargada de
arena gruesa Por consiguiente la velocidad no bajaraacute de 050-080
mts en el canal principal a fin de que no se deposite la arena gruesa
No deberaacute ser inferior a 025- 040 mts en los canashyles de distribucioacuten para que en ellos se deposite la areshyna gruesa que si llegara a las atarieas de riego podriacutea ser perjudicial Como estos canales no se usan continuashymente seraacute faacutecil quitar los depoacutesitos asiacute formados
Canal de conduccioacuten- La pendiente de eacuteste depende
- 1563 shy
oel nivel de la presa de agua y de la altura de la parte maacutes alta que deba regarse
Generalmente su pendiente variacutea de 00007-00014 mts por m La velocidad no excede de 080 mts por segundo La seccioacuten es trapezoidal y debe ir disminuyendo a medishyda que el canal avanza como que tiene que servir a meshynor extensioacuten
Este canal debe estar dispuesto de tal forma que en su punto de unioacuten con el riacuteo quede su nivel maacutes baio que el quicio de la presa a fin de poder instalar un aparato de afor Siempre debe estar provisto de una compuerta de modo que sea faacutecil impedir o regular la entrada dol agua para poder efectuar reparaciones o prevenir una crecida de la corrien te alimentadora
A fin de evitar la erosioacuten conviene lapizar con ceacutesped las paredes laterales y el fondo
Atarieas de distribucioacuten- Deriacutevanse del canal de conshyduccioacuten y llevan el agua a las atarieas de riego Son casi horizontales con pendientes de 0001-0015 mts por m La velocidad del agua no debe ser inferior a 025-040 mts
Se ponen en comunicacioacuten con las atarieas de riego por medio de un tubo de aiiacuteareriacutea o de una caia rectangushylar de madera Esta abertura debe poderse cerrar con una compuerta
Atarieas de riego- E1 general deben ser tan poco proshyfundas como sea posible Con frecuencia se les da un pershyiexcljI rectangular En la unioacuten con las atcrieas de distribucioacuten pueden tener de 30- 35 clms de anche para lueacutego ir disshymi1uye1do
El fondo e3 generalmente horizontal y sus bordes esshytaacuten ligeramente inclinados seguacuten lo direccioacuten de la corrienshyte y se aproximan a medida quo se aleian de las atarieas de distribucioacuten
Atarieas de desaguumle--Las atarieas de desaguumle recogen las agu)s despueacutes de regar y la3 llevan a los canales de evacuacioacuten Son doblemente uacutetiles pues secan el suelo y
permiten volver a usar las aguas para el riego de nuevas extensiones
- 1564shy
Los bordes estaacuten cortados verticalmente Su anchura ordinariamente es de O l5- --030 mts
Canales de evacuacioacuten- El ca nal de evacuacioacuten recishybe el agua de los desaguumles y la conduce al riacuteo o a regar otras tierras Debe ocupa r lo parte maacutes baja del terreno Debe tener una seccioacuten suficiente para el agua que recibe Tiene forma trapezoida Sus paredes deben protegerse conshytra el desgaste por medio de ceacutesped
Caacutelculo de las dimensiones de los canales y de las atarjeas principales- Hemos dicho que la seccioacuten de los canales y atarjeas principales es trapezoidal La seCClOn de las secundarias es triangular o rectangular Generalmenshyte no S9 ca~culan Es necesario determinar lo maacutes exactashymente posible las dimen5iones de los canales y atorjeas principales Las foacutermulas emp16cdas dan resultados aproxishymados que la experiencia modifica A continuacioacuten damos las foacutermulas de Darcy perfecc ionadas por M Bazin
ConsideremQs la seccioacuten re presentada en la fig 13 Y llamemos
1 D F = longitud del fondo
h O E = la altura
S aacuterea de la seccioacuten
U velocidad mediacutea del agua velocidad media en la superficie X 080
Q = descarga
I = la pendi2nte
P periacutemetro moiado
R = radio medio
Estas cantidades estaacuten relacionadas de la siguiente mashynera
(1) R I = b U~ oacute U = C RT(2)
(3) Q = S U Oacute Q = S C rRI (4)
C = 1 b es un coeficiente que depende de la rugoshysidad de las paredes del canal M Bazin ha expresado su valor asiacute
1565 - shy
87
C = 1 Vb = - ---- + tiacute
VR ltiacute tiene los siguientes valores
Paredes muy lisas (cemento madera lisa) tiacute = 006 Paredes lisas (taba ladrillo) tiacute = 016
poco lisas de mamposteriacutea tiacute = 046 de naturaleza mixta Ciacute = 085
Canales de tierra en condicion3s ordinarias tiacute 130 Canales de tierra con resistencia excepcional tiacute = 175
Maacutes adelante daremos los valores del coeficiente C en funcioacuten del radio R y los valores del coeficiente o de la loacutermua (l) corre3pondientes a los valores dAl coeficiente
C = 1 vT-
Ganguillet y Kulter adoptan tambieacuten la foacutermula
u C RTpero daacutendole a C el siguiente valor
O 00155
23 + + n
C 000155
1+ 23 + --- n
( ) V R
El nuacutemero n variacutea con la naturaleza de las paredAS y tiene los siguientes valores
n ln Paredes muy uniformes ceuromento madera
cepillada 0010 100 Paredes linos piedra tallada ladriilos 0013 77 Paredes poso uniformes 0017 58 Paredes rugosas piedras en bruto 0020 50 Paredes de tierra 0025 40 Paredes de grava 0030 33 Paredes irregulares de grava y mal cuidadas 0035 29 Paredes muy irregulares 0040 35
- 1566 shy
Las dJmensiones de los canal83 deben 118nar otras conshydiciones que determinan las foacutermulas anteriores
En primer lugar la tangente trigonomeacutetrica m queda determinada por la naturaleza del terreno Luego si circunsshytancias especiales no exigen la adopcioacuten de una profundishydad conviene dadas 1 y m dar a la seccioacuten la forma que corresponda a la maacutexima descarga por unidad de aacuterea de ella Esta seraacute evidentemente la seccioacuten maacutes econoacuteshymica De la foacutermula (3) Q = S U deducimos que para una superliacutecie dada S la descarga Q es maacutexima con U POI
consiguiente para una pendiente dada y teniendo en cuen shyta la foacutermula (2) U = e VRT con R o tambieacuten pll8sto que R = S P cuando P es miacutenimo
D8 la Hg 14 deducimos que
(5) S h (1 + h m)
(6) P + 2 h m V1 + m~ (6) P = I + 2 hmv 1 + m~
S h ( I + hm) (7) R
P + 2 hm 1 + m~ y por caacutelculo deducimos que P es miacutenimo cuando
h + V I + m~ (8)
2 ro
En este caso los lados B D H F D F son tangentes a Jo circunferencia descrita desde O como centro y con h como radio
Si sustiacutetuIacutemos en (7) 1 por su valor sacado de (8) obshytendremos
2 m h h ( + hm)
+ VI + m (9) R +
2 mh 2h V 1 + m~
+ ml+vl+ m~
- 1567 shy
--- -
1+ iexcl-1 + rn~ ]iexcl 2 = X
rn 4
es decir el radio medio es igual a la mitad de lu profunshydidad del agua
La relacioacuten h 1 que determina la seccioacuten oacuteptima soacuteshylo depeeacutelde para S e 1 dados del valor m El valor de h 1 en (8) permite calcular faacutecilmente h y 1 conociendo S y m Reempazando 1 por su valor en funcioacuten de h en la ecuashyc ioacuten (5) 1endremos
(lO) S =
( h
2 m h
1 + 1 1 + m~ h+-111
)
h~ 2 l 1-+ m~ -----shy 1
m
mS lh
11 J J h = ( 2 V 1 + m - 1 )
Seguacuten esto S2 ve que cuanio maacutes se acerquen los taludes del canal a la vertical mayor es h y por consiguienshyte R Conviene adoptar para R el mayor valor posible pues asiacute no disminuye la anchura del canal de pendiente dada 1 y se aumenta la velocidad media d el agua que es proshyporcional a R
Cuando las circunstancias obligan la adopcioacuten de una profundidad determinada la ecuacioacuten S = h (l + h m) soacutelo contiene la incoacutegnita 1
Empleo de las foacutermulas uso de las tablas ejemplos middotnumeacutericos--Los problsmas que se presentan maacutes frecuenshytemente son
I- Conocida la seccioacuten transversal de un canal y su pendiente calcular su descarga
JI- Conocido el rendimiento del canal y su pendiente
- 1571 shy
calcular las dimensiones que debe tener su seccioacuten transshyversal y la velocidad media del agua
CASO iexcl- Se a plican las siguientes foacutermulas
h (1 + h m) (S) S = h (1 + h m) (7) R
1 + 2 h 1 + m~
m
y lueacutego
(2) U = C m 1)Y2 (1) Q _ S C (R 1) 1j~
La foacutermula (S) ncs do e l aacuterea la (1) el radio medio pues h I Y 111 SO1 conocidos Las foacutermulas (2 y 4) permiten ca lcular U y Q
EJEMPLO Calcular el rendimie llto de un canal de ti eshyITU sabiendo que 1 = lmts h = 121 1 = 00002 y la inclinacioacuten de los taludes es 45
La aplicacioacuten de las foacutermulas (5 y 7) nos da
S = 2867 mts~ y R = 060 mts
El valor de C seguacuten la tabla de Bazin es 325 y seguacuten la de Kutte r 35 Tomamos e l promedio de estos dos valoshyres o sea 3375
Aplicando las foacutermulas (4 y 2) obtendremos
Q = 098 mts y U 037 mts
CASO II- Si existen circunstancias que obliguen a adopshytar una profundidad determinada se aplicaraacuten las foacutermushylas de la seccioacuten maacutes ventajosa es decir las foacutermulas sishyguientes bull
Q~m S (9) h b U~ b - shy~ (1 + m~ )11 ) = 2 R (l) R I
12 - 1) S~
Se principiaraacute por adoptar para b un valor provisional y para escogerlo seguacuten el rendimiento se evaluaraacute el vashylor posible de R y por consiguiente el de C seguacuten la tashybla de Bazin La tabla de los valores de b daraacute un valor que se adoptaraacute provisionalmente Una vez hallado el vashy
- 1572 shy
lar da R se rectificaraacute e l de b Se volveraacute a calcular R y
se continuaraacuten estas aproximaciones hasta que se encuenshytren para C y b valores que no difieran sensiblemente de Jos anteriores La ecuacioacuten (1) contendraacute R elevada a la quinta potencia y deberaacute resolverse por logaritmos
EJEMPLO Un canal debe tener un rendimiento de 2 lIltS de agua por segundo con una pendiente de 00002 por mts Cuaacutel debe ser su perfil transversal en la tierra con taludes inclinados 45
Supongamos R = 1 mt entonces seguacuten la tabla d e Bozin C = 378 y seguacuten lo de Kutte r C = 40 Toma mos 81 pro lllcd io C = 389 Para b obtenemos 000066
In
Lu IOacuteI JI1 U 111 (0) du x
Pero s iendo m 1 sacamos
m 0547
y obte ndremos 4R~ S 4W
0547
Lo foacutermula (1) nos da
R X 00002 000066 4
S~
R S~ 132
y sustituyendo S po~ su valor
16 R
(0547F 132 R 075
Seguacuten las tablas de Bazin y Kutter los valores respecshytivos de C pondiente de b tend
son de b remos
348 es
y 00
37 Adoptamos 0077 Sustituyendo
359 este
el valor nuevo
corresshyvalor
- shy 1573 shy
4 4 R~ 0547 S TI X 00002 000077 (
s~
R = 075
Lo vola re s d~ e y de b no difieren sonsibloTrl ento de los que acabamos de adoptar Tomaremos pues para TI el va le r 076 mis entoncos h = 152
4 (076 )~
S 442 Jll l s ~
0547
Q 2
u 047 mts S 422
La foacutermula (8) permite dete rmina r l
2 m h 2 X 152 126 y e l problema
1 + ( + m~)Y2 1 + (2)1
queda resuelto Pero puede ocurrir que por circunstancias especiales no
se pueda adoptar el perfil maacutes econoacutemico Entonces se coshynoc 3 la profundidad h o la anchura 1 por lo tanto
S = h (1 + h m)
Q2
R 1 b --- en que R estaacute expresado en funcioacuten S2
de h y de I y permitiraacute hallar por tanteo h o I y S Supongamos que por causa de la existencia de un submiddot
suelo rocoso la profundidad del canal no debe exceder de un mI y que la descmga sea de 2 mts pOI segundo y la pendiente 00002
Procederemos asiacute
Puesto que h 9S a lo sumo igual Q 1 mI el radio meshydio puede evaluarse en 050 mts Las tablas dan para e 306 y 34 adoptamos 32 y entonces b = 000098
1574
Q2
De la ecuacioacuten R I b --- deducimos S2
000098 X 4 S~ 392 S 625
050 X 00002
La foacutermula S = h (l + h m) da 525
La foacutermula (6) nos da P = 807
s 625 R 077 mts
P 807
Se partiraacute de este nuevo valor de R para repetir los caacutelculos
Las tablas dan para R = 077 mts C = 35 y 37 Adoptamos C = 36 entonces b = 000077
Tenemos
000077 X 4 S 40 S 632 1 532
077 X 00002
P 814 Y R = 077
Adoptaremos para el perfil de este canal de 2 mts de descarga por segundo
1 = 532 h = 1 mI R = 077
La velocidad media del agua seraacute
u = Q S = 2 632 = 031 mts
CAPITULO VII
Sistemas de rieqo
Hay muchos procedimientos de riego seguacuten la naturashyleza del terreno su pendiente los cultivos o la cantidad de agua de que se dispone
- 1575 shy
A continuacioacuten describiremos los siguientes sistemas Por sumersioacuten por filtracioacuten por desbordamiento
El riego por sumersioacuten se dIvide en tres meacutetodos el ri ego por filtracioacuten en dos y el por desbordamiento tambieacuten en dos De todos eros hablaremos separadamente
Riego por sumersioacuten
El sistema d3 riego por sumersioacuten llamado tambieacuten en manta consiste en cubrir el suelo con una capa de agua que permanece sobre eacutel un tiempo maacutes o menos largo
Generalmente requiere que el terreno sea sensiblemenshyte horizontal de pendiente suave 2 0 00 a lo sumo y que no sea impermeable La superficie regable se rodea de peshyquentildeos diques Si la pendiente fuese fuerte habriacutean de ser a l tos y emplear maacutes agua con lo que se perderiacutea la prinshycipal ventaja de este sistema que es su sencillez y ecoshyncmiacutea
Este procedimiento es uno de los mejores para el rieshygo de praderas cuya pendiente sea de 1-15 mmts por metro Comprende tres meacutetodos distintos
IO-La sumersioacuten naturcl que resulta del desbordashymiento espontaacuteneo de una corriente de agua o de la inunshydacioacuten artificial proveniente del levantamiento de las aguas
29- La sumersioacuten artificial 5encilla en que las aguas permanecen estanadas mientras dura el riego
3y- La sumersioacutell atificial con cJrculacioacuten continuiexcl en que el agua ircula suavemente por la superficie del terreno sumergido
Cuando se riaga con aguas que acarrean limos y areshynas estos materiales generalmente corgados de materias fertili~antes se depositan sobre el suelo Entonces el riego por sumersioacuten va acompantildeado del erdorquinamiento
Sumersioacuten natural- Muchos terrenos estaacuten expuestos a las crecidas de las corrientes de agua que los atraviesan Esta sumersioacuten natural es fuente de grandes riquezas Tashyles s)n Egipto y las pompos de la imeacuterica del Sur En Francia grandes extensiones de ter reno deben su fertilidad a riegos perioacutedicos de esto naturaleza
Las condiciones esenciales de estos sumersiones natushy
1576 shy
rales son pendientes longitudinales muy suaves (040- 045
mts por kmt como promedio) y pendientes transversales
bastante aceurontuadus para que las aguas de las crecidas
vuelvan faacutecilmente a su cauce primitivo
Sumersioacuten artificial sencilla- Exige un suelo de poca
pendiente que no exceda de 2 0 00 a menos de restringir
mucho ia extensioacuten dE las parcelas sumergidas
Si la pendiente fuese fuerte no se depositariacutean los seshy
dimentos perdiendo asiacute este meacutetodo su principal ventaja
Ademaacutes se correriacutea el riesgo de que las aguas arrastraran
la tierra vegetal Finalmente seriacutea necesario que las cuenshycas sumergidas estuvieran rodeadas de diques muy altos
lo que hariacutea perder las ventajas econoacutemicas de este sisshy
tema
Consiste en sumergir el suelo bajo una capa de detershy
minado espesor durante un periacuteodo de tiempo variable
El terreno se divide en compartimientos regulares roshy
deados dE pequentildeos diques que retienen el agua
Generalmente las aguas despueacutes de regar un comparshy
timiento superior pasan a regar uno inferior
Los compartimientos tienen extensioacuten variable En geneshy
ral no exceden de 10-30 aacutereas Se les puede dar una anshychura de 50 mts y una longitud variable seguacuten la pendienshy
te del terreno Los diques que los rodean exceden en todas
partes a 25 ctms al nivel del agua
La altura media del agua sobre la superficie del sueshy
lo es de 15 ctms En el punto maacutes alto del nivel del agua
25 ctms
En el centro de cada compartimiento y en sentido de su longitud se abre una atarjea g (lig 15) que sirve a la
vez de conduccioacuten y desecamiento
A este objeto puede ir acompantildeado de pequentildeas a tarshy
jeas h En el origen y en la extremidad de cada compartishy
miento la atarjea g lleva una en trada de madera con comshy
puerta para retener el agua o dejarla pasar
La atarjea g debe tener una pendiente aproximada de
0001 mts mL La anchura en el fondo y su profundidad
dependen de la superficie del compartimiento y de la cantishydad de agua que conduciraacute
--1577-shy
La fig 15 denota la subdivisioacuten del terreno en cuatro recipientes que forman otros tantos saetines cuya longitud depende de la pendiente del terreno
Es preciso que el nivel del agua en el segundo comparshytimiento sea inferigtr de 1- 2 ctms al fondo de la atariea g del primero Asiacute se logra que el agua pase del primero al SEgundo compartimiento
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Hiego por ~lIhm(~r~ ioacuten Planta ltle unn in~tala(- i(ln de cuatro C(Jlllparlimi-(-middotnto~
Ventajas e inconvenientes de este sistema- Permite reshygar superficies de poca pendiente con ca1tidades de agua demasiado pequentildeas para utiliza ras de otro modo Transshyforma en tierras feacutertiles suelos mediocres siempre que no sean impermeables y que las aguas contengan limos carshygados de principios nutritivos Su instalacioacuten y vigilancia son sencillas y baratas
En suelos impermeables da malos resultados Rara vez se puede aplicar en el momento de la vegetacioacuten y mientras dura impide la aireacioacuten del suelo
- - 1578 - shy
El riego por sumersioacuten se emplea principalmpnte en el cultivo del arroz
Riego de los arrozales- EI arrozal ha de estar compleshytamente cubierto por el agua pero sin quedar estancada sino circulando con muy poca velocidad Sin agua no gershyminariacutea la semilla y en cambio si quedara estancada enshyfermaria 0 planta y podriacutea ser causa de una epidemia pashyluacutedica en la regioacuten
El terreno destinado al cultivo del arroz ha de ser enshyteramente llano y con la pendiente necesaria para la lenshyta circulacioacuten del agua El campo se divide en parcelas delimitadas por pequentildeos diques de tierra
Unas como B (Fig 16) estaacuten trazadas longitudinalmenshyte en el sentido de las labores y del movimiento del agua al paso que otras la sentildealadas con la letra e van en dishyreccioacuten perpendicular a las primeras
Una vez construIacutedos los diques se da el agua a las parce las D y J de modo que la capa liacutequida tenga unos 12 ctms de espesor Hecho 6stO se practican en el dique inmediatamente infel ior unas abe rturas E de 20- 30 ctms
de ancho por donde flushyye el agua a las parceshylas inferiores Asiacute se conshytinuacutea hasta regar todo el arrozal El agua se reshycoge en la atariea d e desaguumle A
El consumo de a g ua se calcula en 24 Its por segundo y por hec taacuterea
Sumersioacuten artificial con derrame continuo--Cuanshydo se dispone de gran can tidad de agua la cirshyculacioacuten puede ser conshytinua sin alterar las disshyposiciones precedentegt
El agua de riego desshypueacutes de alcanzar el nishy
ni~po s i c i(lfl dI un arrozal divirl gtln ( 1
lahla~ n -lIadriluacutel erus L ri ego
- - 1579-shy
vel normal en el compartimiento regado pasa lentamente al inferior y se reemplaza con nueva agua Este procedishymiento priva menos del aire a las plantas que e l estallCU miento permanente
El movimiento d8 las aguas se regula dE-~ tal manera que la can tidad siexclJida por la parte inferior sea igual a Jo que Gntra por la superior De 83t8 modo se llega raacutepidashymente a resultados excelentes
Conviene enviar agua nueva o los compartimientos inshyferiores disponiendo alrededor del cqmpo un canal de cirshycunvalacioacuten El agua debe vaciar por encima de las comshypuertas a fin ds qU8 no arrastre los sedimentos En general los compartimientos tienen dimensiones mayores que los de sumersioacuten sencilla Si la pendiente es muy fuerte conviene disponer oblicuamente diques interiores que impidan la erosioacuten del suelo Los diques que bordean las parcelas tieshynen aproximadaments 150 mts de ancho en la corona y un nivel de 30- 40 ctms sobre el de las aguas
Rieqo por filtracioacuten
Este sistema comprende dos subdivisiones
19 Por filtracioacuten del aqua en el suelo por atarieas proshyfundas- Es un procsdimiento muy imperfecto desde el punshyto de vista d3 los resultados pero muy sencillo y econoacuteshymico Em p lea las zanjas excavadas en los terrenos para sanearlos
Esencialmente consiste en cerrar las compuertas que regulan los diferentes canales de desecamiento El agua de lluvia etc fluye asiacute poco a poco pgtr estos canales y si el suelo es permeable lo humedece al atravesar las pareshydes laterales de e llos pudiendo llegar por capilaridad hasshyta las raiacuteces
Este procedimiento soacutelo es practicable cuando el terreshyno es bastante permeable y de poca pendiente En suelos poco permeabls los resulta dos no son satisfactorios el agua fluye bien por los cana ~ es pero no logra humedecer la tierra
La lig 17 muestra la disposicioacuten de los canales a a b b y Ja de la compuerta d que cuando estaacute cerrada deshy
- 1580
termina el retroceso del agua que se va elevando en los canales y penetra en el suelo Abriendo jo compuerta se inicia la salida del agua y consecuentemente el desecashymien~o del terreno
A~~J~~Mitrbt~Ir~~M~~1 B
F~( 11 J)i sposieiHl para htlnHd e(~e r IIn 1IITfJ1U drenadu al ail
J i~ Hi middotiexclo po fiJI radmiddotn
29 Filtracioacuten del agua por atarieas abiertas superficiales - middot-Este meacutetodo se aplica sobre todo a Jos tierras labradas y
entre otros a 103 cultivos hortiacutec81as Difiere esencialmente del anterior en que las atarieas estaacuten mucho maacutes proacutexishymas en que son superficiales y el agua penetra en el sueshylo y en el subsuelo p8r las paredes y por el fondo
El agua circula por atarieas paralelas que limitan las parcelas de los cultives No debe tocar ni las hoias ni los tedios Por esta razoacuten se emplea e l agua de cloacas para los cultivos hortelanos Como no se ponen en contacto con as hoias ni con los tallos no pueden contaminar esta parshyte comestible de los vegatales Sin embargo uacuteltimamente se ha dicho que las aguas de cloacas contaminan las parshytes aeacutereas de las hortalizas con geacutermenes nocivos y se ha prohibido su empleo para el cultivo de las hortalizas que se toman sin coccioacuten
Este meacutetodo es tanto maacutes eficaz cuanto maacutes proacuteximas
1581 shy
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ni ego por 5-lIrc()~ Di ~pn ~ iciiexclm de la~ atalj pa~
esteacuten las zanias que se trazan con el arado y estaacuten seshy
paradas unos 060- 080 mts La lig 18 indico la disposicioacuten del suelo La liacutenea a b
representa el canal de conduccioacuten a c el canal de riego del campo d designan los surcos que no terminan en el canal a c La limpieza que necesita el funcionamiento del sistema deteriora pronto este canal Debe construiacuterse una atari ea auxiliar e f comunicada con el canal a c por meshy
_-1582 - shy
dio de pequentildeos cortes g Este canal auxiliar se abre con el arado y se termina cuidadosamente con la pala Es anshycho y tiene una profundidad de unos la ctms
Riego por desbordamiento
Puede efectuarse de las maneras siguientes con reshygueras de nivel y planos inclinados que describiremos sucesivamente
A shy Por regueras de nivel Fundamentoshy EI terreno a regar estaacute surcado por regueras horizontales de desbordashymiento en que el agua rebosa el borde inferior y se exshytiende en forma de laacutemina continua
Pendiente del terrenoshy No debe ser excesivamente peshyquentildea pues entonces la circulacioacuten de la laacutemina de agua se efectuariacutea defectuosamente se admite como necesaria una pendiente de 3 Si 0 pendiente fuere excesiva en vez de una laacutemina continua se formariacutea una serie de arroshyyos que socavariacutean el terreno este peligro debe evitarse haciendo las regueras suficientemente proacuteximas
Descripcioacuten y funcionatnientoshy Las regueras de reparshyticioacuten se trazan en la direccioacuten aproximada de las liacuteneas de maacutexima pendiente fig 19 Si se interrumpe una regueshyra de distribucioacuten remansando el agua eacutesta entraraacute en la reguera de nivel inmediata anterior la cual se llenaraacute y desbordaraacute invadiendo el terreno el exceso se recogeraacute en el colector inmediato inferior el cual lo transportaraacute al canal de desaguumle
b middotmiddot l~vcro diexclhi Clon
rig 9
Alimentacioacuten de regueras sucesivas por una misma tomashy En vez de recoger las aguas sobrantes de una reshyguera directamente en un colector se recogen en otra reshyguera la cual una vez desbordada las deja pasar a otra y asiacute a varias no pasando de 4 oacute 5 seguacuten el caudal de
-1583 -
agua de que se disponga Parece que asiacute pudiera hacerse extensivo a todo el campo con una sola toma superior en la reguera de reparticioacuten pero no debe olvidarse que el agua que llegase a las regueras inferiores estariacutea escasa en oxiacutegeno y principios fertilizantes Esta es la razoacuten de las tomas sucesivas
Perfil longitudinal de las reguerasshy En la praacutectica no
iexcliexcl~f o UI a
I iquest
____ ~i~ I 0
I L middot ___ --shy
I D--1 t~uHO c o tor
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I 0 bull ___ J
-shy ---_ -i
_~_-o---J
Uig 19) Riego por curvas de nivel
debe d6rseles una pendiente superior al 0003 intercalando cascadas si fuere preciso esto se refiere a las regueras de reparticioacuten Las regueras de distribucioacuten deben ser perfecshytamente horizontales
Seccioacuten transversal de las reguerasshy Las regueras de nivel deben ser poco proundas a fin de disminuiacuter la preshysioacuten del agua y por tanto su infiltracioacuten Es aconsejable
- 1584 -
UllO anchura de 20 ctms con una profundidad no mayor
de S clms Las acequias y regueras d e reparticioacuten se calcushy
bn seguacuten las foacutermulas hidraacuteulicas
B shy Por planos inclinadosshy Son tales les ven tajas del
riego por regueras de n ivel que se procura em plear un
sistema anaacutelogo aunque el terreno no tengo lo pendiente
necesaria
Principio--Si lo pendiente es inferior al 003 se terramiddot
1 I
Cor~e por A B F iJ20
I I
I
J
Ri eacuteo t por p la n o~ in(linado pUl dobl e ari5la
plena formando un escolonado d e planos inclinados que
permito el riego por reguera~ de nivel
Descripcioacutenshy la reguera de reparticioacuten se coloca a una
altura conveniente para que el agua pueda en trar a las
regueras de nivel practicadas en la parte superior de los
planos en forma que llena de agua se vierta por ellos
recogiendo el exceso en colectores lig 20 El agua sobranshy
te puede ser muy abundante en tal caso el colector al ishy
- 185 shy
menta a su vez o tra serie de planos actuando a mane ra de reguera de reparticioacuten
Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
Planos inclinados naturales- Supongamos fig 21 un terreno de pequentildea pendiente S8 construye en terrapleacuten una reguera de d istribucioacuten con los produc tos de la excavacioacuten del colector inmediato E primer antildeo el riego seraacute defectuoshyso pero en los antildeos sucesivos mejoraraacuten los terraplenes y planos incl inados merced a la aportacioacuten del limo por las mismas aguas
0(oacute v lt
o
ltiexcl - =-=~ ~ ~ ~-= -=--=--=-shy~ ~ Fig21
Planos inclinados artificiales-Consisten en cons truiacuterlos directamen te con tierra sacada del terreno m ismo lo cual exige terraplenes y movimientos importantes de tierra (fig 22)
TfrImiddotO)COfi
~S~iacutelllflmiddot ~~f~~
Tts 22
Datos para la formacioacuten de un proyecto de riego por planos inclinados- Se atenderaacute en primer lugar a que las acequias y regueras de reparticioacuten sean capaces de sumishynistrar el agua necesaria y los colectores de desaguar los sobran tes Las regueras de distribucioacuten seguiraacuten sensibleshymente las curvas de nivel a fin de q ue los planos incl inashydos conserven una longitud constante y que las regueras de dis tribucioacuten sigan la direccioacuten de la pendiente del terreshyno La anchura de Jos escalones no seraacute excesiva a fin de evitar los grandes movimientos de tierra En general tienen 4 oacute 5 mts y si el terreno tiene fuerte pendiente lleshygan a tener 10 Oacute 12 mts La pendiente de los planos inclishynados seraacute de 003 como miacutenimum
abajo se defiende al pie de la obra con pentildeascos sosshytenidos con estacas
Las barreras importantes se construyen de piedra o de cemento empezando por trazar el armazoacuten de la barrera Aprovechando la eacutepoca del arlO en que el riacuteo lleva poca agua se clavan a traveacutes una serie de soacutelidas estacas cushyyos extremos superiores delineuroan el perfil transversal de la barrera Estas estacas se unen entre siacute y en ambos senshytidos por medio de cruceros Entre elios se hincan tablones Terminada la armazoacuten se llenan los huecos con guijarros y piedras y lueacutego se rellenan los intersticios con grava y tierra La parte superior de la barrera se recubre con un thecho de carpinteriacutea o bien con losas que formen una esshypecie de embaldosado entre los cruceros
A fin de obtener una barrera maacutes fuerte se puede hashycer la siguiente variacioacuten Una vez terminada la armazoacuten se colocan apoyados conira los tab~ones sacos llenos de cemento que no tarda en f~aguar Estos sacos forman un muro muy resistente Se acaba de construiacuter la barrera lleshynando con cemento el interior limitado por el muro La cashyra superior se resguarda de la accioacuten del agua con un reshyvestimiento de mortero hidraacuteulico para el cual se puede emplear ladrillos
Las compuertas colocadas a la entrada del canal comshypletan el conjunto de las obras de derivacioacuten y sirven para llevor el agua de uno a otro canal
Hay considerable nuacutemero de modelos de compuertas desde las mayores que se aplican para cerrar los canales hasta las menores para abrir y cerrar las atarjeas En prinshycipio una compu9rta se compone de un quicio horizontal que ocupa el fondo del agua y dos montantes verticales ~obre los que se desliza el ventanillo enlazados por un dintel en el extremo superior El quicio y los montantes pueden ser de madera o de piedra El ventanillo es la parshyte movible de la compuerta y se acciona ya a mano ya por medio dG palanca o cremalera seguacuten el tamantildeo Las partes superior e inferior de las compuertas deben protegershyse contra las socavaciones por planchas de madera o por construccioacuten de mamposteriacutea
En suelos flojos se draga el fondo hasta encontrar roshy
-l549 - shy
shy________ -shy _ __ ___J
s lzaltln ue IIna compllfmiddotlla
ca o tierra firme y lueacutego se pone a traveacutes una hilera de
estacas sobre la cual descansa la compuerta a cada lado
de esta primera arma zoacuten se amontonan sacos de cemento
La3 figuras 6 y 7 rlt-presentan un modelo de compuerta
ordina ria Los figuras 8 y 9 representan la compuerta p e-
r~ 7 Planta de tilla (Olllplltmiddotrta
-shy 10
qUEntildea de hierro muy pr-aacutecti ca que se emplea para abrir y cerrO las atarjeas de riego La figura 9 indica claramenshyo
te coacutemo se mantiene fija esta compuerta por medio de dos grandes piedras indinadas que pueden sustituiacuterse por dos puntales de madera
En cuanto al canal de derivacioacuten tambieacuten llamado de alimentacioacuten se ceba en la corrient de agua un poco por
P t(JlUntildea compucrta para atarjta~ lit Jil~o
encima de la barrem Abierto o cerrado por una compuerta debe seguir en su trazado la parte superior del te rreno y presentar el mayor relieve posible Maacutes adelante hablar8shymas sobre eacutel
Evaluacioacuten del caudal de una corrienle- El caudal de una corriente de agua es igual al producto del aacuterea de io seccioacuten bantildeada por la veloc idad media por segundo del agua
r-iacute~ 9
l a middotolllpllrla dmiddot la fiiexcl 8 olorarla en la otnlrada d e 1 alarju
Es necesario obtener el perfil de la corriente en varios lugares y promediar los resultados Para obtener un periil se tiende una cuerda de una a otra orilla perpendicuarmiddot mente a la direccioacuten de la corriente y lo maacutes cerca posib~ de su superficie A distancias regulares sentildealadas en la cuerda se practican sondeos que dan la profundidad d e l
- 1551 shy
agua en cada una de las divisiones Obtenido el perfil con estos datos se sumaraacuten los trapecios parciales para obtAshyner el aacuterea de la seccioacuten dantildeada
La velocidad media de ~ agua se deduce de la velocishydad media en la superficie es igual al producto de eacutesta por el coeficiente 08 en los canales y riacuteos de dimensiones medianas y po 06887 en arroyos y atarjeas La velocidad en la superficie puede calcularse faacutecilmente de la siguienshyte manera A unos 3CJL-40 metros Daacutes arriba del paraje cuyo p3rfil se ha encontrado se echan unos cilindros de madera gruesa o corcho y con un cronoacutemetro se cuenta e l tiempo que gastan en recorrer la distancia comprendida enshytre el Jugar donde se echaron y olro previamente fijado 30-40 mIs maacutes abajo del lugar del perfil La operacioacuten debe repetirse varias veces y promediar los resultados
En vez de valerse del flotador para determinar la vsshylocidad de la corriente suelen emplearse los medidores de velocidad o corriente (Current Meter) Existen varios modeshylos de estos aparatos los maacutes usados son el de Haskell y
61 de Price En el modelo Price existen dos tipos el eleacutecshytrico y el acuacutestico Por se r estos aparatos suficientemente conocidos y venir acompantildeados de instrucciones para su uso no nos detenemos a explicarlos
Cuando el cauce es de seccioacuten bastante regular es preferible usar una compuerta para medir el caudal
Compuerta rectangular- De sus experimentos con esta clase de compuertas Francis dedujo la siguiente foacutermula
Q = 333 H (L - 02 H) siendo Q = descarga en pies cuacutebicos por segundo L = longitud de la compuerta 6n pies H = altura del agua sobre la compuerta en pies Cuando la velocidad de aproximacioacuten tiene un valor
suficientemente alto para afectar los resultados deben hushycerse las correcciones necesarias Francis propuso la sishyguiente foacutermula para este caso
Q = 333 (L - 02 H) [ (h HYh - h~h 1 donde h = allura debida a la velocidad de aproximacioacuten
Compuerta de Cippoletti- Las foacutermulas correspondienshytes a los dos casos mendonados para la compuerta regushylar son
Las figuras 10 y 11 representan la compuerta rectangushylar y la de Cippolstt i respectivamente
CAPITULO V
Uso de bombas para el riego
La praacutectico de elevar agua de un nivel inferior a otro superior para usarlo en el riego es sin duda tan antigua
1553 shy
como el riego mIsmo En China India y otros paiacuteses orienmiddot tales todaviacutea se acostumbra regar tiel ras maacutes ollas que los canales que conducen el agua elevaacutendola con potencio
bullhumana c animal unos pocos pies Naturalmenta que e~to
se puede efectuar soacuteo cuando la altura es moderada y el trabajo muy barato
Molinos de vienlo- La fuerza del vienio se empleoacute prishymitivamente para las necesidades del riego y auacuten hoy se usa frecwmtemente para elevar aguo de pozos para 103
necesidades domeacutesticas y para el riego de jardines y peshyquentildeos huertos Aunque la fuerza no represente gasto alshyguno el bombeo por medio de molinos de viento resulta en promedio maacutes costoso que cualquier otro meacutetodo excepshytuando aquellos que usan fuerza animal Esto se debe a la pequentildea potencia desarrol ~ada por estos aparatos la inshyconstancio del vie~to y la gran atencioacuten y reparacioacuten que exigen los molinos de viento Por estas razones el costo del bombeo por este sistema hace prohibitivo su empleo exshycepto para cultivos intensos de pequentildeos tarrenos donde se esperan grandes beneficios
Los molinos de viento se usan extensamente en el vashylle de San Joaquiacuten (California) y en los grandes llanos de las Montantildeas Rocosas para obtener agua para el riego El principal inconveniente de estos molinos es su insegushyridad pues su funcionamiento depende completamente de la fuerza del viento
A causa de esta inseguridad los molinos nunca deben usarse para regar sin proveerse de un estanque ampliO pashyra almacenar el agua Debe instalarse un recipiente de gran capacidad a fin de poder almacenar el agua durante los diacuteas que no se la usa para regar Este recipiente se puede obtener usando uno de los tanques elevados que suminisshytran los constructores de molinos de viento o si el molino se puede instalar en un punto alto de la hacienda se pueshyde excavar un estanque paro el almacenamiento
En promedio se necesita una velocidad del viento 5- 6 millas por hora para mover un molino La tabla siguiente da la fuerza del viento para las velocidades ordinarias
-1554
Velocidad del viento y potencia
Millas por Pie por Presioacuten Millas por Pies por Presioacuten
La tabla siguiente tomada de un trabajo de Mr A R Wolff sobre molinos de viento muestra la capacidad y
economiacutea de un molino experimental con rueda de distinshyto diaacutemetro asumiendo una velocidad promedio del vienshyto de 10 millas por hora durante ocho diarias
CAPACIDAD DE LOS MOLINOS DE VIENTO
Tamantildeo Rtvoluclunes Galones de agua levantados por minuto H P de la rueda de la rueda bull una altura de desarrollados
pie
25 50 75 100 150 200
ID no-u lB fjfj tiu 41 1112 l~ ij-HO t3 n u 11 8 8 1 O ~ I H iexclO-i 4bull 1 ~~ 6 ) -I ~ 1U 1 S -l 02- Hi ~I-iexclO ji -U JI (iexcl 1liacute JI 1 98 SO 0 11 18 10- (- 911 j2 2middot1-1 J1 J ) D I ~n 1 bull -40 1lfI UI 1 IO X l J ~ JI l I I O1X 2J W-li ~ 124 J01 0 111) 40 1 Hi3 ~H1 134
- 1555 shy
Al disentildear un molino de viento para bombear agua deben considerarse dos cosas El momento de torsioacuten y la velocidad de la rueda en relacioacuten con la de la bomba La primera debe ser lo maacutes gronde posible a fin de que el molino arranque con un viento suave la segunda no debe ser muy alta para las bombas en un molino pequentildeo ni demasiado baja para uno grande De lo anterior deducimos que el tamantildeo de un molino es un elemento importante en el arreglo de sus aspas
El aacutengulo entre cualquier porcioacuten de una aspa y el plano de la rueda se denomina aacutengulo del viento para obtener el mayor momento de torsioacuten al arranque este aacutenshygulo debe ser el complemento de los mejores aacutengulos de incidencia o entre 70deg- 55 Se ha Encontrado en la praacutecshytica que el aacutengulo del viento no alcanza estos valores sienshydo muy recomendable usar 43deg La tabla siguiente da los resultados de los experimentos de J A Griffith con cinco clases de molinos norteamericanos
CAPACIDAD Y EFICIENCIA
STOVER
Diaacutemetro exterior de la rueda pies 115 inferior 45
Area bruta de la rueda pies cuadrados 1040 Angulo del viento en la extremidad exterior de las aspas 43 Diaacutemetro y carrera de la bomba pulgadas 3 X 4 Altura promedio del agua durante el ensayo pies 292
A maacutexima eficiencia
Ve locidad del viento millas por hora 58 Velocidad del molino revoluciones por minuto 130 H P 0011 H P por 100 pies cuadrados de aacuterea bruta 0011 Eficiencia neta maacutexima tanto por ciento 87
-- J556 --shy
Promedio de 100 horas localidad bonancible
Promedio del agua elevada galones por hora 1530 Promedio de los H P desarrollados por l 00 pies~ 0022
0023 Eficiencia neta maacutexima 21
Promedio de 100 horas localidad borrascosa
Promedio del agua elevada galones por hora 2870 Promedio de los H P desarrollados por 100 pies~ 0041
0043 Eficiencia neta maacutexima 028
De varios molinos
Parkins ~fthoue Allhouse Carlyle
16 1416 1016 983 60 45 383 416
2010 1570 81 800 36 30 5028u
3 X lOyiexcl 3 X 10 3 X 4 58 3 X 4 liquest 39 663 387 307
---shyMaacutequinas de combustioacuten interna- Las maacutequinas moshy
de rnas de combuslioacuten interna de gas y vapor no soacutelo con-sum e 1 pJCo combustible sino que son adaptabI8s unishydades pequentildeas ademaacutes req u ieren poca vigilancia para un buen manejo y las reparaciones se efectuacutean faacutecilmenshyte Estas ve1 tajas importantes hcn heclo generalizar el uso de esta clase de maacutequinas
Maacutequinas de vapor- A lgunas de la s maacutes grandes planshytas d2 bombas para riego usan el vapor como fuerza moshyIriz En las islas Hawai se emplean grandes bombas moshyvida s por vapor para e levar agua a 550 pies y regar cantildea de azuacutear Grandes plantas a vapor se emplean para eleshyvar grandes can tidades de agua a pequentildeas alturas y reshygar las plan taciones de arroz en Louisiana (EE UU ) Las grandes plantas usan la maacutequina reciacuteproca y la bomba directamente conectada En algunos casos se puede obteshyner mayoiexcl- eficiencia usando turbinas de vapor las que por su alta velocidad S9 prestan para mover generadores eleacutecshytricos los cuales a su vez pueden suplir corriente a bombas instaladas en dist intos pun tos Es te meacutetodo de distribucioacuten es especia lmen te venta joso cuando el agua se obtiene de muchos pozos El costo de esta clase de plantas estaacute geneshyralmente fuera del alcance individual y por esto la mayoshyriacutea de ellas son manejadas por grandes compantildeiacuteas o por Jos municipalidades
Bombas- La bomba centriacutefuga es la maacutes usada para regar
La bomba centriacutefuga eleva el agua por medio de un disco provisto de cuchillas curvas que giran raacutepidamente dentro de una caacutemara que se ajusta lo maacutes posible dejanshydo el juego necesario para el movimiento raacutepido Las cushychillas fuerzan el agua a traveacutes del tubo de salida Algunas veces se sumergen dentro del agua que va a bombearse
-- 1558-shy
o se colocan unos pocos p ies encima del n ivel del agu a
en cuy o caso se necesita cebarlas
La bomba centriacute fuga es la maacutes recomendable cuando
se tr Ita de elevar grandes cantidades de agua a pequentildeas
a lturas Sus principales ven tajas son sencillez seguridad
bajo cos to y poca probabilidad de dantildeo por c ieno etc
Cuando hcm sido biEn d isentildeadas acanzan eficiencias de
maacutes de 80 para altu ras de 30- 60 pies Las peacuterdidas a
la entrada del tubo de succioacuten yola sal ida del de desshy
carga se d isminuyen grandemente ensanchaacutendolos progreshy
sivamente al salir de la bomba
El profesor W B Gregory da la siguiente tabla para
ilustrar la ventaja qu e se obtiene al ensanchar los tubos
de succioacuten y descarga
BOMBA CENTRIFUGA - ALTURA DE ELEVACION 5 PIES
Peacuterdida de Peacuterdid a de Pda por fr ic-Forma del tubo altura a la altura bull la cioacute usando Altura Bnfic~
a 3 028 031 024 583 240 291 a 4 009 0 10 02 4 543 280 340
----shyAriete hidraacuteulico- Es ta maacutequina usa un gran v o lumen
de agua que cae de una pequentildea altura para elevar una
cantidad menor de agua a una altura mayor
En este aparato un tubo A conduce el agua a la caja
de la vaacutelvu la B ~ l tubo estaacute en comun icacioacuten con la caacuteshy
mara de a ire C de la cual arra nra e l tubo de descarga D
La vaacutelvula B s(~ abi e hacia abajo y se hace de un peso
tal que permanezca abierta cuando el agua circule a veshy
locidad moderada pero se c ierre raacutepidamente cuando la
velocidad del agua a lcance un valor determinado Cuando
la vaacute~vula se cierra el agu a se detiene suacutebitamente proshy
duciendo un golpe de ariete que abre la vaacutelvula de la caacuteshy
mara de aire comprimiendo eacuteste y haciendo pasar una
parte d e eacutel al tubo de descarga Cuando se iguala la preshy
-- 1)59-shy
sioacuten la vaacutelvula de la caacutemara de aire se cierra pero el flujo en el tubo D continuacutea durante un periacuteodo corto a caushysa de la expansioacuten del aire comprimido en la caacutemara C Como el aire de esta caacutemara es absorbido gradualmente y expulsado por el agua debe proveerse para su renuevo pues de otra manera la elici-encia del ariete disminuiriacutea Cuando el agua en el tubo A estaacute detenida la vaacutelvula B cae el agua empieza a moverse y el proceso se repite
El flujo de un ariete hidraacuteulico es pues una serie de pulsaciones y a cada impuso debe vampncerse la inercia de la columna de agua que se encuentra en el tubo D Si dos arietes se conectan en el mismo tubo de descarga pero de tal manera que sus pulsaciores no coincidan la descarga seraacute maacutes continua y se economizaraacute energiacutea estas ventashyjas se obtienen en mayor escala al aumentar el nuacutemero de arietes conectados Veacutease fig 12
i)
rs 2 l iacute
llUSlraciuacuten dd prin cipill dd ik hiJraacuteulicu
CAPITULO VI
Canales y alarieas de riego
Cualquiera que sea el meacutetodo de riego que se haya esshycogido su praacutectica requiere cierto nuacutemero de canales y atarieas Vamos a definir estos canales y atarjeas y a inshydicar las principales consideraciones que rigen su consshytruccioacuten
Todo riego supone una presa de agua en un canal riacuteo etc Esta agua por medio de un canal de derivacioacuten se
--1560shy- -
lleva a los regadiacuteos De cua lquier forma que sea en eacutel o en sus ra mificac iones na cen y se alimen ton zan jas de meshynores dimensiones llamadas atarjeas de distribucioacuten las cuales llevan el agua a las atarieas de riego
Como todo riego debe ir acompantildeado de una desecashycioacuten del suelo es necesario construIacuter atarjeas de desaguumle que lleven el agua usada a los canales de evacuacioacuten En ciertos casos las atarjeas de riego una vez vaciacutea s sirshyven para el desaguumle
Seccioacuten de los canales y de las atarieas- Los canale s de a limentacioacuten de distribucioacuten y de evacuacioacuten tienen seccioacuten trapezoidal (Fig 13) Las otarjeas de riego y de desshyaguumle son rectangulares (Fig 14) Soacutelo miden 5-15 ctms de profundidad
Un canal de riego se com pone de las siguientes parshytes (ver lig 13)
El fondo D F sobre e l cual fl uye e l agua
-1561
La altura O E = h del egua Las banquetas A B H 1 que sostienen el agua por cashy
da lado Los taludes formados por las caras laterales B D F H El periacutemetro mojado P o la lopgitud e D + D F + F G La seccioacuten uacutetil S del canal eo la superficie que tiene
por base G C y D F y por a~ tura O E El radio medkl R es igual a S P La pendiente de Jos taludes m se determina por la
relacioacuten G Kj F K
Pendiente de los taludes de los canales y de las aacutetarshyjeas principales- Las pendientes de los taludes dependen de la natura leza del terreno Hus ta 15 ctms de profundidad son verticales Pasando de esta profundidad y para atarjeas abiertas en desfonde se dan las siguientes pendien tes
Roca m l O Arcilla pura m 1 033 = 303 Tierra arcillosa m 1 05 200 Tierra arenosa m 1 15 = 066
Para Jos taluds de fosos cmstruiacutedos en terrapleacuten
Arcilla pura m 1 05 = 200 Tierra arcillosa m 1 075 = 133 Tierra arenosa m 1 225 = 044
Para el mismo terreno si m es la inclinacioacuten del tashylud en desfonde 10 inclinacioacuten m del talud de terrapleacuten es igual a
2 3 m 1 1
- +shym 2m
Pendiente de los canales--Cuanto maacutes fuerte es la penshydiente maacutes se puede reducir la seccioacuten de un canal para la misma descarga Conviene pues construiacuterlos con la mashyyor pendiente a fin de disminuiacuter los trabaj os de excavacioacuten Por otra parte hay que considerar que una pendiente fuershy
-- 1562 -shy
te disminuye por la raduccioacuten de seccJOn la superficie de contacto y por consiguiente la filtracioacuten Ademaacutes la veloshycidad del agua no debe pasar de determinados valores seguacuten el terreno pues produciriacutea erosiones en las paredes
Velocidades de las que no conviene exceder en los diferentes terrenos
Velocidad limite Pendlent
por segundo por kmt
Arcillas blandas 0152 mts 0045 mts
Arenas 0305 0136
Gravas 0609 0433
Guijarros 0914 0570
Piedras en grandes fragmentos 1220 1509
Guijarros aglomerados 1520 211 S
Rocas blandas 1830 2786
Rocas duras 3050 7342
Tambieacuten existe un liacutemite inferior de velocidad que no se debe traspasar pues se forman depoacutesitos que destruyen
los cauces Los depoacutesitos principian a formarse por debajo de una
velocidad media de 025 mts por segundo en corrientes de agua fangosa 030 cargada de
arena fina 050 mts por segundo en corrientes de agua cargada de
arena gruesa Por consiguiente la velocidad no bajaraacute de 050-080
mts en el canal principal a fin de que no se deposite la arena gruesa
No deberaacute ser inferior a 025- 040 mts en los canashyles de distribucioacuten para que en ellos se deposite la areshyna gruesa que si llegara a las atarieas de riego podriacutea ser perjudicial Como estos canales no se usan continuashymente seraacute faacutecil quitar los depoacutesitos asiacute formados
Canal de conduccioacuten- La pendiente de eacuteste depende
- 1563 shy
oel nivel de la presa de agua y de la altura de la parte maacutes alta que deba regarse
Generalmente su pendiente variacutea de 00007-00014 mts por m La velocidad no excede de 080 mts por segundo La seccioacuten es trapezoidal y debe ir disminuyendo a medishyda que el canal avanza como que tiene que servir a meshynor extensioacuten
Este canal debe estar dispuesto de tal forma que en su punto de unioacuten con el riacuteo quede su nivel maacutes baio que el quicio de la presa a fin de poder instalar un aparato de afor Siempre debe estar provisto de una compuerta de modo que sea faacutecil impedir o regular la entrada dol agua para poder efectuar reparaciones o prevenir una crecida de la corrien te alimentadora
A fin de evitar la erosioacuten conviene lapizar con ceacutesped las paredes laterales y el fondo
Atarieas de distribucioacuten- Deriacutevanse del canal de conshyduccioacuten y llevan el agua a las atarieas de riego Son casi horizontales con pendientes de 0001-0015 mts por m La velocidad del agua no debe ser inferior a 025-040 mts
Se ponen en comunicacioacuten con las atarieas de riego por medio de un tubo de aiiacuteareriacutea o de una caia rectangushylar de madera Esta abertura debe poderse cerrar con una compuerta
Atarieas de riego- E1 general deben ser tan poco proshyfundas como sea posible Con frecuencia se les da un pershyiexcljI rectangular En la unioacuten con las atcrieas de distribucioacuten pueden tener de 30- 35 clms de anche para lueacutego ir disshymi1uye1do
El fondo e3 generalmente horizontal y sus bordes esshytaacuten ligeramente inclinados seguacuten lo direccioacuten de la corrienshyte y se aproximan a medida quo se aleian de las atarieas de distribucioacuten
Atarieas de desaguumle--Las atarieas de desaguumle recogen las agu)s despueacutes de regar y la3 llevan a los canales de evacuacioacuten Son doblemente uacutetiles pues secan el suelo y
permiten volver a usar las aguas para el riego de nuevas extensiones
- 1564shy
Los bordes estaacuten cortados verticalmente Su anchura ordinariamente es de O l5- --030 mts
Canales de evacuacioacuten- El ca nal de evacuacioacuten recishybe el agua de los desaguumles y la conduce al riacuteo o a regar otras tierras Debe ocupa r lo parte maacutes baja del terreno Debe tener una seccioacuten suficiente para el agua que recibe Tiene forma trapezoida Sus paredes deben protegerse conshytra el desgaste por medio de ceacutesped
Caacutelculo de las dimensiones de los canales y de las atarjeas principales- Hemos dicho que la seccioacuten de los canales y atarjeas principales es trapezoidal La seCClOn de las secundarias es triangular o rectangular Generalmenshyte no S9 ca~culan Es necesario determinar lo maacutes exactashymente posible las dimen5iones de los canales y atorjeas principales Las foacutermulas emp16cdas dan resultados aproxishymados que la experiencia modifica A continuacioacuten damos las foacutermulas de Darcy perfecc ionadas por M Bazin
ConsideremQs la seccioacuten re presentada en la fig 13 Y llamemos
1 D F = longitud del fondo
h O E = la altura
S aacuterea de la seccioacuten
U velocidad mediacutea del agua velocidad media en la superficie X 080
Q = descarga
I = la pendi2nte
P periacutemetro moiado
R = radio medio
Estas cantidades estaacuten relacionadas de la siguiente mashynera
(1) R I = b U~ oacute U = C RT(2)
(3) Q = S U Oacute Q = S C rRI (4)
C = 1 b es un coeficiente que depende de la rugoshysidad de las paredes del canal M Bazin ha expresado su valor asiacute
1565 - shy
87
C = 1 Vb = - ---- + tiacute
VR ltiacute tiene los siguientes valores
Paredes muy lisas (cemento madera lisa) tiacute = 006 Paredes lisas (taba ladrillo) tiacute = 016
poco lisas de mamposteriacutea tiacute = 046 de naturaleza mixta Ciacute = 085
Canales de tierra en condicion3s ordinarias tiacute 130 Canales de tierra con resistencia excepcional tiacute = 175
Maacutes adelante daremos los valores del coeficiente C en funcioacuten del radio R y los valores del coeficiente o de la loacutermua (l) corre3pondientes a los valores dAl coeficiente
C = 1 vT-
Ganguillet y Kulter adoptan tambieacuten la foacutermula
u C RTpero daacutendole a C el siguiente valor
O 00155
23 + + n
C 000155
1+ 23 + --- n
( ) V R
El nuacutemero n variacutea con la naturaleza de las paredAS y tiene los siguientes valores
n ln Paredes muy uniformes ceuromento madera
cepillada 0010 100 Paredes linos piedra tallada ladriilos 0013 77 Paredes poso uniformes 0017 58 Paredes rugosas piedras en bruto 0020 50 Paredes de tierra 0025 40 Paredes de grava 0030 33 Paredes irregulares de grava y mal cuidadas 0035 29 Paredes muy irregulares 0040 35
- 1566 shy
Las dJmensiones de los canal83 deben 118nar otras conshydiciones que determinan las foacutermulas anteriores
En primer lugar la tangente trigonomeacutetrica m queda determinada por la naturaleza del terreno Luego si circunsshytancias especiales no exigen la adopcioacuten de una profundishydad conviene dadas 1 y m dar a la seccioacuten la forma que corresponda a la maacutexima descarga por unidad de aacuterea de ella Esta seraacute evidentemente la seccioacuten maacutes econoacuteshymica De la foacutermula (3) Q = S U deducimos que para una superliacutecie dada S la descarga Q es maacutexima con U POI
consiguiente para una pendiente dada y teniendo en cuen shyta la foacutermula (2) U = e VRT con R o tambieacuten pll8sto que R = S P cuando P es miacutenimo
D8 la Hg 14 deducimos que
(5) S h (1 + h m)
(6) P + 2 h m V1 + m~ (6) P = I + 2 hmv 1 + m~
S h ( I + hm) (7) R
P + 2 hm 1 + m~ y por caacutelculo deducimos que P es miacutenimo cuando
h + V I + m~ (8)
2 ro
En este caso los lados B D H F D F son tangentes a Jo circunferencia descrita desde O como centro y con h como radio
Si sustiacutetuIacutemos en (7) 1 por su valor sacado de (8) obshytendremos
2 m h h ( + hm)
+ VI + m (9) R +
2 mh 2h V 1 + m~
+ ml+vl+ m~
- 1567 shy
--- -
1+ iexcl-1 + rn~ ]iexcl 2 = X
rn 4
es decir el radio medio es igual a la mitad de lu profunshydidad del agua
La relacioacuten h 1 que determina la seccioacuten oacuteptima soacuteshylo depeeacutelde para S e 1 dados del valor m El valor de h 1 en (8) permite calcular faacutecilmente h y 1 conociendo S y m Reempazando 1 por su valor en funcioacuten de h en la ecuashyc ioacuten (5) 1endremos
(lO) S =
( h
2 m h
1 + 1 1 + m~ h+-111
)
h~ 2 l 1-+ m~ -----shy 1
m
mS lh
11 J J h = ( 2 V 1 + m - 1 )
Seguacuten esto S2 ve que cuanio maacutes se acerquen los taludes del canal a la vertical mayor es h y por consiguienshyte R Conviene adoptar para R el mayor valor posible pues asiacute no disminuye la anchura del canal de pendiente dada 1 y se aumenta la velocidad media d el agua que es proshyporcional a R
Cuando las circunstancias obligan la adopcioacuten de una profundidad determinada la ecuacioacuten S = h (l + h m) soacutelo contiene la incoacutegnita 1
Empleo de las foacutermulas uso de las tablas ejemplos middotnumeacutericos--Los problsmas que se presentan maacutes frecuenshytemente son
I- Conocida la seccioacuten transversal de un canal y su pendiente calcular su descarga
JI- Conocido el rendimiento del canal y su pendiente
- 1571 shy
calcular las dimensiones que debe tener su seccioacuten transshyversal y la velocidad media del agua
CASO iexcl- Se a plican las siguientes foacutermulas
h (1 + h m) (S) S = h (1 + h m) (7) R
1 + 2 h 1 + m~
m
y lueacutego
(2) U = C m 1)Y2 (1) Q _ S C (R 1) 1j~
La foacutermula (S) ncs do e l aacuterea la (1) el radio medio pues h I Y 111 SO1 conocidos Las foacutermulas (2 y 4) permiten ca lcular U y Q
EJEMPLO Calcular el rendimie llto de un canal de ti eshyITU sabiendo que 1 = lmts h = 121 1 = 00002 y la inclinacioacuten de los taludes es 45
La aplicacioacuten de las foacutermulas (5 y 7) nos da
S = 2867 mts~ y R = 060 mts
El valor de C seguacuten la tabla de Bazin es 325 y seguacuten la de Kutte r 35 Tomamos e l promedio de estos dos valoshyres o sea 3375
Aplicando las foacutermulas (4 y 2) obtendremos
Q = 098 mts y U 037 mts
CASO II- Si existen circunstancias que obliguen a adopshytar una profundidad determinada se aplicaraacuten las foacutermushylas de la seccioacuten maacutes ventajosa es decir las foacutermulas sishyguientes bull
Q~m S (9) h b U~ b - shy~ (1 + m~ )11 ) = 2 R (l) R I
12 - 1) S~
Se principiaraacute por adoptar para b un valor provisional y para escogerlo seguacuten el rendimiento se evaluaraacute el vashylor posible de R y por consiguiente el de C seguacuten la tashybla de Bazin La tabla de los valores de b daraacute un valor que se adoptaraacute provisionalmente Una vez hallado el vashy
- 1572 shy
lar da R se rectificaraacute e l de b Se volveraacute a calcular R y
se continuaraacuten estas aproximaciones hasta que se encuenshytren para C y b valores que no difieran sensiblemente de Jos anteriores La ecuacioacuten (1) contendraacute R elevada a la quinta potencia y deberaacute resolverse por logaritmos
EJEMPLO Un canal debe tener un rendimiento de 2 lIltS de agua por segundo con una pendiente de 00002 por mts Cuaacutel debe ser su perfil transversal en la tierra con taludes inclinados 45
Supongamos R = 1 mt entonces seguacuten la tabla d e Bozin C = 378 y seguacuten lo de Kutte r C = 40 Toma mos 81 pro lllcd io C = 389 Para b obtenemos 000066
In
Lu IOacuteI JI1 U 111 (0) du x
Pero s iendo m 1 sacamos
m 0547
y obte ndremos 4R~ S 4W
0547
Lo foacutermula (1) nos da
R X 00002 000066 4
S~
R S~ 132
y sustituyendo S po~ su valor
16 R
(0547F 132 R 075
Seguacuten las tablas de Bazin y Kutter los valores respecshytivos de C pondiente de b tend
son de b remos
348 es
y 00
37 Adoptamos 0077 Sustituyendo
359 este
el valor nuevo
corresshyvalor
- shy 1573 shy
4 4 R~ 0547 S TI X 00002 000077 (
s~
R = 075
Lo vola re s d~ e y de b no difieren sonsibloTrl ento de los que acabamos de adoptar Tomaremos pues para TI el va le r 076 mis entoncos h = 152
4 (076 )~
S 442 Jll l s ~
0547
Q 2
u 047 mts S 422
La foacutermula (8) permite dete rmina r l
2 m h 2 X 152 126 y e l problema
1 + ( + m~)Y2 1 + (2)1
queda resuelto Pero puede ocurrir que por circunstancias especiales no
se pueda adoptar el perfil maacutes econoacutemico Entonces se coshynoc 3 la profundidad h o la anchura 1 por lo tanto
S = h (1 + h m)
Q2
R 1 b --- en que R estaacute expresado en funcioacuten S2
de h y de I y permitiraacute hallar por tanteo h o I y S Supongamos que por causa de la existencia de un submiddot
suelo rocoso la profundidad del canal no debe exceder de un mI y que la descmga sea de 2 mts pOI segundo y la pendiente 00002
Procederemos asiacute
Puesto que h 9S a lo sumo igual Q 1 mI el radio meshydio puede evaluarse en 050 mts Las tablas dan para e 306 y 34 adoptamos 32 y entonces b = 000098
1574
Q2
De la ecuacioacuten R I b --- deducimos S2
000098 X 4 S~ 392 S 625
050 X 00002
La foacutermula S = h (l + h m) da 525
La foacutermula (6) nos da P = 807
s 625 R 077 mts
P 807
Se partiraacute de este nuevo valor de R para repetir los caacutelculos
Las tablas dan para R = 077 mts C = 35 y 37 Adoptamos C = 36 entonces b = 000077
Tenemos
000077 X 4 S 40 S 632 1 532
077 X 00002
P 814 Y R = 077
Adoptaremos para el perfil de este canal de 2 mts de descarga por segundo
1 = 532 h = 1 mI R = 077
La velocidad media del agua seraacute
u = Q S = 2 632 = 031 mts
CAPITULO VII
Sistemas de rieqo
Hay muchos procedimientos de riego seguacuten la naturashyleza del terreno su pendiente los cultivos o la cantidad de agua de que se dispone
- 1575 shy
A continuacioacuten describiremos los siguientes sistemas Por sumersioacuten por filtracioacuten por desbordamiento
El riego por sumersioacuten se dIvide en tres meacutetodos el ri ego por filtracioacuten en dos y el por desbordamiento tambieacuten en dos De todos eros hablaremos separadamente
Riego por sumersioacuten
El sistema d3 riego por sumersioacuten llamado tambieacuten en manta consiste en cubrir el suelo con una capa de agua que permanece sobre eacutel un tiempo maacutes o menos largo
Generalmente requiere que el terreno sea sensiblemenshyte horizontal de pendiente suave 2 0 00 a lo sumo y que no sea impermeable La superficie regable se rodea de peshyquentildeos diques Si la pendiente fuese fuerte habriacutean de ser a l tos y emplear maacutes agua con lo que se perderiacutea la prinshycipal ventaja de este sistema que es su sencillez y ecoshyncmiacutea
Este procedimiento es uno de los mejores para el rieshygo de praderas cuya pendiente sea de 1-15 mmts por metro Comprende tres meacutetodos distintos
IO-La sumersioacuten naturcl que resulta del desbordashymiento espontaacuteneo de una corriente de agua o de la inunshydacioacuten artificial proveniente del levantamiento de las aguas
29- La sumersioacuten artificial 5encilla en que las aguas permanecen estanadas mientras dura el riego
3y- La sumersioacutell atificial con cJrculacioacuten continuiexcl en que el agua ircula suavemente por la superficie del terreno sumergido
Cuando se riaga con aguas que acarrean limos y areshynas estos materiales generalmente corgados de materias fertili~antes se depositan sobre el suelo Entonces el riego por sumersioacuten va acompantildeado del erdorquinamiento
Sumersioacuten natural- Muchos terrenos estaacuten expuestos a las crecidas de las corrientes de agua que los atraviesan Esta sumersioacuten natural es fuente de grandes riquezas Tashyles s)n Egipto y las pompos de la imeacuterica del Sur En Francia grandes extensiones de ter reno deben su fertilidad a riegos perioacutedicos de esto naturaleza
Las condiciones esenciales de estos sumersiones natushy
1576 shy
rales son pendientes longitudinales muy suaves (040- 045
mts por kmt como promedio) y pendientes transversales
bastante aceurontuadus para que las aguas de las crecidas
vuelvan faacutecilmente a su cauce primitivo
Sumersioacuten artificial sencilla- Exige un suelo de poca
pendiente que no exceda de 2 0 00 a menos de restringir
mucho ia extensioacuten dE las parcelas sumergidas
Si la pendiente fuese fuerte no se depositariacutean los seshy
dimentos perdiendo asiacute este meacutetodo su principal ventaja
Ademaacutes se correriacutea el riesgo de que las aguas arrastraran
la tierra vegetal Finalmente seriacutea necesario que las cuenshycas sumergidas estuvieran rodeadas de diques muy altos
lo que hariacutea perder las ventajas econoacutemicas de este sisshy
tema
Consiste en sumergir el suelo bajo una capa de detershy
minado espesor durante un periacuteodo de tiempo variable
El terreno se divide en compartimientos regulares roshy
deados dE pequentildeos diques que retienen el agua
Generalmente las aguas despueacutes de regar un comparshy
timiento superior pasan a regar uno inferior
Los compartimientos tienen extensioacuten variable En geneshy
ral no exceden de 10-30 aacutereas Se les puede dar una anshychura de 50 mts y una longitud variable seguacuten la pendienshy
te del terreno Los diques que los rodean exceden en todas
partes a 25 ctms al nivel del agua
La altura media del agua sobre la superficie del sueshy
lo es de 15 ctms En el punto maacutes alto del nivel del agua
25 ctms
En el centro de cada compartimiento y en sentido de su longitud se abre una atarjea g (lig 15) que sirve a la
vez de conduccioacuten y desecamiento
A este objeto puede ir acompantildeado de pequentildeas a tarshy
jeas h En el origen y en la extremidad de cada compartishy
miento la atarjea g lleva una en trada de madera con comshy
puerta para retener el agua o dejarla pasar
La atarjea g debe tener una pendiente aproximada de
0001 mts mL La anchura en el fondo y su profundidad
dependen de la superficie del compartimiento y de la cantishydad de agua que conduciraacute
--1577-shy
La fig 15 denota la subdivisioacuten del terreno en cuatro recipientes que forman otros tantos saetines cuya longitud depende de la pendiente del terreno
Es preciso que el nivel del agua en el segundo comparshytimiento sea inferigtr de 1- 2 ctms al fondo de la atariea g del primero Asiacute se logra que el agua pase del primero al SEgundo compartimiento
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Hiego por ~lIhm(~r~ ioacuten Planta ltle unn in~tala(- i(ln de cuatro C(Jlllparlimi-(-middotnto~
Ventajas e inconvenientes de este sistema- Permite reshygar superficies de poca pendiente con ca1tidades de agua demasiado pequentildeas para utiliza ras de otro modo Transshyforma en tierras feacutertiles suelos mediocres siempre que no sean impermeables y que las aguas contengan limos carshygados de principios nutritivos Su instalacioacuten y vigilancia son sencillas y baratas
En suelos impermeables da malos resultados Rara vez se puede aplicar en el momento de la vegetacioacuten y mientras dura impide la aireacioacuten del suelo
- - 1578 - shy
El riego por sumersioacuten se emplea principalmpnte en el cultivo del arroz
Riego de los arrozales- EI arrozal ha de estar compleshytamente cubierto por el agua pero sin quedar estancada sino circulando con muy poca velocidad Sin agua no gershyminariacutea la semilla y en cambio si quedara estancada enshyfermaria 0 planta y podriacutea ser causa de una epidemia pashyluacutedica en la regioacuten
El terreno destinado al cultivo del arroz ha de ser enshyteramente llano y con la pendiente necesaria para la lenshyta circulacioacuten del agua El campo se divide en parcelas delimitadas por pequentildeos diques de tierra
Unas como B (Fig 16) estaacuten trazadas longitudinalmenshyte en el sentido de las labores y del movimiento del agua al paso que otras la sentildealadas con la letra e van en dishyreccioacuten perpendicular a las primeras
Una vez construIacutedos los diques se da el agua a las parce las D y J de modo que la capa liacutequida tenga unos 12 ctms de espesor Hecho 6stO se practican en el dique inmediatamente infel ior unas abe rturas E de 20- 30 ctms
de ancho por donde flushyye el agua a las parceshylas inferiores Asiacute se conshytinuacutea hasta regar todo el arrozal El agua se reshycoge en la atariea d e desaguumle A
El consumo de a g ua se calcula en 24 Its por segundo y por hec taacuterea
Sumersioacuten artificial con derrame continuo--Cuanshydo se dispone de gran can tidad de agua la cirshyculacioacuten puede ser conshytinua sin alterar las disshyposiciones precedentegt
El agua de riego desshypueacutes de alcanzar el nishy
ni~po s i c i(lfl dI un arrozal divirl gtln ( 1
lahla~ n -lIadriluacutel erus L ri ego
- - 1579-shy
vel normal en el compartimiento regado pasa lentamente al inferior y se reemplaza con nueva agua Este procedishymiento priva menos del aire a las plantas que e l estallCU miento permanente
El movimiento d8 las aguas se regula dE-~ tal manera que la can tidad siexclJida por la parte inferior sea igual a Jo que Gntra por la superior De 83t8 modo se llega raacutepidashymente a resultados excelentes
Conviene enviar agua nueva o los compartimientos inshyferiores disponiendo alrededor del cqmpo un canal de cirshycunvalacioacuten El agua debe vaciar por encima de las comshypuertas a fin ds qU8 no arrastre los sedimentos En general los compartimientos tienen dimensiones mayores que los de sumersioacuten sencilla Si la pendiente es muy fuerte conviene disponer oblicuamente diques interiores que impidan la erosioacuten del suelo Los diques que bordean las parcelas tieshynen aproximadaments 150 mts de ancho en la corona y un nivel de 30- 40 ctms sobre el de las aguas
Rieqo por filtracioacuten
Este sistema comprende dos subdivisiones
19 Por filtracioacuten del aqua en el suelo por atarieas proshyfundas- Es un procsdimiento muy imperfecto desde el punshyto de vista d3 los resultados pero muy sencillo y econoacuteshymico Em p lea las zanjas excavadas en los terrenos para sanearlos
Esencialmente consiste en cerrar las compuertas que regulan los diferentes canales de desecamiento El agua de lluvia etc fluye asiacute poco a poco pgtr estos canales y si el suelo es permeable lo humedece al atravesar las pareshydes laterales de e llos pudiendo llegar por capilaridad hasshyta las raiacuteces
Este procedimiento soacutelo es practicable cuando el terreshyno es bastante permeable y de poca pendiente En suelos poco permeabls los resulta dos no son satisfactorios el agua fluye bien por los cana ~ es pero no logra humedecer la tierra
La lig 17 muestra la disposicioacuten de los canales a a b b y Ja de la compuerta d que cuando estaacute cerrada deshy
- 1580
termina el retroceso del agua que se va elevando en los canales y penetra en el suelo Abriendo jo compuerta se inicia la salida del agua y consecuentemente el desecashymien~o del terreno
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F~( 11 J)i sposieiHl para htlnHd e(~e r IIn 1IITfJ1U drenadu al ail
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29 Filtracioacuten del agua por atarieas abiertas superficiales - middot-Este meacutetodo se aplica sobre todo a Jos tierras labradas y
entre otros a 103 cultivos hortiacutec81as Difiere esencialmente del anterior en que las atarieas estaacuten mucho maacutes proacutexishymas en que son superficiales y el agua penetra en el sueshylo y en el subsuelo p8r las paredes y por el fondo
El agua circula por atarieas paralelas que limitan las parcelas de los cultives No debe tocar ni las hoias ni los tedios Por esta razoacuten se emplea e l agua de cloacas para los cultivos hortelanos Como no se ponen en contacto con as hoias ni con los tallos no pueden contaminar esta parshyte comestible de los vegatales Sin embargo uacuteltimamente se ha dicho que las aguas de cloacas contaminan las parshytes aeacutereas de las hortalizas con geacutermenes nocivos y se ha prohibido su empleo para el cultivo de las hortalizas que se toman sin coccioacuten
Este meacutetodo es tanto maacutes eficaz cuanto maacutes proacuteximas
1581 shy
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esteacuten las zanias que se trazan con el arado y estaacuten seshy
paradas unos 060- 080 mts La lig 18 indico la disposicioacuten del suelo La liacutenea a b
representa el canal de conduccioacuten a c el canal de riego del campo d designan los surcos que no terminan en el canal a c La limpieza que necesita el funcionamiento del sistema deteriora pronto este canal Debe construiacuterse una atari ea auxiliar e f comunicada con el canal a c por meshy
_-1582 - shy
dio de pequentildeos cortes g Este canal auxiliar se abre con el arado y se termina cuidadosamente con la pala Es anshycho y tiene una profundidad de unos la ctms
Riego por desbordamiento
Puede efectuarse de las maneras siguientes con reshygueras de nivel y planos inclinados que describiremos sucesivamente
A shy Por regueras de nivel Fundamentoshy EI terreno a regar estaacute surcado por regueras horizontales de desbordashymiento en que el agua rebosa el borde inferior y se exshytiende en forma de laacutemina continua
Pendiente del terrenoshy No debe ser excesivamente peshyquentildea pues entonces la circulacioacuten de la laacutemina de agua se efectuariacutea defectuosamente se admite como necesaria una pendiente de 3 Si 0 pendiente fuere excesiva en vez de una laacutemina continua se formariacutea una serie de arroshyyos que socavariacutean el terreno este peligro debe evitarse haciendo las regueras suficientemente proacuteximas
Descripcioacuten y funcionatnientoshy Las regueras de reparshyticioacuten se trazan en la direccioacuten aproximada de las liacuteneas de maacutexima pendiente fig 19 Si se interrumpe una regueshyra de distribucioacuten remansando el agua eacutesta entraraacute en la reguera de nivel inmediata anterior la cual se llenaraacute y desbordaraacute invadiendo el terreno el exceso se recogeraacute en el colector inmediato inferior el cual lo transportaraacute al canal de desaguumle
b middotmiddot l~vcro diexclhi Clon
rig 9
Alimentacioacuten de regueras sucesivas por una misma tomashy En vez de recoger las aguas sobrantes de una reshyguera directamente en un colector se recogen en otra reshyguera la cual una vez desbordada las deja pasar a otra y asiacute a varias no pasando de 4 oacute 5 seguacuten el caudal de
-1583 -
agua de que se disponga Parece que asiacute pudiera hacerse extensivo a todo el campo con una sola toma superior en la reguera de reparticioacuten pero no debe olvidarse que el agua que llegase a las regueras inferiores estariacutea escasa en oxiacutegeno y principios fertilizantes Esta es la razoacuten de las tomas sucesivas
Perfil longitudinal de las reguerasshy En la praacutectica no
iexcliexcl~f o UI a
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Uig 19) Riego por curvas de nivel
debe d6rseles una pendiente superior al 0003 intercalando cascadas si fuere preciso esto se refiere a las regueras de reparticioacuten Las regueras de distribucioacuten deben ser perfecshytamente horizontales
Seccioacuten transversal de las reguerasshy Las regueras de nivel deben ser poco proundas a fin de disminuiacuter la preshysioacuten del agua y por tanto su infiltracioacuten Es aconsejable
- 1584 -
UllO anchura de 20 ctms con una profundidad no mayor
de S clms Las acequias y regueras d e reparticioacuten se calcushy
bn seguacuten las foacutermulas hidraacuteulicas
B shy Por planos inclinadosshy Son tales les ven tajas del
riego por regueras de n ivel que se procura em plear un
sistema anaacutelogo aunque el terreno no tengo lo pendiente
necesaria
Principio--Si lo pendiente es inferior al 003 se terramiddot
1 I
Cor~e por A B F iJ20
I I
I
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Ri eacuteo t por p la n o~ in(linado pUl dobl e ari5la
plena formando un escolonado d e planos inclinados que
permito el riego por reguera~ de nivel
Descripcioacutenshy la reguera de reparticioacuten se coloca a una
altura conveniente para que el agua pueda en trar a las
regueras de nivel practicadas en la parte superior de los
planos en forma que llena de agua se vierta por ellos
recogiendo el exceso en colectores lig 20 El agua sobranshy
te puede ser muy abundante en tal caso el colector al ishy
- 185 shy
menta a su vez o tra serie de planos actuando a mane ra de reguera de reparticioacuten
Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
Planos inclinados naturales- Supongamos fig 21 un terreno de pequentildea pendiente S8 construye en terrapleacuten una reguera de d istribucioacuten con los produc tos de la excavacioacuten del colector inmediato E primer antildeo el riego seraacute defectuoshyso pero en los antildeos sucesivos mejoraraacuten los terraplenes y planos incl inados merced a la aportacioacuten del limo por las mismas aguas
0(oacute v lt
o
ltiexcl - =-=~ ~ ~ ~-= -=--=--=-shy~ ~ Fig21
Planos inclinados artificiales-Consisten en cons truiacuterlos directamen te con tierra sacada del terreno m ismo lo cual exige terraplenes y movimientos importantes de tierra (fig 22)
TfrImiddotO)COfi
~S~iacutelllflmiddot ~~f~~
Tts 22
Datos para la formacioacuten de un proyecto de riego por planos inclinados- Se atenderaacute en primer lugar a que las acequias y regueras de reparticioacuten sean capaces de sumishynistrar el agua necesaria y los colectores de desaguar los sobran tes Las regueras de distribucioacuten seguiraacuten sensibleshymente las curvas de nivel a fin de q ue los planos incl inashydos conserven una longitud constante y que las regueras de dis tribucioacuten sigan la direccioacuten de la pendiente del terreshyno La anchura de Jos escalones no seraacute excesiva a fin de evitar los grandes movimientos de tierra En general tienen 4 oacute 5 mts y si el terreno tiene fuerte pendiente lleshygan a tener 10 Oacute 12 mts La pendiente de los planos inclishynados seraacute de 003 como miacutenimum
shy________ -shy _ __ ___J
s lzaltln ue IIna compllfmiddotlla
ca o tierra firme y lueacutego se pone a traveacutes una hilera de
estacas sobre la cual descansa la compuerta a cada lado
de esta primera arma zoacuten se amontonan sacos de cemento
La3 figuras 6 y 7 rlt-presentan un modelo de compuerta
ordina ria Los figuras 8 y 9 representan la compuerta p e-
r~ 7 Planta de tilla (Olllplltmiddotrta
-shy 10
qUEntildea de hierro muy pr-aacutecti ca que se emplea para abrir y cerrO las atarjeas de riego La figura 9 indica claramenshyo
te coacutemo se mantiene fija esta compuerta por medio de dos grandes piedras indinadas que pueden sustituiacuterse por dos puntales de madera
En cuanto al canal de derivacioacuten tambieacuten llamado de alimentacioacuten se ceba en la corrient de agua un poco por
P t(JlUntildea compucrta para atarjta~ lit Jil~o
encima de la barrem Abierto o cerrado por una compuerta debe seguir en su trazado la parte superior del te rreno y presentar el mayor relieve posible Maacutes adelante hablar8shymas sobre eacutel
Evaluacioacuten del caudal de una corrienle- El caudal de una corriente de agua es igual al producto del aacuterea de io seccioacuten bantildeada por la veloc idad media por segundo del agua
r-iacute~ 9
l a middotolllpllrla dmiddot la fiiexcl 8 olorarla en la otnlrada d e 1 alarju
Es necesario obtener el perfil de la corriente en varios lugares y promediar los resultados Para obtener un periil se tiende una cuerda de una a otra orilla perpendicuarmiddot mente a la direccioacuten de la corriente y lo maacutes cerca posib~ de su superficie A distancias regulares sentildealadas en la cuerda se practican sondeos que dan la profundidad d e l
- 1551 shy
agua en cada una de las divisiones Obtenido el perfil con estos datos se sumaraacuten los trapecios parciales para obtAshyner el aacuterea de la seccioacuten dantildeada
La velocidad media de ~ agua se deduce de la velocishydad media en la superficie es igual al producto de eacutesta por el coeficiente 08 en los canales y riacuteos de dimensiones medianas y po 06887 en arroyos y atarjeas La velocidad en la superficie puede calcularse faacutecilmente de la siguienshyte manera A unos 3CJL-40 metros Daacutes arriba del paraje cuyo p3rfil se ha encontrado se echan unos cilindros de madera gruesa o corcho y con un cronoacutemetro se cuenta e l tiempo que gastan en recorrer la distancia comprendida enshytre el Jugar donde se echaron y olro previamente fijado 30-40 mIs maacutes abajo del lugar del perfil La operacioacuten debe repetirse varias veces y promediar los resultados
En vez de valerse del flotador para determinar la vsshylocidad de la corriente suelen emplearse los medidores de velocidad o corriente (Current Meter) Existen varios modeshylos de estos aparatos los maacutes usados son el de Haskell y
61 de Price En el modelo Price existen dos tipos el eleacutecshytrico y el acuacutestico Por se r estos aparatos suficientemente conocidos y venir acompantildeados de instrucciones para su uso no nos detenemos a explicarlos
Cuando el cauce es de seccioacuten bastante regular es preferible usar una compuerta para medir el caudal
Compuerta rectangular- De sus experimentos con esta clase de compuertas Francis dedujo la siguiente foacutermula
Q = 333 H (L - 02 H) siendo Q = descarga en pies cuacutebicos por segundo L = longitud de la compuerta 6n pies H = altura del agua sobre la compuerta en pies Cuando la velocidad de aproximacioacuten tiene un valor
suficientemente alto para afectar los resultados deben hushycerse las correcciones necesarias Francis propuso la sishyguiente foacutermula para este caso
Q = 333 (L - 02 H) [ (h HYh - h~h 1 donde h = allura debida a la velocidad de aproximacioacuten
Compuerta de Cippoletti- Las foacutermulas correspondienshytes a los dos casos mendonados para la compuerta regushylar son
Las figuras 10 y 11 representan la compuerta rectangushylar y la de Cippolstt i respectivamente
CAPITULO V
Uso de bombas para el riego
La praacutectico de elevar agua de un nivel inferior a otro superior para usarlo en el riego es sin duda tan antigua
1553 shy
como el riego mIsmo En China India y otros paiacuteses orienmiddot tales todaviacutea se acostumbra regar tiel ras maacutes ollas que los canales que conducen el agua elevaacutendola con potencio
bullhumana c animal unos pocos pies Naturalmenta que e~to
se puede efectuar soacuteo cuando la altura es moderada y el trabajo muy barato
Molinos de vienlo- La fuerza del vienio se empleoacute prishymitivamente para las necesidades del riego y auacuten hoy se usa frecwmtemente para elevar aguo de pozos para 103
necesidades domeacutesticas y para el riego de jardines y peshyquentildeos huertos Aunque la fuerza no represente gasto alshyguno el bombeo por medio de molinos de viento resulta en promedio maacutes costoso que cualquier otro meacutetodo excepshytuando aquellos que usan fuerza animal Esto se debe a la pequentildea potencia desarrol ~ada por estos aparatos la inshyconstancio del vie~to y la gran atencioacuten y reparacioacuten que exigen los molinos de viento Por estas razones el costo del bombeo por este sistema hace prohibitivo su empleo exshycepto para cultivos intensos de pequentildeos tarrenos donde se esperan grandes beneficios
Los molinos de viento se usan extensamente en el vashylle de San Joaquiacuten (California) y en los grandes llanos de las Montantildeas Rocosas para obtener agua para el riego El principal inconveniente de estos molinos es su insegushyridad pues su funcionamiento depende completamente de la fuerza del viento
A causa de esta inseguridad los molinos nunca deben usarse para regar sin proveerse de un estanque ampliO pashyra almacenar el agua Debe instalarse un recipiente de gran capacidad a fin de poder almacenar el agua durante los diacuteas que no se la usa para regar Este recipiente se puede obtener usando uno de los tanques elevados que suminisshytran los constructores de molinos de viento o si el molino se puede instalar en un punto alto de la hacienda se pueshyde excavar un estanque paro el almacenamiento
En promedio se necesita una velocidad del viento 5- 6 millas por hora para mover un molino La tabla siguiente da la fuerza del viento para las velocidades ordinarias
-1554
Velocidad del viento y potencia
Millas por Pie por Presioacuten Millas por Pies por Presioacuten
La tabla siguiente tomada de un trabajo de Mr A R Wolff sobre molinos de viento muestra la capacidad y
economiacutea de un molino experimental con rueda de distinshyto diaacutemetro asumiendo una velocidad promedio del vienshyto de 10 millas por hora durante ocho diarias
CAPACIDAD DE LOS MOLINOS DE VIENTO
Tamantildeo Rtvoluclunes Galones de agua levantados por minuto H P de la rueda de la rueda bull una altura de desarrollados
pie
25 50 75 100 150 200
ID no-u lB fjfj tiu 41 1112 l~ ij-HO t3 n u 11 8 8 1 O ~ I H iexclO-i 4bull 1 ~~ 6 ) -I ~ 1U 1 S -l 02- Hi ~I-iexclO ji -U JI (iexcl 1liacute JI 1 98 SO 0 11 18 10- (- 911 j2 2middot1-1 J1 J ) D I ~n 1 bull -40 1lfI UI 1 IO X l J ~ JI l I I O1X 2J W-li ~ 124 J01 0 111) 40 1 Hi3 ~H1 134
- 1555 shy
Al disentildear un molino de viento para bombear agua deben considerarse dos cosas El momento de torsioacuten y la velocidad de la rueda en relacioacuten con la de la bomba La primera debe ser lo maacutes gronde posible a fin de que el molino arranque con un viento suave la segunda no debe ser muy alta para las bombas en un molino pequentildeo ni demasiado baja para uno grande De lo anterior deducimos que el tamantildeo de un molino es un elemento importante en el arreglo de sus aspas
El aacutengulo entre cualquier porcioacuten de una aspa y el plano de la rueda se denomina aacutengulo del viento para obtener el mayor momento de torsioacuten al arranque este aacutenshygulo debe ser el complemento de los mejores aacutengulos de incidencia o entre 70deg- 55 Se ha Encontrado en la praacutecshytica que el aacutengulo del viento no alcanza estos valores sienshydo muy recomendable usar 43deg La tabla siguiente da los resultados de los experimentos de J A Griffith con cinco clases de molinos norteamericanos
CAPACIDAD Y EFICIENCIA
STOVER
Diaacutemetro exterior de la rueda pies 115 inferior 45
Area bruta de la rueda pies cuadrados 1040 Angulo del viento en la extremidad exterior de las aspas 43 Diaacutemetro y carrera de la bomba pulgadas 3 X 4 Altura promedio del agua durante el ensayo pies 292
A maacutexima eficiencia
Ve locidad del viento millas por hora 58 Velocidad del molino revoluciones por minuto 130 H P 0011 H P por 100 pies cuadrados de aacuterea bruta 0011 Eficiencia neta maacutexima tanto por ciento 87
-- J556 --shy
Promedio de 100 horas localidad bonancible
Promedio del agua elevada galones por hora 1530 Promedio de los H P desarrollados por l 00 pies~ 0022
0023 Eficiencia neta maacutexima 21
Promedio de 100 horas localidad borrascosa
Promedio del agua elevada galones por hora 2870 Promedio de los H P desarrollados por 100 pies~ 0041
0043 Eficiencia neta maacutexima 028
De varios molinos
Parkins ~fthoue Allhouse Carlyle
16 1416 1016 983 60 45 383 416
2010 1570 81 800 36 30 5028u
3 X lOyiexcl 3 X 10 3 X 4 58 3 X 4 liquest 39 663 387 307
---shyMaacutequinas de combustioacuten interna- Las maacutequinas moshy
de rnas de combuslioacuten interna de gas y vapor no soacutelo con-sum e 1 pJCo combustible sino que son adaptabI8s unishydades pequentildeas ademaacutes req u ieren poca vigilancia para un buen manejo y las reparaciones se efectuacutean faacutecilmenshyte Estas ve1 tajas importantes hcn heclo generalizar el uso de esta clase de maacutequinas
Maacutequinas de vapor- A lgunas de la s maacutes grandes planshytas d2 bombas para riego usan el vapor como fuerza moshyIriz En las islas Hawai se emplean grandes bombas moshyvida s por vapor para e levar agua a 550 pies y regar cantildea de azuacutear Grandes plantas a vapor se emplean para eleshyvar grandes can tidades de agua a pequentildeas alturas y reshygar las plan taciones de arroz en Louisiana (EE UU ) Las grandes plantas usan la maacutequina reciacuteproca y la bomba directamente conectada En algunos casos se puede obteshyner mayoiexcl- eficiencia usando turbinas de vapor las que por su alta velocidad S9 prestan para mover generadores eleacutecshytricos los cuales a su vez pueden suplir corriente a bombas instaladas en dist intos pun tos Es te meacutetodo de distribucioacuten es especia lmen te venta joso cuando el agua se obtiene de muchos pozos El costo de esta clase de plantas estaacute geneshyralmente fuera del alcance individual y por esto la mayoshyriacutea de ellas son manejadas por grandes compantildeiacuteas o por Jos municipalidades
Bombas- La bomba centriacutefuga es la maacutes usada para regar
La bomba centriacutefuga eleva el agua por medio de un disco provisto de cuchillas curvas que giran raacutepidamente dentro de una caacutemara que se ajusta lo maacutes posible dejanshydo el juego necesario para el movimiento raacutepido Las cushychillas fuerzan el agua a traveacutes del tubo de salida Algunas veces se sumergen dentro del agua que va a bombearse
-- 1558-shy
o se colocan unos pocos p ies encima del n ivel del agu a
en cuy o caso se necesita cebarlas
La bomba centriacute fuga es la maacutes recomendable cuando
se tr Ita de elevar grandes cantidades de agua a pequentildeas
a lturas Sus principales ven tajas son sencillez seguridad
bajo cos to y poca probabilidad de dantildeo por c ieno etc
Cuando hcm sido biEn d isentildeadas acanzan eficiencias de
maacutes de 80 para altu ras de 30- 60 pies Las peacuterdidas a
la entrada del tubo de succioacuten yola sal ida del de desshy
carga se d isminuyen grandemente ensanchaacutendolos progreshy
sivamente al salir de la bomba
El profesor W B Gregory da la siguiente tabla para
ilustrar la ventaja qu e se obtiene al ensanchar los tubos
de succioacuten y descarga
BOMBA CENTRIFUGA - ALTURA DE ELEVACION 5 PIES
Peacuterdida de Peacuterdid a de Pda por fr ic-Forma del tubo altura a la altura bull la cioacute usando Altura Bnfic~
a 3 028 031 024 583 240 291 a 4 009 0 10 02 4 543 280 340
----shyAriete hidraacuteulico- Es ta maacutequina usa un gran v o lumen
de agua que cae de una pequentildea altura para elevar una
cantidad menor de agua a una altura mayor
En este aparato un tubo A conduce el agua a la caja
de la vaacutelvu la B ~ l tubo estaacute en comun icacioacuten con la caacuteshy
mara de a ire C de la cual arra nra e l tubo de descarga D
La vaacutelvula B s(~ abi e hacia abajo y se hace de un peso
tal que permanezca abierta cuando el agua circule a veshy
locidad moderada pero se c ierre raacutepidamente cuando la
velocidad del agua a lcance un valor determinado Cuando
la vaacute~vula se cierra el agu a se detiene suacutebitamente proshy
duciendo un golpe de ariete que abre la vaacutelvula de la caacuteshy
mara de aire comprimiendo eacuteste y haciendo pasar una
parte d e eacutel al tubo de descarga Cuando se iguala la preshy
-- 1)59-shy
sioacuten la vaacutelvula de la caacutemara de aire se cierra pero el flujo en el tubo D continuacutea durante un periacuteodo corto a caushysa de la expansioacuten del aire comprimido en la caacutemara C Como el aire de esta caacutemara es absorbido gradualmente y expulsado por el agua debe proveerse para su renuevo pues de otra manera la elici-encia del ariete disminuiriacutea Cuando el agua en el tubo A estaacute detenida la vaacutelvula B cae el agua empieza a moverse y el proceso se repite
El flujo de un ariete hidraacuteulico es pues una serie de pulsaciones y a cada impuso debe vampncerse la inercia de la columna de agua que se encuentra en el tubo D Si dos arietes se conectan en el mismo tubo de descarga pero de tal manera que sus pulsaciores no coincidan la descarga seraacute maacutes continua y se economizaraacute energiacutea estas ventashyjas se obtienen en mayor escala al aumentar el nuacutemero de arietes conectados Veacutease fig 12
i)
rs 2 l iacute
llUSlraciuacuten dd prin cipill dd ik hiJraacuteulicu
CAPITULO VI
Canales y alarieas de riego
Cualquiera que sea el meacutetodo de riego que se haya esshycogido su praacutectica requiere cierto nuacutemero de canales y atarieas Vamos a definir estos canales y atarjeas y a inshydicar las principales consideraciones que rigen su consshytruccioacuten
Todo riego supone una presa de agua en un canal riacuteo etc Esta agua por medio de un canal de derivacioacuten se
--1560shy- -
lleva a los regadiacuteos De cua lquier forma que sea en eacutel o en sus ra mificac iones na cen y se alimen ton zan jas de meshynores dimensiones llamadas atarjeas de distribucioacuten las cuales llevan el agua a las atarieas de riego
Como todo riego debe ir acompantildeado de una desecashycioacuten del suelo es necesario construIacuter atarjeas de desaguumle que lleven el agua usada a los canales de evacuacioacuten En ciertos casos las atarjeas de riego una vez vaciacutea s sirshyven para el desaguumle
Seccioacuten de los canales y de las atarieas- Los canale s de a limentacioacuten de distribucioacuten y de evacuacioacuten tienen seccioacuten trapezoidal (Fig 13) Las otarjeas de riego y de desshyaguumle son rectangulares (Fig 14) Soacutelo miden 5-15 ctms de profundidad
Un canal de riego se com pone de las siguientes parshytes (ver lig 13)
El fondo D F sobre e l cual fl uye e l agua
-1561
La altura O E = h del egua Las banquetas A B H 1 que sostienen el agua por cashy
da lado Los taludes formados por las caras laterales B D F H El periacutemetro mojado P o la lopgitud e D + D F + F G La seccioacuten uacutetil S del canal eo la superficie que tiene
por base G C y D F y por a~ tura O E El radio medkl R es igual a S P La pendiente de Jos taludes m se determina por la
relacioacuten G Kj F K
Pendiente de los taludes de los canales y de las aacutetarshyjeas principales- Las pendientes de los taludes dependen de la natura leza del terreno Hus ta 15 ctms de profundidad son verticales Pasando de esta profundidad y para atarjeas abiertas en desfonde se dan las siguientes pendien tes
Roca m l O Arcilla pura m 1 033 = 303 Tierra arcillosa m 1 05 200 Tierra arenosa m 1 15 = 066
Para Jos taluds de fosos cmstruiacutedos en terrapleacuten
Arcilla pura m 1 05 = 200 Tierra arcillosa m 1 075 = 133 Tierra arenosa m 1 225 = 044
Para el mismo terreno si m es la inclinacioacuten del tashylud en desfonde 10 inclinacioacuten m del talud de terrapleacuten es igual a
2 3 m 1 1
- +shym 2m
Pendiente de los canales--Cuanto maacutes fuerte es la penshydiente maacutes se puede reducir la seccioacuten de un canal para la misma descarga Conviene pues construiacuterlos con la mashyyor pendiente a fin de disminuiacuter los trabaj os de excavacioacuten Por otra parte hay que considerar que una pendiente fuershy
-- 1562 -shy
te disminuye por la raduccioacuten de seccJOn la superficie de contacto y por consiguiente la filtracioacuten Ademaacutes la veloshycidad del agua no debe pasar de determinados valores seguacuten el terreno pues produciriacutea erosiones en las paredes
Velocidades de las que no conviene exceder en los diferentes terrenos
Velocidad limite Pendlent
por segundo por kmt
Arcillas blandas 0152 mts 0045 mts
Arenas 0305 0136
Gravas 0609 0433
Guijarros 0914 0570
Piedras en grandes fragmentos 1220 1509
Guijarros aglomerados 1520 211 S
Rocas blandas 1830 2786
Rocas duras 3050 7342
Tambieacuten existe un liacutemite inferior de velocidad que no se debe traspasar pues se forman depoacutesitos que destruyen
los cauces Los depoacutesitos principian a formarse por debajo de una
velocidad media de 025 mts por segundo en corrientes de agua fangosa 030 cargada de
arena fina 050 mts por segundo en corrientes de agua cargada de
arena gruesa Por consiguiente la velocidad no bajaraacute de 050-080
mts en el canal principal a fin de que no se deposite la arena gruesa
No deberaacute ser inferior a 025- 040 mts en los canashyles de distribucioacuten para que en ellos se deposite la areshyna gruesa que si llegara a las atarieas de riego podriacutea ser perjudicial Como estos canales no se usan continuashymente seraacute faacutecil quitar los depoacutesitos asiacute formados
Canal de conduccioacuten- La pendiente de eacuteste depende
- 1563 shy
oel nivel de la presa de agua y de la altura de la parte maacutes alta que deba regarse
Generalmente su pendiente variacutea de 00007-00014 mts por m La velocidad no excede de 080 mts por segundo La seccioacuten es trapezoidal y debe ir disminuyendo a medishyda que el canal avanza como que tiene que servir a meshynor extensioacuten
Este canal debe estar dispuesto de tal forma que en su punto de unioacuten con el riacuteo quede su nivel maacutes baio que el quicio de la presa a fin de poder instalar un aparato de afor Siempre debe estar provisto de una compuerta de modo que sea faacutecil impedir o regular la entrada dol agua para poder efectuar reparaciones o prevenir una crecida de la corrien te alimentadora
A fin de evitar la erosioacuten conviene lapizar con ceacutesped las paredes laterales y el fondo
Atarieas de distribucioacuten- Deriacutevanse del canal de conshyduccioacuten y llevan el agua a las atarieas de riego Son casi horizontales con pendientes de 0001-0015 mts por m La velocidad del agua no debe ser inferior a 025-040 mts
Se ponen en comunicacioacuten con las atarieas de riego por medio de un tubo de aiiacuteareriacutea o de una caia rectangushylar de madera Esta abertura debe poderse cerrar con una compuerta
Atarieas de riego- E1 general deben ser tan poco proshyfundas como sea posible Con frecuencia se les da un pershyiexcljI rectangular En la unioacuten con las atcrieas de distribucioacuten pueden tener de 30- 35 clms de anche para lueacutego ir disshymi1uye1do
El fondo e3 generalmente horizontal y sus bordes esshytaacuten ligeramente inclinados seguacuten lo direccioacuten de la corrienshyte y se aproximan a medida quo se aleian de las atarieas de distribucioacuten
Atarieas de desaguumle--Las atarieas de desaguumle recogen las agu)s despueacutes de regar y la3 llevan a los canales de evacuacioacuten Son doblemente uacutetiles pues secan el suelo y
permiten volver a usar las aguas para el riego de nuevas extensiones
- 1564shy
Los bordes estaacuten cortados verticalmente Su anchura ordinariamente es de O l5- --030 mts
Canales de evacuacioacuten- El ca nal de evacuacioacuten recishybe el agua de los desaguumles y la conduce al riacuteo o a regar otras tierras Debe ocupa r lo parte maacutes baja del terreno Debe tener una seccioacuten suficiente para el agua que recibe Tiene forma trapezoida Sus paredes deben protegerse conshytra el desgaste por medio de ceacutesped
Caacutelculo de las dimensiones de los canales y de las atarjeas principales- Hemos dicho que la seccioacuten de los canales y atarjeas principales es trapezoidal La seCClOn de las secundarias es triangular o rectangular Generalmenshyte no S9 ca~culan Es necesario determinar lo maacutes exactashymente posible las dimen5iones de los canales y atorjeas principales Las foacutermulas emp16cdas dan resultados aproxishymados que la experiencia modifica A continuacioacuten damos las foacutermulas de Darcy perfecc ionadas por M Bazin
ConsideremQs la seccioacuten re presentada en la fig 13 Y llamemos
1 D F = longitud del fondo
h O E = la altura
S aacuterea de la seccioacuten
U velocidad mediacutea del agua velocidad media en la superficie X 080
Q = descarga
I = la pendi2nte
P periacutemetro moiado
R = radio medio
Estas cantidades estaacuten relacionadas de la siguiente mashynera
(1) R I = b U~ oacute U = C RT(2)
(3) Q = S U Oacute Q = S C rRI (4)
C = 1 b es un coeficiente que depende de la rugoshysidad de las paredes del canal M Bazin ha expresado su valor asiacute
1565 - shy
87
C = 1 Vb = - ---- + tiacute
VR ltiacute tiene los siguientes valores
Paredes muy lisas (cemento madera lisa) tiacute = 006 Paredes lisas (taba ladrillo) tiacute = 016
poco lisas de mamposteriacutea tiacute = 046 de naturaleza mixta Ciacute = 085
Canales de tierra en condicion3s ordinarias tiacute 130 Canales de tierra con resistencia excepcional tiacute = 175
Maacutes adelante daremos los valores del coeficiente C en funcioacuten del radio R y los valores del coeficiente o de la loacutermua (l) corre3pondientes a los valores dAl coeficiente
C = 1 vT-
Ganguillet y Kulter adoptan tambieacuten la foacutermula
u C RTpero daacutendole a C el siguiente valor
O 00155
23 + + n
C 000155
1+ 23 + --- n
( ) V R
El nuacutemero n variacutea con la naturaleza de las paredAS y tiene los siguientes valores
n ln Paredes muy uniformes ceuromento madera
cepillada 0010 100 Paredes linos piedra tallada ladriilos 0013 77 Paredes poso uniformes 0017 58 Paredes rugosas piedras en bruto 0020 50 Paredes de tierra 0025 40 Paredes de grava 0030 33 Paredes irregulares de grava y mal cuidadas 0035 29 Paredes muy irregulares 0040 35
- 1566 shy
Las dJmensiones de los canal83 deben 118nar otras conshydiciones que determinan las foacutermulas anteriores
En primer lugar la tangente trigonomeacutetrica m queda determinada por la naturaleza del terreno Luego si circunsshytancias especiales no exigen la adopcioacuten de una profundishydad conviene dadas 1 y m dar a la seccioacuten la forma que corresponda a la maacutexima descarga por unidad de aacuterea de ella Esta seraacute evidentemente la seccioacuten maacutes econoacuteshymica De la foacutermula (3) Q = S U deducimos que para una superliacutecie dada S la descarga Q es maacutexima con U POI
consiguiente para una pendiente dada y teniendo en cuen shyta la foacutermula (2) U = e VRT con R o tambieacuten pll8sto que R = S P cuando P es miacutenimo
D8 la Hg 14 deducimos que
(5) S h (1 + h m)
(6) P + 2 h m V1 + m~ (6) P = I + 2 hmv 1 + m~
S h ( I + hm) (7) R
P + 2 hm 1 + m~ y por caacutelculo deducimos que P es miacutenimo cuando
h + V I + m~ (8)
2 ro
En este caso los lados B D H F D F son tangentes a Jo circunferencia descrita desde O como centro y con h como radio
Si sustiacutetuIacutemos en (7) 1 por su valor sacado de (8) obshytendremos
2 m h h ( + hm)
+ VI + m (9) R +
2 mh 2h V 1 + m~
+ ml+vl+ m~
- 1567 shy
--- -
1+ iexcl-1 + rn~ ]iexcl 2 = X
rn 4
es decir el radio medio es igual a la mitad de lu profunshydidad del agua
La relacioacuten h 1 que determina la seccioacuten oacuteptima soacuteshylo depeeacutelde para S e 1 dados del valor m El valor de h 1 en (8) permite calcular faacutecilmente h y 1 conociendo S y m Reempazando 1 por su valor en funcioacuten de h en la ecuashyc ioacuten (5) 1endremos
(lO) S =
( h
2 m h
1 + 1 1 + m~ h+-111
)
h~ 2 l 1-+ m~ -----shy 1
m
mS lh
11 J J h = ( 2 V 1 + m - 1 )
Seguacuten esto S2 ve que cuanio maacutes se acerquen los taludes del canal a la vertical mayor es h y por consiguienshyte R Conviene adoptar para R el mayor valor posible pues asiacute no disminuye la anchura del canal de pendiente dada 1 y se aumenta la velocidad media d el agua que es proshyporcional a R
Cuando las circunstancias obligan la adopcioacuten de una profundidad determinada la ecuacioacuten S = h (l + h m) soacutelo contiene la incoacutegnita 1
Empleo de las foacutermulas uso de las tablas ejemplos middotnumeacutericos--Los problsmas que se presentan maacutes frecuenshytemente son
I- Conocida la seccioacuten transversal de un canal y su pendiente calcular su descarga
JI- Conocido el rendimiento del canal y su pendiente
- 1571 shy
calcular las dimensiones que debe tener su seccioacuten transshyversal y la velocidad media del agua
CASO iexcl- Se a plican las siguientes foacutermulas
h (1 + h m) (S) S = h (1 + h m) (7) R
1 + 2 h 1 + m~
m
y lueacutego
(2) U = C m 1)Y2 (1) Q _ S C (R 1) 1j~
La foacutermula (S) ncs do e l aacuterea la (1) el radio medio pues h I Y 111 SO1 conocidos Las foacutermulas (2 y 4) permiten ca lcular U y Q
EJEMPLO Calcular el rendimie llto de un canal de ti eshyITU sabiendo que 1 = lmts h = 121 1 = 00002 y la inclinacioacuten de los taludes es 45
La aplicacioacuten de las foacutermulas (5 y 7) nos da
S = 2867 mts~ y R = 060 mts
El valor de C seguacuten la tabla de Bazin es 325 y seguacuten la de Kutte r 35 Tomamos e l promedio de estos dos valoshyres o sea 3375
Aplicando las foacutermulas (4 y 2) obtendremos
Q = 098 mts y U 037 mts
CASO II- Si existen circunstancias que obliguen a adopshytar una profundidad determinada se aplicaraacuten las foacutermushylas de la seccioacuten maacutes ventajosa es decir las foacutermulas sishyguientes bull
Q~m S (9) h b U~ b - shy~ (1 + m~ )11 ) = 2 R (l) R I
12 - 1) S~
Se principiaraacute por adoptar para b un valor provisional y para escogerlo seguacuten el rendimiento se evaluaraacute el vashylor posible de R y por consiguiente el de C seguacuten la tashybla de Bazin La tabla de los valores de b daraacute un valor que se adoptaraacute provisionalmente Una vez hallado el vashy
- 1572 shy
lar da R se rectificaraacute e l de b Se volveraacute a calcular R y
se continuaraacuten estas aproximaciones hasta que se encuenshytren para C y b valores que no difieran sensiblemente de Jos anteriores La ecuacioacuten (1) contendraacute R elevada a la quinta potencia y deberaacute resolverse por logaritmos
EJEMPLO Un canal debe tener un rendimiento de 2 lIltS de agua por segundo con una pendiente de 00002 por mts Cuaacutel debe ser su perfil transversal en la tierra con taludes inclinados 45
Supongamos R = 1 mt entonces seguacuten la tabla d e Bozin C = 378 y seguacuten lo de Kutte r C = 40 Toma mos 81 pro lllcd io C = 389 Para b obtenemos 000066
In
Lu IOacuteI JI1 U 111 (0) du x
Pero s iendo m 1 sacamos
m 0547
y obte ndremos 4R~ S 4W
0547
Lo foacutermula (1) nos da
R X 00002 000066 4
S~
R S~ 132
y sustituyendo S po~ su valor
16 R
(0547F 132 R 075
Seguacuten las tablas de Bazin y Kutter los valores respecshytivos de C pondiente de b tend
son de b remos
348 es
y 00
37 Adoptamos 0077 Sustituyendo
359 este
el valor nuevo
corresshyvalor
- shy 1573 shy
4 4 R~ 0547 S TI X 00002 000077 (
s~
R = 075
Lo vola re s d~ e y de b no difieren sonsibloTrl ento de los que acabamos de adoptar Tomaremos pues para TI el va le r 076 mis entoncos h = 152
4 (076 )~
S 442 Jll l s ~
0547
Q 2
u 047 mts S 422
La foacutermula (8) permite dete rmina r l
2 m h 2 X 152 126 y e l problema
1 + ( + m~)Y2 1 + (2)1
queda resuelto Pero puede ocurrir que por circunstancias especiales no
se pueda adoptar el perfil maacutes econoacutemico Entonces se coshynoc 3 la profundidad h o la anchura 1 por lo tanto
S = h (1 + h m)
Q2
R 1 b --- en que R estaacute expresado en funcioacuten S2
de h y de I y permitiraacute hallar por tanteo h o I y S Supongamos que por causa de la existencia de un submiddot
suelo rocoso la profundidad del canal no debe exceder de un mI y que la descmga sea de 2 mts pOI segundo y la pendiente 00002
Procederemos asiacute
Puesto que h 9S a lo sumo igual Q 1 mI el radio meshydio puede evaluarse en 050 mts Las tablas dan para e 306 y 34 adoptamos 32 y entonces b = 000098
1574
Q2
De la ecuacioacuten R I b --- deducimos S2
000098 X 4 S~ 392 S 625
050 X 00002
La foacutermula S = h (l + h m) da 525
La foacutermula (6) nos da P = 807
s 625 R 077 mts
P 807
Se partiraacute de este nuevo valor de R para repetir los caacutelculos
Las tablas dan para R = 077 mts C = 35 y 37 Adoptamos C = 36 entonces b = 000077
Tenemos
000077 X 4 S 40 S 632 1 532
077 X 00002
P 814 Y R = 077
Adoptaremos para el perfil de este canal de 2 mts de descarga por segundo
1 = 532 h = 1 mI R = 077
La velocidad media del agua seraacute
u = Q S = 2 632 = 031 mts
CAPITULO VII
Sistemas de rieqo
Hay muchos procedimientos de riego seguacuten la naturashyleza del terreno su pendiente los cultivos o la cantidad de agua de que se dispone
- 1575 shy
A continuacioacuten describiremos los siguientes sistemas Por sumersioacuten por filtracioacuten por desbordamiento
El riego por sumersioacuten se dIvide en tres meacutetodos el ri ego por filtracioacuten en dos y el por desbordamiento tambieacuten en dos De todos eros hablaremos separadamente
Riego por sumersioacuten
El sistema d3 riego por sumersioacuten llamado tambieacuten en manta consiste en cubrir el suelo con una capa de agua que permanece sobre eacutel un tiempo maacutes o menos largo
Generalmente requiere que el terreno sea sensiblemenshyte horizontal de pendiente suave 2 0 00 a lo sumo y que no sea impermeable La superficie regable se rodea de peshyquentildeos diques Si la pendiente fuese fuerte habriacutean de ser a l tos y emplear maacutes agua con lo que se perderiacutea la prinshycipal ventaja de este sistema que es su sencillez y ecoshyncmiacutea
Este procedimiento es uno de los mejores para el rieshygo de praderas cuya pendiente sea de 1-15 mmts por metro Comprende tres meacutetodos distintos
IO-La sumersioacuten naturcl que resulta del desbordashymiento espontaacuteneo de una corriente de agua o de la inunshydacioacuten artificial proveniente del levantamiento de las aguas
29- La sumersioacuten artificial 5encilla en que las aguas permanecen estanadas mientras dura el riego
3y- La sumersioacutell atificial con cJrculacioacuten continuiexcl en que el agua ircula suavemente por la superficie del terreno sumergido
Cuando se riaga con aguas que acarrean limos y areshynas estos materiales generalmente corgados de materias fertili~antes se depositan sobre el suelo Entonces el riego por sumersioacuten va acompantildeado del erdorquinamiento
Sumersioacuten natural- Muchos terrenos estaacuten expuestos a las crecidas de las corrientes de agua que los atraviesan Esta sumersioacuten natural es fuente de grandes riquezas Tashyles s)n Egipto y las pompos de la imeacuterica del Sur En Francia grandes extensiones de ter reno deben su fertilidad a riegos perioacutedicos de esto naturaleza
Las condiciones esenciales de estos sumersiones natushy
1576 shy
rales son pendientes longitudinales muy suaves (040- 045
mts por kmt como promedio) y pendientes transversales
bastante aceurontuadus para que las aguas de las crecidas
vuelvan faacutecilmente a su cauce primitivo
Sumersioacuten artificial sencilla- Exige un suelo de poca
pendiente que no exceda de 2 0 00 a menos de restringir
mucho ia extensioacuten dE las parcelas sumergidas
Si la pendiente fuese fuerte no se depositariacutean los seshy
dimentos perdiendo asiacute este meacutetodo su principal ventaja
Ademaacutes se correriacutea el riesgo de que las aguas arrastraran
la tierra vegetal Finalmente seriacutea necesario que las cuenshycas sumergidas estuvieran rodeadas de diques muy altos
lo que hariacutea perder las ventajas econoacutemicas de este sisshy
tema
Consiste en sumergir el suelo bajo una capa de detershy
minado espesor durante un periacuteodo de tiempo variable
El terreno se divide en compartimientos regulares roshy
deados dE pequentildeos diques que retienen el agua
Generalmente las aguas despueacutes de regar un comparshy
timiento superior pasan a regar uno inferior
Los compartimientos tienen extensioacuten variable En geneshy
ral no exceden de 10-30 aacutereas Se les puede dar una anshychura de 50 mts y una longitud variable seguacuten la pendienshy
te del terreno Los diques que los rodean exceden en todas
partes a 25 ctms al nivel del agua
La altura media del agua sobre la superficie del sueshy
lo es de 15 ctms En el punto maacutes alto del nivel del agua
25 ctms
En el centro de cada compartimiento y en sentido de su longitud se abre una atarjea g (lig 15) que sirve a la
vez de conduccioacuten y desecamiento
A este objeto puede ir acompantildeado de pequentildeas a tarshy
jeas h En el origen y en la extremidad de cada compartishy
miento la atarjea g lleva una en trada de madera con comshy
puerta para retener el agua o dejarla pasar
La atarjea g debe tener una pendiente aproximada de
0001 mts mL La anchura en el fondo y su profundidad
dependen de la superficie del compartimiento y de la cantishydad de agua que conduciraacute
--1577-shy
La fig 15 denota la subdivisioacuten del terreno en cuatro recipientes que forman otros tantos saetines cuya longitud depende de la pendiente del terreno
Es preciso que el nivel del agua en el segundo comparshytimiento sea inferigtr de 1- 2 ctms al fondo de la atariea g del primero Asiacute se logra que el agua pase del primero al SEgundo compartimiento
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Hiego por ~lIhm(~r~ ioacuten Planta ltle unn in~tala(- i(ln de cuatro C(Jlllparlimi-(-middotnto~
Ventajas e inconvenientes de este sistema- Permite reshygar superficies de poca pendiente con ca1tidades de agua demasiado pequentildeas para utiliza ras de otro modo Transshyforma en tierras feacutertiles suelos mediocres siempre que no sean impermeables y que las aguas contengan limos carshygados de principios nutritivos Su instalacioacuten y vigilancia son sencillas y baratas
En suelos impermeables da malos resultados Rara vez se puede aplicar en el momento de la vegetacioacuten y mientras dura impide la aireacioacuten del suelo
- - 1578 - shy
El riego por sumersioacuten se emplea principalmpnte en el cultivo del arroz
Riego de los arrozales- EI arrozal ha de estar compleshytamente cubierto por el agua pero sin quedar estancada sino circulando con muy poca velocidad Sin agua no gershyminariacutea la semilla y en cambio si quedara estancada enshyfermaria 0 planta y podriacutea ser causa de una epidemia pashyluacutedica en la regioacuten
El terreno destinado al cultivo del arroz ha de ser enshyteramente llano y con la pendiente necesaria para la lenshyta circulacioacuten del agua El campo se divide en parcelas delimitadas por pequentildeos diques de tierra
Unas como B (Fig 16) estaacuten trazadas longitudinalmenshyte en el sentido de las labores y del movimiento del agua al paso que otras la sentildealadas con la letra e van en dishyreccioacuten perpendicular a las primeras
Una vez construIacutedos los diques se da el agua a las parce las D y J de modo que la capa liacutequida tenga unos 12 ctms de espesor Hecho 6stO se practican en el dique inmediatamente infel ior unas abe rturas E de 20- 30 ctms
de ancho por donde flushyye el agua a las parceshylas inferiores Asiacute se conshytinuacutea hasta regar todo el arrozal El agua se reshycoge en la atariea d e desaguumle A
El consumo de a g ua se calcula en 24 Its por segundo y por hec taacuterea
Sumersioacuten artificial con derrame continuo--Cuanshydo se dispone de gran can tidad de agua la cirshyculacioacuten puede ser conshytinua sin alterar las disshyposiciones precedentegt
El agua de riego desshypueacutes de alcanzar el nishy
ni~po s i c i(lfl dI un arrozal divirl gtln ( 1
lahla~ n -lIadriluacutel erus L ri ego
- - 1579-shy
vel normal en el compartimiento regado pasa lentamente al inferior y se reemplaza con nueva agua Este procedishymiento priva menos del aire a las plantas que e l estallCU miento permanente
El movimiento d8 las aguas se regula dE-~ tal manera que la can tidad siexclJida por la parte inferior sea igual a Jo que Gntra por la superior De 83t8 modo se llega raacutepidashymente a resultados excelentes
Conviene enviar agua nueva o los compartimientos inshyferiores disponiendo alrededor del cqmpo un canal de cirshycunvalacioacuten El agua debe vaciar por encima de las comshypuertas a fin ds qU8 no arrastre los sedimentos En general los compartimientos tienen dimensiones mayores que los de sumersioacuten sencilla Si la pendiente es muy fuerte conviene disponer oblicuamente diques interiores que impidan la erosioacuten del suelo Los diques que bordean las parcelas tieshynen aproximadaments 150 mts de ancho en la corona y un nivel de 30- 40 ctms sobre el de las aguas
Rieqo por filtracioacuten
Este sistema comprende dos subdivisiones
19 Por filtracioacuten del aqua en el suelo por atarieas proshyfundas- Es un procsdimiento muy imperfecto desde el punshyto de vista d3 los resultados pero muy sencillo y econoacuteshymico Em p lea las zanjas excavadas en los terrenos para sanearlos
Esencialmente consiste en cerrar las compuertas que regulan los diferentes canales de desecamiento El agua de lluvia etc fluye asiacute poco a poco pgtr estos canales y si el suelo es permeable lo humedece al atravesar las pareshydes laterales de e llos pudiendo llegar por capilaridad hasshyta las raiacuteces
Este procedimiento soacutelo es practicable cuando el terreshyno es bastante permeable y de poca pendiente En suelos poco permeabls los resulta dos no son satisfactorios el agua fluye bien por los cana ~ es pero no logra humedecer la tierra
La lig 17 muestra la disposicioacuten de los canales a a b b y Ja de la compuerta d que cuando estaacute cerrada deshy
- 1580
termina el retroceso del agua que se va elevando en los canales y penetra en el suelo Abriendo jo compuerta se inicia la salida del agua y consecuentemente el desecashymien~o del terreno
A~~J~~Mitrbt~Ir~~M~~1 B
F~( 11 J)i sposieiHl para htlnHd e(~e r IIn 1IITfJ1U drenadu al ail
J i~ Hi middotiexclo po fiJI radmiddotn
29 Filtracioacuten del agua por atarieas abiertas superficiales - middot-Este meacutetodo se aplica sobre todo a Jos tierras labradas y
entre otros a 103 cultivos hortiacutec81as Difiere esencialmente del anterior en que las atarieas estaacuten mucho maacutes proacutexishymas en que son superficiales y el agua penetra en el sueshylo y en el subsuelo p8r las paredes y por el fondo
El agua circula por atarieas paralelas que limitan las parcelas de los cultives No debe tocar ni las hoias ni los tedios Por esta razoacuten se emplea e l agua de cloacas para los cultivos hortelanos Como no se ponen en contacto con as hoias ni con los tallos no pueden contaminar esta parshyte comestible de los vegatales Sin embargo uacuteltimamente se ha dicho que las aguas de cloacas contaminan las parshytes aeacutereas de las hortalizas con geacutermenes nocivos y se ha prohibido su empleo para el cultivo de las hortalizas que se toman sin coccioacuten
Este meacutetodo es tanto maacutes eficaz cuanto maacutes proacuteximas
1581 shy
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ni ego por 5-lIrc()~ Di ~pn ~ iciiexclm de la~ atalj pa~
esteacuten las zanias que se trazan con el arado y estaacuten seshy
paradas unos 060- 080 mts La lig 18 indico la disposicioacuten del suelo La liacutenea a b
representa el canal de conduccioacuten a c el canal de riego del campo d designan los surcos que no terminan en el canal a c La limpieza que necesita el funcionamiento del sistema deteriora pronto este canal Debe construiacuterse una atari ea auxiliar e f comunicada con el canal a c por meshy
_-1582 - shy
dio de pequentildeos cortes g Este canal auxiliar se abre con el arado y se termina cuidadosamente con la pala Es anshycho y tiene una profundidad de unos la ctms
Riego por desbordamiento
Puede efectuarse de las maneras siguientes con reshygueras de nivel y planos inclinados que describiremos sucesivamente
A shy Por regueras de nivel Fundamentoshy EI terreno a regar estaacute surcado por regueras horizontales de desbordashymiento en que el agua rebosa el borde inferior y se exshytiende en forma de laacutemina continua
Pendiente del terrenoshy No debe ser excesivamente peshyquentildea pues entonces la circulacioacuten de la laacutemina de agua se efectuariacutea defectuosamente se admite como necesaria una pendiente de 3 Si 0 pendiente fuere excesiva en vez de una laacutemina continua se formariacutea una serie de arroshyyos que socavariacutean el terreno este peligro debe evitarse haciendo las regueras suficientemente proacuteximas
Descripcioacuten y funcionatnientoshy Las regueras de reparshyticioacuten se trazan en la direccioacuten aproximada de las liacuteneas de maacutexima pendiente fig 19 Si se interrumpe una regueshyra de distribucioacuten remansando el agua eacutesta entraraacute en la reguera de nivel inmediata anterior la cual se llenaraacute y desbordaraacute invadiendo el terreno el exceso se recogeraacute en el colector inmediato inferior el cual lo transportaraacute al canal de desaguumle
b middotmiddot l~vcro diexclhi Clon
rig 9
Alimentacioacuten de regueras sucesivas por una misma tomashy En vez de recoger las aguas sobrantes de una reshyguera directamente en un colector se recogen en otra reshyguera la cual una vez desbordada las deja pasar a otra y asiacute a varias no pasando de 4 oacute 5 seguacuten el caudal de
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agua de que se disponga Parece que asiacute pudiera hacerse extensivo a todo el campo con una sola toma superior en la reguera de reparticioacuten pero no debe olvidarse que el agua que llegase a las regueras inferiores estariacutea escasa en oxiacutegeno y principios fertilizantes Esta es la razoacuten de las tomas sucesivas
Perfil longitudinal de las reguerasshy En la praacutectica no
iexcliexcl~f o UI a
I iquest
____ ~i~ I 0
I L middot ___ --shy
I D--1 t~uHO c o tor
- I 001 I 00 I
I 0 bull ___ J
-shy ---_ -i
_~_-o---J
Uig 19) Riego por curvas de nivel
debe d6rseles una pendiente superior al 0003 intercalando cascadas si fuere preciso esto se refiere a las regueras de reparticioacuten Las regueras de distribucioacuten deben ser perfecshytamente horizontales
Seccioacuten transversal de las reguerasshy Las regueras de nivel deben ser poco proundas a fin de disminuiacuter la preshysioacuten del agua y por tanto su infiltracioacuten Es aconsejable
- 1584 -
UllO anchura de 20 ctms con una profundidad no mayor
de S clms Las acequias y regueras d e reparticioacuten se calcushy
bn seguacuten las foacutermulas hidraacuteulicas
B shy Por planos inclinadosshy Son tales les ven tajas del
riego por regueras de n ivel que se procura em plear un
sistema anaacutelogo aunque el terreno no tengo lo pendiente
necesaria
Principio--Si lo pendiente es inferior al 003 se terramiddot
1 I
Cor~e por A B F iJ20
I I
I
J
Ri eacuteo t por p la n o~ in(linado pUl dobl e ari5la
plena formando un escolonado d e planos inclinados que
permito el riego por reguera~ de nivel
Descripcioacutenshy la reguera de reparticioacuten se coloca a una
altura conveniente para que el agua pueda en trar a las
regueras de nivel practicadas en la parte superior de los
planos en forma que llena de agua se vierta por ellos
recogiendo el exceso en colectores lig 20 El agua sobranshy
te puede ser muy abundante en tal caso el colector al ishy
- 185 shy
menta a su vez o tra serie de planos actuando a mane ra de reguera de reparticioacuten
Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
Planos inclinados naturales- Supongamos fig 21 un terreno de pequentildea pendiente S8 construye en terrapleacuten una reguera de d istribucioacuten con los produc tos de la excavacioacuten del colector inmediato E primer antildeo el riego seraacute defectuoshyso pero en los antildeos sucesivos mejoraraacuten los terraplenes y planos incl inados merced a la aportacioacuten del limo por las mismas aguas
0(oacute v lt
o
ltiexcl - =-=~ ~ ~ ~-= -=--=--=-shy~ ~ Fig21
Planos inclinados artificiales-Consisten en cons truiacuterlos directamen te con tierra sacada del terreno m ismo lo cual exige terraplenes y movimientos importantes de tierra (fig 22)
TfrImiddotO)COfi
~S~iacutelllflmiddot ~~f~~
Tts 22
Datos para la formacioacuten de un proyecto de riego por planos inclinados- Se atenderaacute en primer lugar a que las acequias y regueras de reparticioacuten sean capaces de sumishynistrar el agua necesaria y los colectores de desaguar los sobran tes Las regueras de distribucioacuten seguiraacuten sensibleshymente las curvas de nivel a fin de q ue los planos incl inashydos conserven una longitud constante y que las regueras de dis tribucioacuten sigan la direccioacuten de la pendiente del terreshyno La anchura de Jos escalones no seraacute excesiva a fin de evitar los grandes movimientos de tierra En general tienen 4 oacute 5 mts y si el terreno tiene fuerte pendiente lleshygan a tener 10 Oacute 12 mts La pendiente de los planos inclishynados seraacute de 003 como miacutenimum
qUEntildea de hierro muy pr-aacutecti ca que se emplea para abrir y cerrO las atarjeas de riego La figura 9 indica claramenshyo
te coacutemo se mantiene fija esta compuerta por medio de dos grandes piedras indinadas que pueden sustituiacuterse por dos puntales de madera
En cuanto al canal de derivacioacuten tambieacuten llamado de alimentacioacuten se ceba en la corrient de agua un poco por
P t(JlUntildea compucrta para atarjta~ lit Jil~o
encima de la barrem Abierto o cerrado por una compuerta debe seguir en su trazado la parte superior del te rreno y presentar el mayor relieve posible Maacutes adelante hablar8shymas sobre eacutel
Evaluacioacuten del caudal de una corrienle- El caudal de una corriente de agua es igual al producto del aacuterea de io seccioacuten bantildeada por la veloc idad media por segundo del agua
r-iacute~ 9
l a middotolllpllrla dmiddot la fiiexcl 8 olorarla en la otnlrada d e 1 alarju
Es necesario obtener el perfil de la corriente en varios lugares y promediar los resultados Para obtener un periil se tiende una cuerda de una a otra orilla perpendicuarmiddot mente a la direccioacuten de la corriente y lo maacutes cerca posib~ de su superficie A distancias regulares sentildealadas en la cuerda se practican sondeos que dan la profundidad d e l
- 1551 shy
agua en cada una de las divisiones Obtenido el perfil con estos datos se sumaraacuten los trapecios parciales para obtAshyner el aacuterea de la seccioacuten dantildeada
La velocidad media de ~ agua se deduce de la velocishydad media en la superficie es igual al producto de eacutesta por el coeficiente 08 en los canales y riacuteos de dimensiones medianas y po 06887 en arroyos y atarjeas La velocidad en la superficie puede calcularse faacutecilmente de la siguienshyte manera A unos 3CJL-40 metros Daacutes arriba del paraje cuyo p3rfil se ha encontrado se echan unos cilindros de madera gruesa o corcho y con un cronoacutemetro se cuenta e l tiempo que gastan en recorrer la distancia comprendida enshytre el Jugar donde se echaron y olro previamente fijado 30-40 mIs maacutes abajo del lugar del perfil La operacioacuten debe repetirse varias veces y promediar los resultados
En vez de valerse del flotador para determinar la vsshylocidad de la corriente suelen emplearse los medidores de velocidad o corriente (Current Meter) Existen varios modeshylos de estos aparatos los maacutes usados son el de Haskell y
61 de Price En el modelo Price existen dos tipos el eleacutecshytrico y el acuacutestico Por se r estos aparatos suficientemente conocidos y venir acompantildeados de instrucciones para su uso no nos detenemos a explicarlos
Cuando el cauce es de seccioacuten bastante regular es preferible usar una compuerta para medir el caudal
Compuerta rectangular- De sus experimentos con esta clase de compuertas Francis dedujo la siguiente foacutermula
Q = 333 H (L - 02 H) siendo Q = descarga en pies cuacutebicos por segundo L = longitud de la compuerta 6n pies H = altura del agua sobre la compuerta en pies Cuando la velocidad de aproximacioacuten tiene un valor
suficientemente alto para afectar los resultados deben hushycerse las correcciones necesarias Francis propuso la sishyguiente foacutermula para este caso
Q = 333 (L - 02 H) [ (h HYh - h~h 1 donde h = allura debida a la velocidad de aproximacioacuten
Compuerta de Cippoletti- Las foacutermulas correspondienshytes a los dos casos mendonados para la compuerta regushylar son
Las figuras 10 y 11 representan la compuerta rectangushylar y la de Cippolstt i respectivamente
CAPITULO V
Uso de bombas para el riego
La praacutectico de elevar agua de un nivel inferior a otro superior para usarlo en el riego es sin duda tan antigua
1553 shy
como el riego mIsmo En China India y otros paiacuteses orienmiddot tales todaviacutea se acostumbra regar tiel ras maacutes ollas que los canales que conducen el agua elevaacutendola con potencio
bullhumana c animal unos pocos pies Naturalmenta que e~to
se puede efectuar soacuteo cuando la altura es moderada y el trabajo muy barato
Molinos de vienlo- La fuerza del vienio se empleoacute prishymitivamente para las necesidades del riego y auacuten hoy se usa frecwmtemente para elevar aguo de pozos para 103
necesidades domeacutesticas y para el riego de jardines y peshyquentildeos huertos Aunque la fuerza no represente gasto alshyguno el bombeo por medio de molinos de viento resulta en promedio maacutes costoso que cualquier otro meacutetodo excepshytuando aquellos que usan fuerza animal Esto se debe a la pequentildea potencia desarrol ~ada por estos aparatos la inshyconstancio del vie~to y la gran atencioacuten y reparacioacuten que exigen los molinos de viento Por estas razones el costo del bombeo por este sistema hace prohibitivo su empleo exshycepto para cultivos intensos de pequentildeos tarrenos donde se esperan grandes beneficios
Los molinos de viento se usan extensamente en el vashylle de San Joaquiacuten (California) y en los grandes llanos de las Montantildeas Rocosas para obtener agua para el riego El principal inconveniente de estos molinos es su insegushyridad pues su funcionamiento depende completamente de la fuerza del viento
A causa de esta inseguridad los molinos nunca deben usarse para regar sin proveerse de un estanque ampliO pashyra almacenar el agua Debe instalarse un recipiente de gran capacidad a fin de poder almacenar el agua durante los diacuteas que no se la usa para regar Este recipiente se puede obtener usando uno de los tanques elevados que suminisshytran los constructores de molinos de viento o si el molino se puede instalar en un punto alto de la hacienda se pueshyde excavar un estanque paro el almacenamiento
En promedio se necesita una velocidad del viento 5- 6 millas por hora para mover un molino La tabla siguiente da la fuerza del viento para las velocidades ordinarias
-1554
Velocidad del viento y potencia
Millas por Pie por Presioacuten Millas por Pies por Presioacuten
La tabla siguiente tomada de un trabajo de Mr A R Wolff sobre molinos de viento muestra la capacidad y
economiacutea de un molino experimental con rueda de distinshyto diaacutemetro asumiendo una velocidad promedio del vienshyto de 10 millas por hora durante ocho diarias
CAPACIDAD DE LOS MOLINOS DE VIENTO
Tamantildeo Rtvoluclunes Galones de agua levantados por minuto H P de la rueda de la rueda bull una altura de desarrollados
pie
25 50 75 100 150 200
ID no-u lB fjfj tiu 41 1112 l~ ij-HO t3 n u 11 8 8 1 O ~ I H iexclO-i 4bull 1 ~~ 6 ) -I ~ 1U 1 S -l 02- Hi ~I-iexclO ji -U JI (iexcl 1liacute JI 1 98 SO 0 11 18 10- (- 911 j2 2middot1-1 J1 J ) D I ~n 1 bull -40 1lfI UI 1 IO X l J ~ JI l I I O1X 2J W-li ~ 124 J01 0 111) 40 1 Hi3 ~H1 134
- 1555 shy
Al disentildear un molino de viento para bombear agua deben considerarse dos cosas El momento de torsioacuten y la velocidad de la rueda en relacioacuten con la de la bomba La primera debe ser lo maacutes gronde posible a fin de que el molino arranque con un viento suave la segunda no debe ser muy alta para las bombas en un molino pequentildeo ni demasiado baja para uno grande De lo anterior deducimos que el tamantildeo de un molino es un elemento importante en el arreglo de sus aspas
El aacutengulo entre cualquier porcioacuten de una aspa y el plano de la rueda se denomina aacutengulo del viento para obtener el mayor momento de torsioacuten al arranque este aacutenshygulo debe ser el complemento de los mejores aacutengulos de incidencia o entre 70deg- 55 Se ha Encontrado en la praacutecshytica que el aacutengulo del viento no alcanza estos valores sienshydo muy recomendable usar 43deg La tabla siguiente da los resultados de los experimentos de J A Griffith con cinco clases de molinos norteamericanos
CAPACIDAD Y EFICIENCIA
STOVER
Diaacutemetro exterior de la rueda pies 115 inferior 45
Area bruta de la rueda pies cuadrados 1040 Angulo del viento en la extremidad exterior de las aspas 43 Diaacutemetro y carrera de la bomba pulgadas 3 X 4 Altura promedio del agua durante el ensayo pies 292
A maacutexima eficiencia
Ve locidad del viento millas por hora 58 Velocidad del molino revoluciones por minuto 130 H P 0011 H P por 100 pies cuadrados de aacuterea bruta 0011 Eficiencia neta maacutexima tanto por ciento 87
-- J556 --shy
Promedio de 100 horas localidad bonancible
Promedio del agua elevada galones por hora 1530 Promedio de los H P desarrollados por l 00 pies~ 0022
0023 Eficiencia neta maacutexima 21
Promedio de 100 horas localidad borrascosa
Promedio del agua elevada galones por hora 2870 Promedio de los H P desarrollados por 100 pies~ 0041
0043 Eficiencia neta maacutexima 028
De varios molinos
Parkins ~fthoue Allhouse Carlyle
16 1416 1016 983 60 45 383 416
2010 1570 81 800 36 30 5028u
3 X lOyiexcl 3 X 10 3 X 4 58 3 X 4 liquest 39 663 387 307
---shyMaacutequinas de combustioacuten interna- Las maacutequinas moshy
de rnas de combuslioacuten interna de gas y vapor no soacutelo con-sum e 1 pJCo combustible sino que son adaptabI8s unishydades pequentildeas ademaacutes req u ieren poca vigilancia para un buen manejo y las reparaciones se efectuacutean faacutecilmenshyte Estas ve1 tajas importantes hcn heclo generalizar el uso de esta clase de maacutequinas
Maacutequinas de vapor- A lgunas de la s maacutes grandes planshytas d2 bombas para riego usan el vapor como fuerza moshyIriz En las islas Hawai se emplean grandes bombas moshyvida s por vapor para e levar agua a 550 pies y regar cantildea de azuacutear Grandes plantas a vapor se emplean para eleshyvar grandes can tidades de agua a pequentildeas alturas y reshygar las plan taciones de arroz en Louisiana (EE UU ) Las grandes plantas usan la maacutequina reciacuteproca y la bomba directamente conectada En algunos casos se puede obteshyner mayoiexcl- eficiencia usando turbinas de vapor las que por su alta velocidad S9 prestan para mover generadores eleacutecshytricos los cuales a su vez pueden suplir corriente a bombas instaladas en dist intos pun tos Es te meacutetodo de distribucioacuten es especia lmen te venta joso cuando el agua se obtiene de muchos pozos El costo de esta clase de plantas estaacute geneshyralmente fuera del alcance individual y por esto la mayoshyriacutea de ellas son manejadas por grandes compantildeiacuteas o por Jos municipalidades
Bombas- La bomba centriacutefuga es la maacutes usada para regar
La bomba centriacutefuga eleva el agua por medio de un disco provisto de cuchillas curvas que giran raacutepidamente dentro de una caacutemara que se ajusta lo maacutes posible dejanshydo el juego necesario para el movimiento raacutepido Las cushychillas fuerzan el agua a traveacutes del tubo de salida Algunas veces se sumergen dentro del agua que va a bombearse
-- 1558-shy
o se colocan unos pocos p ies encima del n ivel del agu a
en cuy o caso se necesita cebarlas
La bomba centriacute fuga es la maacutes recomendable cuando
se tr Ita de elevar grandes cantidades de agua a pequentildeas
a lturas Sus principales ven tajas son sencillez seguridad
bajo cos to y poca probabilidad de dantildeo por c ieno etc
Cuando hcm sido biEn d isentildeadas acanzan eficiencias de
maacutes de 80 para altu ras de 30- 60 pies Las peacuterdidas a
la entrada del tubo de succioacuten yola sal ida del de desshy
carga se d isminuyen grandemente ensanchaacutendolos progreshy
sivamente al salir de la bomba
El profesor W B Gregory da la siguiente tabla para
ilustrar la ventaja qu e se obtiene al ensanchar los tubos
de succioacuten y descarga
BOMBA CENTRIFUGA - ALTURA DE ELEVACION 5 PIES
Peacuterdida de Peacuterdid a de Pda por fr ic-Forma del tubo altura a la altura bull la cioacute usando Altura Bnfic~
a 3 028 031 024 583 240 291 a 4 009 0 10 02 4 543 280 340
----shyAriete hidraacuteulico- Es ta maacutequina usa un gran v o lumen
de agua que cae de una pequentildea altura para elevar una
cantidad menor de agua a una altura mayor
En este aparato un tubo A conduce el agua a la caja
de la vaacutelvu la B ~ l tubo estaacute en comun icacioacuten con la caacuteshy
mara de a ire C de la cual arra nra e l tubo de descarga D
La vaacutelvula B s(~ abi e hacia abajo y se hace de un peso
tal que permanezca abierta cuando el agua circule a veshy
locidad moderada pero se c ierre raacutepidamente cuando la
velocidad del agua a lcance un valor determinado Cuando
la vaacute~vula se cierra el agu a se detiene suacutebitamente proshy
duciendo un golpe de ariete que abre la vaacutelvula de la caacuteshy
mara de aire comprimiendo eacuteste y haciendo pasar una
parte d e eacutel al tubo de descarga Cuando se iguala la preshy
-- 1)59-shy
sioacuten la vaacutelvula de la caacutemara de aire se cierra pero el flujo en el tubo D continuacutea durante un periacuteodo corto a caushysa de la expansioacuten del aire comprimido en la caacutemara C Como el aire de esta caacutemara es absorbido gradualmente y expulsado por el agua debe proveerse para su renuevo pues de otra manera la elici-encia del ariete disminuiriacutea Cuando el agua en el tubo A estaacute detenida la vaacutelvula B cae el agua empieza a moverse y el proceso se repite
El flujo de un ariete hidraacuteulico es pues una serie de pulsaciones y a cada impuso debe vampncerse la inercia de la columna de agua que se encuentra en el tubo D Si dos arietes se conectan en el mismo tubo de descarga pero de tal manera que sus pulsaciores no coincidan la descarga seraacute maacutes continua y se economizaraacute energiacutea estas ventashyjas se obtienen en mayor escala al aumentar el nuacutemero de arietes conectados Veacutease fig 12
i)
rs 2 l iacute
llUSlraciuacuten dd prin cipill dd ik hiJraacuteulicu
CAPITULO VI
Canales y alarieas de riego
Cualquiera que sea el meacutetodo de riego que se haya esshycogido su praacutectica requiere cierto nuacutemero de canales y atarieas Vamos a definir estos canales y atarjeas y a inshydicar las principales consideraciones que rigen su consshytruccioacuten
Todo riego supone una presa de agua en un canal riacuteo etc Esta agua por medio de un canal de derivacioacuten se
--1560shy- -
lleva a los regadiacuteos De cua lquier forma que sea en eacutel o en sus ra mificac iones na cen y se alimen ton zan jas de meshynores dimensiones llamadas atarjeas de distribucioacuten las cuales llevan el agua a las atarieas de riego
Como todo riego debe ir acompantildeado de una desecashycioacuten del suelo es necesario construIacuter atarjeas de desaguumle que lleven el agua usada a los canales de evacuacioacuten En ciertos casos las atarjeas de riego una vez vaciacutea s sirshyven para el desaguumle
Seccioacuten de los canales y de las atarieas- Los canale s de a limentacioacuten de distribucioacuten y de evacuacioacuten tienen seccioacuten trapezoidal (Fig 13) Las otarjeas de riego y de desshyaguumle son rectangulares (Fig 14) Soacutelo miden 5-15 ctms de profundidad
Un canal de riego se com pone de las siguientes parshytes (ver lig 13)
El fondo D F sobre e l cual fl uye e l agua
-1561
La altura O E = h del egua Las banquetas A B H 1 que sostienen el agua por cashy
da lado Los taludes formados por las caras laterales B D F H El periacutemetro mojado P o la lopgitud e D + D F + F G La seccioacuten uacutetil S del canal eo la superficie que tiene
por base G C y D F y por a~ tura O E El radio medkl R es igual a S P La pendiente de Jos taludes m se determina por la
relacioacuten G Kj F K
Pendiente de los taludes de los canales y de las aacutetarshyjeas principales- Las pendientes de los taludes dependen de la natura leza del terreno Hus ta 15 ctms de profundidad son verticales Pasando de esta profundidad y para atarjeas abiertas en desfonde se dan las siguientes pendien tes
Roca m l O Arcilla pura m 1 033 = 303 Tierra arcillosa m 1 05 200 Tierra arenosa m 1 15 = 066
Para Jos taluds de fosos cmstruiacutedos en terrapleacuten
Arcilla pura m 1 05 = 200 Tierra arcillosa m 1 075 = 133 Tierra arenosa m 1 225 = 044
Para el mismo terreno si m es la inclinacioacuten del tashylud en desfonde 10 inclinacioacuten m del talud de terrapleacuten es igual a
2 3 m 1 1
- +shym 2m
Pendiente de los canales--Cuanto maacutes fuerte es la penshydiente maacutes se puede reducir la seccioacuten de un canal para la misma descarga Conviene pues construiacuterlos con la mashyyor pendiente a fin de disminuiacuter los trabaj os de excavacioacuten Por otra parte hay que considerar que una pendiente fuershy
-- 1562 -shy
te disminuye por la raduccioacuten de seccJOn la superficie de contacto y por consiguiente la filtracioacuten Ademaacutes la veloshycidad del agua no debe pasar de determinados valores seguacuten el terreno pues produciriacutea erosiones en las paredes
Velocidades de las que no conviene exceder en los diferentes terrenos
Velocidad limite Pendlent
por segundo por kmt
Arcillas blandas 0152 mts 0045 mts
Arenas 0305 0136
Gravas 0609 0433
Guijarros 0914 0570
Piedras en grandes fragmentos 1220 1509
Guijarros aglomerados 1520 211 S
Rocas blandas 1830 2786
Rocas duras 3050 7342
Tambieacuten existe un liacutemite inferior de velocidad que no se debe traspasar pues se forman depoacutesitos que destruyen
los cauces Los depoacutesitos principian a formarse por debajo de una
velocidad media de 025 mts por segundo en corrientes de agua fangosa 030 cargada de
arena fina 050 mts por segundo en corrientes de agua cargada de
arena gruesa Por consiguiente la velocidad no bajaraacute de 050-080
mts en el canal principal a fin de que no se deposite la arena gruesa
No deberaacute ser inferior a 025- 040 mts en los canashyles de distribucioacuten para que en ellos se deposite la areshyna gruesa que si llegara a las atarieas de riego podriacutea ser perjudicial Como estos canales no se usan continuashymente seraacute faacutecil quitar los depoacutesitos asiacute formados
Canal de conduccioacuten- La pendiente de eacuteste depende
- 1563 shy
oel nivel de la presa de agua y de la altura de la parte maacutes alta que deba regarse
Generalmente su pendiente variacutea de 00007-00014 mts por m La velocidad no excede de 080 mts por segundo La seccioacuten es trapezoidal y debe ir disminuyendo a medishyda que el canal avanza como que tiene que servir a meshynor extensioacuten
Este canal debe estar dispuesto de tal forma que en su punto de unioacuten con el riacuteo quede su nivel maacutes baio que el quicio de la presa a fin de poder instalar un aparato de afor Siempre debe estar provisto de una compuerta de modo que sea faacutecil impedir o regular la entrada dol agua para poder efectuar reparaciones o prevenir una crecida de la corrien te alimentadora
A fin de evitar la erosioacuten conviene lapizar con ceacutesped las paredes laterales y el fondo
Atarieas de distribucioacuten- Deriacutevanse del canal de conshyduccioacuten y llevan el agua a las atarieas de riego Son casi horizontales con pendientes de 0001-0015 mts por m La velocidad del agua no debe ser inferior a 025-040 mts
Se ponen en comunicacioacuten con las atarieas de riego por medio de un tubo de aiiacuteareriacutea o de una caia rectangushylar de madera Esta abertura debe poderse cerrar con una compuerta
Atarieas de riego- E1 general deben ser tan poco proshyfundas como sea posible Con frecuencia se les da un pershyiexcljI rectangular En la unioacuten con las atcrieas de distribucioacuten pueden tener de 30- 35 clms de anche para lueacutego ir disshymi1uye1do
El fondo e3 generalmente horizontal y sus bordes esshytaacuten ligeramente inclinados seguacuten lo direccioacuten de la corrienshyte y se aproximan a medida quo se aleian de las atarieas de distribucioacuten
Atarieas de desaguumle--Las atarieas de desaguumle recogen las agu)s despueacutes de regar y la3 llevan a los canales de evacuacioacuten Son doblemente uacutetiles pues secan el suelo y
permiten volver a usar las aguas para el riego de nuevas extensiones
- 1564shy
Los bordes estaacuten cortados verticalmente Su anchura ordinariamente es de O l5- --030 mts
Canales de evacuacioacuten- El ca nal de evacuacioacuten recishybe el agua de los desaguumles y la conduce al riacuteo o a regar otras tierras Debe ocupa r lo parte maacutes baja del terreno Debe tener una seccioacuten suficiente para el agua que recibe Tiene forma trapezoida Sus paredes deben protegerse conshytra el desgaste por medio de ceacutesped
Caacutelculo de las dimensiones de los canales y de las atarjeas principales- Hemos dicho que la seccioacuten de los canales y atarjeas principales es trapezoidal La seCClOn de las secundarias es triangular o rectangular Generalmenshyte no S9 ca~culan Es necesario determinar lo maacutes exactashymente posible las dimen5iones de los canales y atorjeas principales Las foacutermulas emp16cdas dan resultados aproxishymados que la experiencia modifica A continuacioacuten damos las foacutermulas de Darcy perfecc ionadas por M Bazin
ConsideremQs la seccioacuten re presentada en la fig 13 Y llamemos
1 D F = longitud del fondo
h O E = la altura
S aacuterea de la seccioacuten
U velocidad mediacutea del agua velocidad media en la superficie X 080
Q = descarga
I = la pendi2nte
P periacutemetro moiado
R = radio medio
Estas cantidades estaacuten relacionadas de la siguiente mashynera
(1) R I = b U~ oacute U = C RT(2)
(3) Q = S U Oacute Q = S C rRI (4)
C = 1 b es un coeficiente que depende de la rugoshysidad de las paredes del canal M Bazin ha expresado su valor asiacute
1565 - shy
87
C = 1 Vb = - ---- + tiacute
VR ltiacute tiene los siguientes valores
Paredes muy lisas (cemento madera lisa) tiacute = 006 Paredes lisas (taba ladrillo) tiacute = 016
poco lisas de mamposteriacutea tiacute = 046 de naturaleza mixta Ciacute = 085
Canales de tierra en condicion3s ordinarias tiacute 130 Canales de tierra con resistencia excepcional tiacute = 175
Maacutes adelante daremos los valores del coeficiente C en funcioacuten del radio R y los valores del coeficiente o de la loacutermua (l) corre3pondientes a los valores dAl coeficiente
C = 1 vT-
Ganguillet y Kulter adoptan tambieacuten la foacutermula
u C RTpero daacutendole a C el siguiente valor
O 00155
23 + + n
C 000155
1+ 23 + --- n
( ) V R
El nuacutemero n variacutea con la naturaleza de las paredAS y tiene los siguientes valores
n ln Paredes muy uniformes ceuromento madera
cepillada 0010 100 Paredes linos piedra tallada ladriilos 0013 77 Paredes poso uniformes 0017 58 Paredes rugosas piedras en bruto 0020 50 Paredes de tierra 0025 40 Paredes de grava 0030 33 Paredes irregulares de grava y mal cuidadas 0035 29 Paredes muy irregulares 0040 35
- 1566 shy
Las dJmensiones de los canal83 deben 118nar otras conshydiciones que determinan las foacutermulas anteriores
En primer lugar la tangente trigonomeacutetrica m queda determinada por la naturaleza del terreno Luego si circunsshytancias especiales no exigen la adopcioacuten de una profundishydad conviene dadas 1 y m dar a la seccioacuten la forma que corresponda a la maacutexima descarga por unidad de aacuterea de ella Esta seraacute evidentemente la seccioacuten maacutes econoacuteshymica De la foacutermula (3) Q = S U deducimos que para una superliacutecie dada S la descarga Q es maacutexima con U POI
consiguiente para una pendiente dada y teniendo en cuen shyta la foacutermula (2) U = e VRT con R o tambieacuten pll8sto que R = S P cuando P es miacutenimo
D8 la Hg 14 deducimos que
(5) S h (1 + h m)
(6) P + 2 h m V1 + m~ (6) P = I + 2 hmv 1 + m~
S h ( I + hm) (7) R
P + 2 hm 1 + m~ y por caacutelculo deducimos que P es miacutenimo cuando
h + V I + m~ (8)
2 ro
En este caso los lados B D H F D F son tangentes a Jo circunferencia descrita desde O como centro y con h como radio
Si sustiacutetuIacutemos en (7) 1 por su valor sacado de (8) obshytendremos
2 m h h ( + hm)
+ VI + m (9) R +
2 mh 2h V 1 + m~
+ ml+vl+ m~
- 1567 shy
--- -
1+ iexcl-1 + rn~ ]iexcl 2 = X
rn 4
es decir el radio medio es igual a la mitad de lu profunshydidad del agua
La relacioacuten h 1 que determina la seccioacuten oacuteptima soacuteshylo depeeacutelde para S e 1 dados del valor m El valor de h 1 en (8) permite calcular faacutecilmente h y 1 conociendo S y m Reempazando 1 por su valor en funcioacuten de h en la ecuashyc ioacuten (5) 1endremos
(lO) S =
( h
2 m h
1 + 1 1 + m~ h+-111
)
h~ 2 l 1-+ m~ -----shy 1
m
mS lh
11 J J h = ( 2 V 1 + m - 1 )
Seguacuten esto S2 ve que cuanio maacutes se acerquen los taludes del canal a la vertical mayor es h y por consiguienshyte R Conviene adoptar para R el mayor valor posible pues asiacute no disminuye la anchura del canal de pendiente dada 1 y se aumenta la velocidad media d el agua que es proshyporcional a R
Cuando las circunstancias obligan la adopcioacuten de una profundidad determinada la ecuacioacuten S = h (l + h m) soacutelo contiene la incoacutegnita 1
Empleo de las foacutermulas uso de las tablas ejemplos middotnumeacutericos--Los problsmas que se presentan maacutes frecuenshytemente son
I- Conocida la seccioacuten transversal de un canal y su pendiente calcular su descarga
JI- Conocido el rendimiento del canal y su pendiente
- 1571 shy
calcular las dimensiones que debe tener su seccioacuten transshyversal y la velocidad media del agua
CASO iexcl- Se a plican las siguientes foacutermulas
h (1 + h m) (S) S = h (1 + h m) (7) R
1 + 2 h 1 + m~
m
y lueacutego
(2) U = C m 1)Y2 (1) Q _ S C (R 1) 1j~
La foacutermula (S) ncs do e l aacuterea la (1) el radio medio pues h I Y 111 SO1 conocidos Las foacutermulas (2 y 4) permiten ca lcular U y Q
EJEMPLO Calcular el rendimie llto de un canal de ti eshyITU sabiendo que 1 = lmts h = 121 1 = 00002 y la inclinacioacuten de los taludes es 45
La aplicacioacuten de las foacutermulas (5 y 7) nos da
S = 2867 mts~ y R = 060 mts
El valor de C seguacuten la tabla de Bazin es 325 y seguacuten la de Kutte r 35 Tomamos e l promedio de estos dos valoshyres o sea 3375
Aplicando las foacutermulas (4 y 2) obtendremos
Q = 098 mts y U 037 mts
CASO II- Si existen circunstancias que obliguen a adopshytar una profundidad determinada se aplicaraacuten las foacutermushylas de la seccioacuten maacutes ventajosa es decir las foacutermulas sishyguientes bull
Q~m S (9) h b U~ b - shy~ (1 + m~ )11 ) = 2 R (l) R I
12 - 1) S~
Se principiaraacute por adoptar para b un valor provisional y para escogerlo seguacuten el rendimiento se evaluaraacute el vashylor posible de R y por consiguiente el de C seguacuten la tashybla de Bazin La tabla de los valores de b daraacute un valor que se adoptaraacute provisionalmente Una vez hallado el vashy
- 1572 shy
lar da R se rectificaraacute e l de b Se volveraacute a calcular R y
se continuaraacuten estas aproximaciones hasta que se encuenshytren para C y b valores que no difieran sensiblemente de Jos anteriores La ecuacioacuten (1) contendraacute R elevada a la quinta potencia y deberaacute resolverse por logaritmos
EJEMPLO Un canal debe tener un rendimiento de 2 lIltS de agua por segundo con una pendiente de 00002 por mts Cuaacutel debe ser su perfil transversal en la tierra con taludes inclinados 45
Supongamos R = 1 mt entonces seguacuten la tabla d e Bozin C = 378 y seguacuten lo de Kutte r C = 40 Toma mos 81 pro lllcd io C = 389 Para b obtenemos 000066
In
Lu IOacuteI JI1 U 111 (0) du x
Pero s iendo m 1 sacamos
m 0547
y obte ndremos 4R~ S 4W
0547
Lo foacutermula (1) nos da
R X 00002 000066 4
S~
R S~ 132
y sustituyendo S po~ su valor
16 R
(0547F 132 R 075
Seguacuten las tablas de Bazin y Kutter los valores respecshytivos de C pondiente de b tend
son de b remos
348 es
y 00
37 Adoptamos 0077 Sustituyendo
359 este
el valor nuevo
corresshyvalor
- shy 1573 shy
4 4 R~ 0547 S TI X 00002 000077 (
s~
R = 075
Lo vola re s d~ e y de b no difieren sonsibloTrl ento de los que acabamos de adoptar Tomaremos pues para TI el va le r 076 mis entoncos h = 152
4 (076 )~
S 442 Jll l s ~
0547
Q 2
u 047 mts S 422
La foacutermula (8) permite dete rmina r l
2 m h 2 X 152 126 y e l problema
1 + ( + m~)Y2 1 + (2)1
queda resuelto Pero puede ocurrir que por circunstancias especiales no
se pueda adoptar el perfil maacutes econoacutemico Entonces se coshynoc 3 la profundidad h o la anchura 1 por lo tanto
S = h (1 + h m)
Q2
R 1 b --- en que R estaacute expresado en funcioacuten S2
de h y de I y permitiraacute hallar por tanteo h o I y S Supongamos que por causa de la existencia de un submiddot
suelo rocoso la profundidad del canal no debe exceder de un mI y que la descmga sea de 2 mts pOI segundo y la pendiente 00002
Procederemos asiacute
Puesto que h 9S a lo sumo igual Q 1 mI el radio meshydio puede evaluarse en 050 mts Las tablas dan para e 306 y 34 adoptamos 32 y entonces b = 000098
1574
Q2
De la ecuacioacuten R I b --- deducimos S2
000098 X 4 S~ 392 S 625
050 X 00002
La foacutermula S = h (l + h m) da 525
La foacutermula (6) nos da P = 807
s 625 R 077 mts
P 807
Se partiraacute de este nuevo valor de R para repetir los caacutelculos
Las tablas dan para R = 077 mts C = 35 y 37 Adoptamos C = 36 entonces b = 000077
Tenemos
000077 X 4 S 40 S 632 1 532
077 X 00002
P 814 Y R = 077
Adoptaremos para el perfil de este canal de 2 mts de descarga por segundo
1 = 532 h = 1 mI R = 077
La velocidad media del agua seraacute
u = Q S = 2 632 = 031 mts
CAPITULO VII
Sistemas de rieqo
Hay muchos procedimientos de riego seguacuten la naturashyleza del terreno su pendiente los cultivos o la cantidad de agua de que se dispone
- 1575 shy
A continuacioacuten describiremos los siguientes sistemas Por sumersioacuten por filtracioacuten por desbordamiento
El riego por sumersioacuten se dIvide en tres meacutetodos el ri ego por filtracioacuten en dos y el por desbordamiento tambieacuten en dos De todos eros hablaremos separadamente
Riego por sumersioacuten
El sistema d3 riego por sumersioacuten llamado tambieacuten en manta consiste en cubrir el suelo con una capa de agua que permanece sobre eacutel un tiempo maacutes o menos largo
Generalmente requiere que el terreno sea sensiblemenshyte horizontal de pendiente suave 2 0 00 a lo sumo y que no sea impermeable La superficie regable se rodea de peshyquentildeos diques Si la pendiente fuese fuerte habriacutean de ser a l tos y emplear maacutes agua con lo que se perderiacutea la prinshycipal ventaja de este sistema que es su sencillez y ecoshyncmiacutea
Este procedimiento es uno de los mejores para el rieshygo de praderas cuya pendiente sea de 1-15 mmts por metro Comprende tres meacutetodos distintos
IO-La sumersioacuten naturcl que resulta del desbordashymiento espontaacuteneo de una corriente de agua o de la inunshydacioacuten artificial proveniente del levantamiento de las aguas
29- La sumersioacuten artificial 5encilla en que las aguas permanecen estanadas mientras dura el riego
3y- La sumersioacutell atificial con cJrculacioacuten continuiexcl en que el agua ircula suavemente por la superficie del terreno sumergido
Cuando se riaga con aguas que acarrean limos y areshynas estos materiales generalmente corgados de materias fertili~antes se depositan sobre el suelo Entonces el riego por sumersioacuten va acompantildeado del erdorquinamiento
Sumersioacuten natural- Muchos terrenos estaacuten expuestos a las crecidas de las corrientes de agua que los atraviesan Esta sumersioacuten natural es fuente de grandes riquezas Tashyles s)n Egipto y las pompos de la imeacuterica del Sur En Francia grandes extensiones de ter reno deben su fertilidad a riegos perioacutedicos de esto naturaleza
Las condiciones esenciales de estos sumersiones natushy
1576 shy
rales son pendientes longitudinales muy suaves (040- 045
mts por kmt como promedio) y pendientes transversales
bastante aceurontuadus para que las aguas de las crecidas
vuelvan faacutecilmente a su cauce primitivo
Sumersioacuten artificial sencilla- Exige un suelo de poca
pendiente que no exceda de 2 0 00 a menos de restringir
mucho ia extensioacuten dE las parcelas sumergidas
Si la pendiente fuese fuerte no se depositariacutean los seshy
dimentos perdiendo asiacute este meacutetodo su principal ventaja
Ademaacutes se correriacutea el riesgo de que las aguas arrastraran
la tierra vegetal Finalmente seriacutea necesario que las cuenshycas sumergidas estuvieran rodeadas de diques muy altos
lo que hariacutea perder las ventajas econoacutemicas de este sisshy
tema
Consiste en sumergir el suelo bajo una capa de detershy
minado espesor durante un periacuteodo de tiempo variable
El terreno se divide en compartimientos regulares roshy
deados dE pequentildeos diques que retienen el agua
Generalmente las aguas despueacutes de regar un comparshy
timiento superior pasan a regar uno inferior
Los compartimientos tienen extensioacuten variable En geneshy
ral no exceden de 10-30 aacutereas Se les puede dar una anshychura de 50 mts y una longitud variable seguacuten la pendienshy
te del terreno Los diques que los rodean exceden en todas
partes a 25 ctms al nivel del agua
La altura media del agua sobre la superficie del sueshy
lo es de 15 ctms En el punto maacutes alto del nivel del agua
25 ctms
En el centro de cada compartimiento y en sentido de su longitud se abre una atarjea g (lig 15) que sirve a la
vez de conduccioacuten y desecamiento
A este objeto puede ir acompantildeado de pequentildeas a tarshy
jeas h En el origen y en la extremidad de cada compartishy
miento la atarjea g lleva una en trada de madera con comshy
puerta para retener el agua o dejarla pasar
La atarjea g debe tener una pendiente aproximada de
0001 mts mL La anchura en el fondo y su profundidad
dependen de la superficie del compartimiento y de la cantishydad de agua que conduciraacute
--1577-shy
La fig 15 denota la subdivisioacuten del terreno en cuatro recipientes que forman otros tantos saetines cuya longitud depende de la pendiente del terreno
Es preciso que el nivel del agua en el segundo comparshytimiento sea inferigtr de 1- 2 ctms al fondo de la atariea g del primero Asiacute se logra que el agua pase del primero al SEgundo compartimiento
ruIiexclrrmIlfjfffj7[J[l]Jf]ffI
JCshy I
TIi~~t==J ~
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Hiego por ~lIhm(~r~ ioacuten Planta ltle unn in~tala(- i(ln de cuatro C(Jlllparlimi-(-middotnto~
Ventajas e inconvenientes de este sistema- Permite reshygar superficies de poca pendiente con ca1tidades de agua demasiado pequentildeas para utiliza ras de otro modo Transshyforma en tierras feacutertiles suelos mediocres siempre que no sean impermeables y que las aguas contengan limos carshygados de principios nutritivos Su instalacioacuten y vigilancia son sencillas y baratas
En suelos impermeables da malos resultados Rara vez se puede aplicar en el momento de la vegetacioacuten y mientras dura impide la aireacioacuten del suelo
- - 1578 - shy
El riego por sumersioacuten se emplea principalmpnte en el cultivo del arroz
Riego de los arrozales- EI arrozal ha de estar compleshytamente cubierto por el agua pero sin quedar estancada sino circulando con muy poca velocidad Sin agua no gershyminariacutea la semilla y en cambio si quedara estancada enshyfermaria 0 planta y podriacutea ser causa de una epidemia pashyluacutedica en la regioacuten
El terreno destinado al cultivo del arroz ha de ser enshyteramente llano y con la pendiente necesaria para la lenshyta circulacioacuten del agua El campo se divide en parcelas delimitadas por pequentildeos diques de tierra
Unas como B (Fig 16) estaacuten trazadas longitudinalmenshyte en el sentido de las labores y del movimiento del agua al paso que otras la sentildealadas con la letra e van en dishyreccioacuten perpendicular a las primeras
Una vez construIacutedos los diques se da el agua a las parce las D y J de modo que la capa liacutequida tenga unos 12 ctms de espesor Hecho 6stO se practican en el dique inmediatamente infel ior unas abe rturas E de 20- 30 ctms
de ancho por donde flushyye el agua a las parceshylas inferiores Asiacute se conshytinuacutea hasta regar todo el arrozal El agua se reshycoge en la atariea d e desaguumle A
El consumo de a g ua se calcula en 24 Its por segundo y por hec taacuterea
Sumersioacuten artificial con derrame continuo--Cuanshydo se dispone de gran can tidad de agua la cirshyculacioacuten puede ser conshytinua sin alterar las disshyposiciones precedentegt
El agua de riego desshypueacutes de alcanzar el nishy
ni~po s i c i(lfl dI un arrozal divirl gtln ( 1
lahla~ n -lIadriluacutel erus L ri ego
- - 1579-shy
vel normal en el compartimiento regado pasa lentamente al inferior y se reemplaza con nueva agua Este procedishymiento priva menos del aire a las plantas que e l estallCU miento permanente
El movimiento d8 las aguas se regula dE-~ tal manera que la can tidad siexclJida por la parte inferior sea igual a Jo que Gntra por la superior De 83t8 modo se llega raacutepidashymente a resultados excelentes
Conviene enviar agua nueva o los compartimientos inshyferiores disponiendo alrededor del cqmpo un canal de cirshycunvalacioacuten El agua debe vaciar por encima de las comshypuertas a fin ds qU8 no arrastre los sedimentos En general los compartimientos tienen dimensiones mayores que los de sumersioacuten sencilla Si la pendiente es muy fuerte conviene disponer oblicuamente diques interiores que impidan la erosioacuten del suelo Los diques que bordean las parcelas tieshynen aproximadaments 150 mts de ancho en la corona y un nivel de 30- 40 ctms sobre el de las aguas
Rieqo por filtracioacuten
Este sistema comprende dos subdivisiones
19 Por filtracioacuten del aqua en el suelo por atarieas proshyfundas- Es un procsdimiento muy imperfecto desde el punshyto de vista d3 los resultados pero muy sencillo y econoacuteshymico Em p lea las zanjas excavadas en los terrenos para sanearlos
Esencialmente consiste en cerrar las compuertas que regulan los diferentes canales de desecamiento El agua de lluvia etc fluye asiacute poco a poco pgtr estos canales y si el suelo es permeable lo humedece al atravesar las pareshydes laterales de e llos pudiendo llegar por capilaridad hasshyta las raiacuteces
Este procedimiento soacutelo es practicable cuando el terreshyno es bastante permeable y de poca pendiente En suelos poco permeabls los resulta dos no son satisfactorios el agua fluye bien por los cana ~ es pero no logra humedecer la tierra
La lig 17 muestra la disposicioacuten de los canales a a b b y Ja de la compuerta d que cuando estaacute cerrada deshy
- 1580
termina el retroceso del agua que se va elevando en los canales y penetra en el suelo Abriendo jo compuerta se inicia la salida del agua y consecuentemente el desecashymien~o del terreno
A~~J~~Mitrbt~Ir~~M~~1 B
F~( 11 J)i sposieiHl para htlnHd e(~e r IIn 1IITfJ1U drenadu al ail
J i~ Hi middotiexclo po fiJI radmiddotn
29 Filtracioacuten del agua por atarieas abiertas superficiales - middot-Este meacutetodo se aplica sobre todo a Jos tierras labradas y
entre otros a 103 cultivos hortiacutec81as Difiere esencialmente del anterior en que las atarieas estaacuten mucho maacutes proacutexishymas en que son superficiales y el agua penetra en el sueshylo y en el subsuelo p8r las paredes y por el fondo
El agua circula por atarieas paralelas que limitan las parcelas de los cultives No debe tocar ni las hoias ni los tedios Por esta razoacuten se emplea e l agua de cloacas para los cultivos hortelanos Como no se ponen en contacto con as hoias ni con los tallos no pueden contaminar esta parshyte comestible de los vegatales Sin embargo uacuteltimamente se ha dicho que las aguas de cloacas contaminan las parshytes aeacutereas de las hortalizas con geacutermenes nocivos y se ha prohibido su empleo para el cultivo de las hortalizas que se toman sin coccioacuten
Este meacutetodo es tanto maacutes eficaz cuanto maacutes proacuteximas
1581 shy
t ~
1I
I
I
I o
I
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IIII I
l 11
I
111111111 111111 111111 Vtk11 1 1 1 1 6 ~ iexcl
l Ft 8
ni ego por 5-lIrc()~ Di ~pn ~ iciiexclm de la~ atalj pa~
esteacuten las zanias que se trazan con el arado y estaacuten seshy
paradas unos 060- 080 mts La lig 18 indico la disposicioacuten del suelo La liacutenea a b
representa el canal de conduccioacuten a c el canal de riego del campo d designan los surcos que no terminan en el canal a c La limpieza que necesita el funcionamiento del sistema deteriora pronto este canal Debe construiacuterse una atari ea auxiliar e f comunicada con el canal a c por meshy
_-1582 - shy
dio de pequentildeos cortes g Este canal auxiliar se abre con el arado y se termina cuidadosamente con la pala Es anshycho y tiene una profundidad de unos la ctms
Riego por desbordamiento
Puede efectuarse de las maneras siguientes con reshygueras de nivel y planos inclinados que describiremos sucesivamente
A shy Por regueras de nivel Fundamentoshy EI terreno a regar estaacute surcado por regueras horizontales de desbordashymiento en que el agua rebosa el borde inferior y se exshytiende en forma de laacutemina continua
Pendiente del terrenoshy No debe ser excesivamente peshyquentildea pues entonces la circulacioacuten de la laacutemina de agua se efectuariacutea defectuosamente se admite como necesaria una pendiente de 3 Si 0 pendiente fuere excesiva en vez de una laacutemina continua se formariacutea una serie de arroshyyos que socavariacutean el terreno este peligro debe evitarse haciendo las regueras suficientemente proacuteximas
Descripcioacuten y funcionatnientoshy Las regueras de reparshyticioacuten se trazan en la direccioacuten aproximada de las liacuteneas de maacutexima pendiente fig 19 Si se interrumpe una regueshyra de distribucioacuten remansando el agua eacutesta entraraacute en la reguera de nivel inmediata anterior la cual se llenaraacute y desbordaraacute invadiendo el terreno el exceso se recogeraacute en el colector inmediato inferior el cual lo transportaraacute al canal de desaguumle
b middotmiddot l~vcro diexclhi Clon
rig 9
Alimentacioacuten de regueras sucesivas por una misma tomashy En vez de recoger las aguas sobrantes de una reshyguera directamente en un colector se recogen en otra reshyguera la cual una vez desbordada las deja pasar a otra y asiacute a varias no pasando de 4 oacute 5 seguacuten el caudal de
-1583 -
agua de que se disponga Parece que asiacute pudiera hacerse extensivo a todo el campo con una sola toma superior en la reguera de reparticioacuten pero no debe olvidarse que el agua que llegase a las regueras inferiores estariacutea escasa en oxiacutegeno y principios fertilizantes Esta es la razoacuten de las tomas sucesivas
Perfil longitudinal de las reguerasshy En la praacutectica no
iexcliexcl~f o UI a
I iquest
____ ~i~ I 0
I L middot ___ --shy
I D--1 t~uHO c o tor
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I 0 bull ___ J
-shy ---_ -i
_~_-o---J
Uig 19) Riego por curvas de nivel
debe d6rseles una pendiente superior al 0003 intercalando cascadas si fuere preciso esto se refiere a las regueras de reparticioacuten Las regueras de distribucioacuten deben ser perfecshytamente horizontales
Seccioacuten transversal de las reguerasshy Las regueras de nivel deben ser poco proundas a fin de disminuiacuter la preshysioacuten del agua y por tanto su infiltracioacuten Es aconsejable
- 1584 -
UllO anchura de 20 ctms con una profundidad no mayor
de S clms Las acequias y regueras d e reparticioacuten se calcushy
bn seguacuten las foacutermulas hidraacuteulicas
B shy Por planos inclinadosshy Son tales les ven tajas del
riego por regueras de n ivel que se procura em plear un
sistema anaacutelogo aunque el terreno no tengo lo pendiente
necesaria
Principio--Si lo pendiente es inferior al 003 se terramiddot
1 I
Cor~e por A B F iJ20
I I
I
J
Ri eacuteo t por p la n o~ in(linado pUl dobl e ari5la
plena formando un escolonado d e planos inclinados que
permito el riego por reguera~ de nivel
Descripcioacutenshy la reguera de reparticioacuten se coloca a una
altura conveniente para que el agua pueda en trar a las
regueras de nivel practicadas en la parte superior de los
planos en forma que llena de agua se vierta por ellos
recogiendo el exceso en colectores lig 20 El agua sobranshy
te puede ser muy abundante en tal caso el colector al ishy
- 185 shy
menta a su vez o tra serie de planos actuando a mane ra de reguera de reparticioacuten
Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
Planos inclinados naturales- Supongamos fig 21 un terreno de pequentildea pendiente S8 construye en terrapleacuten una reguera de d istribucioacuten con los produc tos de la excavacioacuten del colector inmediato E primer antildeo el riego seraacute defectuoshyso pero en los antildeos sucesivos mejoraraacuten los terraplenes y planos incl inados merced a la aportacioacuten del limo por las mismas aguas
0(oacute v lt
o
ltiexcl - =-=~ ~ ~ ~-= -=--=--=-shy~ ~ Fig21
Planos inclinados artificiales-Consisten en cons truiacuterlos directamen te con tierra sacada del terreno m ismo lo cual exige terraplenes y movimientos importantes de tierra (fig 22)
TfrImiddotO)COfi
~S~iacutelllflmiddot ~~f~~
Tts 22
Datos para la formacioacuten de un proyecto de riego por planos inclinados- Se atenderaacute en primer lugar a que las acequias y regueras de reparticioacuten sean capaces de sumishynistrar el agua necesaria y los colectores de desaguar los sobran tes Las regueras de distribucioacuten seguiraacuten sensibleshymente las curvas de nivel a fin de q ue los planos incl inashydos conserven una longitud constante y que las regueras de dis tribucioacuten sigan la direccioacuten de la pendiente del terreshyno La anchura de Jos escalones no seraacute excesiva a fin de evitar los grandes movimientos de tierra En general tienen 4 oacute 5 mts y si el terreno tiene fuerte pendiente lleshygan a tener 10 Oacute 12 mts La pendiente de los planos inclishynados seraacute de 003 como miacutenimum
agua en cada una de las divisiones Obtenido el perfil con estos datos se sumaraacuten los trapecios parciales para obtAshyner el aacuterea de la seccioacuten dantildeada
La velocidad media de ~ agua se deduce de la velocishydad media en la superficie es igual al producto de eacutesta por el coeficiente 08 en los canales y riacuteos de dimensiones medianas y po 06887 en arroyos y atarjeas La velocidad en la superficie puede calcularse faacutecilmente de la siguienshyte manera A unos 3CJL-40 metros Daacutes arriba del paraje cuyo p3rfil se ha encontrado se echan unos cilindros de madera gruesa o corcho y con un cronoacutemetro se cuenta e l tiempo que gastan en recorrer la distancia comprendida enshytre el Jugar donde se echaron y olro previamente fijado 30-40 mIs maacutes abajo del lugar del perfil La operacioacuten debe repetirse varias veces y promediar los resultados
En vez de valerse del flotador para determinar la vsshylocidad de la corriente suelen emplearse los medidores de velocidad o corriente (Current Meter) Existen varios modeshylos de estos aparatos los maacutes usados son el de Haskell y
61 de Price En el modelo Price existen dos tipos el eleacutecshytrico y el acuacutestico Por se r estos aparatos suficientemente conocidos y venir acompantildeados de instrucciones para su uso no nos detenemos a explicarlos
Cuando el cauce es de seccioacuten bastante regular es preferible usar una compuerta para medir el caudal
Compuerta rectangular- De sus experimentos con esta clase de compuertas Francis dedujo la siguiente foacutermula
Q = 333 H (L - 02 H) siendo Q = descarga en pies cuacutebicos por segundo L = longitud de la compuerta 6n pies H = altura del agua sobre la compuerta en pies Cuando la velocidad de aproximacioacuten tiene un valor
suficientemente alto para afectar los resultados deben hushycerse las correcciones necesarias Francis propuso la sishyguiente foacutermula para este caso
Q = 333 (L - 02 H) [ (h HYh - h~h 1 donde h = allura debida a la velocidad de aproximacioacuten
Compuerta de Cippoletti- Las foacutermulas correspondienshytes a los dos casos mendonados para la compuerta regushylar son
Las figuras 10 y 11 representan la compuerta rectangushylar y la de Cippolstt i respectivamente
CAPITULO V
Uso de bombas para el riego
La praacutectico de elevar agua de un nivel inferior a otro superior para usarlo en el riego es sin duda tan antigua
1553 shy
como el riego mIsmo En China India y otros paiacuteses orienmiddot tales todaviacutea se acostumbra regar tiel ras maacutes ollas que los canales que conducen el agua elevaacutendola con potencio
bullhumana c animal unos pocos pies Naturalmenta que e~to
se puede efectuar soacuteo cuando la altura es moderada y el trabajo muy barato
Molinos de vienlo- La fuerza del vienio se empleoacute prishymitivamente para las necesidades del riego y auacuten hoy se usa frecwmtemente para elevar aguo de pozos para 103
necesidades domeacutesticas y para el riego de jardines y peshyquentildeos huertos Aunque la fuerza no represente gasto alshyguno el bombeo por medio de molinos de viento resulta en promedio maacutes costoso que cualquier otro meacutetodo excepshytuando aquellos que usan fuerza animal Esto se debe a la pequentildea potencia desarrol ~ada por estos aparatos la inshyconstancio del vie~to y la gran atencioacuten y reparacioacuten que exigen los molinos de viento Por estas razones el costo del bombeo por este sistema hace prohibitivo su empleo exshycepto para cultivos intensos de pequentildeos tarrenos donde se esperan grandes beneficios
Los molinos de viento se usan extensamente en el vashylle de San Joaquiacuten (California) y en los grandes llanos de las Montantildeas Rocosas para obtener agua para el riego El principal inconveniente de estos molinos es su insegushyridad pues su funcionamiento depende completamente de la fuerza del viento
A causa de esta inseguridad los molinos nunca deben usarse para regar sin proveerse de un estanque ampliO pashyra almacenar el agua Debe instalarse un recipiente de gran capacidad a fin de poder almacenar el agua durante los diacuteas que no se la usa para regar Este recipiente se puede obtener usando uno de los tanques elevados que suminisshytran los constructores de molinos de viento o si el molino se puede instalar en un punto alto de la hacienda se pueshyde excavar un estanque paro el almacenamiento
En promedio se necesita una velocidad del viento 5- 6 millas por hora para mover un molino La tabla siguiente da la fuerza del viento para las velocidades ordinarias
-1554
Velocidad del viento y potencia
Millas por Pie por Presioacuten Millas por Pies por Presioacuten
La tabla siguiente tomada de un trabajo de Mr A R Wolff sobre molinos de viento muestra la capacidad y
economiacutea de un molino experimental con rueda de distinshyto diaacutemetro asumiendo una velocidad promedio del vienshyto de 10 millas por hora durante ocho diarias
CAPACIDAD DE LOS MOLINOS DE VIENTO
Tamantildeo Rtvoluclunes Galones de agua levantados por minuto H P de la rueda de la rueda bull una altura de desarrollados
pie
25 50 75 100 150 200
ID no-u lB fjfj tiu 41 1112 l~ ij-HO t3 n u 11 8 8 1 O ~ I H iexclO-i 4bull 1 ~~ 6 ) -I ~ 1U 1 S -l 02- Hi ~I-iexclO ji -U JI (iexcl 1liacute JI 1 98 SO 0 11 18 10- (- 911 j2 2middot1-1 J1 J ) D I ~n 1 bull -40 1lfI UI 1 IO X l J ~ JI l I I O1X 2J W-li ~ 124 J01 0 111) 40 1 Hi3 ~H1 134
- 1555 shy
Al disentildear un molino de viento para bombear agua deben considerarse dos cosas El momento de torsioacuten y la velocidad de la rueda en relacioacuten con la de la bomba La primera debe ser lo maacutes gronde posible a fin de que el molino arranque con un viento suave la segunda no debe ser muy alta para las bombas en un molino pequentildeo ni demasiado baja para uno grande De lo anterior deducimos que el tamantildeo de un molino es un elemento importante en el arreglo de sus aspas
El aacutengulo entre cualquier porcioacuten de una aspa y el plano de la rueda se denomina aacutengulo del viento para obtener el mayor momento de torsioacuten al arranque este aacutenshygulo debe ser el complemento de los mejores aacutengulos de incidencia o entre 70deg- 55 Se ha Encontrado en la praacutecshytica que el aacutengulo del viento no alcanza estos valores sienshydo muy recomendable usar 43deg La tabla siguiente da los resultados de los experimentos de J A Griffith con cinco clases de molinos norteamericanos
CAPACIDAD Y EFICIENCIA
STOVER
Diaacutemetro exterior de la rueda pies 115 inferior 45
Area bruta de la rueda pies cuadrados 1040 Angulo del viento en la extremidad exterior de las aspas 43 Diaacutemetro y carrera de la bomba pulgadas 3 X 4 Altura promedio del agua durante el ensayo pies 292
A maacutexima eficiencia
Ve locidad del viento millas por hora 58 Velocidad del molino revoluciones por minuto 130 H P 0011 H P por 100 pies cuadrados de aacuterea bruta 0011 Eficiencia neta maacutexima tanto por ciento 87
-- J556 --shy
Promedio de 100 horas localidad bonancible
Promedio del agua elevada galones por hora 1530 Promedio de los H P desarrollados por l 00 pies~ 0022
0023 Eficiencia neta maacutexima 21
Promedio de 100 horas localidad borrascosa
Promedio del agua elevada galones por hora 2870 Promedio de los H P desarrollados por 100 pies~ 0041
0043 Eficiencia neta maacutexima 028
De varios molinos
Parkins ~fthoue Allhouse Carlyle
16 1416 1016 983 60 45 383 416
2010 1570 81 800 36 30 5028u
3 X lOyiexcl 3 X 10 3 X 4 58 3 X 4 liquest 39 663 387 307
---shyMaacutequinas de combustioacuten interna- Las maacutequinas moshy
de rnas de combuslioacuten interna de gas y vapor no soacutelo con-sum e 1 pJCo combustible sino que son adaptabI8s unishydades pequentildeas ademaacutes req u ieren poca vigilancia para un buen manejo y las reparaciones se efectuacutean faacutecilmenshyte Estas ve1 tajas importantes hcn heclo generalizar el uso de esta clase de maacutequinas
Maacutequinas de vapor- A lgunas de la s maacutes grandes planshytas d2 bombas para riego usan el vapor como fuerza moshyIriz En las islas Hawai se emplean grandes bombas moshyvida s por vapor para e levar agua a 550 pies y regar cantildea de azuacutear Grandes plantas a vapor se emplean para eleshyvar grandes can tidades de agua a pequentildeas alturas y reshygar las plan taciones de arroz en Louisiana (EE UU ) Las grandes plantas usan la maacutequina reciacuteproca y la bomba directamente conectada En algunos casos se puede obteshyner mayoiexcl- eficiencia usando turbinas de vapor las que por su alta velocidad S9 prestan para mover generadores eleacutecshytricos los cuales a su vez pueden suplir corriente a bombas instaladas en dist intos pun tos Es te meacutetodo de distribucioacuten es especia lmen te venta joso cuando el agua se obtiene de muchos pozos El costo de esta clase de plantas estaacute geneshyralmente fuera del alcance individual y por esto la mayoshyriacutea de ellas son manejadas por grandes compantildeiacuteas o por Jos municipalidades
Bombas- La bomba centriacutefuga es la maacutes usada para regar
La bomba centriacutefuga eleva el agua por medio de un disco provisto de cuchillas curvas que giran raacutepidamente dentro de una caacutemara que se ajusta lo maacutes posible dejanshydo el juego necesario para el movimiento raacutepido Las cushychillas fuerzan el agua a traveacutes del tubo de salida Algunas veces se sumergen dentro del agua que va a bombearse
-- 1558-shy
o se colocan unos pocos p ies encima del n ivel del agu a
en cuy o caso se necesita cebarlas
La bomba centriacute fuga es la maacutes recomendable cuando
se tr Ita de elevar grandes cantidades de agua a pequentildeas
a lturas Sus principales ven tajas son sencillez seguridad
bajo cos to y poca probabilidad de dantildeo por c ieno etc
Cuando hcm sido biEn d isentildeadas acanzan eficiencias de
maacutes de 80 para altu ras de 30- 60 pies Las peacuterdidas a
la entrada del tubo de succioacuten yola sal ida del de desshy
carga se d isminuyen grandemente ensanchaacutendolos progreshy
sivamente al salir de la bomba
El profesor W B Gregory da la siguiente tabla para
ilustrar la ventaja qu e se obtiene al ensanchar los tubos
de succioacuten y descarga
BOMBA CENTRIFUGA - ALTURA DE ELEVACION 5 PIES
Peacuterdida de Peacuterdid a de Pda por fr ic-Forma del tubo altura a la altura bull la cioacute usando Altura Bnfic~
a 3 028 031 024 583 240 291 a 4 009 0 10 02 4 543 280 340
----shyAriete hidraacuteulico- Es ta maacutequina usa un gran v o lumen
de agua que cae de una pequentildea altura para elevar una
cantidad menor de agua a una altura mayor
En este aparato un tubo A conduce el agua a la caja
de la vaacutelvu la B ~ l tubo estaacute en comun icacioacuten con la caacuteshy
mara de a ire C de la cual arra nra e l tubo de descarga D
La vaacutelvula B s(~ abi e hacia abajo y se hace de un peso
tal que permanezca abierta cuando el agua circule a veshy
locidad moderada pero se c ierre raacutepidamente cuando la
velocidad del agua a lcance un valor determinado Cuando
la vaacute~vula se cierra el agu a se detiene suacutebitamente proshy
duciendo un golpe de ariete que abre la vaacutelvula de la caacuteshy
mara de aire comprimiendo eacuteste y haciendo pasar una
parte d e eacutel al tubo de descarga Cuando se iguala la preshy
-- 1)59-shy
sioacuten la vaacutelvula de la caacutemara de aire se cierra pero el flujo en el tubo D continuacutea durante un periacuteodo corto a caushysa de la expansioacuten del aire comprimido en la caacutemara C Como el aire de esta caacutemara es absorbido gradualmente y expulsado por el agua debe proveerse para su renuevo pues de otra manera la elici-encia del ariete disminuiriacutea Cuando el agua en el tubo A estaacute detenida la vaacutelvula B cae el agua empieza a moverse y el proceso se repite
El flujo de un ariete hidraacuteulico es pues una serie de pulsaciones y a cada impuso debe vampncerse la inercia de la columna de agua que se encuentra en el tubo D Si dos arietes se conectan en el mismo tubo de descarga pero de tal manera que sus pulsaciores no coincidan la descarga seraacute maacutes continua y se economizaraacute energiacutea estas ventashyjas se obtienen en mayor escala al aumentar el nuacutemero de arietes conectados Veacutease fig 12
i)
rs 2 l iacute
llUSlraciuacuten dd prin cipill dd ik hiJraacuteulicu
CAPITULO VI
Canales y alarieas de riego
Cualquiera que sea el meacutetodo de riego que se haya esshycogido su praacutectica requiere cierto nuacutemero de canales y atarieas Vamos a definir estos canales y atarjeas y a inshydicar las principales consideraciones que rigen su consshytruccioacuten
Todo riego supone una presa de agua en un canal riacuteo etc Esta agua por medio de un canal de derivacioacuten se
--1560shy- -
lleva a los regadiacuteos De cua lquier forma que sea en eacutel o en sus ra mificac iones na cen y se alimen ton zan jas de meshynores dimensiones llamadas atarjeas de distribucioacuten las cuales llevan el agua a las atarieas de riego
Como todo riego debe ir acompantildeado de una desecashycioacuten del suelo es necesario construIacuter atarjeas de desaguumle que lleven el agua usada a los canales de evacuacioacuten En ciertos casos las atarjeas de riego una vez vaciacutea s sirshyven para el desaguumle
Seccioacuten de los canales y de las atarieas- Los canale s de a limentacioacuten de distribucioacuten y de evacuacioacuten tienen seccioacuten trapezoidal (Fig 13) Las otarjeas de riego y de desshyaguumle son rectangulares (Fig 14) Soacutelo miden 5-15 ctms de profundidad
Un canal de riego se com pone de las siguientes parshytes (ver lig 13)
El fondo D F sobre e l cual fl uye e l agua
-1561
La altura O E = h del egua Las banquetas A B H 1 que sostienen el agua por cashy
da lado Los taludes formados por las caras laterales B D F H El periacutemetro mojado P o la lopgitud e D + D F + F G La seccioacuten uacutetil S del canal eo la superficie que tiene
por base G C y D F y por a~ tura O E El radio medkl R es igual a S P La pendiente de Jos taludes m se determina por la
relacioacuten G Kj F K
Pendiente de los taludes de los canales y de las aacutetarshyjeas principales- Las pendientes de los taludes dependen de la natura leza del terreno Hus ta 15 ctms de profundidad son verticales Pasando de esta profundidad y para atarjeas abiertas en desfonde se dan las siguientes pendien tes
Roca m l O Arcilla pura m 1 033 = 303 Tierra arcillosa m 1 05 200 Tierra arenosa m 1 15 = 066
Para Jos taluds de fosos cmstruiacutedos en terrapleacuten
Arcilla pura m 1 05 = 200 Tierra arcillosa m 1 075 = 133 Tierra arenosa m 1 225 = 044
Para el mismo terreno si m es la inclinacioacuten del tashylud en desfonde 10 inclinacioacuten m del talud de terrapleacuten es igual a
2 3 m 1 1
- +shym 2m
Pendiente de los canales--Cuanto maacutes fuerte es la penshydiente maacutes se puede reducir la seccioacuten de un canal para la misma descarga Conviene pues construiacuterlos con la mashyyor pendiente a fin de disminuiacuter los trabaj os de excavacioacuten Por otra parte hay que considerar que una pendiente fuershy
-- 1562 -shy
te disminuye por la raduccioacuten de seccJOn la superficie de contacto y por consiguiente la filtracioacuten Ademaacutes la veloshycidad del agua no debe pasar de determinados valores seguacuten el terreno pues produciriacutea erosiones en las paredes
Velocidades de las que no conviene exceder en los diferentes terrenos
Velocidad limite Pendlent
por segundo por kmt
Arcillas blandas 0152 mts 0045 mts
Arenas 0305 0136
Gravas 0609 0433
Guijarros 0914 0570
Piedras en grandes fragmentos 1220 1509
Guijarros aglomerados 1520 211 S
Rocas blandas 1830 2786
Rocas duras 3050 7342
Tambieacuten existe un liacutemite inferior de velocidad que no se debe traspasar pues se forman depoacutesitos que destruyen
los cauces Los depoacutesitos principian a formarse por debajo de una
velocidad media de 025 mts por segundo en corrientes de agua fangosa 030 cargada de
arena fina 050 mts por segundo en corrientes de agua cargada de
arena gruesa Por consiguiente la velocidad no bajaraacute de 050-080
mts en el canal principal a fin de que no se deposite la arena gruesa
No deberaacute ser inferior a 025- 040 mts en los canashyles de distribucioacuten para que en ellos se deposite la areshyna gruesa que si llegara a las atarieas de riego podriacutea ser perjudicial Como estos canales no se usan continuashymente seraacute faacutecil quitar los depoacutesitos asiacute formados
Canal de conduccioacuten- La pendiente de eacuteste depende
- 1563 shy
oel nivel de la presa de agua y de la altura de la parte maacutes alta que deba regarse
Generalmente su pendiente variacutea de 00007-00014 mts por m La velocidad no excede de 080 mts por segundo La seccioacuten es trapezoidal y debe ir disminuyendo a medishyda que el canal avanza como que tiene que servir a meshynor extensioacuten
Este canal debe estar dispuesto de tal forma que en su punto de unioacuten con el riacuteo quede su nivel maacutes baio que el quicio de la presa a fin de poder instalar un aparato de afor Siempre debe estar provisto de una compuerta de modo que sea faacutecil impedir o regular la entrada dol agua para poder efectuar reparaciones o prevenir una crecida de la corrien te alimentadora
A fin de evitar la erosioacuten conviene lapizar con ceacutesped las paredes laterales y el fondo
Atarieas de distribucioacuten- Deriacutevanse del canal de conshyduccioacuten y llevan el agua a las atarieas de riego Son casi horizontales con pendientes de 0001-0015 mts por m La velocidad del agua no debe ser inferior a 025-040 mts
Se ponen en comunicacioacuten con las atarieas de riego por medio de un tubo de aiiacuteareriacutea o de una caia rectangushylar de madera Esta abertura debe poderse cerrar con una compuerta
Atarieas de riego- E1 general deben ser tan poco proshyfundas como sea posible Con frecuencia se les da un pershyiexcljI rectangular En la unioacuten con las atcrieas de distribucioacuten pueden tener de 30- 35 clms de anche para lueacutego ir disshymi1uye1do
El fondo e3 generalmente horizontal y sus bordes esshytaacuten ligeramente inclinados seguacuten lo direccioacuten de la corrienshyte y se aproximan a medida quo se aleian de las atarieas de distribucioacuten
Atarieas de desaguumle--Las atarieas de desaguumle recogen las agu)s despueacutes de regar y la3 llevan a los canales de evacuacioacuten Son doblemente uacutetiles pues secan el suelo y
permiten volver a usar las aguas para el riego de nuevas extensiones
- 1564shy
Los bordes estaacuten cortados verticalmente Su anchura ordinariamente es de O l5- --030 mts
Canales de evacuacioacuten- El ca nal de evacuacioacuten recishybe el agua de los desaguumles y la conduce al riacuteo o a regar otras tierras Debe ocupa r lo parte maacutes baja del terreno Debe tener una seccioacuten suficiente para el agua que recibe Tiene forma trapezoida Sus paredes deben protegerse conshytra el desgaste por medio de ceacutesped
Caacutelculo de las dimensiones de los canales y de las atarjeas principales- Hemos dicho que la seccioacuten de los canales y atarjeas principales es trapezoidal La seCClOn de las secundarias es triangular o rectangular Generalmenshyte no S9 ca~culan Es necesario determinar lo maacutes exactashymente posible las dimen5iones de los canales y atorjeas principales Las foacutermulas emp16cdas dan resultados aproxishymados que la experiencia modifica A continuacioacuten damos las foacutermulas de Darcy perfecc ionadas por M Bazin
ConsideremQs la seccioacuten re presentada en la fig 13 Y llamemos
1 D F = longitud del fondo
h O E = la altura
S aacuterea de la seccioacuten
U velocidad mediacutea del agua velocidad media en la superficie X 080
Q = descarga
I = la pendi2nte
P periacutemetro moiado
R = radio medio
Estas cantidades estaacuten relacionadas de la siguiente mashynera
(1) R I = b U~ oacute U = C RT(2)
(3) Q = S U Oacute Q = S C rRI (4)
C = 1 b es un coeficiente que depende de la rugoshysidad de las paredes del canal M Bazin ha expresado su valor asiacute
1565 - shy
87
C = 1 Vb = - ---- + tiacute
VR ltiacute tiene los siguientes valores
Paredes muy lisas (cemento madera lisa) tiacute = 006 Paredes lisas (taba ladrillo) tiacute = 016
poco lisas de mamposteriacutea tiacute = 046 de naturaleza mixta Ciacute = 085
Canales de tierra en condicion3s ordinarias tiacute 130 Canales de tierra con resistencia excepcional tiacute = 175
Maacutes adelante daremos los valores del coeficiente C en funcioacuten del radio R y los valores del coeficiente o de la loacutermua (l) corre3pondientes a los valores dAl coeficiente
C = 1 vT-
Ganguillet y Kulter adoptan tambieacuten la foacutermula
u C RTpero daacutendole a C el siguiente valor
O 00155
23 + + n
C 000155
1+ 23 + --- n
( ) V R
El nuacutemero n variacutea con la naturaleza de las paredAS y tiene los siguientes valores
n ln Paredes muy uniformes ceuromento madera
cepillada 0010 100 Paredes linos piedra tallada ladriilos 0013 77 Paredes poso uniformes 0017 58 Paredes rugosas piedras en bruto 0020 50 Paredes de tierra 0025 40 Paredes de grava 0030 33 Paredes irregulares de grava y mal cuidadas 0035 29 Paredes muy irregulares 0040 35
- 1566 shy
Las dJmensiones de los canal83 deben 118nar otras conshydiciones que determinan las foacutermulas anteriores
En primer lugar la tangente trigonomeacutetrica m queda determinada por la naturaleza del terreno Luego si circunsshytancias especiales no exigen la adopcioacuten de una profundishydad conviene dadas 1 y m dar a la seccioacuten la forma que corresponda a la maacutexima descarga por unidad de aacuterea de ella Esta seraacute evidentemente la seccioacuten maacutes econoacuteshymica De la foacutermula (3) Q = S U deducimos que para una superliacutecie dada S la descarga Q es maacutexima con U POI
consiguiente para una pendiente dada y teniendo en cuen shyta la foacutermula (2) U = e VRT con R o tambieacuten pll8sto que R = S P cuando P es miacutenimo
D8 la Hg 14 deducimos que
(5) S h (1 + h m)
(6) P + 2 h m V1 + m~ (6) P = I + 2 hmv 1 + m~
S h ( I + hm) (7) R
P + 2 hm 1 + m~ y por caacutelculo deducimos que P es miacutenimo cuando
h + V I + m~ (8)
2 ro
En este caso los lados B D H F D F son tangentes a Jo circunferencia descrita desde O como centro y con h como radio
Si sustiacutetuIacutemos en (7) 1 por su valor sacado de (8) obshytendremos
2 m h h ( + hm)
+ VI + m (9) R +
2 mh 2h V 1 + m~
+ ml+vl+ m~
- 1567 shy
--- -
1+ iexcl-1 + rn~ ]iexcl 2 = X
rn 4
es decir el radio medio es igual a la mitad de lu profunshydidad del agua
La relacioacuten h 1 que determina la seccioacuten oacuteptima soacuteshylo depeeacutelde para S e 1 dados del valor m El valor de h 1 en (8) permite calcular faacutecilmente h y 1 conociendo S y m Reempazando 1 por su valor en funcioacuten de h en la ecuashyc ioacuten (5) 1endremos
(lO) S =
( h
2 m h
1 + 1 1 + m~ h+-111
)
h~ 2 l 1-+ m~ -----shy 1
m
mS lh
11 J J h = ( 2 V 1 + m - 1 )
Seguacuten esto S2 ve que cuanio maacutes se acerquen los taludes del canal a la vertical mayor es h y por consiguienshyte R Conviene adoptar para R el mayor valor posible pues asiacute no disminuye la anchura del canal de pendiente dada 1 y se aumenta la velocidad media d el agua que es proshyporcional a R
Cuando las circunstancias obligan la adopcioacuten de una profundidad determinada la ecuacioacuten S = h (l + h m) soacutelo contiene la incoacutegnita 1
Empleo de las foacutermulas uso de las tablas ejemplos middotnumeacutericos--Los problsmas que se presentan maacutes frecuenshytemente son
I- Conocida la seccioacuten transversal de un canal y su pendiente calcular su descarga
JI- Conocido el rendimiento del canal y su pendiente
- 1571 shy
calcular las dimensiones que debe tener su seccioacuten transshyversal y la velocidad media del agua
CASO iexcl- Se a plican las siguientes foacutermulas
h (1 + h m) (S) S = h (1 + h m) (7) R
1 + 2 h 1 + m~
m
y lueacutego
(2) U = C m 1)Y2 (1) Q _ S C (R 1) 1j~
La foacutermula (S) ncs do e l aacuterea la (1) el radio medio pues h I Y 111 SO1 conocidos Las foacutermulas (2 y 4) permiten ca lcular U y Q
EJEMPLO Calcular el rendimie llto de un canal de ti eshyITU sabiendo que 1 = lmts h = 121 1 = 00002 y la inclinacioacuten de los taludes es 45
La aplicacioacuten de las foacutermulas (5 y 7) nos da
S = 2867 mts~ y R = 060 mts
El valor de C seguacuten la tabla de Bazin es 325 y seguacuten la de Kutte r 35 Tomamos e l promedio de estos dos valoshyres o sea 3375
Aplicando las foacutermulas (4 y 2) obtendremos
Q = 098 mts y U 037 mts
CASO II- Si existen circunstancias que obliguen a adopshytar una profundidad determinada se aplicaraacuten las foacutermushylas de la seccioacuten maacutes ventajosa es decir las foacutermulas sishyguientes bull
Q~m S (9) h b U~ b - shy~ (1 + m~ )11 ) = 2 R (l) R I
12 - 1) S~
Se principiaraacute por adoptar para b un valor provisional y para escogerlo seguacuten el rendimiento se evaluaraacute el vashylor posible de R y por consiguiente el de C seguacuten la tashybla de Bazin La tabla de los valores de b daraacute un valor que se adoptaraacute provisionalmente Una vez hallado el vashy
- 1572 shy
lar da R se rectificaraacute e l de b Se volveraacute a calcular R y
se continuaraacuten estas aproximaciones hasta que se encuenshytren para C y b valores que no difieran sensiblemente de Jos anteriores La ecuacioacuten (1) contendraacute R elevada a la quinta potencia y deberaacute resolverse por logaritmos
EJEMPLO Un canal debe tener un rendimiento de 2 lIltS de agua por segundo con una pendiente de 00002 por mts Cuaacutel debe ser su perfil transversal en la tierra con taludes inclinados 45
Supongamos R = 1 mt entonces seguacuten la tabla d e Bozin C = 378 y seguacuten lo de Kutte r C = 40 Toma mos 81 pro lllcd io C = 389 Para b obtenemos 000066
In
Lu IOacuteI JI1 U 111 (0) du x
Pero s iendo m 1 sacamos
m 0547
y obte ndremos 4R~ S 4W
0547
Lo foacutermula (1) nos da
R X 00002 000066 4
S~
R S~ 132
y sustituyendo S po~ su valor
16 R
(0547F 132 R 075
Seguacuten las tablas de Bazin y Kutter los valores respecshytivos de C pondiente de b tend
son de b remos
348 es
y 00
37 Adoptamos 0077 Sustituyendo
359 este
el valor nuevo
corresshyvalor
- shy 1573 shy
4 4 R~ 0547 S TI X 00002 000077 (
s~
R = 075
Lo vola re s d~ e y de b no difieren sonsibloTrl ento de los que acabamos de adoptar Tomaremos pues para TI el va le r 076 mis entoncos h = 152
4 (076 )~
S 442 Jll l s ~
0547
Q 2
u 047 mts S 422
La foacutermula (8) permite dete rmina r l
2 m h 2 X 152 126 y e l problema
1 + ( + m~)Y2 1 + (2)1
queda resuelto Pero puede ocurrir que por circunstancias especiales no
se pueda adoptar el perfil maacutes econoacutemico Entonces se coshynoc 3 la profundidad h o la anchura 1 por lo tanto
S = h (1 + h m)
Q2
R 1 b --- en que R estaacute expresado en funcioacuten S2
de h y de I y permitiraacute hallar por tanteo h o I y S Supongamos que por causa de la existencia de un submiddot
suelo rocoso la profundidad del canal no debe exceder de un mI y que la descmga sea de 2 mts pOI segundo y la pendiente 00002
Procederemos asiacute
Puesto que h 9S a lo sumo igual Q 1 mI el radio meshydio puede evaluarse en 050 mts Las tablas dan para e 306 y 34 adoptamos 32 y entonces b = 000098
1574
Q2
De la ecuacioacuten R I b --- deducimos S2
000098 X 4 S~ 392 S 625
050 X 00002
La foacutermula S = h (l + h m) da 525
La foacutermula (6) nos da P = 807
s 625 R 077 mts
P 807
Se partiraacute de este nuevo valor de R para repetir los caacutelculos
Las tablas dan para R = 077 mts C = 35 y 37 Adoptamos C = 36 entonces b = 000077
Tenemos
000077 X 4 S 40 S 632 1 532
077 X 00002
P 814 Y R = 077
Adoptaremos para el perfil de este canal de 2 mts de descarga por segundo
1 = 532 h = 1 mI R = 077
La velocidad media del agua seraacute
u = Q S = 2 632 = 031 mts
CAPITULO VII
Sistemas de rieqo
Hay muchos procedimientos de riego seguacuten la naturashyleza del terreno su pendiente los cultivos o la cantidad de agua de que se dispone
- 1575 shy
A continuacioacuten describiremos los siguientes sistemas Por sumersioacuten por filtracioacuten por desbordamiento
El riego por sumersioacuten se dIvide en tres meacutetodos el ri ego por filtracioacuten en dos y el por desbordamiento tambieacuten en dos De todos eros hablaremos separadamente
Riego por sumersioacuten
El sistema d3 riego por sumersioacuten llamado tambieacuten en manta consiste en cubrir el suelo con una capa de agua que permanece sobre eacutel un tiempo maacutes o menos largo
Generalmente requiere que el terreno sea sensiblemenshyte horizontal de pendiente suave 2 0 00 a lo sumo y que no sea impermeable La superficie regable se rodea de peshyquentildeos diques Si la pendiente fuese fuerte habriacutean de ser a l tos y emplear maacutes agua con lo que se perderiacutea la prinshycipal ventaja de este sistema que es su sencillez y ecoshyncmiacutea
Este procedimiento es uno de los mejores para el rieshygo de praderas cuya pendiente sea de 1-15 mmts por metro Comprende tres meacutetodos distintos
IO-La sumersioacuten naturcl que resulta del desbordashymiento espontaacuteneo de una corriente de agua o de la inunshydacioacuten artificial proveniente del levantamiento de las aguas
29- La sumersioacuten artificial 5encilla en que las aguas permanecen estanadas mientras dura el riego
3y- La sumersioacutell atificial con cJrculacioacuten continuiexcl en que el agua ircula suavemente por la superficie del terreno sumergido
Cuando se riaga con aguas que acarrean limos y areshynas estos materiales generalmente corgados de materias fertili~antes se depositan sobre el suelo Entonces el riego por sumersioacuten va acompantildeado del erdorquinamiento
Sumersioacuten natural- Muchos terrenos estaacuten expuestos a las crecidas de las corrientes de agua que los atraviesan Esta sumersioacuten natural es fuente de grandes riquezas Tashyles s)n Egipto y las pompos de la imeacuterica del Sur En Francia grandes extensiones de ter reno deben su fertilidad a riegos perioacutedicos de esto naturaleza
Las condiciones esenciales de estos sumersiones natushy
1576 shy
rales son pendientes longitudinales muy suaves (040- 045
mts por kmt como promedio) y pendientes transversales
bastante aceurontuadus para que las aguas de las crecidas
vuelvan faacutecilmente a su cauce primitivo
Sumersioacuten artificial sencilla- Exige un suelo de poca
pendiente que no exceda de 2 0 00 a menos de restringir
mucho ia extensioacuten dE las parcelas sumergidas
Si la pendiente fuese fuerte no se depositariacutean los seshy
dimentos perdiendo asiacute este meacutetodo su principal ventaja
Ademaacutes se correriacutea el riesgo de que las aguas arrastraran
la tierra vegetal Finalmente seriacutea necesario que las cuenshycas sumergidas estuvieran rodeadas de diques muy altos
lo que hariacutea perder las ventajas econoacutemicas de este sisshy
tema
Consiste en sumergir el suelo bajo una capa de detershy
minado espesor durante un periacuteodo de tiempo variable
El terreno se divide en compartimientos regulares roshy
deados dE pequentildeos diques que retienen el agua
Generalmente las aguas despueacutes de regar un comparshy
timiento superior pasan a regar uno inferior
Los compartimientos tienen extensioacuten variable En geneshy
ral no exceden de 10-30 aacutereas Se les puede dar una anshychura de 50 mts y una longitud variable seguacuten la pendienshy
te del terreno Los diques que los rodean exceden en todas
partes a 25 ctms al nivel del agua
La altura media del agua sobre la superficie del sueshy
lo es de 15 ctms En el punto maacutes alto del nivel del agua
25 ctms
En el centro de cada compartimiento y en sentido de su longitud se abre una atarjea g (lig 15) que sirve a la
vez de conduccioacuten y desecamiento
A este objeto puede ir acompantildeado de pequentildeas a tarshy
jeas h En el origen y en la extremidad de cada compartishy
miento la atarjea g lleva una en trada de madera con comshy
puerta para retener el agua o dejarla pasar
La atarjea g debe tener una pendiente aproximada de
0001 mts mL La anchura en el fondo y su profundidad
dependen de la superficie del compartimiento y de la cantishydad de agua que conduciraacute
--1577-shy
La fig 15 denota la subdivisioacuten del terreno en cuatro recipientes que forman otros tantos saetines cuya longitud depende de la pendiente del terreno
Es preciso que el nivel del agua en el segundo comparshytimiento sea inferigtr de 1- 2 ctms al fondo de la atariea g del primero Asiacute se logra que el agua pase del primero al SEgundo compartimiento
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Hiego por ~lIhm(~r~ ioacuten Planta ltle unn in~tala(- i(ln de cuatro C(Jlllparlimi-(-middotnto~
Ventajas e inconvenientes de este sistema- Permite reshygar superficies de poca pendiente con ca1tidades de agua demasiado pequentildeas para utiliza ras de otro modo Transshyforma en tierras feacutertiles suelos mediocres siempre que no sean impermeables y que las aguas contengan limos carshygados de principios nutritivos Su instalacioacuten y vigilancia son sencillas y baratas
En suelos impermeables da malos resultados Rara vez se puede aplicar en el momento de la vegetacioacuten y mientras dura impide la aireacioacuten del suelo
- - 1578 - shy
El riego por sumersioacuten se emplea principalmpnte en el cultivo del arroz
Riego de los arrozales- EI arrozal ha de estar compleshytamente cubierto por el agua pero sin quedar estancada sino circulando con muy poca velocidad Sin agua no gershyminariacutea la semilla y en cambio si quedara estancada enshyfermaria 0 planta y podriacutea ser causa de una epidemia pashyluacutedica en la regioacuten
El terreno destinado al cultivo del arroz ha de ser enshyteramente llano y con la pendiente necesaria para la lenshyta circulacioacuten del agua El campo se divide en parcelas delimitadas por pequentildeos diques de tierra
Unas como B (Fig 16) estaacuten trazadas longitudinalmenshyte en el sentido de las labores y del movimiento del agua al paso que otras la sentildealadas con la letra e van en dishyreccioacuten perpendicular a las primeras
Una vez construIacutedos los diques se da el agua a las parce las D y J de modo que la capa liacutequida tenga unos 12 ctms de espesor Hecho 6stO se practican en el dique inmediatamente infel ior unas abe rturas E de 20- 30 ctms
de ancho por donde flushyye el agua a las parceshylas inferiores Asiacute se conshytinuacutea hasta regar todo el arrozal El agua se reshycoge en la atariea d e desaguumle A
El consumo de a g ua se calcula en 24 Its por segundo y por hec taacuterea
Sumersioacuten artificial con derrame continuo--Cuanshydo se dispone de gran can tidad de agua la cirshyculacioacuten puede ser conshytinua sin alterar las disshyposiciones precedentegt
El agua de riego desshypueacutes de alcanzar el nishy
ni~po s i c i(lfl dI un arrozal divirl gtln ( 1
lahla~ n -lIadriluacutel erus L ri ego
- - 1579-shy
vel normal en el compartimiento regado pasa lentamente al inferior y se reemplaza con nueva agua Este procedishymiento priva menos del aire a las plantas que e l estallCU miento permanente
El movimiento d8 las aguas se regula dE-~ tal manera que la can tidad siexclJida por la parte inferior sea igual a Jo que Gntra por la superior De 83t8 modo se llega raacutepidashymente a resultados excelentes
Conviene enviar agua nueva o los compartimientos inshyferiores disponiendo alrededor del cqmpo un canal de cirshycunvalacioacuten El agua debe vaciar por encima de las comshypuertas a fin ds qU8 no arrastre los sedimentos En general los compartimientos tienen dimensiones mayores que los de sumersioacuten sencilla Si la pendiente es muy fuerte conviene disponer oblicuamente diques interiores que impidan la erosioacuten del suelo Los diques que bordean las parcelas tieshynen aproximadaments 150 mts de ancho en la corona y un nivel de 30- 40 ctms sobre el de las aguas
Rieqo por filtracioacuten
Este sistema comprende dos subdivisiones
19 Por filtracioacuten del aqua en el suelo por atarieas proshyfundas- Es un procsdimiento muy imperfecto desde el punshyto de vista d3 los resultados pero muy sencillo y econoacuteshymico Em p lea las zanjas excavadas en los terrenos para sanearlos
Esencialmente consiste en cerrar las compuertas que regulan los diferentes canales de desecamiento El agua de lluvia etc fluye asiacute poco a poco pgtr estos canales y si el suelo es permeable lo humedece al atravesar las pareshydes laterales de e llos pudiendo llegar por capilaridad hasshyta las raiacuteces
Este procedimiento soacutelo es practicable cuando el terreshyno es bastante permeable y de poca pendiente En suelos poco permeabls los resulta dos no son satisfactorios el agua fluye bien por los cana ~ es pero no logra humedecer la tierra
La lig 17 muestra la disposicioacuten de los canales a a b b y Ja de la compuerta d que cuando estaacute cerrada deshy
- 1580
termina el retroceso del agua que se va elevando en los canales y penetra en el suelo Abriendo jo compuerta se inicia la salida del agua y consecuentemente el desecashymien~o del terreno
A~~J~~Mitrbt~Ir~~M~~1 B
F~( 11 J)i sposieiHl para htlnHd e(~e r IIn 1IITfJ1U drenadu al ail
J i~ Hi middotiexclo po fiJI radmiddotn
29 Filtracioacuten del agua por atarieas abiertas superficiales - middot-Este meacutetodo se aplica sobre todo a Jos tierras labradas y
entre otros a 103 cultivos hortiacutec81as Difiere esencialmente del anterior en que las atarieas estaacuten mucho maacutes proacutexishymas en que son superficiales y el agua penetra en el sueshylo y en el subsuelo p8r las paredes y por el fondo
El agua circula por atarieas paralelas que limitan las parcelas de los cultives No debe tocar ni las hoias ni los tedios Por esta razoacuten se emplea e l agua de cloacas para los cultivos hortelanos Como no se ponen en contacto con as hoias ni con los tallos no pueden contaminar esta parshyte comestible de los vegatales Sin embargo uacuteltimamente se ha dicho que las aguas de cloacas contaminan las parshytes aeacutereas de las hortalizas con geacutermenes nocivos y se ha prohibido su empleo para el cultivo de las hortalizas que se toman sin coccioacuten
Este meacutetodo es tanto maacutes eficaz cuanto maacutes proacuteximas
1581 shy
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ni ego por 5-lIrc()~ Di ~pn ~ iciiexclm de la~ atalj pa~
esteacuten las zanias que se trazan con el arado y estaacuten seshy
paradas unos 060- 080 mts La lig 18 indico la disposicioacuten del suelo La liacutenea a b
representa el canal de conduccioacuten a c el canal de riego del campo d designan los surcos que no terminan en el canal a c La limpieza que necesita el funcionamiento del sistema deteriora pronto este canal Debe construiacuterse una atari ea auxiliar e f comunicada con el canal a c por meshy
_-1582 - shy
dio de pequentildeos cortes g Este canal auxiliar se abre con el arado y se termina cuidadosamente con la pala Es anshycho y tiene una profundidad de unos la ctms
Riego por desbordamiento
Puede efectuarse de las maneras siguientes con reshygueras de nivel y planos inclinados que describiremos sucesivamente
A shy Por regueras de nivel Fundamentoshy EI terreno a regar estaacute surcado por regueras horizontales de desbordashymiento en que el agua rebosa el borde inferior y se exshytiende en forma de laacutemina continua
Pendiente del terrenoshy No debe ser excesivamente peshyquentildea pues entonces la circulacioacuten de la laacutemina de agua se efectuariacutea defectuosamente se admite como necesaria una pendiente de 3 Si 0 pendiente fuere excesiva en vez de una laacutemina continua se formariacutea una serie de arroshyyos que socavariacutean el terreno este peligro debe evitarse haciendo las regueras suficientemente proacuteximas
Descripcioacuten y funcionatnientoshy Las regueras de reparshyticioacuten se trazan en la direccioacuten aproximada de las liacuteneas de maacutexima pendiente fig 19 Si se interrumpe una regueshyra de distribucioacuten remansando el agua eacutesta entraraacute en la reguera de nivel inmediata anterior la cual se llenaraacute y desbordaraacute invadiendo el terreno el exceso se recogeraacute en el colector inmediato inferior el cual lo transportaraacute al canal de desaguumle
b middotmiddot l~vcro diexclhi Clon
rig 9
Alimentacioacuten de regueras sucesivas por una misma tomashy En vez de recoger las aguas sobrantes de una reshyguera directamente en un colector se recogen en otra reshyguera la cual una vez desbordada las deja pasar a otra y asiacute a varias no pasando de 4 oacute 5 seguacuten el caudal de
-1583 -
agua de que se disponga Parece que asiacute pudiera hacerse extensivo a todo el campo con una sola toma superior en la reguera de reparticioacuten pero no debe olvidarse que el agua que llegase a las regueras inferiores estariacutea escasa en oxiacutegeno y principios fertilizantes Esta es la razoacuten de las tomas sucesivas
Perfil longitudinal de las reguerasshy En la praacutectica no
iexcliexcl~f o UI a
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I D--1 t~uHO c o tor
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Uig 19) Riego por curvas de nivel
debe d6rseles una pendiente superior al 0003 intercalando cascadas si fuere preciso esto se refiere a las regueras de reparticioacuten Las regueras de distribucioacuten deben ser perfecshytamente horizontales
Seccioacuten transversal de las reguerasshy Las regueras de nivel deben ser poco proundas a fin de disminuiacuter la preshysioacuten del agua y por tanto su infiltracioacuten Es aconsejable
- 1584 -
UllO anchura de 20 ctms con una profundidad no mayor
de S clms Las acequias y regueras d e reparticioacuten se calcushy
bn seguacuten las foacutermulas hidraacuteulicas
B shy Por planos inclinadosshy Son tales les ven tajas del
riego por regueras de n ivel que se procura em plear un
sistema anaacutelogo aunque el terreno no tengo lo pendiente
necesaria
Principio--Si lo pendiente es inferior al 003 se terramiddot
1 I
Cor~e por A B F iJ20
I I
I
J
Ri eacuteo t por p la n o~ in(linado pUl dobl e ari5la
plena formando un escolonado d e planos inclinados que
permito el riego por reguera~ de nivel
Descripcioacutenshy la reguera de reparticioacuten se coloca a una
altura conveniente para que el agua pueda en trar a las
regueras de nivel practicadas en la parte superior de los
planos en forma que llena de agua se vierta por ellos
recogiendo el exceso en colectores lig 20 El agua sobranshy
te puede ser muy abundante en tal caso el colector al ishy
- 185 shy
menta a su vez o tra serie de planos actuando a mane ra de reguera de reparticioacuten
Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
Planos inclinados naturales- Supongamos fig 21 un terreno de pequentildea pendiente S8 construye en terrapleacuten una reguera de d istribucioacuten con los produc tos de la excavacioacuten del colector inmediato E primer antildeo el riego seraacute defectuoshyso pero en los antildeos sucesivos mejoraraacuten los terraplenes y planos incl inados merced a la aportacioacuten del limo por las mismas aguas
0(oacute v lt
o
ltiexcl - =-=~ ~ ~ ~-= -=--=--=-shy~ ~ Fig21
Planos inclinados artificiales-Consisten en cons truiacuterlos directamen te con tierra sacada del terreno m ismo lo cual exige terraplenes y movimientos importantes de tierra (fig 22)
TfrImiddotO)COfi
~S~iacutelllflmiddot ~~f~~
Tts 22
Datos para la formacioacuten de un proyecto de riego por planos inclinados- Se atenderaacute en primer lugar a que las acequias y regueras de reparticioacuten sean capaces de sumishynistrar el agua necesaria y los colectores de desaguar los sobran tes Las regueras de distribucioacuten seguiraacuten sensibleshymente las curvas de nivel a fin de q ue los planos incl inashydos conserven una longitud constante y que las regueras de dis tribucioacuten sigan la direccioacuten de la pendiente del terreshyno La anchura de Jos escalones no seraacute excesiva a fin de evitar los grandes movimientos de tierra En general tienen 4 oacute 5 mts y si el terreno tiene fuerte pendiente lleshygan a tener 10 Oacute 12 mts La pendiente de los planos inclishynados seraacute de 003 como miacutenimum
Las figuras 10 y 11 representan la compuerta rectangushylar y la de Cippolstt i respectivamente
CAPITULO V
Uso de bombas para el riego
La praacutectico de elevar agua de un nivel inferior a otro superior para usarlo en el riego es sin duda tan antigua
1553 shy
como el riego mIsmo En China India y otros paiacuteses orienmiddot tales todaviacutea se acostumbra regar tiel ras maacutes ollas que los canales que conducen el agua elevaacutendola con potencio
bullhumana c animal unos pocos pies Naturalmenta que e~to
se puede efectuar soacuteo cuando la altura es moderada y el trabajo muy barato
Molinos de vienlo- La fuerza del vienio se empleoacute prishymitivamente para las necesidades del riego y auacuten hoy se usa frecwmtemente para elevar aguo de pozos para 103
necesidades domeacutesticas y para el riego de jardines y peshyquentildeos huertos Aunque la fuerza no represente gasto alshyguno el bombeo por medio de molinos de viento resulta en promedio maacutes costoso que cualquier otro meacutetodo excepshytuando aquellos que usan fuerza animal Esto se debe a la pequentildea potencia desarrol ~ada por estos aparatos la inshyconstancio del vie~to y la gran atencioacuten y reparacioacuten que exigen los molinos de viento Por estas razones el costo del bombeo por este sistema hace prohibitivo su empleo exshycepto para cultivos intensos de pequentildeos tarrenos donde se esperan grandes beneficios
Los molinos de viento se usan extensamente en el vashylle de San Joaquiacuten (California) y en los grandes llanos de las Montantildeas Rocosas para obtener agua para el riego El principal inconveniente de estos molinos es su insegushyridad pues su funcionamiento depende completamente de la fuerza del viento
A causa de esta inseguridad los molinos nunca deben usarse para regar sin proveerse de un estanque ampliO pashyra almacenar el agua Debe instalarse un recipiente de gran capacidad a fin de poder almacenar el agua durante los diacuteas que no se la usa para regar Este recipiente se puede obtener usando uno de los tanques elevados que suminisshytran los constructores de molinos de viento o si el molino se puede instalar en un punto alto de la hacienda se pueshyde excavar un estanque paro el almacenamiento
En promedio se necesita una velocidad del viento 5- 6 millas por hora para mover un molino La tabla siguiente da la fuerza del viento para las velocidades ordinarias
-1554
Velocidad del viento y potencia
Millas por Pie por Presioacuten Millas por Pies por Presioacuten
La tabla siguiente tomada de un trabajo de Mr A R Wolff sobre molinos de viento muestra la capacidad y
economiacutea de un molino experimental con rueda de distinshyto diaacutemetro asumiendo una velocidad promedio del vienshyto de 10 millas por hora durante ocho diarias
CAPACIDAD DE LOS MOLINOS DE VIENTO
Tamantildeo Rtvoluclunes Galones de agua levantados por minuto H P de la rueda de la rueda bull una altura de desarrollados
pie
25 50 75 100 150 200
ID no-u lB fjfj tiu 41 1112 l~ ij-HO t3 n u 11 8 8 1 O ~ I H iexclO-i 4bull 1 ~~ 6 ) -I ~ 1U 1 S -l 02- Hi ~I-iexclO ji -U JI (iexcl 1liacute JI 1 98 SO 0 11 18 10- (- 911 j2 2middot1-1 J1 J ) D I ~n 1 bull -40 1lfI UI 1 IO X l J ~ JI l I I O1X 2J W-li ~ 124 J01 0 111) 40 1 Hi3 ~H1 134
- 1555 shy
Al disentildear un molino de viento para bombear agua deben considerarse dos cosas El momento de torsioacuten y la velocidad de la rueda en relacioacuten con la de la bomba La primera debe ser lo maacutes gronde posible a fin de que el molino arranque con un viento suave la segunda no debe ser muy alta para las bombas en un molino pequentildeo ni demasiado baja para uno grande De lo anterior deducimos que el tamantildeo de un molino es un elemento importante en el arreglo de sus aspas
El aacutengulo entre cualquier porcioacuten de una aspa y el plano de la rueda se denomina aacutengulo del viento para obtener el mayor momento de torsioacuten al arranque este aacutenshygulo debe ser el complemento de los mejores aacutengulos de incidencia o entre 70deg- 55 Se ha Encontrado en la praacutecshytica que el aacutengulo del viento no alcanza estos valores sienshydo muy recomendable usar 43deg La tabla siguiente da los resultados de los experimentos de J A Griffith con cinco clases de molinos norteamericanos
CAPACIDAD Y EFICIENCIA
STOVER
Diaacutemetro exterior de la rueda pies 115 inferior 45
Area bruta de la rueda pies cuadrados 1040 Angulo del viento en la extremidad exterior de las aspas 43 Diaacutemetro y carrera de la bomba pulgadas 3 X 4 Altura promedio del agua durante el ensayo pies 292
A maacutexima eficiencia
Ve locidad del viento millas por hora 58 Velocidad del molino revoluciones por minuto 130 H P 0011 H P por 100 pies cuadrados de aacuterea bruta 0011 Eficiencia neta maacutexima tanto por ciento 87
-- J556 --shy
Promedio de 100 horas localidad bonancible
Promedio del agua elevada galones por hora 1530 Promedio de los H P desarrollados por l 00 pies~ 0022
0023 Eficiencia neta maacutexima 21
Promedio de 100 horas localidad borrascosa
Promedio del agua elevada galones por hora 2870 Promedio de los H P desarrollados por 100 pies~ 0041
0043 Eficiencia neta maacutexima 028
De varios molinos
Parkins ~fthoue Allhouse Carlyle
16 1416 1016 983 60 45 383 416
2010 1570 81 800 36 30 5028u
3 X lOyiexcl 3 X 10 3 X 4 58 3 X 4 liquest 39 663 387 307
---shyMaacutequinas de combustioacuten interna- Las maacutequinas moshy
de rnas de combuslioacuten interna de gas y vapor no soacutelo con-sum e 1 pJCo combustible sino que son adaptabI8s unishydades pequentildeas ademaacutes req u ieren poca vigilancia para un buen manejo y las reparaciones se efectuacutean faacutecilmenshyte Estas ve1 tajas importantes hcn heclo generalizar el uso de esta clase de maacutequinas
Maacutequinas de vapor- A lgunas de la s maacutes grandes planshytas d2 bombas para riego usan el vapor como fuerza moshyIriz En las islas Hawai se emplean grandes bombas moshyvida s por vapor para e levar agua a 550 pies y regar cantildea de azuacutear Grandes plantas a vapor se emplean para eleshyvar grandes can tidades de agua a pequentildeas alturas y reshygar las plan taciones de arroz en Louisiana (EE UU ) Las grandes plantas usan la maacutequina reciacuteproca y la bomba directamente conectada En algunos casos se puede obteshyner mayoiexcl- eficiencia usando turbinas de vapor las que por su alta velocidad S9 prestan para mover generadores eleacutecshytricos los cuales a su vez pueden suplir corriente a bombas instaladas en dist intos pun tos Es te meacutetodo de distribucioacuten es especia lmen te venta joso cuando el agua se obtiene de muchos pozos El costo de esta clase de plantas estaacute geneshyralmente fuera del alcance individual y por esto la mayoshyriacutea de ellas son manejadas por grandes compantildeiacuteas o por Jos municipalidades
Bombas- La bomba centriacutefuga es la maacutes usada para regar
La bomba centriacutefuga eleva el agua por medio de un disco provisto de cuchillas curvas que giran raacutepidamente dentro de una caacutemara que se ajusta lo maacutes posible dejanshydo el juego necesario para el movimiento raacutepido Las cushychillas fuerzan el agua a traveacutes del tubo de salida Algunas veces se sumergen dentro del agua que va a bombearse
-- 1558-shy
o se colocan unos pocos p ies encima del n ivel del agu a
en cuy o caso se necesita cebarlas
La bomba centriacute fuga es la maacutes recomendable cuando
se tr Ita de elevar grandes cantidades de agua a pequentildeas
a lturas Sus principales ven tajas son sencillez seguridad
bajo cos to y poca probabilidad de dantildeo por c ieno etc
Cuando hcm sido biEn d isentildeadas acanzan eficiencias de
maacutes de 80 para altu ras de 30- 60 pies Las peacuterdidas a
la entrada del tubo de succioacuten yola sal ida del de desshy
carga se d isminuyen grandemente ensanchaacutendolos progreshy
sivamente al salir de la bomba
El profesor W B Gregory da la siguiente tabla para
ilustrar la ventaja qu e se obtiene al ensanchar los tubos
de succioacuten y descarga
BOMBA CENTRIFUGA - ALTURA DE ELEVACION 5 PIES
Peacuterdida de Peacuterdid a de Pda por fr ic-Forma del tubo altura a la altura bull la cioacute usando Altura Bnfic~
a 3 028 031 024 583 240 291 a 4 009 0 10 02 4 543 280 340
----shyAriete hidraacuteulico- Es ta maacutequina usa un gran v o lumen
de agua que cae de una pequentildea altura para elevar una
cantidad menor de agua a una altura mayor
En este aparato un tubo A conduce el agua a la caja
de la vaacutelvu la B ~ l tubo estaacute en comun icacioacuten con la caacuteshy
mara de a ire C de la cual arra nra e l tubo de descarga D
La vaacutelvula B s(~ abi e hacia abajo y se hace de un peso
tal que permanezca abierta cuando el agua circule a veshy
locidad moderada pero se c ierre raacutepidamente cuando la
velocidad del agua a lcance un valor determinado Cuando
la vaacute~vula se cierra el agu a se detiene suacutebitamente proshy
duciendo un golpe de ariete que abre la vaacutelvula de la caacuteshy
mara de aire comprimiendo eacuteste y haciendo pasar una
parte d e eacutel al tubo de descarga Cuando se iguala la preshy
-- 1)59-shy
sioacuten la vaacutelvula de la caacutemara de aire se cierra pero el flujo en el tubo D continuacutea durante un periacuteodo corto a caushysa de la expansioacuten del aire comprimido en la caacutemara C Como el aire de esta caacutemara es absorbido gradualmente y expulsado por el agua debe proveerse para su renuevo pues de otra manera la elici-encia del ariete disminuiriacutea Cuando el agua en el tubo A estaacute detenida la vaacutelvula B cae el agua empieza a moverse y el proceso se repite
El flujo de un ariete hidraacuteulico es pues una serie de pulsaciones y a cada impuso debe vampncerse la inercia de la columna de agua que se encuentra en el tubo D Si dos arietes se conectan en el mismo tubo de descarga pero de tal manera que sus pulsaciores no coincidan la descarga seraacute maacutes continua y se economizaraacute energiacutea estas ventashyjas se obtienen en mayor escala al aumentar el nuacutemero de arietes conectados Veacutease fig 12
i)
rs 2 l iacute
llUSlraciuacuten dd prin cipill dd ik hiJraacuteulicu
CAPITULO VI
Canales y alarieas de riego
Cualquiera que sea el meacutetodo de riego que se haya esshycogido su praacutectica requiere cierto nuacutemero de canales y atarieas Vamos a definir estos canales y atarjeas y a inshydicar las principales consideraciones que rigen su consshytruccioacuten
Todo riego supone una presa de agua en un canal riacuteo etc Esta agua por medio de un canal de derivacioacuten se
--1560shy- -
lleva a los regadiacuteos De cua lquier forma que sea en eacutel o en sus ra mificac iones na cen y se alimen ton zan jas de meshynores dimensiones llamadas atarjeas de distribucioacuten las cuales llevan el agua a las atarieas de riego
Como todo riego debe ir acompantildeado de una desecashycioacuten del suelo es necesario construIacuter atarjeas de desaguumle que lleven el agua usada a los canales de evacuacioacuten En ciertos casos las atarjeas de riego una vez vaciacutea s sirshyven para el desaguumle
Seccioacuten de los canales y de las atarieas- Los canale s de a limentacioacuten de distribucioacuten y de evacuacioacuten tienen seccioacuten trapezoidal (Fig 13) Las otarjeas de riego y de desshyaguumle son rectangulares (Fig 14) Soacutelo miden 5-15 ctms de profundidad
Un canal de riego se com pone de las siguientes parshytes (ver lig 13)
El fondo D F sobre e l cual fl uye e l agua
-1561
La altura O E = h del egua Las banquetas A B H 1 que sostienen el agua por cashy
da lado Los taludes formados por las caras laterales B D F H El periacutemetro mojado P o la lopgitud e D + D F + F G La seccioacuten uacutetil S del canal eo la superficie que tiene
por base G C y D F y por a~ tura O E El radio medkl R es igual a S P La pendiente de Jos taludes m se determina por la
relacioacuten G Kj F K
Pendiente de los taludes de los canales y de las aacutetarshyjeas principales- Las pendientes de los taludes dependen de la natura leza del terreno Hus ta 15 ctms de profundidad son verticales Pasando de esta profundidad y para atarjeas abiertas en desfonde se dan las siguientes pendien tes
Roca m l O Arcilla pura m 1 033 = 303 Tierra arcillosa m 1 05 200 Tierra arenosa m 1 15 = 066
Para Jos taluds de fosos cmstruiacutedos en terrapleacuten
Arcilla pura m 1 05 = 200 Tierra arcillosa m 1 075 = 133 Tierra arenosa m 1 225 = 044
Para el mismo terreno si m es la inclinacioacuten del tashylud en desfonde 10 inclinacioacuten m del talud de terrapleacuten es igual a
2 3 m 1 1
- +shym 2m
Pendiente de los canales--Cuanto maacutes fuerte es la penshydiente maacutes se puede reducir la seccioacuten de un canal para la misma descarga Conviene pues construiacuterlos con la mashyyor pendiente a fin de disminuiacuter los trabaj os de excavacioacuten Por otra parte hay que considerar que una pendiente fuershy
-- 1562 -shy
te disminuye por la raduccioacuten de seccJOn la superficie de contacto y por consiguiente la filtracioacuten Ademaacutes la veloshycidad del agua no debe pasar de determinados valores seguacuten el terreno pues produciriacutea erosiones en las paredes
Velocidades de las que no conviene exceder en los diferentes terrenos
Velocidad limite Pendlent
por segundo por kmt
Arcillas blandas 0152 mts 0045 mts
Arenas 0305 0136
Gravas 0609 0433
Guijarros 0914 0570
Piedras en grandes fragmentos 1220 1509
Guijarros aglomerados 1520 211 S
Rocas blandas 1830 2786
Rocas duras 3050 7342
Tambieacuten existe un liacutemite inferior de velocidad que no se debe traspasar pues se forman depoacutesitos que destruyen
los cauces Los depoacutesitos principian a formarse por debajo de una
velocidad media de 025 mts por segundo en corrientes de agua fangosa 030 cargada de
arena fina 050 mts por segundo en corrientes de agua cargada de
arena gruesa Por consiguiente la velocidad no bajaraacute de 050-080
mts en el canal principal a fin de que no se deposite la arena gruesa
No deberaacute ser inferior a 025- 040 mts en los canashyles de distribucioacuten para que en ellos se deposite la areshyna gruesa que si llegara a las atarieas de riego podriacutea ser perjudicial Como estos canales no se usan continuashymente seraacute faacutecil quitar los depoacutesitos asiacute formados
Canal de conduccioacuten- La pendiente de eacuteste depende
- 1563 shy
oel nivel de la presa de agua y de la altura de la parte maacutes alta que deba regarse
Generalmente su pendiente variacutea de 00007-00014 mts por m La velocidad no excede de 080 mts por segundo La seccioacuten es trapezoidal y debe ir disminuyendo a medishyda que el canal avanza como que tiene que servir a meshynor extensioacuten
Este canal debe estar dispuesto de tal forma que en su punto de unioacuten con el riacuteo quede su nivel maacutes baio que el quicio de la presa a fin de poder instalar un aparato de afor Siempre debe estar provisto de una compuerta de modo que sea faacutecil impedir o regular la entrada dol agua para poder efectuar reparaciones o prevenir una crecida de la corrien te alimentadora
A fin de evitar la erosioacuten conviene lapizar con ceacutesped las paredes laterales y el fondo
Atarieas de distribucioacuten- Deriacutevanse del canal de conshyduccioacuten y llevan el agua a las atarieas de riego Son casi horizontales con pendientes de 0001-0015 mts por m La velocidad del agua no debe ser inferior a 025-040 mts
Se ponen en comunicacioacuten con las atarieas de riego por medio de un tubo de aiiacuteareriacutea o de una caia rectangushylar de madera Esta abertura debe poderse cerrar con una compuerta
Atarieas de riego- E1 general deben ser tan poco proshyfundas como sea posible Con frecuencia se les da un pershyiexcljI rectangular En la unioacuten con las atcrieas de distribucioacuten pueden tener de 30- 35 clms de anche para lueacutego ir disshymi1uye1do
El fondo e3 generalmente horizontal y sus bordes esshytaacuten ligeramente inclinados seguacuten lo direccioacuten de la corrienshyte y se aproximan a medida quo se aleian de las atarieas de distribucioacuten
Atarieas de desaguumle--Las atarieas de desaguumle recogen las agu)s despueacutes de regar y la3 llevan a los canales de evacuacioacuten Son doblemente uacutetiles pues secan el suelo y
permiten volver a usar las aguas para el riego de nuevas extensiones
- 1564shy
Los bordes estaacuten cortados verticalmente Su anchura ordinariamente es de O l5- --030 mts
Canales de evacuacioacuten- El ca nal de evacuacioacuten recishybe el agua de los desaguumles y la conduce al riacuteo o a regar otras tierras Debe ocupa r lo parte maacutes baja del terreno Debe tener una seccioacuten suficiente para el agua que recibe Tiene forma trapezoida Sus paredes deben protegerse conshytra el desgaste por medio de ceacutesped
Caacutelculo de las dimensiones de los canales y de las atarjeas principales- Hemos dicho que la seccioacuten de los canales y atarjeas principales es trapezoidal La seCClOn de las secundarias es triangular o rectangular Generalmenshyte no S9 ca~culan Es necesario determinar lo maacutes exactashymente posible las dimen5iones de los canales y atorjeas principales Las foacutermulas emp16cdas dan resultados aproxishymados que la experiencia modifica A continuacioacuten damos las foacutermulas de Darcy perfecc ionadas por M Bazin
ConsideremQs la seccioacuten re presentada en la fig 13 Y llamemos
1 D F = longitud del fondo
h O E = la altura
S aacuterea de la seccioacuten
U velocidad mediacutea del agua velocidad media en la superficie X 080
Q = descarga
I = la pendi2nte
P periacutemetro moiado
R = radio medio
Estas cantidades estaacuten relacionadas de la siguiente mashynera
(1) R I = b U~ oacute U = C RT(2)
(3) Q = S U Oacute Q = S C rRI (4)
C = 1 b es un coeficiente que depende de la rugoshysidad de las paredes del canal M Bazin ha expresado su valor asiacute
1565 - shy
87
C = 1 Vb = - ---- + tiacute
VR ltiacute tiene los siguientes valores
Paredes muy lisas (cemento madera lisa) tiacute = 006 Paredes lisas (taba ladrillo) tiacute = 016
poco lisas de mamposteriacutea tiacute = 046 de naturaleza mixta Ciacute = 085
Canales de tierra en condicion3s ordinarias tiacute 130 Canales de tierra con resistencia excepcional tiacute = 175
Maacutes adelante daremos los valores del coeficiente C en funcioacuten del radio R y los valores del coeficiente o de la loacutermua (l) corre3pondientes a los valores dAl coeficiente
C = 1 vT-
Ganguillet y Kulter adoptan tambieacuten la foacutermula
u C RTpero daacutendole a C el siguiente valor
O 00155
23 + + n
C 000155
1+ 23 + --- n
( ) V R
El nuacutemero n variacutea con la naturaleza de las paredAS y tiene los siguientes valores
n ln Paredes muy uniformes ceuromento madera
cepillada 0010 100 Paredes linos piedra tallada ladriilos 0013 77 Paredes poso uniformes 0017 58 Paredes rugosas piedras en bruto 0020 50 Paredes de tierra 0025 40 Paredes de grava 0030 33 Paredes irregulares de grava y mal cuidadas 0035 29 Paredes muy irregulares 0040 35
- 1566 shy
Las dJmensiones de los canal83 deben 118nar otras conshydiciones que determinan las foacutermulas anteriores
En primer lugar la tangente trigonomeacutetrica m queda determinada por la naturaleza del terreno Luego si circunsshytancias especiales no exigen la adopcioacuten de una profundishydad conviene dadas 1 y m dar a la seccioacuten la forma que corresponda a la maacutexima descarga por unidad de aacuterea de ella Esta seraacute evidentemente la seccioacuten maacutes econoacuteshymica De la foacutermula (3) Q = S U deducimos que para una superliacutecie dada S la descarga Q es maacutexima con U POI
consiguiente para una pendiente dada y teniendo en cuen shyta la foacutermula (2) U = e VRT con R o tambieacuten pll8sto que R = S P cuando P es miacutenimo
D8 la Hg 14 deducimos que
(5) S h (1 + h m)
(6) P + 2 h m V1 + m~ (6) P = I + 2 hmv 1 + m~
S h ( I + hm) (7) R
P + 2 hm 1 + m~ y por caacutelculo deducimos que P es miacutenimo cuando
h + V I + m~ (8)
2 ro
En este caso los lados B D H F D F son tangentes a Jo circunferencia descrita desde O como centro y con h como radio
Si sustiacutetuIacutemos en (7) 1 por su valor sacado de (8) obshytendremos
2 m h h ( + hm)
+ VI + m (9) R +
2 mh 2h V 1 + m~
+ ml+vl+ m~
- 1567 shy
--- -
1+ iexcl-1 + rn~ ]iexcl 2 = X
rn 4
es decir el radio medio es igual a la mitad de lu profunshydidad del agua
La relacioacuten h 1 que determina la seccioacuten oacuteptima soacuteshylo depeeacutelde para S e 1 dados del valor m El valor de h 1 en (8) permite calcular faacutecilmente h y 1 conociendo S y m Reempazando 1 por su valor en funcioacuten de h en la ecuashyc ioacuten (5) 1endremos
(lO) S =
( h
2 m h
1 + 1 1 + m~ h+-111
)
h~ 2 l 1-+ m~ -----shy 1
m
mS lh
11 J J h = ( 2 V 1 + m - 1 )
Seguacuten esto S2 ve que cuanio maacutes se acerquen los taludes del canal a la vertical mayor es h y por consiguienshyte R Conviene adoptar para R el mayor valor posible pues asiacute no disminuye la anchura del canal de pendiente dada 1 y se aumenta la velocidad media d el agua que es proshyporcional a R
Cuando las circunstancias obligan la adopcioacuten de una profundidad determinada la ecuacioacuten S = h (l + h m) soacutelo contiene la incoacutegnita 1
Empleo de las foacutermulas uso de las tablas ejemplos middotnumeacutericos--Los problsmas que se presentan maacutes frecuenshytemente son
I- Conocida la seccioacuten transversal de un canal y su pendiente calcular su descarga
JI- Conocido el rendimiento del canal y su pendiente
- 1571 shy
calcular las dimensiones que debe tener su seccioacuten transshyversal y la velocidad media del agua
CASO iexcl- Se a plican las siguientes foacutermulas
h (1 + h m) (S) S = h (1 + h m) (7) R
1 + 2 h 1 + m~
m
y lueacutego
(2) U = C m 1)Y2 (1) Q _ S C (R 1) 1j~
La foacutermula (S) ncs do e l aacuterea la (1) el radio medio pues h I Y 111 SO1 conocidos Las foacutermulas (2 y 4) permiten ca lcular U y Q
EJEMPLO Calcular el rendimie llto de un canal de ti eshyITU sabiendo que 1 = lmts h = 121 1 = 00002 y la inclinacioacuten de los taludes es 45
La aplicacioacuten de las foacutermulas (5 y 7) nos da
S = 2867 mts~ y R = 060 mts
El valor de C seguacuten la tabla de Bazin es 325 y seguacuten la de Kutte r 35 Tomamos e l promedio de estos dos valoshyres o sea 3375
Aplicando las foacutermulas (4 y 2) obtendremos
Q = 098 mts y U 037 mts
CASO II- Si existen circunstancias que obliguen a adopshytar una profundidad determinada se aplicaraacuten las foacutermushylas de la seccioacuten maacutes ventajosa es decir las foacutermulas sishyguientes bull
Q~m S (9) h b U~ b - shy~ (1 + m~ )11 ) = 2 R (l) R I
12 - 1) S~
Se principiaraacute por adoptar para b un valor provisional y para escogerlo seguacuten el rendimiento se evaluaraacute el vashylor posible de R y por consiguiente el de C seguacuten la tashybla de Bazin La tabla de los valores de b daraacute un valor que se adoptaraacute provisionalmente Una vez hallado el vashy
- 1572 shy
lar da R se rectificaraacute e l de b Se volveraacute a calcular R y
se continuaraacuten estas aproximaciones hasta que se encuenshytren para C y b valores que no difieran sensiblemente de Jos anteriores La ecuacioacuten (1) contendraacute R elevada a la quinta potencia y deberaacute resolverse por logaritmos
EJEMPLO Un canal debe tener un rendimiento de 2 lIltS de agua por segundo con una pendiente de 00002 por mts Cuaacutel debe ser su perfil transversal en la tierra con taludes inclinados 45
Supongamos R = 1 mt entonces seguacuten la tabla d e Bozin C = 378 y seguacuten lo de Kutte r C = 40 Toma mos 81 pro lllcd io C = 389 Para b obtenemos 000066
In
Lu IOacuteI JI1 U 111 (0) du x
Pero s iendo m 1 sacamos
m 0547
y obte ndremos 4R~ S 4W
0547
Lo foacutermula (1) nos da
R X 00002 000066 4
S~
R S~ 132
y sustituyendo S po~ su valor
16 R
(0547F 132 R 075
Seguacuten las tablas de Bazin y Kutter los valores respecshytivos de C pondiente de b tend
son de b remos
348 es
y 00
37 Adoptamos 0077 Sustituyendo
359 este
el valor nuevo
corresshyvalor
- shy 1573 shy
4 4 R~ 0547 S TI X 00002 000077 (
s~
R = 075
Lo vola re s d~ e y de b no difieren sonsibloTrl ento de los que acabamos de adoptar Tomaremos pues para TI el va le r 076 mis entoncos h = 152
4 (076 )~
S 442 Jll l s ~
0547
Q 2
u 047 mts S 422
La foacutermula (8) permite dete rmina r l
2 m h 2 X 152 126 y e l problema
1 + ( + m~)Y2 1 + (2)1
queda resuelto Pero puede ocurrir que por circunstancias especiales no
se pueda adoptar el perfil maacutes econoacutemico Entonces se coshynoc 3 la profundidad h o la anchura 1 por lo tanto
S = h (1 + h m)
Q2
R 1 b --- en que R estaacute expresado en funcioacuten S2
de h y de I y permitiraacute hallar por tanteo h o I y S Supongamos que por causa de la existencia de un submiddot
suelo rocoso la profundidad del canal no debe exceder de un mI y que la descmga sea de 2 mts pOI segundo y la pendiente 00002
Procederemos asiacute
Puesto que h 9S a lo sumo igual Q 1 mI el radio meshydio puede evaluarse en 050 mts Las tablas dan para e 306 y 34 adoptamos 32 y entonces b = 000098
1574
Q2
De la ecuacioacuten R I b --- deducimos S2
000098 X 4 S~ 392 S 625
050 X 00002
La foacutermula S = h (l + h m) da 525
La foacutermula (6) nos da P = 807
s 625 R 077 mts
P 807
Se partiraacute de este nuevo valor de R para repetir los caacutelculos
Las tablas dan para R = 077 mts C = 35 y 37 Adoptamos C = 36 entonces b = 000077
Tenemos
000077 X 4 S 40 S 632 1 532
077 X 00002
P 814 Y R = 077
Adoptaremos para el perfil de este canal de 2 mts de descarga por segundo
1 = 532 h = 1 mI R = 077
La velocidad media del agua seraacute
u = Q S = 2 632 = 031 mts
CAPITULO VII
Sistemas de rieqo
Hay muchos procedimientos de riego seguacuten la naturashyleza del terreno su pendiente los cultivos o la cantidad de agua de que se dispone
- 1575 shy
A continuacioacuten describiremos los siguientes sistemas Por sumersioacuten por filtracioacuten por desbordamiento
El riego por sumersioacuten se dIvide en tres meacutetodos el ri ego por filtracioacuten en dos y el por desbordamiento tambieacuten en dos De todos eros hablaremos separadamente
Riego por sumersioacuten
El sistema d3 riego por sumersioacuten llamado tambieacuten en manta consiste en cubrir el suelo con una capa de agua que permanece sobre eacutel un tiempo maacutes o menos largo
Generalmente requiere que el terreno sea sensiblemenshyte horizontal de pendiente suave 2 0 00 a lo sumo y que no sea impermeable La superficie regable se rodea de peshyquentildeos diques Si la pendiente fuese fuerte habriacutean de ser a l tos y emplear maacutes agua con lo que se perderiacutea la prinshycipal ventaja de este sistema que es su sencillez y ecoshyncmiacutea
Este procedimiento es uno de los mejores para el rieshygo de praderas cuya pendiente sea de 1-15 mmts por metro Comprende tres meacutetodos distintos
IO-La sumersioacuten naturcl que resulta del desbordashymiento espontaacuteneo de una corriente de agua o de la inunshydacioacuten artificial proveniente del levantamiento de las aguas
29- La sumersioacuten artificial 5encilla en que las aguas permanecen estanadas mientras dura el riego
3y- La sumersioacutell atificial con cJrculacioacuten continuiexcl en que el agua ircula suavemente por la superficie del terreno sumergido
Cuando se riaga con aguas que acarrean limos y areshynas estos materiales generalmente corgados de materias fertili~antes se depositan sobre el suelo Entonces el riego por sumersioacuten va acompantildeado del erdorquinamiento
Sumersioacuten natural- Muchos terrenos estaacuten expuestos a las crecidas de las corrientes de agua que los atraviesan Esta sumersioacuten natural es fuente de grandes riquezas Tashyles s)n Egipto y las pompos de la imeacuterica del Sur En Francia grandes extensiones de ter reno deben su fertilidad a riegos perioacutedicos de esto naturaleza
Las condiciones esenciales de estos sumersiones natushy
1576 shy
rales son pendientes longitudinales muy suaves (040- 045
mts por kmt como promedio) y pendientes transversales
bastante aceurontuadus para que las aguas de las crecidas
vuelvan faacutecilmente a su cauce primitivo
Sumersioacuten artificial sencilla- Exige un suelo de poca
pendiente que no exceda de 2 0 00 a menos de restringir
mucho ia extensioacuten dE las parcelas sumergidas
Si la pendiente fuese fuerte no se depositariacutean los seshy
dimentos perdiendo asiacute este meacutetodo su principal ventaja
Ademaacutes se correriacutea el riesgo de que las aguas arrastraran
la tierra vegetal Finalmente seriacutea necesario que las cuenshycas sumergidas estuvieran rodeadas de diques muy altos
lo que hariacutea perder las ventajas econoacutemicas de este sisshy
tema
Consiste en sumergir el suelo bajo una capa de detershy
minado espesor durante un periacuteodo de tiempo variable
El terreno se divide en compartimientos regulares roshy
deados dE pequentildeos diques que retienen el agua
Generalmente las aguas despueacutes de regar un comparshy
timiento superior pasan a regar uno inferior
Los compartimientos tienen extensioacuten variable En geneshy
ral no exceden de 10-30 aacutereas Se les puede dar una anshychura de 50 mts y una longitud variable seguacuten la pendienshy
te del terreno Los diques que los rodean exceden en todas
partes a 25 ctms al nivel del agua
La altura media del agua sobre la superficie del sueshy
lo es de 15 ctms En el punto maacutes alto del nivel del agua
25 ctms
En el centro de cada compartimiento y en sentido de su longitud se abre una atarjea g (lig 15) que sirve a la
vez de conduccioacuten y desecamiento
A este objeto puede ir acompantildeado de pequentildeas a tarshy
jeas h En el origen y en la extremidad de cada compartishy
miento la atarjea g lleva una en trada de madera con comshy
puerta para retener el agua o dejarla pasar
La atarjea g debe tener una pendiente aproximada de
0001 mts mL La anchura en el fondo y su profundidad
dependen de la superficie del compartimiento y de la cantishydad de agua que conduciraacute
--1577-shy
La fig 15 denota la subdivisioacuten del terreno en cuatro recipientes que forman otros tantos saetines cuya longitud depende de la pendiente del terreno
Es preciso que el nivel del agua en el segundo comparshytimiento sea inferigtr de 1- 2 ctms al fondo de la atariea g del primero Asiacute se logra que el agua pase del primero al SEgundo compartimiento
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Hiego por ~lIhm(~r~ ioacuten Planta ltle unn in~tala(- i(ln de cuatro C(Jlllparlimi-(-middotnto~
Ventajas e inconvenientes de este sistema- Permite reshygar superficies de poca pendiente con ca1tidades de agua demasiado pequentildeas para utiliza ras de otro modo Transshyforma en tierras feacutertiles suelos mediocres siempre que no sean impermeables y que las aguas contengan limos carshygados de principios nutritivos Su instalacioacuten y vigilancia son sencillas y baratas
En suelos impermeables da malos resultados Rara vez se puede aplicar en el momento de la vegetacioacuten y mientras dura impide la aireacioacuten del suelo
- - 1578 - shy
El riego por sumersioacuten se emplea principalmpnte en el cultivo del arroz
Riego de los arrozales- EI arrozal ha de estar compleshytamente cubierto por el agua pero sin quedar estancada sino circulando con muy poca velocidad Sin agua no gershyminariacutea la semilla y en cambio si quedara estancada enshyfermaria 0 planta y podriacutea ser causa de una epidemia pashyluacutedica en la regioacuten
El terreno destinado al cultivo del arroz ha de ser enshyteramente llano y con la pendiente necesaria para la lenshyta circulacioacuten del agua El campo se divide en parcelas delimitadas por pequentildeos diques de tierra
Unas como B (Fig 16) estaacuten trazadas longitudinalmenshyte en el sentido de las labores y del movimiento del agua al paso que otras la sentildealadas con la letra e van en dishyreccioacuten perpendicular a las primeras
Una vez construIacutedos los diques se da el agua a las parce las D y J de modo que la capa liacutequida tenga unos 12 ctms de espesor Hecho 6stO se practican en el dique inmediatamente infel ior unas abe rturas E de 20- 30 ctms
de ancho por donde flushyye el agua a las parceshylas inferiores Asiacute se conshytinuacutea hasta regar todo el arrozal El agua se reshycoge en la atariea d e desaguumle A
El consumo de a g ua se calcula en 24 Its por segundo y por hec taacuterea
Sumersioacuten artificial con derrame continuo--Cuanshydo se dispone de gran can tidad de agua la cirshyculacioacuten puede ser conshytinua sin alterar las disshyposiciones precedentegt
El agua de riego desshypueacutes de alcanzar el nishy
ni~po s i c i(lfl dI un arrozal divirl gtln ( 1
lahla~ n -lIadriluacutel erus L ri ego
- - 1579-shy
vel normal en el compartimiento regado pasa lentamente al inferior y se reemplaza con nueva agua Este procedishymiento priva menos del aire a las plantas que e l estallCU miento permanente
El movimiento d8 las aguas se regula dE-~ tal manera que la can tidad siexclJida por la parte inferior sea igual a Jo que Gntra por la superior De 83t8 modo se llega raacutepidashymente a resultados excelentes
Conviene enviar agua nueva o los compartimientos inshyferiores disponiendo alrededor del cqmpo un canal de cirshycunvalacioacuten El agua debe vaciar por encima de las comshypuertas a fin ds qU8 no arrastre los sedimentos En general los compartimientos tienen dimensiones mayores que los de sumersioacuten sencilla Si la pendiente es muy fuerte conviene disponer oblicuamente diques interiores que impidan la erosioacuten del suelo Los diques que bordean las parcelas tieshynen aproximadaments 150 mts de ancho en la corona y un nivel de 30- 40 ctms sobre el de las aguas
Rieqo por filtracioacuten
Este sistema comprende dos subdivisiones
19 Por filtracioacuten del aqua en el suelo por atarieas proshyfundas- Es un procsdimiento muy imperfecto desde el punshyto de vista d3 los resultados pero muy sencillo y econoacuteshymico Em p lea las zanjas excavadas en los terrenos para sanearlos
Esencialmente consiste en cerrar las compuertas que regulan los diferentes canales de desecamiento El agua de lluvia etc fluye asiacute poco a poco pgtr estos canales y si el suelo es permeable lo humedece al atravesar las pareshydes laterales de e llos pudiendo llegar por capilaridad hasshyta las raiacuteces
Este procedimiento soacutelo es practicable cuando el terreshyno es bastante permeable y de poca pendiente En suelos poco permeabls los resulta dos no son satisfactorios el agua fluye bien por los cana ~ es pero no logra humedecer la tierra
La lig 17 muestra la disposicioacuten de los canales a a b b y Ja de la compuerta d que cuando estaacute cerrada deshy
- 1580
termina el retroceso del agua que se va elevando en los canales y penetra en el suelo Abriendo jo compuerta se inicia la salida del agua y consecuentemente el desecashymien~o del terreno
A~~J~~Mitrbt~Ir~~M~~1 B
F~( 11 J)i sposieiHl para htlnHd e(~e r IIn 1IITfJ1U drenadu al ail
J i~ Hi middotiexclo po fiJI radmiddotn
29 Filtracioacuten del agua por atarieas abiertas superficiales - middot-Este meacutetodo se aplica sobre todo a Jos tierras labradas y
entre otros a 103 cultivos hortiacutec81as Difiere esencialmente del anterior en que las atarieas estaacuten mucho maacutes proacutexishymas en que son superficiales y el agua penetra en el sueshylo y en el subsuelo p8r las paredes y por el fondo
El agua circula por atarieas paralelas que limitan las parcelas de los cultives No debe tocar ni las hoias ni los tedios Por esta razoacuten se emplea e l agua de cloacas para los cultivos hortelanos Como no se ponen en contacto con as hoias ni con los tallos no pueden contaminar esta parshyte comestible de los vegatales Sin embargo uacuteltimamente se ha dicho que las aguas de cloacas contaminan las parshytes aeacutereas de las hortalizas con geacutermenes nocivos y se ha prohibido su empleo para el cultivo de las hortalizas que se toman sin coccioacuten
Este meacutetodo es tanto maacutes eficaz cuanto maacutes proacuteximas
1581 shy
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ni ego por 5-lIrc()~ Di ~pn ~ iciiexclm de la~ atalj pa~
esteacuten las zanias que se trazan con el arado y estaacuten seshy
paradas unos 060- 080 mts La lig 18 indico la disposicioacuten del suelo La liacutenea a b
representa el canal de conduccioacuten a c el canal de riego del campo d designan los surcos que no terminan en el canal a c La limpieza que necesita el funcionamiento del sistema deteriora pronto este canal Debe construiacuterse una atari ea auxiliar e f comunicada con el canal a c por meshy
_-1582 - shy
dio de pequentildeos cortes g Este canal auxiliar se abre con el arado y se termina cuidadosamente con la pala Es anshycho y tiene una profundidad de unos la ctms
Riego por desbordamiento
Puede efectuarse de las maneras siguientes con reshygueras de nivel y planos inclinados que describiremos sucesivamente
A shy Por regueras de nivel Fundamentoshy EI terreno a regar estaacute surcado por regueras horizontales de desbordashymiento en que el agua rebosa el borde inferior y se exshytiende en forma de laacutemina continua
Pendiente del terrenoshy No debe ser excesivamente peshyquentildea pues entonces la circulacioacuten de la laacutemina de agua se efectuariacutea defectuosamente se admite como necesaria una pendiente de 3 Si 0 pendiente fuere excesiva en vez de una laacutemina continua se formariacutea una serie de arroshyyos que socavariacutean el terreno este peligro debe evitarse haciendo las regueras suficientemente proacuteximas
Descripcioacuten y funcionatnientoshy Las regueras de reparshyticioacuten se trazan en la direccioacuten aproximada de las liacuteneas de maacutexima pendiente fig 19 Si se interrumpe una regueshyra de distribucioacuten remansando el agua eacutesta entraraacute en la reguera de nivel inmediata anterior la cual se llenaraacute y desbordaraacute invadiendo el terreno el exceso se recogeraacute en el colector inmediato inferior el cual lo transportaraacute al canal de desaguumle
b middotmiddot l~vcro diexclhi Clon
rig 9
Alimentacioacuten de regueras sucesivas por una misma tomashy En vez de recoger las aguas sobrantes de una reshyguera directamente en un colector se recogen en otra reshyguera la cual una vez desbordada las deja pasar a otra y asiacute a varias no pasando de 4 oacute 5 seguacuten el caudal de
-1583 -
agua de que se disponga Parece que asiacute pudiera hacerse extensivo a todo el campo con una sola toma superior en la reguera de reparticioacuten pero no debe olvidarse que el agua que llegase a las regueras inferiores estariacutea escasa en oxiacutegeno y principios fertilizantes Esta es la razoacuten de las tomas sucesivas
Perfil longitudinal de las reguerasshy En la praacutectica no
iexcliexcl~f o UI a
I iquest
____ ~i~ I 0
I L middot ___ --shy
I D--1 t~uHO c o tor
- I 001 I 00 I
I 0 bull ___ J
-shy ---_ -i
_~_-o---J
Uig 19) Riego por curvas de nivel
debe d6rseles una pendiente superior al 0003 intercalando cascadas si fuere preciso esto se refiere a las regueras de reparticioacuten Las regueras de distribucioacuten deben ser perfecshytamente horizontales
Seccioacuten transversal de las reguerasshy Las regueras de nivel deben ser poco proundas a fin de disminuiacuter la preshysioacuten del agua y por tanto su infiltracioacuten Es aconsejable
- 1584 -
UllO anchura de 20 ctms con una profundidad no mayor
de S clms Las acequias y regueras d e reparticioacuten se calcushy
bn seguacuten las foacutermulas hidraacuteulicas
B shy Por planos inclinadosshy Son tales les ven tajas del
riego por regueras de n ivel que se procura em plear un
sistema anaacutelogo aunque el terreno no tengo lo pendiente
necesaria
Principio--Si lo pendiente es inferior al 003 se terramiddot
1 I
Cor~e por A B F iJ20
I I
I
J
Ri eacuteo t por p la n o~ in(linado pUl dobl e ari5la
plena formando un escolonado d e planos inclinados que
permito el riego por reguera~ de nivel
Descripcioacutenshy la reguera de reparticioacuten se coloca a una
altura conveniente para que el agua pueda en trar a las
regueras de nivel practicadas en la parte superior de los
planos en forma que llena de agua se vierta por ellos
recogiendo el exceso en colectores lig 20 El agua sobranshy
te puede ser muy abundante en tal caso el colector al ishy
- 185 shy
menta a su vez o tra serie de planos actuando a mane ra de reguera de reparticioacuten
Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
Planos inclinados naturales- Supongamos fig 21 un terreno de pequentildea pendiente S8 construye en terrapleacuten una reguera de d istribucioacuten con los produc tos de la excavacioacuten del colector inmediato E primer antildeo el riego seraacute defectuoshyso pero en los antildeos sucesivos mejoraraacuten los terraplenes y planos incl inados merced a la aportacioacuten del limo por las mismas aguas
0(oacute v lt
o
ltiexcl - =-=~ ~ ~ ~-= -=--=--=-shy~ ~ Fig21
Planos inclinados artificiales-Consisten en cons truiacuterlos directamen te con tierra sacada del terreno m ismo lo cual exige terraplenes y movimientos importantes de tierra (fig 22)
TfrImiddotO)COfi
~S~iacutelllflmiddot ~~f~~
Tts 22
Datos para la formacioacuten de un proyecto de riego por planos inclinados- Se atenderaacute en primer lugar a que las acequias y regueras de reparticioacuten sean capaces de sumishynistrar el agua necesaria y los colectores de desaguar los sobran tes Las regueras de distribucioacuten seguiraacuten sensibleshymente las curvas de nivel a fin de q ue los planos incl inashydos conserven una longitud constante y que las regueras de dis tribucioacuten sigan la direccioacuten de la pendiente del terreshyno La anchura de Jos escalones no seraacute excesiva a fin de evitar los grandes movimientos de tierra En general tienen 4 oacute 5 mts y si el terreno tiene fuerte pendiente lleshygan a tener 10 Oacute 12 mts La pendiente de los planos inclishynados seraacute de 003 como miacutenimum
como el riego mIsmo En China India y otros paiacuteses orienmiddot tales todaviacutea se acostumbra regar tiel ras maacutes ollas que los canales que conducen el agua elevaacutendola con potencio
bullhumana c animal unos pocos pies Naturalmenta que e~to
se puede efectuar soacuteo cuando la altura es moderada y el trabajo muy barato
Molinos de vienlo- La fuerza del vienio se empleoacute prishymitivamente para las necesidades del riego y auacuten hoy se usa frecwmtemente para elevar aguo de pozos para 103
necesidades domeacutesticas y para el riego de jardines y peshyquentildeos huertos Aunque la fuerza no represente gasto alshyguno el bombeo por medio de molinos de viento resulta en promedio maacutes costoso que cualquier otro meacutetodo excepshytuando aquellos que usan fuerza animal Esto se debe a la pequentildea potencia desarrol ~ada por estos aparatos la inshyconstancio del vie~to y la gran atencioacuten y reparacioacuten que exigen los molinos de viento Por estas razones el costo del bombeo por este sistema hace prohibitivo su empleo exshycepto para cultivos intensos de pequentildeos tarrenos donde se esperan grandes beneficios
Los molinos de viento se usan extensamente en el vashylle de San Joaquiacuten (California) y en los grandes llanos de las Montantildeas Rocosas para obtener agua para el riego El principal inconveniente de estos molinos es su insegushyridad pues su funcionamiento depende completamente de la fuerza del viento
A causa de esta inseguridad los molinos nunca deben usarse para regar sin proveerse de un estanque ampliO pashyra almacenar el agua Debe instalarse un recipiente de gran capacidad a fin de poder almacenar el agua durante los diacuteas que no se la usa para regar Este recipiente se puede obtener usando uno de los tanques elevados que suminisshytran los constructores de molinos de viento o si el molino se puede instalar en un punto alto de la hacienda se pueshyde excavar un estanque paro el almacenamiento
En promedio se necesita una velocidad del viento 5- 6 millas por hora para mover un molino La tabla siguiente da la fuerza del viento para las velocidades ordinarias
-1554
Velocidad del viento y potencia
Millas por Pie por Presioacuten Millas por Pies por Presioacuten
La tabla siguiente tomada de un trabajo de Mr A R Wolff sobre molinos de viento muestra la capacidad y
economiacutea de un molino experimental con rueda de distinshyto diaacutemetro asumiendo una velocidad promedio del vienshyto de 10 millas por hora durante ocho diarias
CAPACIDAD DE LOS MOLINOS DE VIENTO
Tamantildeo Rtvoluclunes Galones de agua levantados por minuto H P de la rueda de la rueda bull una altura de desarrollados
pie
25 50 75 100 150 200
ID no-u lB fjfj tiu 41 1112 l~ ij-HO t3 n u 11 8 8 1 O ~ I H iexclO-i 4bull 1 ~~ 6 ) -I ~ 1U 1 S -l 02- Hi ~I-iexclO ji -U JI (iexcl 1liacute JI 1 98 SO 0 11 18 10- (- 911 j2 2middot1-1 J1 J ) D I ~n 1 bull -40 1lfI UI 1 IO X l J ~ JI l I I O1X 2J W-li ~ 124 J01 0 111) 40 1 Hi3 ~H1 134
- 1555 shy
Al disentildear un molino de viento para bombear agua deben considerarse dos cosas El momento de torsioacuten y la velocidad de la rueda en relacioacuten con la de la bomba La primera debe ser lo maacutes gronde posible a fin de que el molino arranque con un viento suave la segunda no debe ser muy alta para las bombas en un molino pequentildeo ni demasiado baja para uno grande De lo anterior deducimos que el tamantildeo de un molino es un elemento importante en el arreglo de sus aspas
El aacutengulo entre cualquier porcioacuten de una aspa y el plano de la rueda se denomina aacutengulo del viento para obtener el mayor momento de torsioacuten al arranque este aacutenshygulo debe ser el complemento de los mejores aacutengulos de incidencia o entre 70deg- 55 Se ha Encontrado en la praacutecshytica que el aacutengulo del viento no alcanza estos valores sienshydo muy recomendable usar 43deg La tabla siguiente da los resultados de los experimentos de J A Griffith con cinco clases de molinos norteamericanos
CAPACIDAD Y EFICIENCIA
STOVER
Diaacutemetro exterior de la rueda pies 115 inferior 45
Area bruta de la rueda pies cuadrados 1040 Angulo del viento en la extremidad exterior de las aspas 43 Diaacutemetro y carrera de la bomba pulgadas 3 X 4 Altura promedio del agua durante el ensayo pies 292
A maacutexima eficiencia
Ve locidad del viento millas por hora 58 Velocidad del molino revoluciones por minuto 130 H P 0011 H P por 100 pies cuadrados de aacuterea bruta 0011 Eficiencia neta maacutexima tanto por ciento 87
-- J556 --shy
Promedio de 100 horas localidad bonancible
Promedio del agua elevada galones por hora 1530 Promedio de los H P desarrollados por l 00 pies~ 0022
0023 Eficiencia neta maacutexima 21
Promedio de 100 horas localidad borrascosa
Promedio del agua elevada galones por hora 2870 Promedio de los H P desarrollados por 100 pies~ 0041
0043 Eficiencia neta maacutexima 028
De varios molinos
Parkins ~fthoue Allhouse Carlyle
16 1416 1016 983 60 45 383 416
2010 1570 81 800 36 30 5028u
3 X lOyiexcl 3 X 10 3 X 4 58 3 X 4 liquest 39 663 387 307
---shyMaacutequinas de combustioacuten interna- Las maacutequinas moshy
de rnas de combuslioacuten interna de gas y vapor no soacutelo con-sum e 1 pJCo combustible sino que son adaptabI8s unishydades pequentildeas ademaacutes req u ieren poca vigilancia para un buen manejo y las reparaciones se efectuacutean faacutecilmenshyte Estas ve1 tajas importantes hcn heclo generalizar el uso de esta clase de maacutequinas
Maacutequinas de vapor- A lgunas de la s maacutes grandes planshytas d2 bombas para riego usan el vapor como fuerza moshyIriz En las islas Hawai se emplean grandes bombas moshyvida s por vapor para e levar agua a 550 pies y regar cantildea de azuacutear Grandes plantas a vapor se emplean para eleshyvar grandes can tidades de agua a pequentildeas alturas y reshygar las plan taciones de arroz en Louisiana (EE UU ) Las grandes plantas usan la maacutequina reciacuteproca y la bomba directamente conectada En algunos casos se puede obteshyner mayoiexcl- eficiencia usando turbinas de vapor las que por su alta velocidad S9 prestan para mover generadores eleacutecshytricos los cuales a su vez pueden suplir corriente a bombas instaladas en dist intos pun tos Es te meacutetodo de distribucioacuten es especia lmen te venta joso cuando el agua se obtiene de muchos pozos El costo de esta clase de plantas estaacute geneshyralmente fuera del alcance individual y por esto la mayoshyriacutea de ellas son manejadas por grandes compantildeiacuteas o por Jos municipalidades
Bombas- La bomba centriacutefuga es la maacutes usada para regar
La bomba centriacutefuga eleva el agua por medio de un disco provisto de cuchillas curvas que giran raacutepidamente dentro de una caacutemara que se ajusta lo maacutes posible dejanshydo el juego necesario para el movimiento raacutepido Las cushychillas fuerzan el agua a traveacutes del tubo de salida Algunas veces se sumergen dentro del agua que va a bombearse
-- 1558-shy
o se colocan unos pocos p ies encima del n ivel del agu a
en cuy o caso se necesita cebarlas
La bomba centriacute fuga es la maacutes recomendable cuando
se tr Ita de elevar grandes cantidades de agua a pequentildeas
a lturas Sus principales ven tajas son sencillez seguridad
bajo cos to y poca probabilidad de dantildeo por c ieno etc
Cuando hcm sido biEn d isentildeadas acanzan eficiencias de
maacutes de 80 para altu ras de 30- 60 pies Las peacuterdidas a
la entrada del tubo de succioacuten yola sal ida del de desshy
carga se d isminuyen grandemente ensanchaacutendolos progreshy
sivamente al salir de la bomba
El profesor W B Gregory da la siguiente tabla para
ilustrar la ventaja qu e se obtiene al ensanchar los tubos
de succioacuten y descarga
BOMBA CENTRIFUGA - ALTURA DE ELEVACION 5 PIES
Peacuterdida de Peacuterdid a de Pda por fr ic-Forma del tubo altura a la altura bull la cioacute usando Altura Bnfic~
a 3 028 031 024 583 240 291 a 4 009 0 10 02 4 543 280 340
----shyAriete hidraacuteulico- Es ta maacutequina usa un gran v o lumen
de agua que cae de una pequentildea altura para elevar una
cantidad menor de agua a una altura mayor
En este aparato un tubo A conduce el agua a la caja
de la vaacutelvu la B ~ l tubo estaacute en comun icacioacuten con la caacuteshy
mara de a ire C de la cual arra nra e l tubo de descarga D
La vaacutelvula B s(~ abi e hacia abajo y se hace de un peso
tal que permanezca abierta cuando el agua circule a veshy
locidad moderada pero se c ierre raacutepidamente cuando la
velocidad del agua a lcance un valor determinado Cuando
la vaacute~vula se cierra el agu a se detiene suacutebitamente proshy
duciendo un golpe de ariete que abre la vaacutelvula de la caacuteshy
mara de aire comprimiendo eacuteste y haciendo pasar una
parte d e eacutel al tubo de descarga Cuando se iguala la preshy
-- 1)59-shy
sioacuten la vaacutelvula de la caacutemara de aire se cierra pero el flujo en el tubo D continuacutea durante un periacuteodo corto a caushysa de la expansioacuten del aire comprimido en la caacutemara C Como el aire de esta caacutemara es absorbido gradualmente y expulsado por el agua debe proveerse para su renuevo pues de otra manera la elici-encia del ariete disminuiriacutea Cuando el agua en el tubo A estaacute detenida la vaacutelvula B cae el agua empieza a moverse y el proceso se repite
El flujo de un ariete hidraacuteulico es pues una serie de pulsaciones y a cada impuso debe vampncerse la inercia de la columna de agua que se encuentra en el tubo D Si dos arietes se conectan en el mismo tubo de descarga pero de tal manera que sus pulsaciores no coincidan la descarga seraacute maacutes continua y se economizaraacute energiacutea estas ventashyjas se obtienen en mayor escala al aumentar el nuacutemero de arietes conectados Veacutease fig 12
i)
rs 2 l iacute
llUSlraciuacuten dd prin cipill dd ik hiJraacuteulicu
CAPITULO VI
Canales y alarieas de riego
Cualquiera que sea el meacutetodo de riego que se haya esshycogido su praacutectica requiere cierto nuacutemero de canales y atarieas Vamos a definir estos canales y atarjeas y a inshydicar las principales consideraciones que rigen su consshytruccioacuten
Todo riego supone una presa de agua en un canal riacuteo etc Esta agua por medio de un canal de derivacioacuten se
--1560shy- -
lleva a los regadiacuteos De cua lquier forma que sea en eacutel o en sus ra mificac iones na cen y se alimen ton zan jas de meshynores dimensiones llamadas atarjeas de distribucioacuten las cuales llevan el agua a las atarieas de riego
Como todo riego debe ir acompantildeado de una desecashycioacuten del suelo es necesario construIacuter atarjeas de desaguumle que lleven el agua usada a los canales de evacuacioacuten En ciertos casos las atarjeas de riego una vez vaciacutea s sirshyven para el desaguumle
Seccioacuten de los canales y de las atarieas- Los canale s de a limentacioacuten de distribucioacuten y de evacuacioacuten tienen seccioacuten trapezoidal (Fig 13) Las otarjeas de riego y de desshyaguumle son rectangulares (Fig 14) Soacutelo miden 5-15 ctms de profundidad
Un canal de riego se com pone de las siguientes parshytes (ver lig 13)
El fondo D F sobre e l cual fl uye e l agua
-1561
La altura O E = h del egua Las banquetas A B H 1 que sostienen el agua por cashy
da lado Los taludes formados por las caras laterales B D F H El periacutemetro mojado P o la lopgitud e D + D F + F G La seccioacuten uacutetil S del canal eo la superficie que tiene
por base G C y D F y por a~ tura O E El radio medkl R es igual a S P La pendiente de Jos taludes m se determina por la
relacioacuten G Kj F K
Pendiente de los taludes de los canales y de las aacutetarshyjeas principales- Las pendientes de los taludes dependen de la natura leza del terreno Hus ta 15 ctms de profundidad son verticales Pasando de esta profundidad y para atarjeas abiertas en desfonde se dan las siguientes pendien tes
Roca m l O Arcilla pura m 1 033 = 303 Tierra arcillosa m 1 05 200 Tierra arenosa m 1 15 = 066
Para Jos taluds de fosos cmstruiacutedos en terrapleacuten
Arcilla pura m 1 05 = 200 Tierra arcillosa m 1 075 = 133 Tierra arenosa m 1 225 = 044
Para el mismo terreno si m es la inclinacioacuten del tashylud en desfonde 10 inclinacioacuten m del talud de terrapleacuten es igual a
2 3 m 1 1
- +shym 2m
Pendiente de los canales--Cuanto maacutes fuerte es la penshydiente maacutes se puede reducir la seccioacuten de un canal para la misma descarga Conviene pues construiacuterlos con la mashyyor pendiente a fin de disminuiacuter los trabaj os de excavacioacuten Por otra parte hay que considerar que una pendiente fuershy
-- 1562 -shy
te disminuye por la raduccioacuten de seccJOn la superficie de contacto y por consiguiente la filtracioacuten Ademaacutes la veloshycidad del agua no debe pasar de determinados valores seguacuten el terreno pues produciriacutea erosiones en las paredes
Velocidades de las que no conviene exceder en los diferentes terrenos
Velocidad limite Pendlent
por segundo por kmt
Arcillas blandas 0152 mts 0045 mts
Arenas 0305 0136
Gravas 0609 0433
Guijarros 0914 0570
Piedras en grandes fragmentos 1220 1509
Guijarros aglomerados 1520 211 S
Rocas blandas 1830 2786
Rocas duras 3050 7342
Tambieacuten existe un liacutemite inferior de velocidad que no se debe traspasar pues se forman depoacutesitos que destruyen
los cauces Los depoacutesitos principian a formarse por debajo de una
velocidad media de 025 mts por segundo en corrientes de agua fangosa 030 cargada de
arena fina 050 mts por segundo en corrientes de agua cargada de
arena gruesa Por consiguiente la velocidad no bajaraacute de 050-080
mts en el canal principal a fin de que no se deposite la arena gruesa
No deberaacute ser inferior a 025- 040 mts en los canashyles de distribucioacuten para que en ellos se deposite la areshyna gruesa que si llegara a las atarieas de riego podriacutea ser perjudicial Como estos canales no se usan continuashymente seraacute faacutecil quitar los depoacutesitos asiacute formados
Canal de conduccioacuten- La pendiente de eacuteste depende
- 1563 shy
oel nivel de la presa de agua y de la altura de la parte maacutes alta que deba regarse
Generalmente su pendiente variacutea de 00007-00014 mts por m La velocidad no excede de 080 mts por segundo La seccioacuten es trapezoidal y debe ir disminuyendo a medishyda que el canal avanza como que tiene que servir a meshynor extensioacuten
Este canal debe estar dispuesto de tal forma que en su punto de unioacuten con el riacuteo quede su nivel maacutes baio que el quicio de la presa a fin de poder instalar un aparato de afor Siempre debe estar provisto de una compuerta de modo que sea faacutecil impedir o regular la entrada dol agua para poder efectuar reparaciones o prevenir una crecida de la corrien te alimentadora
A fin de evitar la erosioacuten conviene lapizar con ceacutesped las paredes laterales y el fondo
Atarieas de distribucioacuten- Deriacutevanse del canal de conshyduccioacuten y llevan el agua a las atarieas de riego Son casi horizontales con pendientes de 0001-0015 mts por m La velocidad del agua no debe ser inferior a 025-040 mts
Se ponen en comunicacioacuten con las atarieas de riego por medio de un tubo de aiiacuteareriacutea o de una caia rectangushylar de madera Esta abertura debe poderse cerrar con una compuerta
Atarieas de riego- E1 general deben ser tan poco proshyfundas como sea posible Con frecuencia se les da un pershyiexcljI rectangular En la unioacuten con las atcrieas de distribucioacuten pueden tener de 30- 35 clms de anche para lueacutego ir disshymi1uye1do
El fondo e3 generalmente horizontal y sus bordes esshytaacuten ligeramente inclinados seguacuten lo direccioacuten de la corrienshyte y se aproximan a medida quo se aleian de las atarieas de distribucioacuten
Atarieas de desaguumle--Las atarieas de desaguumle recogen las agu)s despueacutes de regar y la3 llevan a los canales de evacuacioacuten Son doblemente uacutetiles pues secan el suelo y
permiten volver a usar las aguas para el riego de nuevas extensiones
- 1564shy
Los bordes estaacuten cortados verticalmente Su anchura ordinariamente es de O l5- --030 mts
Canales de evacuacioacuten- El ca nal de evacuacioacuten recishybe el agua de los desaguumles y la conduce al riacuteo o a regar otras tierras Debe ocupa r lo parte maacutes baja del terreno Debe tener una seccioacuten suficiente para el agua que recibe Tiene forma trapezoida Sus paredes deben protegerse conshytra el desgaste por medio de ceacutesped
Caacutelculo de las dimensiones de los canales y de las atarjeas principales- Hemos dicho que la seccioacuten de los canales y atarjeas principales es trapezoidal La seCClOn de las secundarias es triangular o rectangular Generalmenshyte no S9 ca~culan Es necesario determinar lo maacutes exactashymente posible las dimen5iones de los canales y atorjeas principales Las foacutermulas emp16cdas dan resultados aproxishymados que la experiencia modifica A continuacioacuten damos las foacutermulas de Darcy perfecc ionadas por M Bazin
ConsideremQs la seccioacuten re presentada en la fig 13 Y llamemos
1 D F = longitud del fondo
h O E = la altura
S aacuterea de la seccioacuten
U velocidad mediacutea del agua velocidad media en la superficie X 080
Q = descarga
I = la pendi2nte
P periacutemetro moiado
R = radio medio
Estas cantidades estaacuten relacionadas de la siguiente mashynera
(1) R I = b U~ oacute U = C RT(2)
(3) Q = S U Oacute Q = S C rRI (4)
C = 1 b es un coeficiente que depende de la rugoshysidad de las paredes del canal M Bazin ha expresado su valor asiacute
1565 - shy
87
C = 1 Vb = - ---- + tiacute
VR ltiacute tiene los siguientes valores
Paredes muy lisas (cemento madera lisa) tiacute = 006 Paredes lisas (taba ladrillo) tiacute = 016
poco lisas de mamposteriacutea tiacute = 046 de naturaleza mixta Ciacute = 085
Canales de tierra en condicion3s ordinarias tiacute 130 Canales de tierra con resistencia excepcional tiacute = 175
Maacutes adelante daremos los valores del coeficiente C en funcioacuten del radio R y los valores del coeficiente o de la loacutermua (l) corre3pondientes a los valores dAl coeficiente
C = 1 vT-
Ganguillet y Kulter adoptan tambieacuten la foacutermula
u C RTpero daacutendole a C el siguiente valor
O 00155
23 + + n
C 000155
1+ 23 + --- n
( ) V R
El nuacutemero n variacutea con la naturaleza de las paredAS y tiene los siguientes valores
n ln Paredes muy uniformes ceuromento madera
cepillada 0010 100 Paredes linos piedra tallada ladriilos 0013 77 Paredes poso uniformes 0017 58 Paredes rugosas piedras en bruto 0020 50 Paredes de tierra 0025 40 Paredes de grava 0030 33 Paredes irregulares de grava y mal cuidadas 0035 29 Paredes muy irregulares 0040 35
- 1566 shy
Las dJmensiones de los canal83 deben 118nar otras conshydiciones que determinan las foacutermulas anteriores
En primer lugar la tangente trigonomeacutetrica m queda determinada por la naturaleza del terreno Luego si circunsshytancias especiales no exigen la adopcioacuten de una profundishydad conviene dadas 1 y m dar a la seccioacuten la forma que corresponda a la maacutexima descarga por unidad de aacuterea de ella Esta seraacute evidentemente la seccioacuten maacutes econoacuteshymica De la foacutermula (3) Q = S U deducimos que para una superliacutecie dada S la descarga Q es maacutexima con U POI
consiguiente para una pendiente dada y teniendo en cuen shyta la foacutermula (2) U = e VRT con R o tambieacuten pll8sto que R = S P cuando P es miacutenimo
D8 la Hg 14 deducimos que
(5) S h (1 + h m)
(6) P + 2 h m V1 + m~ (6) P = I + 2 hmv 1 + m~
S h ( I + hm) (7) R
P + 2 hm 1 + m~ y por caacutelculo deducimos que P es miacutenimo cuando
h + V I + m~ (8)
2 ro
En este caso los lados B D H F D F son tangentes a Jo circunferencia descrita desde O como centro y con h como radio
Si sustiacutetuIacutemos en (7) 1 por su valor sacado de (8) obshytendremos
2 m h h ( + hm)
+ VI + m (9) R +
2 mh 2h V 1 + m~
+ ml+vl+ m~
- 1567 shy
--- -
1+ iexcl-1 + rn~ ]iexcl 2 = X
rn 4
es decir el radio medio es igual a la mitad de lu profunshydidad del agua
La relacioacuten h 1 que determina la seccioacuten oacuteptima soacuteshylo depeeacutelde para S e 1 dados del valor m El valor de h 1 en (8) permite calcular faacutecilmente h y 1 conociendo S y m Reempazando 1 por su valor en funcioacuten de h en la ecuashyc ioacuten (5) 1endremos
(lO) S =
( h
2 m h
1 + 1 1 + m~ h+-111
)
h~ 2 l 1-+ m~ -----shy 1
m
mS lh
11 J J h = ( 2 V 1 + m - 1 )
Seguacuten esto S2 ve que cuanio maacutes se acerquen los taludes del canal a la vertical mayor es h y por consiguienshyte R Conviene adoptar para R el mayor valor posible pues asiacute no disminuye la anchura del canal de pendiente dada 1 y se aumenta la velocidad media d el agua que es proshyporcional a R
Cuando las circunstancias obligan la adopcioacuten de una profundidad determinada la ecuacioacuten S = h (l + h m) soacutelo contiene la incoacutegnita 1
Empleo de las foacutermulas uso de las tablas ejemplos middotnumeacutericos--Los problsmas que se presentan maacutes frecuenshytemente son
I- Conocida la seccioacuten transversal de un canal y su pendiente calcular su descarga
JI- Conocido el rendimiento del canal y su pendiente
- 1571 shy
calcular las dimensiones que debe tener su seccioacuten transshyversal y la velocidad media del agua
CASO iexcl- Se a plican las siguientes foacutermulas
h (1 + h m) (S) S = h (1 + h m) (7) R
1 + 2 h 1 + m~
m
y lueacutego
(2) U = C m 1)Y2 (1) Q _ S C (R 1) 1j~
La foacutermula (S) ncs do e l aacuterea la (1) el radio medio pues h I Y 111 SO1 conocidos Las foacutermulas (2 y 4) permiten ca lcular U y Q
EJEMPLO Calcular el rendimie llto de un canal de ti eshyITU sabiendo que 1 = lmts h = 121 1 = 00002 y la inclinacioacuten de los taludes es 45
La aplicacioacuten de las foacutermulas (5 y 7) nos da
S = 2867 mts~ y R = 060 mts
El valor de C seguacuten la tabla de Bazin es 325 y seguacuten la de Kutte r 35 Tomamos e l promedio de estos dos valoshyres o sea 3375
Aplicando las foacutermulas (4 y 2) obtendremos
Q = 098 mts y U 037 mts
CASO II- Si existen circunstancias que obliguen a adopshytar una profundidad determinada se aplicaraacuten las foacutermushylas de la seccioacuten maacutes ventajosa es decir las foacutermulas sishyguientes bull
Q~m S (9) h b U~ b - shy~ (1 + m~ )11 ) = 2 R (l) R I
12 - 1) S~
Se principiaraacute por adoptar para b un valor provisional y para escogerlo seguacuten el rendimiento se evaluaraacute el vashylor posible de R y por consiguiente el de C seguacuten la tashybla de Bazin La tabla de los valores de b daraacute un valor que se adoptaraacute provisionalmente Una vez hallado el vashy
- 1572 shy
lar da R se rectificaraacute e l de b Se volveraacute a calcular R y
se continuaraacuten estas aproximaciones hasta que se encuenshytren para C y b valores que no difieran sensiblemente de Jos anteriores La ecuacioacuten (1) contendraacute R elevada a la quinta potencia y deberaacute resolverse por logaritmos
EJEMPLO Un canal debe tener un rendimiento de 2 lIltS de agua por segundo con una pendiente de 00002 por mts Cuaacutel debe ser su perfil transversal en la tierra con taludes inclinados 45
Supongamos R = 1 mt entonces seguacuten la tabla d e Bozin C = 378 y seguacuten lo de Kutte r C = 40 Toma mos 81 pro lllcd io C = 389 Para b obtenemos 000066
In
Lu IOacuteI JI1 U 111 (0) du x
Pero s iendo m 1 sacamos
m 0547
y obte ndremos 4R~ S 4W
0547
Lo foacutermula (1) nos da
R X 00002 000066 4
S~
R S~ 132
y sustituyendo S po~ su valor
16 R
(0547F 132 R 075
Seguacuten las tablas de Bazin y Kutter los valores respecshytivos de C pondiente de b tend
son de b remos
348 es
y 00
37 Adoptamos 0077 Sustituyendo
359 este
el valor nuevo
corresshyvalor
- shy 1573 shy
4 4 R~ 0547 S TI X 00002 000077 (
s~
R = 075
Lo vola re s d~ e y de b no difieren sonsibloTrl ento de los que acabamos de adoptar Tomaremos pues para TI el va le r 076 mis entoncos h = 152
4 (076 )~
S 442 Jll l s ~
0547
Q 2
u 047 mts S 422
La foacutermula (8) permite dete rmina r l
2 m h 2 X 152 126 y e l problema
1 + ( + m~)Y2 1 + (2)1
queda resuelto Pero puede ocurrir que por circunstancias especiales no
se pueda adoptar el perfil maacutes econoacutemico Entonces se coshynoc 3 la profundidad h o la anchura 1 por lo tanto
S = h (1 + h m)
Q2
R 1 b --- en que R estaacute expresado en funcioacuten S2
de h y de I y permitiraacute hallar por tanteo h o I y S Supongamos que por causa de la existencia de un submiddot
suelo rocoso la profundidad del canal no debe exceder de un mI y que la descmga sea de 2 mts pOI segundo y la pendiente 00002
Procederemos asiacute
Puesto que h 9S a lo sumo igual Q 1 mI el radio meshydio puede evaluarse en 050 mts Las tablas dan para e 306 y 34 adoptamos 32 y entonces b = 000098
1574
Q2
De la ecuacioacuten R I b --- deducimos S2
000098 X 4 S~ 392 S 625
050 X 00002
La foacutermula S = h (l + h m) da 525
La foacutermula (6) nos da P = 807
s 625 R 077 mts
P 807
Se partiraacute de este nuevo valor de R para repetir los caacutelculos
Las tablas dan para R = 077 mts C = 35 y 37 Adoptamos C = 36 entonces b = 000077
Tenemos
000077 X 4 S 40 S 632 1 532
077 X 00002
P 814 Y R = 077
Adoptaremos para el perfil de este canal de 2 mts de descarga por segundo
1 = 532 h = 1 mI R = 077
La velocidad media del agua seraacute
u = Q S = 2 632 = 031 mts
CAPITULO VII
Sistemas de rieqo
Hay muchos procedimientos de riego seguacuten la naturashyleza del terreno su pendiente los cultivos o la cantidad de agua de que se dispone
- 1575 shy
A continuacioacuten describiremos los siguientes sistemas Por sumersioacuten por filtracioacuten por desbordamiento
El riego por sumersioacuten se dIvide en tres meacutetodos el ri ego por filtracioacuten en dos y el por desbordamiento tambieacuten en dos De todos eros hablaremos separadamente
Riego por sumersioacuten
El sistema d3 riego por sumersioacuten llamado tambieacuten en manta consiste en cubrir el suelo con una capa de agua que permanece sobre eacutel un tiempo maacutes o menos largo
Generalmente requiere que el terreno sea sensiblemenshyte horizontal de pendiente suave 2 0 00 a lo sumo y que no sea impermeable La superficie regable se rodea de peshyquentildeos diques Si la pendiente fuese fuerte habriacutean de ser a l tos y emplear maacutes agua con lo que se perderiacutea la prinshycipal ventaja de este sistema que es su sencillez y ecoshyncmiacutea
Este procedimiento es uno de los mejores para el rieshygo de praderas cuya pendiente sea de 1-15 mmts por metro Comprende tres meacutetodos distintos
IO-La sumersioacuten naturcl que resulta del desbordashymiento espontaacuteneo de una corriente de agua o de la inunshydacioacuten artificial proveniente del levantamiento de las aguas
29- La sumersioacuten artificial 5encilla en que las aguas permanecen estanadas mientras dura el riego
3y- La sumersioacutell atificial con cJrculacioacuten continuiexcl en que el agua ircula suavemente por la superficie del terreno sumergido
Cuando se riaga con aguas que acarrean limos y areshynas estos materiales generalmente corgados de materias fertili~antes se depositan sobre el suelo Entonces el riego por sumersioacuten va acompantildeado del erdorquinamiento
Sumersioacuten natural- Muchos terrenos estaacuten expuestos a las crecidas de las corrientes de agua que los atraviesan Esta sumersioacuten natural es fuente de grandes riquezas Tashyles s)n Egipto y las pompos de la imeacuterica del Sur En Francia grandes extensiones de ter reno deben su fertilidad a riegos perioacutedicos de esto naturaleza
Las condiciones esenciales de estos sumersiones natushy
1576 shy
rales son pendientes longitudinales muy suaves (040- 045
mts por kmt como promedio) y pendientes transversales
bastante aceurontuadus para que las aguas de las crecidas
vuelvan faacutecilmente a su cauce primitivo
Sumersioacuten artificial sencilla- Exige un suelo de poca
pendiente que no exceda de 2 0 00 a menos de restringir
mucho ia extensioacuten dE las parcelas sumergidas
Si la pendiente fuese fuerte no se depositariacutean los seshy
dimentos perdiendo asiacute este meacutetodo su principal ventaja
Ademaacutes se correriacutea el riesgo de que las aguas arrastraran
la tierra vegetal Finalmente seriacutea necesario que las cuenshycas sumergidas estuvieran rodeadas de diques muy altos
lo que hariacutea perder las ventajas econoacutemicas de este sisshy
tema
Consiste en sumergir el suelo bajo una capa de detershy
minado espesor durante un periacuteodo de tiempo variable
El terreno se divide en compartimientos regulares roshy
deados dE pequentildeos diques que retienen el agua
Generalmente las aguas despueacutes de regar un comparshy
timiento superior pasan a regar uno inferior
Los compartimientos tienen extensioacuten variable En geneshy
ral no exceden de 10-30 aacutereas Se les puede dar una anshychura de 50 mts y una longitud variable seguacuten la pendienshy
te del terreno Los diques que los rodean exceden en todas
partes a 25 ctms al nivel del agua
La altura media del agua sobre la superficie del sueshy
lo es de 15 ctms En el punto maacutes alto del nivel del agua
25 ctms
En el centro de cada compartimiento y en sentido de su longitud se abre una atarjea g (lig 15) que sirve a la
vez de conduccioacuten y desecamiento
A este objeto puede ir acompantildeado de pequentildeas a tarshy
jeas h En el origen y en la extremidad de cada compartishy
miento la atarjea g lleva una en trada de madera con comshy
puerta para retener el agua o dejarla pasar
La atarjea g debe tener una pendiente aproximada de
0001 mts mL La anchura en el fondo y su profundidad
dependen de la superficie del compartimiento y de la cantishydad de agua que conduciraacute
--1577-shy
La fig 15 denota la subdivisioacuten del terreno en cuatro recipientes que forman otros tantos saetines cuya longitud depende de la pendiente del terreno
Es preciso que el nivel del agua en el segundo comparshytimiento sea inferigtr de 1- 2 ctms al fondo de la atariea g del primero Asiacute se logra que el agua pase del primero al SEgundo compartimiento
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JCshy I
TIi~~t==J ~
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Hiego por ~lIhm(~r~ ioacuten Planta ltle unn in~tala(- i(ln de cuatro C(Jlllparlimi-(-middotnto~
Ventajas e inconvenientes de este sistema- Permite reshygar superficies de poca pendiente con ca1tidades de agua demasiado pequentildeas para utiliza ras de otro modo Transshyforma en tierras feacutertiles suelos mediocres siempre que no sean impermeables y que las aguas contengan limos carshygados de principios nutritivos Su instalacioacuten y vigilancia son sencillas y baratas
En suelos impermeables da malos resultados Rara vez se puede aplicar en el momento de la vegetacioacuten y mientras dura impide la aireacioacuten del suelo
- - 1578 - shy
El riego por sumersioacuten se emplea principalmpnte en el cultivo del arroz
Riego de los arrozales- EI arrozal ha de estar compleshytamente cubierto por el agua pero sin quedar estancada sino circulando con muy poca velocidad Sin agua no gershyminariacutea la semilla y en cambio si quedara estancada enshyfermaria 0 planta y podriacutea ser causa de una epidemia pashyluacutedica en la regioacuten
El terreno destinado al cultivo del arroz ha de ser enshyteramente llano y con la pendiente necesaria para la lenshyta circulacioacuten del agua El campo se divide en parcelas delimitadas por pequentildeos diques de tierra
Unas como B (Fig 16) estaacuten trazadas longitudinalmenshyte en el sentido de las labores y del movimiento del agua al paso que otras la sentildealadas con la letra e van en dishyreccioacuten perpendicular a las primeras
Una vez construIacutedos los diques se da el agua a las parce las D y J de modo que la capa liacutequida tenga unos 12 ctms de espesor Hecho 6stO se practican en el dique inmediatamente infel ior unas abe rturas E de 20- 30 ctms
de ancho por donde flushyye el agua a las parceshylas inferiores Asiacute se conshytinuacutea hasta regar todo el arrozal El agua se reshycoge en la atariea d e desaguumle A
El consumo de a g ua se calcula en 24 Its por segundo y por hec taacuterea
Sumersioacuten artificial con derrame continuo--Cuanshydo se dispone de gran can tidad de agua la cirshyculacioacuten puede ser conshytinua sin alterar las disshyposiciones precedentegt
El agua de riego desshypueacutes de alcanzar el nishy
ni~po s i c i(lfl dI un arrozal divirl gtln ( 1
lahla~ n -lIadriluacutel erus L ri ego
- - 1579-shy
vel normal en el compartimiento regado pasa lentamente al inferior y se reemplaza con nueva agua Este procedishymiento priva menos del aire a las plantas que e l estallCU miento permanente
El movimiento d8 las aguas se regula dE-~ tal manera que la can tidad siexclJida por la parte inferior sea igual a Jo que Gntra por la superior De 83t8 modo se llega raacutepidashymente a resultados excelentes
Conviene enviar agua nueva o los compartimientos inshyferiores disponiendo alrededor del cqmpo un canal de cirshycunvalacioacuten El agua debe vaciar por encima de las comshypuertas a fin ds qU8 no arrastre los sedimentos En general los compartimientos tienen dimensiones mayores que los de sumersioacuten sencilla Si la pendiente es muy fuerte conviene disponer oblicuamente diques interiores que impidan la erosioacuten del suelo Los diques que bordean las parcelas tieshynen aproximadaments 150 mts de ancho en la corona y un nivel de 30- 40 ctms sobre el de las aguas
Rieqo por filtracioacuten
Este sistema comprende dos subdivisiones
19 Por filtracioacuten del aqua en el suelo por atarieas proshyfundas- Es un procsdimiento muy imperfecto desde el punshyto de vista d3 los resultados pero muy sencillo y econoacuteshymico Em p lea las zanjas excavadas en los terrenos para sanearlos
Esencialmente consiste en cerrar las compuertas que regulan los diferentes canales de desecamiento El agua de lluvia etc fluye asiacute poco a poco pgtr estos canales y si el suelo es permeable lo humedece al atravesar las pareshydes laterales de e llos pudiendo llegar por capilaridad hasshyta las raiacuteces
Este procedimiento soacutelo es practicable cuando el terreshyno es bastante permeable y de poca pendiente En suelos poco permeabls los resulta dos no son satisfactorios el agua fluye bien por los cana ~ es pero no logra humedecer la tierra
La lig 17 muestra la disposicioacuten de los canales a a b b y Ja de la compuerta d que cuando estaacute cerrada deshy
- 1580
termina el retroceso del agua que se va elevando en los canales y penetra en el suelo Abriendo jo compuerta se inicia la salida del agua y consecuentemente el desecashymien~o del terreno
A~~J~~Mitrbt~Ir~~M~~1 B
F~( 11 J)i sposieiHl para htlnHd e(~e r IIn 1IITfJ1U drenadu al ail
J i~ Hi middotiexclo po fiJI radmiddotn
29 Filtracioacuten del agua por atarieas abiertas superficiales - middot-Este meacutetodo se aplica sobre todo a Jos tierras labradas y
entre otros a 103 cultivos hortiacutec81as Difiere esencialmente del anterior en que las atarieas estaacuten mucho maacutes proacutexishymas en que son superficiales y el agua penetra en el sueshylo y en el subsuelo p8r las paredes y por el fondo
El agua circula por atarieas paralelas que limitan las parcelas de los cultives No debe tocar ni las hoias ni los tedios Por esta razoacuten se emplea e l agua de cloacas para los cultivos hortelanos Como no se ponen en contacto con as hoias ni con los tallos no pueden contaminar esta parshyte comestible de los vegatales Sin embargo uacuteltimamente se ha dicho que las aguas de cloacas contaminan las parshytes aeacutereas de las hortalizas con geacutermenes nocivos y se ha prohibido su empleo para el cultivo de las hortalizas que se toman sin coccioacuten
Este meacutetodo es tanto maacutes eficaz cuanto maacutes proacuteximas
1581 shy
t ~
1I
I
I
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I
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111111111 111111 111111 Vtk11 1 1 1 1 6 ~ iexcl
l Ft 8
ni ego por 5-lIrc()~ Di ~pn ~ iciiexclm de la~ atalj pa~
esteacuten las zanias que se trazan con el arado y estaacuten seshy
paradas unos 060- 080 mts La lig 18 indico la disposicioacuten del suelo La liacutenea a b
representa el canal de conduccioacuten a c el canal de riego del campo d designan los surcos que no terminan en el canal a c La limpieza que necesita el funcionamiento del sistema deteriora pronto este canal Debe construiacuterse una atari ea auxiliar e f comunicada con el canal a c por meshy
_-1582 - shy
dio de pequentildeos cortes g Este canal auxiliar se abre con el arado y se termina cuidadosamente con la pala Es anshycho y tiene una profundidad de unos la ctms
Riego por desbordamiento
Puede efectuarse de las maneras siguientes con reshygueras de nivel y planos inclinados que describiremos sucesivamente
A shy Por regueras de nivel Fundamentoshy EI terreno a regar estaacute surcado por regueras horizontales de desbordashymiento en que el agua rebosa el borde inferior y se exshytiende en forma de laacutemina continua
Pendiente del terrenoshy No debe ser excesivamente peshyquentildea pues entonces la circulacioacuten de la laacutemina de agua se efectuariacutea defectuosamente se admite como necesaria una pendiente de 3 Si 0 pendiente fuere excesiva en vez de una laacutemina continua se formariacutea una serie de arroshyyos que socavariacutean el terreno este peligro debe evitarse haciendo las regueras suficientemente proacuteximas
Descripcioacuten y funcionatnientoshy Las regueras de reparshyticioacuten se trazan en la direccioacuten aproximada de las liacuteneas de maacutexima pendiente fig 19 Si se interrumpe una regueshyra de distribucioacuten remansando el agua eacutesta entraraacute en la reguera de nivel inmediata anterior la cual se llenaraacute y desbordaraacute invadiendo el terreno el exceso se recogeraacute en el colector inmediato inferior el cual lo transportaraacute al canal de desaguumle
b middotmiddot l~vcro diexclhi Clon
rig 9
Alimentacioacuten de regueras sucesivas por una misma tomashy En vez de recoger las aguas sobrantes de una reshyguera directamente en un colector se recogen en otra reshyguera la cual una vez desbordada las deja pasar a otra y asiacute a varias no pasando de 4 oacute 5 seguacuten el caudal de
-1583 -
agua de que se disponga Parece que asiacute pudiera hacerse extensivo a todo el campo con una sola toma superior en la reguera de reparticioacuten pero no debe olvidarse que el agua que llegase a las regueras inferiores estariacutea escasa en oxiacutegeno y principios fertilizantes Esta es la razoacuten de las tomas sucesivas
Perfil longitudinal de las reguerasshy En la praacutectica no
iexcliexcl~f o UI a
I iquest
____ ~i~ I 0
I L middot ___ --shy
I D--1 t~uHO c o tor
- I 001 I 00 I
I 0 bull ___ J
-shy ---_ -i
_~_-o---J
Uig 19) Riego por curvas de nivel
debe d6rseles una pendiente superior al 0003 intercalando cascadas si fuere preciso esto se refiere a las regueras de reparticioacuten Las regueras de distribucioacuten deben ser perfecshytamente horizontales
Seccioacuten transversal de las reguerasshy Las regueras de nivel deben ser poco proundas a fin de disminuiacuter la preshysioacuten del agua y por tanto su infiltracioacuten Es aconsejable
- 1584 -
UllO anchura de 20 ctms con una profundidad no mayor
de S clms Las acequias y regueras d e reparticioacuten se calcushy
bn seguacuten las foacutermulas hidraacuteulicas
B shy Por planos inclinadosshy Son tales les ven tajas del
riego por regueras de n ivel que se procura em plear un
sistema anaacutelogo aunque el terreno no tengo lo pendiente
necesaria
Principio--Si lo pendiente es inferior al 003 se terramiddot
1 I
Cor~e por A B F iJ20
I I
I
J
Ri eacuteo t por p la n o~ in(linado pUl dobl e ari5la
plena formando un escolonado d e planos inclinados que
permito el riego por reguera~ de nivel
Descripcioacutenshy la reguera de reparticioacuten se coloca a una
altura conveniente para que el agua pueda en trar a las
regueras de nivel practicadas en la parte superior de los
planos en forma que llena de agua se vierta por ellos
recogiendo el exceso en colectores lig 20 El agua sobranshy
te puede ser muy abundante en tal caso el colector al ishy
- 185 shy
menta a su vez o tra serie de planos actuando a mane ra de reguera de reparticioacuten
Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
Planos inclinados naturales- Supongamos fig 21 un terreno de pequentildea pendiente S8 construye en terrapleacuten una reguera de d istribucioacuten con los produc tos de la excavacioacuten del colector inmediato E primer antildeo el riego seraacute defectuoshyso pero en los antildeos sucesivos mejoraraacuten los terraplenes y planos incl inados merced a la aportacioacuten del limo por las mismas aguas
0(oacute v lt
o
ltiexcl - =-=~ ~ ~ ~-= -=--=--=-shy~ ~ Fig21
Planos inclinados artificiales-Consisten en cons truiacuterlos directamen te con tierra sacada del terreno m ismo lo cual exige terraplenes y movimientos importantes de tierra (fig 22)
TfrImiddotO)COfi
~S~iacutelllflmiddot ~~f~~
Tts 22
Datos para la formacioacuten de un proyecto de riego por planos inclinados- Se atenderaacute en primer lugar a que las acequias y regueras de reparticioacuten sean capaces de sumishynistrar el agua necesaria y los colectores de desaguar los sobran tes Las regueras de distribucioacuten seguiraacuten sensibleshymente las curvas de nivel a fin de q ue los planos incl inashydos conserven una longitud constante y que las regueras de dis tribucioacuten sigan la direccioacuten de la pendiente del terreshyno La anchura de Jos escalones no seraacute excesiva a fin de evitar los grandes movimientos de tierra En general tienen 4 oacute 5 mts y si el terreno tiene fuerte pendiente lleshygan a tener 10 Oacute 12 mts La pendiente de los planos inclishynados seraacute de 003 como miacutenimum
Velocidad del viento y potencia
Millas por Pie por Presioacuten Millas por Pies por Presioacuten
La tabla siguiente tomada de un trabajo de Mr A R Wolff sobre molinos de viento muestra la capacidad y
economiacutea de un molino experimental con rueda de distinshyto diaacutemetro asumiendo una velocidad promedio del vienshyto de 10 millas por hora durante ocho diarias
CAPACIDAD DE LOS MOLINOS DE VIENTO
Tamantildeo Rtvoluclunes Galones de agua levantados por minuto H P de la rueda de la rueda bull una altura de desarrollados
pie
25 50 75 100 150 200
ID no-u lB fjfj tiu 41 1112 l~ ij-HO t3 n u 11 8 8 1 O ~ I H iexclO-i 4bull 1 ~~ 6 ) -I ~ 1U 1 S -l 02- Hi ~I-iexclO ji -U JI (iexcl 1liacute JI 1 98 SO 0 11 18 10- (- 911 j2 2middot1-1 J1 J ) D I ~n 1 bull -40 1lfI UI 1 IO X l J ~ JI l I I O1X 2J W-li ~ 124 J01 0 111) 40 1 Hi3 ~H1 134
- 1555 shy
Al disentildear un molino de viento para bombear agua deben considerarse dos cosas El momento de torsioacuten y la velocidad de la rueda en relacioacuten con la de la bomba La primera debe ser lo maacutes gronde posible a fin de que el molino arranque con un viento suave la segunda no debe ser muy alta para las bombas en un molino pequentildeo ni demasiado baja para uno grande De lo anterior deducimos que el tamantildeo de un molino es un elemento importante en el arreglo de sus aspas
El aacutengulo entre cualquier porcioacuten de una aspa y el plano de la rueda se denomina aacutengulo del viento para obtener el mayor momento de torsioacuten al arranque este aacutenshygulo debe ser el complemento de los mejores aacutengulos de incidencia o entre 70deg- 55 Se ha Encontrado en la praacutecshytica que el aacutengulo del viento no alcanza estos valores sienshydo muy recomendable usar 43deg La tabla siguiente da los resultados de los experimentos de J A Griffith con cinco clases de molinos norteamericanos
CAPACIDAD Y EFICIENCIA
STOVER
Diaacutemetro exterior de la rueda pies 115 inferior 45
Area bruta de la rueda pies cuadrados 1040 Angulo del viento en la extremidad exterior de las aspas 43 Diaacutemetro y carrera de la bomba pulgadas 3 X 4 Altura promedio del agua durante el ensayo pies 292
A maacutexima eficiencia
Ve locidad del viento millas por hora 58 Velocidad del molino revoluciones por minuto 130 H P 0011 H P por 100 pies cuadrados de aacuterea bruta 0011 Eficiencia neta maacutexima tanto por ciento 87
-- J556 --shy
Promedio de 100 horas localidad bonancible
Promedio del agua elevada galones por hora 1530 Promedio de los H P desarrollados por l 00 pies~ 0022
0023 Eficiencia neta maacutexima 21
Promedio de 100 horas localidad borrascosa
Promedio del agua elevada galones por hora 2870 Promedio de los H P desarrollados por 100 pies~ 0041
0043 Eficiencia neta maacutexima 028
De varios molinos
Parkins ~fthoue Allhouse Carlyle
16 1416 1016 983 60 45 383 416
2010 1570 81 800 36 30 5028u
3 X lOyiexcl 3 X 10 3 X 4 58 3 X 4 liquest 39 663 387 307
---shyMaacutequinas de combustioacuten interna- Las maacutequinas moshy
de rnas de combuslioacuten interna de gas y vapor no soacutelo con-sum e 1 pJCo combustible sino que son adaptabI8s unishydades pequentildeas ademaacutes req u ieren poca vigilancia para un buen manejo y las reparaciones se efectuacutean faacutecilmenshyte Estas ve1 tajas importantes hcn heclo generalizar el uso de esta clase de maacutequinas
Maacutequinas de vapor- A lgunas de la s maacutes grandes planshytas d2 bombas para riego usan el vapor como fuerza moshyIriz En las islas Hawai se emplean grandes bombas moshyvida s por vapor para e levar agua a 550 pies y regar cantildea de azuacutear Grandes plantas a vapor se emplean para eleshyvar grandes can tidades de agua a pequentildeas alturas y reshygar las plan taciones de arroz en Louisiana (EE UU ) Las grandes plantas usan la maacutequina reciacuteproca y la bomba directamente conectada En algunos casos se puede obteshyner mayoiexcl- eficiencia usando turbinas de vapor las que por su alta velocidad S9 prestan para mover generadores eleacutecshytricos los cuales a su vez pueden suplir corriente a bombas instaladas en dist intos pun tos Es te meacutetodo de distribucioacuten es especia lmen te venta joso cuando el agua se obtiene de muchos pozos El costo de esta clase de plantas estaacute geneshyralmente fuera del alcance individual y por esto la mayoshyriacutea de ellas son manejadas por grandes compantildeiacuteas o por Jos municipalidades
Bombas- La bomba centriacutefuga es la maacutes usada para regar
La bomba centriacutefuga eleva el agua por medio de un disco provisto de cuchillas curvas que giran raacutepidamente dentro de una caacutemara que se ajusta lo maacutes posible dejanshydo el juego necesario para el movimiento raacutepido Las cushychillas fuerzan el agua a traveacutes del tubo de salida Algunas veces se sumergen dentro del agua que va a bombearse
-- 1558-shy
o se colocan unos pocos p ies encima del n ivel del agu a
en cuy o caso se necesita cebarlas
La bomba centriacute fuga es la maacutes recomendable cuando
se tr Ita de elevar grandes cantidades de agua a pequentildeas
a lturas Sus principales ven tajas son sencillez seguridad
bajo cos to y poca probabilidad de dantildeo por c ieno etc
Cuando hcm sido biEn d isentildeadas acanzan eficiencias de
maacutes de 80 para altu ras de 30- 60 pies Las peacuterdidas a
la entrada del tubo de succioacuten yola sal ida del de desshy
carga se d isminuyen grandemente ensanchaacutendolos progreshy
sivamente al salir de la bomba
El profesor W B Gregory da la siguiente tabla para
ilustrar la ventaja qu e se obtiene al ensanchar los tubos
de succioacuten y descarga
BOMBA CENTRIFUGA - ALTURA DE ELEVACION 5 PIES
Peacuterdida de Peacuterdid a de Pda por fr ic-Forma del tubo altura a la altura bull la cioacute usando Altura Bnfic~
a 3 028 031 024 583 240 291 a 4 009 0 10 02 4 543 280 340
----shyAriete hidraacuteulico- Es ta maacutequina usa un gran v o lumen
de agua que cae de una pequentildea altura para elevar una
cantidad menor de agua a una altura mayor
En este aparato un tubo A conduce el agua a la caja
de la vaacutelvu la B ~ l tubo estaacute en comun icacioacuten con la caacuteshy
mara de a ire C de la cual arra nra e l tubo de descarga D
La vaacutelvula B s(~ abi e hacia abajo y se hace de un peso
tal que permanezca abierta cuando el agua circule a veshy
locidad moderada pero se c ierre raacutepidamente cuando la
velocidad del agua a lcance un valor determinado Cuando
la vaacute~vula se cierra el agu a se detiene suacutebitamente proshy
duciendo un golpe de ariete que abre la vaacutelvula de la caacuteshy
mara de aire comprimiendo eacuteste y haciendo pasar una
parte d e eacutel al tubo de descarga Cuando se iguala la preshy
-- 1)59-shy
sioacuten la vaacutelvula de la caacutemara de aire se cierra pero el flujo en el tubo D continuacutea durante un periacuteodo corto a caushysa de la expansioacuten del aire comprimido en la caacutemara C Como el aire de esta caacutemara es absorbido gradualmente y expulsado por el agua debe proveerse para su renuevo pues de otra manera la elici-encia del ariete disminuiriacutea Cuando el agua en el tubo A estaacute detenida la vaacutelvula B cae el agua empieza a moverse y el proceso se repite
El flujo de un ariete hidraacuteulico es pues una serie de pulsaciones y a cada impuso debe vampncerse la inercia de la columna de agua que se encuentra en el tubo D Si dos arietes se conectan en el mismo tubo de descarga pero de tal manera que sus pulsaciores no coincidan la descarga seraacute maacutes continua y se economizaraacute energiacutea estas ventashyjas se obtienen en mayor escala al aumentar el nuacutemero de arietes conectados Veacutease fig 12
i)
rs 2 l iacute
llUSlraciuacuten dd prin cipill dd ik hiJraacuteulicu
CAPITULO VI
Canales y alarieas de riego
Cualquiera que sea el meacutetodo de riego que se haya esshycogido su praacutectica requiere cierto nuacutemero de canales y atarieas Vamos a definir estos canales y atarjeas y a inshydicar las principales consideraciones que rigen su consshytruccioacuten
Todo riego supone una presa de agua en un canal riacuteo etc Esta agua por medio de un canal de derivacioacuten se
--1560shy- -
lleva a los regadiacuteos De cua lquier forma que sea en eacutel o en sus ra mificac iones na cen y se alimen ton zan jas de meshynores dimensiones llamadas atarjeas de distribucioacuten las cuales llevan el agua a las atarieas de riego
Como todo riego debe ir acompantildeado de una desecashycioacuten del suelo es necesario construIacuter atarjeas de desaguumle que lleven el agua usada a los canales de evacuacioacuten En ciertos casos las atarjeas de riego una vez vaciacutea s sirshyven para el desaguumle
Seccioacuten de los canales y de las atarieas- Los canale s de a limentacioacuten de distribucioacuten y de evacuacioacuten tienen seccioacuten trapezoidal (Fig 13) Las otarjeas de riego y de desshyaguumle son rectangulares (Fig 14) Soacutelo miden 5-15 ctms de profundidad
Un canal de riego se com pone de las siguientes parshytes (ver lig 13)
El fondo D F sobre e l cual fl uye e l agua
-1561
La altura O E = h del egua Las banquetas A B H 1 que sostienen el agua por cashy
da lado Los taludes formados por las caras laterales B D F H El periacutemetro mojado P o la lopgitud e D + D F + F G La seccioacuten uacutetil S del canal eo la superficie que tiene
por base G C y D F y por a~ tura O E El radio medkl R es igual a S P La pendiente de Jos taludes m se determina por la
relacioacuten G Kj F K
Pendiente de los taludes de los canales y de las aacutetarshyjeas principales- Las pendientes de los taludes dependen de la natura leza del terreno Hus ta 15 ctms de profundidad son verticales Pasando de esta profundidad y para atarjeas abiertas en desfonde se dan las siguientes pendien tes
Roca m l O Arcilla pura m 1 033 = 303 Tierra arcillosa m 1 05 200 Tierra arenosa m 1 15 = 066
Para Jos taluds de fosos cmstruiacutedos en terrapleacuten
Arcilla pura m 1 05 = 200 Tierra arcillosa m 1 075 = 133 Tierra arenosa m 1 225 = 044
Para el mismo terreno si m es la inclinacioacuten del tashylud en desfonde 10 inclinacioacuten m del talud de terrapleacuten es igual a
2 3 m 1 1
- +shym 2m
Pendiente de los canales--Cuanto maacutes fuerte es la penshydiente maacutes se puede reducir la seccioacuten de un canal para la misma descarga Conviene pues construiacuterlos con la mashyyor pendiente a fin de disminuiacuter los trabaj os de excavacioacuten Por otra parte hay que considerar que una pendiente fuershy
-- 1562 -shy
te disminuye por la raduccioacuten de seccJOn la superficie de contacto y por consiguiente la filtracioacuten Ademaacutes la veloshycidad del agua no debe pasar de determinados valores seguacuten el terreno pues produciriacutea erosiones en las paredes
Velocidades de las que no conviene exceder en los diferentes terrenos
Velocidad limite Pendlent
por segundo por kmt
Arcillas blandas 0152 mts 0045 mts
Arenas 0305 0136
Gravas 0609 0433
Guijarros 0914 0570
Piedras en grandes fragmentos 1220 1509
Guijarros aglomerados 1520 211 S
Rocas blandas 1830 2786
Rocas duras 3050 7342
Tambieacuten existe un liacutemite inferior de velocidad que no se debe traspasar pues se forman depoacutesitos que destruyen
los cauces Los depoacutesitos principian a formarse por debajo de una
velocidad media de 025 mts por segundo en corrientes de agua fangosa 030 cargada de
arena fina 050 mts por segundo en corrientes de agua cargada de
arena gruesa Por consiguiente la velocidad no bajaraacute de 050-080
mts en el canal principal a fin de que no se deposite la arena gruesa
No deberaacute ser inferior a 025- 040 mts en los canashyles de distribucioacuten para que en ellos se deposite la areshyna gruesa que si llegara a las atarieas de riego podriacutea ser perjudicial Como estos canales no se usan continuashymente seraacute faacutecil quitar los depoacutesitos asiacute formados
Canal de conduccioacuten- La pendiente de eacuteste depende
- 1563 shy
oel nivel de la presa de agua y de la altura de la parte maacutes alta que deba regarse
Generalmente su pendiente variacutea de 00007-00014 mts por m La velocidad no excede de 080 mts por segundo La seccioacuten es trapezoidal y debe ir disminuyendo a medishyda que el canal avanza como que tiene que servir a meshynor extensioacuten
Este canal debe estar dispuesto de tal forma que en su punto de unioacuten con el riacuteo quede su nivel maacutes baio que el quicio de la presa a fin de poder instalar un aparato de afor Siempre debe estar provisto de una compuerta de modo que sea faacutecil impedir o regular la entrada dol agua para poder efectuar reparaciones o prevenir una crecida de la corrien te alimentadora
A fin de evitar la erosioacuten conviene lapizar con ceacutesped las paredes laterales y el fondo
Atarieas de distribucioacuten- Deriacutevanse del canal de conshyduccioacuten y llevan el agua a las atarieas de riego Son casi horizontales con pendientes de 0001-0015 mts por m La velocidad del agua no debe ser inferior a 025-040 mts
Se ponen en comunicacioacuten con las atarieas de riego por medio de un tubo de aiiacuteareriacutea o de una caia rectangushylar de madera Esta abertura debe poderse cerrar con una compuerta
Atarieas de riego- E1 general deben ser tan poco proshyfundas como sea posible Con frecuencia se les da un pershyiexcljI rectangular En la unioacuten con las atcrieas de distribucioacuten pueden tener de 30- 35 clms de anche para lueacutego ir disshymi1uye1do
El fondo e3 generalmente horizontal y sus bordes esshytaacuten ligeramente inclinados seguacuten lo direccioacuten de la corrienshyte y se aproximan a medida quo se aleian de las atarieas de distribucioacuten
Atarieas de desaguumle--Las atarieas de desaguumle recogen las agu)s despueacutes de regar y la3 llevan a los canales de evacuacioacuten Son doblemente uacutetiles pues secan el suelo y
permiten volver a usar las aguas para el riego de nuevas extensiones
- 1564shy
Los bordes estaacuten cortados verticalmente Su anchura ordinariamente es de O l5- --030 mts
Canales de evacuacioacuten- El ca nal de evacuacioacuten recishybe el agua de los desaguumles y la conduce al riacuteo o a regar otras tierras Debe ocupa r lo parte maacutes baja del terreno Debe tener una seccioacuten suficiente para el agua que recibe Tiene forma trapezoida Sus paredes deben protegerse conshytra el desgaste por medio de ceacutesped
Caacutelculo de las dimensiones de los canales y de las atarjeas principales- Hemos dicho que la seccioacuten de los canales y atarjeas principales es trapezoidal La seCClOn de las secundarias es triangular o rectangular Generalmenshyte no S9 ca~culan Es necesario determinar lo maacutes exactashymente posible las dimen5iones de los canales y atorjeas principales Las foacutermulas emp16cdas dan resultados aproxishymados que la experiencia modifica A continuacioacuten damos las foacutermulas de Darcy perfecc ionadas por M Bazin
ConsideremQs la seccioacuten re presentada en la fig 13 Y llamemos
1 D F = longitud del fondo
h O E = la altura
S aacuterea de la seccioacuten
U velocidad mediacutea del agua velocidad media en la superficie X 080
Q = descarga
I = la pendi2nte
P periacutemetro moiado
R = radio medio
Estas cantidades estaacuten relacionadas de la siguiente mashynera
(1) R I = b U~ oacute U = C RT(2)
(3) Q = S U Oacute Q = S C rRI (4)
C = 1 b es un coeficiente que depende de la rugoshysidad de las paredes del canal M Bazin ha expresado su valor asiacute
1565 - shy
87
C = 1 Vb = - ---- + tiacute
VR ltiacute tiene los siguientes valores
Paredes muy lisas (cemento madera lisa) tiacute = 006 Paredes lisas (taba ladrillo) tiacute = 016
poco lisas de mamposteriacutea tiacute = 046 de naturaleza mixta Ciacute = 085
Canales de tierra en condicion3s ordinarias tiacute 130 Canales de tierra con resistencia excepcional tiacute = 175
Maacutes adelante daremos los valores del coeficiente C en funcioacuten del radio R y los valores del coeficiente o de la loacutermua (l) corre3pondientes a los valores dAl coeficiente
C = 1 vT-
Ganguillet y Kulter adoptan tambieacuten la foacutermula
u C RTpero daacutendole a C el siguiente valor
O 00155
23 + + n
C 000155
1+ 23 + --- n
( ) V R
El nuacutemero n variacutea con la naturaleza de las paredAS y tiene los siguientes valores
n ln Paredes muy uniformes ceuromento madera
cepillada 0010 100 Paredes linos piedra tallada ladriilos 0013 77 Paredes poso uniformes 0017 58 Paredes rugosas piedras en bruto 0020 50 Paredes de tierra 0025 40 Paredes de grava 0030 33 Paredes irregulares de grava y mal cuidadas 0035 29 Paredes muy irregulares 0040 35
- 1566 shy
Las dJmensiones de los canal83 deben 118nar otras conshydiciones que determinan las foacutermulas anteriores
En primer lugar la tangente trigonomeacutetrica m queda determinada por la naturaleza del terreno Luego si circunsshytancias especiales no exigen la adopcioacuten de una profundishydad conviene dadas 1 y m dar a la seccioacuten la forma que corresponda a la maacutexima descarga por unidad de aacuterea de ella Esta seraacute evidentemente la seccioacuten maacutes econoacuteshymica De la foacutermula (3) Q = S U deducimos que para una superliacutecie dada S la descarga Q es maacutexima con U POI
consiguiente para una pendiente dada y teniendo en cuen shyta la foacutermula (2) U = e VRT con R o tambieacuten pll8sto que R = S P cuando P es miacutenimo
D8 la Hg 14 deducimos que
(5) S h (1 + h m)
(6) P + 2 h m V1 + m~ (6) P = I + 2 hmv 1 + m~
S h ( I + hm) (7) R
P + 2 hm 1 + m~ y por caacutelculo deducimos que P es miacutenimo cuando
h + V I + m~ (8)
2 ro
En este caso los lados B D H F D F son tangentes a Jo circunferencia descrita desde O como centro y con h como radio
Si sustiacutetuIacutemos en (7) 1 por su valor sacado de (8) obshytendremos
2 m h h ( + hm)
+ VI + m (9) R +
2 mh 2h V 1 + m~
+ ml+vl+ m~
- 1567 shy
--- -
1+ iexcl-1 + rn~ ]iexcl 2 = X
rn 4
es decir el radio medio es igual a la mitad de lu profunshydidad del agua
La relacioacuten h 1 que determina la seccioacuten oacuteptima soacuteshylo depeeacutelde para S e 1 dados del valor m El valor de h 1 en (8) permite calcular faacutecilmente h y 1 conociendo S y m Reempazando 1 por su valor en funcioacuten de h en la ecuashyc ioacuten (5) 1endremos
(lO) S =
( h
2 m h
1 + 1 1 + m~ h+-111
)
h~ 2 l 1-+ m~ -----shy 1
m
mS lh
11 J J h = ( 2 V 1 + m - 1 )
Seguacuten esto S2 ve que cuanio maacutes se acerquen los taludes del canal a la vertical mayor es h y por consiguienshyte R Conviene adoptar para R el mayor valor posible pues asiacute no disminuye la anchura del canal de pendiente dada 1 y se aumenta la velocidad media d el agua que es proshyporcional a R
Cuando las circunstancias obligan la adopcioacuten de una profundidad determinada la ecuacioacuten S = h (l + h m) soacutelo contiene la incoacutegnita 1
Empleo de las foacutermulas uso de las tablas ejemplos middotnumeacutericos--Los problsmas que se presentan maacutes frecuenshytemente son
I- Conocida la seccioacuten transversal de un canal y su pendiente calcular su descarga
JI- Conocido el rendimiento del canal y su pendiente
- 1571 shy
calcular las dimensiones que debe tener su seccioacuten transshyversal y la velocidad media del agua
CASO iexcl- Se a plican las siguientes foacutermulas
h (1 + h m) (S) S = h (1 + h m) (7) R
1 + 2 h 1 + m~
m
y lueacutego
(2) U = C m 1)Y2 (1) Q _ S C (R 1) 1j~
La foacutermula (S) ncs do e l aacuterea la (1) el radio medio pues h I Y 111 SO1 conocidos Las foacutermulas (2 y 4) permiten ca lcular U y Q
EJEMPLO Calcular el rendimie llto de un canal de ti eshyITU sabiendo que 1 = lmts h = 121 1 = 00002 y la inclinacioacuten de los taludes es 45
La aplicacioacuten de las foacutermulas (5 y 7) nos da
S = 2867 mts~ y R = 060 mts
El valor de C seguacuten la tabla de Bazin es 325 y seguacuten la de Kutte r 35 Tomamos e l promedio de estos dos valoshyres o sea 3375
Aplicando las foacutermulas (4 y 2) obtendremos
Q = 098 mts y U 037 mts
CASO II- Si existen circunstancias que obliguen a adopshytar una profundidad determinada se aplicaraacuten las foacutermushylas de la seccioacuten maacutes ventajosa es decir las foacutermulas sishyguientes bull
Q~m S (9) h b U~ b - shy~ (1 + m~ )11 ) = 2 R (l) R I
12 - 1) S~
Se principiaraacute por adoptar para b un valor provisional y para escogerlo seguacuten el rendimiento se evaluaraacute el vashylor posible de R y por consiguiente el de C seguacuten la tashybla de Bazin La tabla de los valores de b daraacute un valor que se adoptaraacute provisionalmente Una vez hallado el vashy
- 1572 shy
lar da R se rectificaraacute e l de b Se volveraacute a calcular R y
se continuaraacuten estas aproximaciones hasta que se encuenshytren para C y b valores que no difieran sensiblemente de Jos anteriores La ecuacioacuten (1) contendraacute R elevada a la quinta potencia y deberaacute resolverse por logaritmos
EJEMPLO Un canal debe tener un rendimiento de 2 lIltS de agua por segundo con una pendiente de 00002 por mts Cuaacutel debe ser su perfil transversal en la tierra con taludes inclinados 45
Supongamos R = 1 mt entonces seguacuten la tabla d e Bozin C = 378 y seguacuten lo de Kutte r C = 40 Toma mos 81 pro lllcd io C = 389 Para b obtenemos 000066
In
Lu IOacuteI JI1 U 111 (0) du x
Pero s iendo m 1 sacamos
m 0547
y obte ndremos 4R~ S 4W
0547
Lo foacutermula (1) nos da
R X 00002 000066 4
S~
R S~ 132
y sustituyendo S po~ su valor
16 R
(0547F 132 R 075
Seguacuten las tablas de Bazin y Kutter los valores respecshytivos de C pondiente de b tend
son de b remos
348 es
y 00
37 Adoptamos 0077 Sustituyendo
359 este
el valor nuevo
corresshyvalor
- shy 1573 shy
4 4 R~ 0547 S TI X 00002 000077 (
s~
R = 075
Lo vola re s d~ e y de b no difieren sonsibloTrl ento de los que acabamos de adoptar Tomaremos pues para TI el va le r 076 mis entoncos h = 152
4 (076 )~
S 442 Jll l s ~
0547
Q 2
u 047 mts S 422
La foacutermula (8) permite dete rmina r l
2 m h 2 X 152 126 y e l problema
1 + ( + m~)Y2 1 + (2)1
queda resuelto Pero puede ocurrir que por circunstancias especiales no
se pueda adoptar el perfil maacutes econoacutemico Entonces se coshynoc 3 la profundidad h o la anchura 1 por lo tanto
S = h (1 + h m)
Q2
R 1 b --- en que R estaacute expresado en funcioacuten S2
de h y de I y permitiraacute hallar por tanteo h o I y S Supongamos que por causa de la existencia de un submiddot
suelo rocoso la profundidad del canal no debe exceder de un mI y que la descmga sea de 2 mts pOI segundo y la pendiente 00002
Procederemos asiacute
Puesto que h 9S a lo sumo igual Q 1 mI el radio meshydio puede evaluarse en 050 mts Las tablas dan para e 306 y 34 adoptamos 32 y entonces b = 000098
1574
Q2
De la ecuacioacuten R I b --- deducimos S2
000098 X 4 S~ 392 S 625
050 X 00002
La foacutermula S = h (l + h m) da 525
La foacutermula (6) nos da P = 807
s 625 R 077 mts
P 807
Se partiraacute de este nuevo valor de R para repetir los caacutelculos
Las tablas dan para R = 077 mts C = 35 y 37 Adoptamos C = 36 entonces b = 000077
Tenemos
000077 X 4 S 40 S 632 1 532
077 X 00002
P 814 Y R = 077
Adoptaremos para el perfil de este canal de 2 mts de descarga por segundo
1 = 532 h = 1 mI R = 077
La velocidad media del agua seraacute
u = Q S = 2 632 = 031 mts
CAPITULO VII
Sistemas de rieqo
Hay muchos procedimientos de riego seguacuten la naturashyleza del terreno su pendiente los cultivos o la cantidad de agua de que se dispone
- 1575 shy
A continuacioacuten describiremos los siguientes sistemas Por sumersioacuten por filtracioacuten por desbordamiento
El riego por sumersioacuten se dIvide en tres meacutetodos el ri ego por filtracioacuten en dos y el por desbordamiento tambieacuten en dos De todos eros hablaremos separadamente
Riego por sumersioacuten
El sistema d3 riego por sumersioacuten llamado tambieacuten en manta consiste en cubrir el suelo con una capa de agua que permanece sobre eacutel un tiempo maacutes o menos largo
Generalmente requiere que el terreno sea sensiblemenshyte horizontal de pendiente suave 2 0 00 a lo sumo y que no sea impermeable La superficie regable se rodea de peshyquentildeos diques Si la pendiente fuese fuerte habriacutean de ser a l tos y emplear maacutes agua con lo que se perderiacutea la prinshycipal ventaja de este sistema que es su sencillez y ecoshyncmiacutea
Este procedimiento es uno de los mejores para el rieshygo de praderas cuya pendiente sea de 1-15 mmts por metro Comprende tres meacutetodos distintos
IO-La sumersioacuten naturcl que resulta del desbordashymiento espontaacuteneo de una corriente de agua o de la inunshydacioacuten artificial proveniente del levantamiento de las aguas
29- La sumersioacuten artificial 5encilla en que las aguas permanecen estanadas mientras dura el riego
3y- La sumersioacutell atificial con cJrculacioacuten continuiexcl en que el agua ircula suavemente por la superficie del terreno sumergido
Cuando se riaga con aguas que acarrean limos y areshynas estos materiales generalmente corgados de materias fertili~antes se depositan sobre el suelo Entonces el riego por sumersioacuten va acompantildeado del erdorquinamiento
Sumersioacuten natural- Muchos terrenos estaacuten expuestos a las crecidas de las corrientes de agua que los atraviesan Esta sumersioacuten natural es fuente de grandes riquezas Tashyles s)n Egipto y las pompos de la imeacuterica del Sur En Francia grandes extensiones de ter reno deben su fertilidad a riegos perioacutedicos de esto naturaleza
Las condiciones esenciales de estos sumersiones natushy
1576 shy
rales son pendientes longitudinales muy suaves (040- 045
mts por kmt como promedio) y pendientes transversales
bastante aceurontuadus para que las aguas de las crecidas
vuelvan faacutecilmente a su cauce primitivo
Sumersioacuten artificial sencilla- Exige un suelo de poca
pendiente que no exceda de 2 0 00 a menos de restringir
mucho ia extensioacuten dE las parcelas sumergidas
Si la pendiente fuese fuerte no se depositariacutean los seshy
dimentos perdiendo asiacute este meacutetodo su principal ventaja
Ademaacutes se correriacutea el riesgo de que las aguas arrastraran
la tierra vegetal Finalmente seriacutea necesario que las cuenshycas sumergidas estuvieran rodeadas de diques muy altos
lo que hariacutea perder las ventajas econoacutemicas de este sisshy
tema
Consiste en sumergir el suelo bajo una capa de detershy
minado espesor durante un periacuteodo de tiempo variable
El terreno se divide en compartimientos regulares roshy
deados dE pequentildeos diques que retienen el agua
Generalmente las aguas despueacutes de regar un comparshy
timiento superior pasan a regar uno inferior
Los compartimientos tienen extensioacuten variable En geneshy
ral no exceden de 10-30 aacutereas Se les puede dar una anshychura de 50 mts y una longitud variable seguacuten la pendienshy
te del terreno Los diques que los rodean exceden en todas
partes a 25 ctms al nivel del agua
La altura media del agua sobre la superficie del sueshy
lo es de 15 ctms En el punto maacutes alto del nivel del agua
25 ctms
En el centro de cada compartimiento y en sentido de su longitud se abre una atarjea g (lig 15) que sirve a la
vez de conduccioacuten y desecamiento
A este objeto puede ir acompantildeado de pequentildeas a tarshy
jeas h En el origen y en la extremidad de cada compartishy
miento la atarjea g lleva una en trada de madera con comshy
puerta para retener el agua o dejarla pasar
La atarjea g debe tener una pendiente aproximada de
0001 mts mL La anchura en el fondo y su profundidad
dependen de la superficie del compartimiento y de la cantishydad de agua que conduciraacute
--1577-shy
La fig 15 denota la subdivisioacuten del terreno en cuatro recipientes que forman otros tantos saetines cuya longitud depende de la pendiente del terreno
Es preciso que el nivel del agua en el segundo comparshytimiento sea inferigtr de 1- 2 ctms al fondo de la atariea g del primero Asiacute se logra que el agua pase del primero al SEgundo compartimiento
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Hiego por ~lIhm(~r~ ioacuten Planta ltle unn in~tala(- i(ln de cuatro C(Jlllparlimi-(-middotnto~
Ventajas e inconvenientes de este sistema- Permite reshygar superficies de poca pendiente con ca1tidades de agua demasiado pequentildeas para utiliza ras de otro modo Transshyforma en tierras feacutertiles suelos mediocres siempre que no sean impermeables y que las aguas contengan limos carshygados de principios nutritivos Su instalacioacuten y vigilancia son sencillas y baratas
En suelos impermeables da malos resultados Rara vez se puede aplicar en el momento de la vegetacioacuten y mientras dura impide la aireacioacuten del suelo
- - 1578 - shy
El riego por sumersioacuten se emplea principalmpnte en el cultivo del arroz
Riego de los arrozales- EI arrozal ha de estar compleshytamente cubierto por el agua pero sin quedar estancada sino circulando con muy poca velocidad Sin agua no gershyminariacutea la semilla y en cambio si quedara estancada enshyfermaria 0 planta y podriacutea ser causa de una epidemia pashyluacutedica en la regioacuten
El terreno destinado al cultivo del arroz ha de ser enshyteramente llano y con la pendiente necesaria para la lenshyta circulacioacuten del agua El campo se divide en parcelas delimitadas por pequentildeos diques de tierra
Unas como B (Fig 16) estaacuten trazadas longitudinalmenshyte en el sentido de las labores y del movimiento del agua al paso que otras la sentildealadas con la letra e van en dishyreccioacuten perpendicular a las primeras
Una vez construIacutedos los diques se da el agua a las parce las D y J de modo que la capa liacutequida tenga unos 12 ctms de espesor Hecho 6stO se practican en el dique inmediatamente infel ior unas abe rturas E de 20- 30 ctms
de ancho por donde flushyye el agua a las parceshylas inferiores Asiacute se conshytinuacutea hasta regar todo el arrozal El agua se reshycoge en la atariea d e desaguumle A
El consumo de a g ua se calcula en 24 Its por segundo y por hec taacuterea
Sumersioacuten artificial con derrame continuo--Cuanshydo se dispone de gran can tidad de agua la cirshyculacioacuten puede ser conshytinua sin alterar las disshyposiciones precedentegt
El agua de riego desshypueacutes de alcanzar el nishy
ni~po s i c i(lfl dI un arrozal divirl gtln ( 1
lahla~ n -lIadriluacutel erus L ri ego
- - 1579-shy
vel normal en el compartimiento regado pasa lentamente al inferior y se reemplaza con nueva agua Este procedishymiento priva menos del aire a las plantas que e l estallCU miento permanente
El movimiento d8 las aguas se regula dE-~ tal manera que la can tidad siexclJida por la parte inferior sea igual a Jo que Gntra por la superior De 83t8 modo se llega raacutepidashymente a resultados excelentes
Conviene enviar agua nueva o los compartimientos inshyferiores disponiendo alrededor del cqmpo un canal de cirshycunvalacioacuten El agua debe vaciar por encima de las comshypuertas a fin ds qU8 no arrastre los sedimentos En general los compartimientos tienen dimensiones mayores que los de sumersioacuten sencilla Si la pendiente es muy fuerte conviene disponer oblicuamente diques interiores que impidan la erosioacuten del suelo Los diques que bordean las parcelas tieshynen aproximadaments 150 mts de ancho en la corona y un nivel de 30- 40 ctms sobre el de las aguas
Rieqo por filtracioacuten
Este sistema comprende dos subdivisiones
19 Por filtracioacuten del aqua en el suelo por atarieas proshyfundas- Es un procsdimiento muy imperfecto desde el punshyto de vista d3 los resultados pero muy sencillo y econoacuteshymico Em p lea las zanjas excavadas en los terrenos para sanearlos
Esencialmente consiste en cerrar las compuertas que regulan los diferentes canales de desecamiento El agua de lluvia etc fluye asiacute poco a poco pgtr estos canales y si el suelo es permeable lo humedece al atravesar las pareshydes laterales de e llos pudiendo llegar por capilaridad hasshyta las raiacuteces
Este procedimiento soacutelo es practicable cuando el terreshyno es bastante permeable y de poca pendiente En suelos poco permeabls los resulta dos no son satisfactorios el agua fluye bien por los cana ~ es pero no logra humedecer la tierra
La lig 17 muestra la disposicioacuten de los canales a a b b y Ja de la compuerta d que cuando estaacute cerrada deshy
- 1580
termina el retroceso del agua que se va elevando en los canales y penetra en el suelo Abriendo jo compuerta se inicia la salida del agua y consecuentemente el desecashymien~o del terreno
A~~J~~Mitrbt~Ir~~M~~1 B
F~( 11 J)i sposieiHl para htlnHd e(~e r IIn 1IITfJ1U drenadu al ail
J i~ Hi middotiexclo po fiJI radmiddotn
29 Filtracioacuten del agua por atarieas abiertas superficiales - middot-Este meacutetodo se aplica sobre todo a Jos tierras labradas y
entre otros a 103 cultivos hortiacutec81as Difiere esencialmente del anterior en que las atarieas estaacuten mucho maacutes proacutexishymas en que son superficiales y el agua penetra en el sueshylo y en el subsuelo p8r las paredes y por el fondo
El agua circula por atarieas paralelas que limitan las parcelas de los cultives No debe tocar ni las hoias ni los tedios Por esta razoacuten se emplea e l agua de cloacas para los cultivos hortelanos Como no se ponen en contacto con as hoias ni con los tallos no pueden contaminar esta parshyte comestible de los vegatales Sin embargo uacuteltimamente se ha dicho que las aguas de cloacas contaminan las parshytes aeacutereas de las hortalizas con geacutermenes nocivos y se ha prohibido su empleo para el cultivo de las hortalizas que se toman sin coccioacuten
Este meacutetodo es tanto maacutes eficaz cuanto maacutes proacuteximas
1581 shy
t ~
1I
I
I
I o
I
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IIII I
l 11
I
111111111 111111 111111 Vtk11 1 1 1 1 6 ~ iexcl
l Ft 8
ni ego por 5-lIrc()~ Di ~pn ~ iciiexclm de la~ atalj pa~
esteacuten las zanias que se trazan con el arado y estaacuten seshy
paradas unos 060- 080 mts La lig 18 indico la disposicioacuten del suelo La liacutenea a b
representa el canal de conduccioacuten a c el canal de riego del campo d designan los surcos que no terminan en el canal a c La limpieza que necesita el funcionamiento del sistema deteriora pronto este canal Debe construiacuterse una atari ea auxiliar e f comunicada con el canal a c por meshy
_-1582 - shy
dio de pequentildeos cortes g Este canal auxiliar se abre con el arado y se termina cuidadosamente con la pala Es anshycho y tiene una profundidad de unos la ctms
Riego por desbordamiento
Puede efectuarse de las maneras siguientes con reshygueras de nivel y planos inclinados que describiremos sucesivamente
A shy Por regueras de nivel Fundamentoshy EI terreno a regar estaacute surcado por regueras horizontales de desbordashymiento en que el agua rebosa el borde inferior y se exshytiende en forma de laacutemina continua
Pendiente del terrenoshy No debe ser excesivamente peshyquentildea pues entonces la circulacioacuten de la laacutemina de agua se efectuariacutea defectuosamente se admite como necesaria una pendiente de 3 Si 0 pendiente fuere excesiva en vez de una laacutemina continua se formariacutea una serie de arroshyyos que socavariacutean el terreno este peligro debe evitarse haciendo las regueras suficientemente proacuteximas
Descripcioacuten y funcionatnientoshy Las regueras de reparshyticioacuten se trazan en la direccioacuten aproximada de las liacuteneas de maacutexima pendiente fig 19 Si se interrumpe una regueshyra de distribucioacuten remansando el agua eacutesta entraraacute en la reguera de nivel inmediata anterior la cual se llenaraacute y desbordaraacute invadiendo el terreno el exceso se recogeraacute en el colector inmediato inferior el cual lo transportaraacute al canal de desaguumle
b middotmiddot l~vcro diexclhi Clon
rig 9
Alimentacioacuten de regueras sucesivas por una misma tomashy En vez de recoger las aguas sobrantes de una reshyguera directamente en un colector se recogen en otra reshyguera la cual una vez desbordada las deja pasar a otra y asiacute a varias no pasando de 4 oacute 5 seguacuten el caudal de
-1583 -
agua de que se disponga Parece que asiacute pudiera hacerse extensivo a todo el campo con una sola toma superior en la reguera de reparticioacuten pero no debe olvidarse que el agua que llegase a las regueras inferiores estariacutea escasa en oxiacutegeno y principios fertilizantes Esta es la razoacuten de las tomas sucesivas
Perfil longitudinal de las reguerasshy En la praacutectica no
iexcliexcl~f o UI a
I iquest
____ ~i~ I 0
I L middot ___ --shy
I D--1 t~uHO c o tor
- I 001 I 00 I
I 0 bull ___ J
-shy ---_ -i
_~_-o---J
Uig 19) Riego por curvas de nivel
debe d6rseles una pendiente superior al 0003 intercalando cascadas si fuere preciso esto se refiere a las regueras de reparticioacuten Las regueras de distribucioacuten deben ser perfecshytamente horizontales
Seccioacuten transversal de las reguerasshy Las regueras de nivel deben ser poco proundas a fin de disminuiacuter la preshysioacuten del agua y por tanto su infiltracioacuten Es aconsejable
- 1584 -
UllO anchura de 20 ctms con una profundidad no mayor
de S clms Las acequias y regueras d e reparticioacuten se calcushy
bn seguacuten las foacutermulas hidraacuteulicas
B shy Por planos inclinadosshy Son tales les ven tajas del
riego por regueras de n ivel que se procura em plear un
sistema anaacutelogo aunque el terreno no tengo lo pendiente
necesaria
Principio--Si lo pendiente es inferior al 003 se terramiddot
1 I
Cor~e por A B F iJ20
I I
I
J
Ri eacuteo t por p la n o~ in(linado pUl dobl e ari5la
plena formando un escolonado d e planos inclinados que
permito el riego por reguera~ de nivel
Descripcioacutenshy la reguera de reparticioacuten se coloca a una
altura conveniente para que el agua pueda en trar a las
regueras de nivel practicadas en la parte superior de los
planos en forma que llena de agua se vierta por ellos
recogiendo el exceso en colectores lig 20 El agua sobranshy
te puede ser muy abundante en tal caso el colector al ishy
- 185 shy
menta a su vez o tra serie de planos actuando a mane ra de reguera de reparticioacuten
Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
Planos inclinados naturales- Supongamos fig 21 un terreno de pequentildea pendiente S8 construye en terrapleacuten una reguera de d istribucioacuten con los produc tos de la excavacioacuten del colector inmediato E primer antildeo el riego seraacute defectuoshyso pero en los antildeos sucesivos mejoraraacuten los terraplenes y planos incl inados merced a la aportacioacuten del limo por las mismas aguas
0(oacute v lt
o
ltiexcl - =-=~ ~ ~ ~-= -=--=--=-shy~ ~ Fig21
Planos inclinados artificiales-Consisten en cons truiacuterlos directamen te con tierra sacada del terreno m ismo lo cual exige terraplenes y movimientos importantes de tierra (fig 22)
TfrImiddotO)COfi
~S~iacutelllflmiddot ~~f~~
Tts 22
Datos para la formacioacuten de un proyecto de riego por planos inclinados- Se atenderaacute en primer lugar a que las acequias y regueras de reparticioacuten sean capaces de sumishynistrar el agua necesaria y los colectores de desaguar los sobran tes Las regueras de distribucioacuten seguiraacuten sensibleshymente las curvas de nivel a fin de q ue los planos incl inashydos conserven una longitud constante y que las regueras de dis tribucioacuten sigan la direccioacuten de la pendiente del terreshyno La anchura de Jos escalones no seraacute excesiva a fin de evitar los grandes movimientos de tierra En general tienen 4 oacute 5 mts y si el terreno tiene fuerte pendiente lleshygan a tener 10 Oacute 12 mts La pendiente de los planos inclishynados seraacute de 003 como miacutenimum
Al disentildear un molino de viento para bombear agua deben considerarse dos cosas El momento de torsioacuten y la velocidad de la rueda en relacioacuten con la de la bomba La primera debe ser lo maacutes gronde posible a fin de que el molino arranque con un viento suave la segunda no debe ser muy alta para las bombas en un molino pequentildeo ni demasiado baja para uno grande De lo anterior deducimos que el tamantildeo de un molino es un elemento importante en el arreglo de sus aspas
El aacutengulo entre cualquier porcioacuten de una aspa y el plano de la rueda se denomina aacutengulo del viento para obtener el mayor momento de torsioacuten al arranque este aacutenshygulo debe ser el complemento de los mejores aacutengulos de incidencia o entre 70deg- 55 Se ha Encontrado en la praacutecshytica que el aacutengulo del viento no alcanza estos valores sienshydo muy recomendable usar 43deg La tabla siguiente da los resultados de los experimentos de J A Griffith con cinco clases de molinos norteamericanos
CAPACIDAD Y EFICIENCIA
STOVER
Diaacutemetro exterior de la rueda pies 115 inferior 45
Area bruta de la rueda pies cuadrados 1040 Angulo del viento en la extremidad exterior de las aspas 43 Diaacutemetro y carrera de la bomba pulgadas 3 X 4 Altura promedio del agua durante el ensayo pies 292
A maacutexima eficiencia
Ve locidad del viento millas por hora 58 Velocidad del molino revoluciones por minuto 130 H P 0011 H P por 100 pies cuadrados de aacuterea bruta 0011 Eficiencia neta maacutexima tanto por ciento 87
-- J556 --shy
Promedio de 100 horas localidad bonancible
Promedio del agua elevada galones por hora 1530 Promedio de los H P desarrollados por l 00 pies~ 0022
0023 Eficiencia neta maacutexima 21
Promedio de 100 horas localidad borrascosa
Promedio del agua elevada galones por hora 2870 Promedio de los H P desarrollados por 100 pies~ 0041
0043 Eficiencia neta maacutexima 028
De varios molinos
Parkins ~fthoue Allhouse Carlyle
16 1416 1016 983 60 45 383 416
2010 1570 81 800 36 30 5028u
3 X lOyiexcl 3 X 10 3 X 4 58 3 X 4 liquest 39 663 387 307
---shyMaacutequinas de combustioacuten interna- Las maacutequinas moshy
de rnas de combuslioacuten interna de gas y vapor no soacutelo con-sum e 1 pJCo combustible sino que son adaptabI8s unishydades pequentildeas ademaacutes req u ieren poca vigilancia para un buen manejo y las reparaciones se efectuacutean faacutecilmenshyte Estas ve1 tajas importantes hcn heclo generalizar el uso de esta clase de maacutequinas
Maacutequinas de vapor- A lgunas de la s maacutes grandes planshytas d2 bombas para riego usan el vapor como fuerza moshyIriz En las islas Hawai se emplean grandes bombas moshyvida s por vapor para e levar agua a 550 pies y regar cantildea de azuacutear Grandes plantas a vapor se emplean para eleshyvar grandes can tidades de agua a pequentildeas alturas y reshygar las plan taciones de arroz en Louisiana (EE UU ) Las grandes plantas usan la maacutequina reciacuteproca y la bomba directamente conectada En algunos casos se puede obteshyner mayoiexcl- eficiencia usando turbinas de vapor las que por su alta velocidad S9 prestan para mover generadores eleacutecshytricos los cuales a su vez pueden suplir corriente a bombas instaladas en dist intos pun tos Es te meacutetodo de distribucioacuten es especia lmen te venta joso cuando el agua se obtiene de muchos pozos El costo de esta clase de plantas estaacute geneshyralmente fuera del alcance individual y por esto la mayoshyriacutea de ellas son manejadas por grandes compantildeiacuteas o por Jos municipalidades
Bombas- La bomba centriacutefuga es la maacutes usada para regar
La bomba centriacutefuga eleva el agua por medio de un disco provisto de cuchillas curvas que giran raacutepidamente dentro de una caacutemara que se ajusta lo maacutes posible dejanshydo el juego necesario para el movimiento raacutepido Las cushychillas fuerzan el agua a traveacutes del tubo de salida Algunas veces se sumergen dentro del agua que va a bombearse
-- 1558-shy
o se colocan unos pocos p ies encima del n ivel del agu a
en cuy o caso se necesita cebarlas
La bomba centriacute fuga es la maacutes recomendable cuando
se tr Ita de elevar grandes cantidades de agua a pequentildeas
a lturas Sus principales ven tajas son sencillez seguridad
bajo cos to y poca probabilidad de dantildeo por c ieno etc
Cuando hcm sido biEn d isentildeadas acanzan eficiencias de
maacutes de 80 para altu ras de 30- 60 pies Las peacuterdidas a
la entrada del tubo de succioacuten yola sal ida del de desshy
carga se d isminuyen grandemente ensanchaacutendolos progreshy
sivamente al salir de la bomba
El profesor W B Gregory da la siguiente tabla para
ilustrar la ventaja qu e se obtiene al ensanchar los tubos
de succioacuten y descarga
BOMBA CENTRIFUGA - ALTURA DE ELEVACION 5 PIES
Peacuterdida de Peacuterdid a de Pda por fr ic-Forma del tubo altura a la altura bull la cioacute usando Altura Bnfic~
a 3 028 031 024 583 240 291 a 4 009 0 10 02 4 543 280 340
----shyAriete hidraacuteulico- Es ta maacutequina usa un gran v o lumen
de agua que cae de una pequentildea altura para elevar una
cantidad menor de agua a una altura mayor
En este aparato un tubo A conduce el agua a la caja
de la vaacutelvu la B ~ l tubo estaacute en comun icacioacuten con la caacuteshy
mara de a ire C de la cual arra nra e l tubo de descarga D
La vaacutelvula B s(~ abi e hacia abajo y se hace de un peso
tal que permanezca abierta cuando el agua circule a veshy
locidad moderada pero se c ierre raacutepidamente cuando la
velocidad del agua a lcance un valor determinado Cuando
la vaacute~vula se cierra el agu a se detiene suacutebitamente proshy
duciendo un golpe de ariete que abre la vaacutelvula de la caacuteshy
mara de aire comprimiendo eacuteste y haciendo pasar una
parte d e eacutel al tubo de descarga Cuando se iguala la preshy
-- 1)59-shy
sioacuten la vaacutelvula de la caacutemara de aire se cierra pero el flujo en el tubo D continuacutea durante un periacuteodo corto a caushysa de la expansioacuten del aire comprimido en la caacutemara C Como el aire de esta caacutemara es absorbido gradualmente y expulsado por el agua debe proveerse para su renuevo pues de otra manera la elici-encia del ariete disminuiriacutea Cuando el agua en el tubo A estaacute detenida la vaacutelvula B cae el agua empieza a moverse y el proceso se repite
El flujo de un ariete hidraacuteulico es pues una serie de pulsaciones y a cada impuso debe vampncerse la inercia de la columna de agua que se encuentra en el tubo D Si dos arietes se conectan en el mismo tubo de descarga pero de tal manera que sus pulsaciores no coincidan la descarga seraacute maacutes continua y se economizaraacute energiacutea estas ventashyjas se obtienen en mayor escala al aumentar el nuacutemero de arietes conectados Veacutease fig 12
i)
rs 2 l iacute
llUSlraciuacuten dd prin cipill dd ik hiJraacuteulicu
CAPITULO VI
Canales y alarieas de riego
Cualquiera que sea el meacutetodo de riego que se haya esshycogido su praacutectica requiere cierto nuacutemero de canales y atarieas Vamos a definir estos canales y atarjeas y a inshydicar las principales consideraciones que rigen su consshytruccioacuten
Todo riego supone una presa de agua en un canal riacuteo etc Esta agua por medio de un canal de derivacioacuten se
--1560shy- -
lleva a los regadiacuteos De cua lquier forma que sea en eacutel o en sus ra mificac iones na cen y se alimen ton zan jas de meshynores dimensiones llamadas atarjeas de distribucioacuten las cuales llevan el agua a las atarieas de riego
Como todo riego debe ir acompantildeado de una desecashycioacuten del suelo es necesario construIacuter atarjeas de desaguumle que lleven el agua usada a los canales de evacuacioacuten En ciertos casos las atarjeas de riego una vez vaciacutea s sirshyven para el desaguumle
Seccioacuten de los canales y de las atarieas- Los canale s de a limentacioacuten de distribucioacuten y de evacuacioacuten tienen seccioacuten trapezoidal (Fig 13) Las otarjeas de riego y de desshyaguumle son rectangulares (Fig 14) Soacutelo miden 5-15 ctms de profundidad
Un canal de riego se com pone de las siguientes parshytes (ver lig 13)
El fondo D F sobre e l cual fl uye e l agua
-1561
La altura O E = h del egua Las banquetas A B H 1 que sostienen el agua por cashy
da lado Los taludes formados por las caras laterales B D F H El periacutemetro mojado P o la lopgitud e D + D F + F G La seccioacuten uacutetil S del canal eo la superficie que tiene
por base G C y D F y por a~ tura O E El radio medkl R es igual a S P La pendiente de Jos taludes m se determina por la
relacioacuten G Kj F K
Pendiente de los taludes de los canales y de las aacutetarshyjeas principales- Las pendientes de los taludes dependen de la natura leza del terreno Hus ta 15 ctms de profundidad son verticales Pasando de esta profundidad y para atarjeas abiertas en desfonde se dan las siguientes pendien tes
Roca m l O Arcilla pura m 1 033 = 303 Tierra arcillosa m 1 05 200 Tierra arenosa m 1 15 = 066
Para Jos taluds de fosos cmstruiacutedos en terrapleacuten
Arcilla pura m 1 05 = 200 Tierra arcillosa m 1 075 = 133 Tierra arenosa m 1 225 = 044
Para el mismo terreno si m es la inclinacioacuten del tashylud en desfonde 10 inclinacioacuten m del talud de terrapleacuten es igual a
2 3 m 1 1
- +shym 2m
Pendiente de los canales--Cuanto maacutes fuerte es la penshydiente maacutes se puede reducir la seccioacuten de un canal para la misma descarga Conviene pues construiacuterlos con la mashyyor pendiente a fin de disminuiacuter los trabaj os de excavacioacuten Por otra parte hay que considerar que una pendiente fuershy
-- 1562 -shy
te disminuye por la raduccioacuten de seccJOn la superficie de contacto y por consiguiente la filtracioacuten Ademaacutes la veloshycidad del agua no debe pasar de determinados valores seguacuten el terreno pues produciriacutea erosiones en las paredes
Velocidades de las que no conviene exceder en los diferentes terrenos
Velocidad limite Pendlent
por segundo por kmt
Arcillas blandas 0152 mts 0045 mts
Arenas 0305 0136
Gravas 0609 0433
Guijarros 0914 0570
Piedras en grandes fragmentos 1220 1509
Guijarros aglomerados 1520 211 S
Rocas blandas 1830 2786
Rocas duras 3050 7342
Tambieacuten existe un liacutemite inferior de velocidad que no se debe traspasar pues se forman depoacutesitos que destruyen
los cauces Los depoacutesitos principian a formarse por debajo de una
velocidad media de 025 mts por segundo en corrientes de agua fangosa 030 cargada de
arena fina 050 mts por segundo en corrientes de agua cargada de
arena gruesa Por consiguiente la velocidad no bajaraacute de 050-080
mts en el canal principal a fin de que no se deposite la arena gruesa
No deberaacute ser inferior a 025- 040 mts en los canashyles de distribucioacuten para que en ellos se deposite la areshyna gruesa que si llegara a las atarieas de riego podriacutea ser perjudicial Como estos canales no se usan continuashymente seraacute faacutecil quitar los depoacutesitos asiacute formados
Canal de conduccioacuten- La pendiente de eacuteste depende
- 1563 shy
oel nivel de la presa de agua y de la altura de la parte maacutes alta que deba regarse
Generalmente su pendiente variacutea de 00007-00014 mts por m La velocidad no excede de 080 mts por segundo La seccioacuten es trapezoidal y debe ir disminuyendo a medishyda que el canal avanza como que tiene que servir a meshynor extensioacuten
Este canal debe estar dispuesto de tal forma que en su punto de unioacuten con el riacuteo quede su nivel maacutes baio que el quicio de la presa a fin de poder instalar un aparato de afor Siempre debe estar provisto de una compuerta de modo que sea faacutecil impedir o regular la entrada dol agua para poder efectuar reparaciones o prevenir una crecida de la corrien te alimentadora
A fin de evitar la erosioacuten conviene lapizar con ceacutesped las paredes laterales y el fondo
Atarieas de distribucioacuten- Deriacutevanse del canal de conshyduccioacuten y llevan el agua a las atarieas de riego Son casi horizontales con pendientes de 0001-0015 mts por m La velocidad del agua no debe ser inferior a 025-040 mts
Se ponen en comunicacioacuten con las atarieas de riego por medio de un tubo de aiiacuteareriacutea o de una caia rectangushylar de madera Esta abertura debe poderse cerrar con una compuerta
Atarieas de riego- E1 general deben ser tan poco proshyfundas como sea posible Con frecuencia se les da un pershyiexcljI rectangular En la unioacuten con las atcrieas de distribucioacuten pueden tener de 30- 35 clms de anche para lueacutego ir disshymi1uye1do
El fondo e3 generalmente horizontal y sus bordes esshytaacuten ligeramente inclinados seguacuten lo direccioacuten de la corrienshyte y se aproximan a medida quo se aleian de las atarieas de distribucioacuten
Atarieas de desaguumle--Las atarieas de desaguumle recogen las agu)s despueacutes de regar y la3 llevan a los canales de evacuacioacuten Son doblemente uacutetiles pues secan el suelo y
permiten volver a usar las aguas para el riego de nuevas extensiones
- 1564shy
Los bordes estaacuten cortados verticalmente Su anchura ordinariamente es de O l5- --030 mts
Canales de evacuacioacuten- El ca nal de evacuacioacuten recishybe el agua de los desaguumles y la conduce al riacuteo o a regar otras tierras Debe ocupa r lo parte maacutes baja del terreno Debe tener una seccioacuten suficiente para el agua que recibe Tiene forma trapezoida Sus paredes deben protegerse conshytra el desgaste por medio de ceacutesped
Caacutelculo de las dimensiones de los canales y de las atarjeas principales- Hemos dicho que la seccioacuten de los canales y atarjeas principales es trapezoidal La seCClOn de las secundarias es triangular o rectangular Generalmenshyte no S9 ca~culan Es necesario determinar lo maacutes exactashymente posible las dimen5iones de los canales y atorjeas principales Las foacutermulas emp16cdas dan resultados aproxishymados que la experiencia modifica A continuacioacuten damos las foacutermulas de Darcy perfecc ionadas por M Bazin
ConsideremQs la seccioacuten re presentada en la fig 13 Y llamemos
1 D F = longitud del fondo
h O E = la altura
S aacuterea de la seccioacuten
U velocidad mediacutea del agua velocidad media en la superficie X 080
Q = descarga
I = la pendi2nte
P periacutemetro moiado
R = radio medio
Estas cantidades estaacuten relacionadas de la siguiente mashynera
(1) R I = b U~ oacute U = C RT(2)
(3) Q = S U Oacute Q = S C rRI (4)
C = 1 b es un coeficiente que depende de la rugoshysidad de las paredes del canal M Bazin ha expresado su valor asiacute
1565 - shy
87
C = 1 Vb = - ---- + tiacute
VR ltiacute tiene los siguientes valores
Paredes muy lisas (cemento madera lisa) tiacute = 006 Paredes lisas (taba ladrillo) tiacute = 016
poco lisas de mamposteriacutea tiacute = 046 de naturaleza mixta Ciacute = 085
Canales de tierra en condicion3s ordinarias tiacute 130 Canales de tierra con resistencia excepcional tiacute = 175
Maacutes adelante daremos los valores del coeficiente C en funcioacuten del radio R y los valores del coeficiente o de la loacutermua (l) corre3pondientes a los valores dAl coeficiente
C = 1 vT-
Ganguillet y Kulter adoptan tambieacuten la foacutermula
u C RTpero daacutendole a C el siguiente valor
O 00155
23 + + n
C 000155
1+ 23 + --- n
( ) V R
El nuacutemero n variacutea con la naturaleza de las paredAS y tiene los siguientes valores
n ln Paredes muy uniformes ceuromento madera
cepillada 0010 100 Paredes linos piedra tallada ladriilos 0013 77 Paredes poso uniformes 0017 58 Paredes rugosas piedras en bruto 0020 50 Paredes de tierra 0025 40 Paredes de grava 0030 33 Paredes irregulares de grava y mal cuidadas 0035 29 Paredes muy irregulares 0040 35
- 1566 shy
Las dJmensiones de los canal83 deben 118nar otras conshydiciones que determinan las foacutermulas anteriores
En primer lugar la tangente trigonomeacutetrica m queda determinada por la naturaleza del terreno Luego si circunsshytancias especiales no exigen la adopcioacuten de una profundishydad conviene dadas 1 y m dar a la seccioacuten la forma que corresponda a la maacutexima descarga por unidad de aacuterea de ella Esta seraacute evidentemente la seccioacuten maacutes econoacuteshymica De la foacutermula (3) Q = S U deducimos que para una superliacutecie dada S la descarga Q es maacutexima con U POI
consiguiente para una pendiente dada y teniendo en cuen shyta la foacutermula (2) U = e VRT con R o tambieacuten pll8sto que R = S P cuando P es miacutenimo
D8 la Hg 14 deducimos que
(5) S h (1 + h m)
(6) P + 2 h m V1 + m~ (6) P = I + 2 hmv 1 + m~
S h ( I + hm) (7) R
P + 2 hm 1 + m~ y por caacutelculo deducimos que P es miacutenimo cuando
h + V I + m~ (8)
2 ro
En este caso los lados B D H F D F son tangentes a Jo circunferencia descrita desde O como centro y con h como radio
Si sustiacutetuIacutemos en (7) 1 por su valor sacado de (8) obshytendremos
2 m h h ( + hm)
+ VI + m (9) R +
2 mh 2h V 1 + m~
+ ml+vl+ m~
- 1567 shy
--- -
1+ iexcl-1 + rn~ ]iexcl 2 = X
rn 4
es decir el radio medio es igual a la mitad de lu profunshydidad del agua
La relacioacuten h 1 que determina la seccioacuten oacuteptima soacuteshylo depeeacutelde para S e 1 dados del valor m El valor de h 1 en (8) permite calcular faacutecilmente h y 1 conociendo S y m Reempazando 1 por su valor en funcioacuten de h en la ecuashyc ioacuten (5) 1endremos
(lO) S =
( h
2 m h
1 + 1 1 + m~ h+-111
)
h~ 2 l 1-+ m~ -----shy 1
m
mS lh
11 J J h = ( 2 V 1 + m - 1 )
Seguacuten esto S2 ve que cuanio maacutes se acerquen los taludes del canal a la vertical mayor es h y por consiguienshyte R Conviene adoptar para R el mayor valor posible pues asiacute no disminuye la anchura del canal de pendiente dada 1 y se aumenta la velocidad media d el agua que es proshyporcional a R
Cuando las circunstancias obligan la adopcioacuten de una profundidad determinada la ecuacioacuten S = h (l + h m) soacutelo contiene la incoacutegnita 1
Empleo de las foacutermulas uso de las tablas ejemplos middotnumeacutericos--Los problsmas que se presentan maacutes frecuenshytemente son
I- Conocida la seccioacuten transversal de un canal y su pendiente calcular su descarga
JI- Conocido el rendimiento del canal y su pendiente
- 1571 shy
calcular las dimensiones que debe tener su seccioacuten transshyversal y la velocidad media del agua
CASO iexcl- Se a plican las siguientes foacutermulas
h (1 + h m) (S) S = h (1 + h m) (7) R
1 + 2 h 1 + m~
m
y lueacutego
(2) U = C m 1)Y2 (1) Q _ S C (R 1) 1j~
La foacutermula (S) ncs do e l aacuterea la (1) el radio medio pues h I Y 111 SO1 conocidos Las foacutermulas (2 y 4) permiten ca lcular U y Q
EJEMPLO Calcular el rendimie llto de un canal de ti eshyITU sabiendo que 1 = lmts h = 121 1 = 00002 y la inclinacioacuten de los taludes es 45
La aplicacioacuten de las foacutermulas (5 y 7) nos da
S = 2867 mts~ y R = 060 mts
El valor de C seguacuten la tabla de Bazin es 325 y seguacuten la de Kutte r 35 Tomamos e l promedio de estos dos valoshyres o sea 3375
Aplicando las foacutermulas (4 y 2) obtendremos
Q = 098 mts y U 037 mts
CASO II- Si existen circunstancias que obliguen a adopshytar una profundidad determinada se aplicaraacuten las foacutermushylas de la seccioacuten maacutes ventajosa es decir las foacutermulas sishyguientes bull
Q~m S (9) h b U~ b - shy~ (1 + m~ )11 ) = 2 R (l) R I
12 - 1) S~
Se principiaraacute por adoptar para b un valor provisional y para escogerlo seguacuten el rendimiento se evaluaraacute el vashylor posible de R y por consiguiente el de C seguacuten la tashybla de Bazin La tabla de los valores de b daraacute un valor que se adoptaraacute provisionalmente Una vez hallado el vashy
- 1572 shy
lar da R se rectificaraacute e l de b Se volveraacute a calcular R y
se continuaraacuten estas aproximaciones hasta que se encuenshytren para C y b valores que no difieran sensiblemente de Jos anteriores La ecuacioacuten (1) contendraacute R elevada a la quinta potencia y deberaacute resolverse por logaritmos
EJEMPLO Un canal debe tener un rendimiento de 2 lIltS de agua por segundo con una pendiente de 00002 por mts Cuaacutel debe ser su perfil transversal en la tierra con taludes inclinados 45
Supongamos R = 1 mt entonces seguacuten la tabla d e Bozin C = 378 y seguacuten lo de Kutte r C = 40 Toma mos 81 pro lllcd io C = 389 Para b obtenemos 000066
In
Lu IOacuteI JI1 U 111 (0) du x
Pero s iendo m 1 sacamos
m 0547
y obte ndremos 4R~ S 4W
0547
Lo foacutermula (1) nos da
R X 00002 000066 4
S~
R S~ 132
y sustituyendo S po~ su valor
16 R
(0547F 132 R 075
Seguacuten las tablas de Bazin y Kutter los valores respecshytivos de C pondiente de b tend
son de b remos
348 es
y 00
37 Adoptamos 0077 Sustituyendo
359 este
el valor nuevo
corresshyvalor
- shy 1573 shy
4 4 R~ 0547 S TI X 00002 000077 (
s~
R = 075
Lo vola re s d~ e y de b no difieren sonsibloTrl ento de los que acabamos de adoptar Tomaremos pues para TI el va le r 076 mis entoncos h = 152
4 (076 )~
S 442 Jll l s ~
0547
Q 2
u 047 mts S 422
La foacutermula (8) permite dete rmina r l
2 m h 2 X 152 126 y e l problema
1 + ( + m~)Y2 1 + (2)1
queda resuelto Pero puede ocurrir que por circunstancias especiales no
se pueda adoptar el perfil maacutes econoacutemico Entonces se coshynoc 3 la profundidad h o la anchura 1 por lo tanto
S = h (1 + h m)
Q2
R 1 b --- en que R estaacute expresado en funcioacuten S2
de h y de I y permitiraacute hallar por tanteo h o I y S Supongamos que por causa de la existencia de un submiddot
suelo rocoso la profundidad del canal no debe exceder de un mI y que la descmga sea de 2 mts pOI segundo y la pendiente 00002
Procederemos asiacute
Puesto que h 9S a lo sumo igual Q 1 mI el radio meshydio puede evaluarse en 050 mts Las tablas dan para e 306 y 34 adoptamos 32 y entonces b = 000098
1574
Q2
De la ecuacioacuten R I b --- deducimos S2
000098 X 4 S~ 392 S 625
050 X 00002
La foacutermula S = h (l + h m) da 525
La foacutermula (6) nos da P = 807
s 625 R 077 mts
P 807
Se partiraacute de este nuevo valor de R para repetir los caacutelculos
Las tablas dan para R = 077 mts C = 35 y 37 Adoptamos C = 36 entonces b = 000077
Tenemos
000077 X 4 S 40 S 632 1 532
077 X 00002
P 814 Y R = 077
Adoptaremos para el perfil de este canal de 2 mts de descarga por segundo
1 = 532 h = 1 mI R = 077
La velocidad media del agua seraacute
u = Q S = 2 632 = 031 mts
CAPITULO VII
Sistemas de rieqo
Hay muchos procedimientos de riego seguacuten la naturashyleza del terreno su pendiente los cultivos o la cantidad de agua de que se dispone
- 1575 shy
A continuacioacuten describiremos los siguientes sistemas Por sumersioacuten por filtracioacuten por desbordamiento
El riego por sumersioacuten se dIvide en tres meacutetodos el ri ego por filtracioacuten en dos y el por desbordamiento tambieacuten en dos De todos eros hablaremos separadamente
Riego por sumersioacuten
El sistema d3 riego por sumersioacuten llamado tambieacuten en manta consiste en cubrir el suelo con una capa de agua que permanece sobre eacutel un tiempo maacutes o menos largo
Generalmente requiere que el terreno sea sensiblemenshyte horizontal de pendiente suave 2 0 00 a lo sumo y que no sea impermeable La superficie regable se rodea de peshyquentildeos diques Si la pendiente fuese fuerte habriacutean de ser a l tos y emplear maacutes agua con lo que se perderiacutea la prinshycipal ventaja de este sistema que es su sencillez y ecoshyncmiacutea
Este procedimiento es uno de los mejores para el rieshygo de praderas cuya pendiente sea de 1-15 mmts por metro Comprende tres meacutetodos distintos
IO-La sumersioacuten naturcl que resulta del desbordashymiento espontaacuteneo de una corriente de agua o de la inunshydacioacuten artificial proveniente del levantamiento de las aguas
29- La sumersioacuten artificial 5encilla en que las aguas permanecen estanadas mientras dura el riego
3y- La sumersioacutell atificial con cJrculacioacuten continuiexcl en que el agua ircula suavemente por la superficie del terreno sumergido
Cuando se riaga con aguas que acarrean limos y areshynas estos materiales generalmente corgados de materias fertili~antes se depositan sobre el suelo Entonces el riego por sumersioacuten va acompantildeado del erdorquinamiento
Sumersioacuten natural- Muchos terrenos estaacuten expuestos a las crecidas de las corrientes de agua que los atraviesan Esta sumersioacuten natural es fuente de grandes riquezas Tashyles s)n Egipto y las pompos de la imeacuterica del Sur En Francia grandes extensiones de ter reno deben su fertilidad a riegos perioacutedicos de esto naturaleza
Las condiciones esenciales de estos sumersiones natushy
1576 shy
rales son pendientes longitudinales muy suaves (040- 045
mts por kmt como promedio) y pendientes transversales
bastante aceurontuadus para que las aguas de las crecidas
vuelvan faacutecilmente a su cauce primitivo
Sumersioacuten artificial sencilla- Exige un suelo de poca
pendiente que no exceda de 2 0 00 a menos de restringir
mucho ia extensioacuten dE las parcelas sumergidas
Si la pendiente fuese fuerte no se depositariacutean los seshy
dimentos perdiendo asiacute este meacutetodo su principal ventaja
Ademaacutes se correriacutea el riesgo de que las aguas arrastraran
la tierra vegetal Finalmente seriacutea necesario que las cuenshycas sumergidas estuvieran rodeadas de diques muy altos
lo que hariacutea perder las ventajas econoacutemicas de este sisshy
tema
Consiste en sumergir el suelo bajo una capa de detershy
minado espesor durante un periacuteodo de tiempo variable
El terreno se divide en compartimientos regulares roshy
deados dE pequentildeos diques que retienen el agua
Generalmente las aguas despueacutes de regar un comparshy
timiento superior pasan a regar uno inferior
Los compartimientos tienen extensioacuten variable En geneshy
ral no exceden de 10-30 aacutereas Se les puede dar una anshychura de 50 mts y una longitud variable seguacuten la pendienshy
te del terreno Los diques que los rodean exceden en todas
partes a 25 ctms al nivel del agua
La altura media del agua sobre la superficie del sueshy
lo es de 15 ctms En el punto maacutes alto del nivel del agua
25 ctms
En el centro de cada compartimiento y en sentido de su longitud se abre una atarjea g (lig 15) que sirve a la
vez de conduccioacuten y desecamiento
A este objeto puede ir acompantildeado de pequentildeas a tarshy
jeas h En el origen y en la extremidad de cada compartishy
miento la atarjea g lleva una en trada de madera con comshy
puerta para retener el agua o dejarla pasar
La atarjea g debe tener una pendiente aproximada de
0001 mts mL La anchura en el fondo y su profundidad
dependen de la superficie del compartimiento y de la cantishydad de agua que conduciraacute
--1577-shy
La fig 15 denota la subdivisioacuten del terreno en cuatro recipientes que forman otros tantos saetines cuya longitud depende de la pendiente del terreno
Es preciso que el nivel del agua en el segundo comparshytimiento sea inferigtr de 1- 2 ctms al fondo de la atariea g del primero Asiacute se logra que el agua pase del primero al SEgundo compartimiento
ruIiexclrrmIlfjfffj7[J[l]Jf]ffI
JCshy I
TIi~~t==J ~
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Hiego por ~lIhm(~r~ ioacuten Planta ltle unn in~tala(- i(ln de cuatro C(Jlllparlimi-(-middotnto~
Ventajas e inconvenientes de este sistema- Permite reshygar superficies de poca pendiente con ca1tidades de agua demasiado pequentildeas para utiliza ras de otro modo Transshyforma en tierras feacutertiles suelos mediocres siempre que no sean impermeables y que las aguas contengan limos carshygados de principios nutritivos Su instalacioacuten y vigilancia son sencillas y baratas
En suelos impermeables da malos resultados Rara vez se puede aplicar en el momento de la vegetacioacuten y mientras dura impide la aireacioacuten del suelo
- - 1578 - shy
El riego por sumersioacuten se emplea principalmpnte en el cultivo del arroz
Riego de los arrozales- EI arrozal ha de estar compleshytamente cubierto por el agua pero sin quedar estancada sino circulando con muy poca velocidad Sin agua no gershyminariacutea la semilla y en cambio si quedara estancada enshyfermaria 0 planta y podriacutea ser causa de una epidemia pashyluacutedica en la regioacuten
El terreno destinado al cultivo del arroz ha de ser enshyteramente llano y con la pendiente necesaria para la lenshyta circulacioacuten del agua El campo se divide en parcelas delimitadas por pequentildeos diques de tierra
Unas como B (Fig 16) estaacuten trazadas longitudinalmenshyte en el sentido de las labores y del movimiento del agua al paso que otras la sentildealadas con la letra e van en dishyreccioacuten perpendicular a las primeras
Una vez construIacutedos los diques se da el agua a las parce las D y J de modo que la capa liacutequida tenga unos 12 ctms de espesor Hecho 6stO se practican en el dique inmediatamente infel ior unas abe rturas E de 20- 30 ctms
de ancho por donde flushyye el agua a las parceshylas inferiores Asiacute se conshytinuacutea hasta regar todo el arrozal El agua se reshycoge en la atariea d e desaguumle A
El consumo de a g ua se calcula en 24 Its por segundo y por hec taacuterea
Sumersioacuten artificial con derrame continuo--Cuanshydo se dispone de gran can tidad de agua la cirshyculacioacuten puede ser conshytinua sin alterar las disshyposiciones precedentegt
El agua de riego desshypueacutes de alcanzar el nishy
ni~po s i c i(lfl dI un arrozal divirl gtln ( 1
lahla~ n -lIadriluacutel erus L ri ego
- - 1579-shy
vel normal en el compartimiento regado pasa lentamente al inferior y se reemplaza con nueva agua Este procedishymiento priva menos del aire a las plantas que e l estallCU miento permanente
El movimiento d8 las aguas se regula dE-~ tal manera que la can tidad siexclJida por la parte inferior sea igual a Jo que Gntra por la superior De 83t8 modo se llega raacutepidashymente a resultados excelentes
Conviene enviar agua nueva o los compartimientos inshyferiores disponiendo alrededor del cqmpo un canal de cirshycunvalacioacuten El agua debe vaciar por encima de las comshypuertas a fin ds qU8 no arrastre los sedimentos En general los compartimientos tienen dimensiones mayores que los de sumersioacuten sencilla Si la pendiente es muy fuerte conviene disponer oblicuamente diques interiores que impidan la erosioacuten del suelo Los diques que bordean las parcelas tieshynen aproximadaments 150 mts de ancho en la corona y un nivel de 30- 40 ctms sobre el de las aguas
Rieqo por filtracioacuten
Este sistema comprende dos subdivisiones
19 Por filtracioacuten del aqua en el suelo por atarieas proshyfundas- Es un procsdimiento muy imperfecto desde el punshyto de vista d3 los resultados pero muy sencillo y econoacuteshymico Em p lea las zanjas excavadas en los terrenos para sanearlos
Esencialmente consiste en cerrar las compuertas que regulan los diferentes canales de desecamiento El agua de lluvia etc fluye asiacute poco a poco pgtr estos canales y si el suelo es permeable lo humedece al atravesar las pareshydes laterales de e llos pudiendo llegar por capilaridad hasshyta las raiacuteces
Este procedimiento soacutelo es practicable cuando el terreshyno es bastante permeable y de poca pendiente En suelos poco permeabls los resulta dos no son satisfactorios el agua fluye bien por los cana ~ es pero no logra humedecer la tierra
La lig 17 muestra la disposicioacuten de los canales a a b b y Ja de la compuerta d que cuando estaacute cerrada deshy
- 1580
termina el retroceso del agua que se va elevando en los canales y penetra en el suelo Abriendo jo compuerta se inicia la salida del agua y consecuentemente el desecashymien~o del terreno
A~~J~~Mitrbt~Ir~~M~~1 B
F~( 11 J)i sposieiHl para htlnHd e(~e r IIn 1IITfJ1U drenadu al ail
J i~ Hi middotiexclo po fiJI radmiddotn
29 Filtracioacuten del agua por atarieas abiertas superficiales - middot-Este meacutetodo se aplica sobre todo a Jos tierras labradas y
entre otros a 103 cultivos hortiacutec81as Difiere esencialmente del anterior en que las atarieas estaacuten mucho maacutes proacutexishymas en que son superficiales y el agua penetra en el sueshylo y en el subsuelo p8r las paredes y por el fondo
El agua circula por atarieas paralelas que limitan las parcelas de los cultives No debe tocar ni las hoias ni los tedios Por esta razoacuten se emplea e l agua de cloacas para los cultivos hortelanos Como no se ponen en contacto con as hoias ni con los tallos no pueden contaminar esta parshyte comestible de los vegatales Sin embargo uacuteltimamente se ha dicho que las aguas de cloacas contaminan las parshytes aeacutereas de las hortalizas con geacutermenes nocivos y se ha prohibido su empleo para el cultivo de las hortalizas que se toman sin coccioacuten
Este meacutetodo es tanto maacutes eficaz cuanto maacutes proacuteximas
1581 shy
t ~
1I
I
I
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I
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IIII I
l 11
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111111111 111111 111111 Vtk11 1 1 1 1 6 ~ iexcl
l Ft 8
ni ego por 5-lIrc()~ Di ~pn ~ iciiexclm de la~ atalj pa~
esteacuten las zanias que se trazan con el arado y estaacuten seshy
paradas unos 060- 080 mts La lig 18 indico la disposicioacuten del suelo La liacutenea a b
representa el canal de conduccioacuten a c el canal de riego del campo d designan los surcos que no terminan en el canal a c La limpieza que necesita el funcionamiento del sistema deteriora pronto este canal Debe construiacuterse una atari ea auxiliar e f comunicada con el canal a c por meshy
_-1582 - shy
dio de pequentildeos cortes g Este canal auxiliar se abre con el arado y se termina cuidadosamente con la pala Es anshycho y tiene una profundidad de unos la ctms
Riego por desbordamiento
Puede efectuarse de las maneras siguientes con reshygueras de nivel y planos inclinados que describiremos sucesivamente
A shy Por regueras de nivel Fundamentoshy EI terreno a regar estaacute surcado por regueras horizontales de desbordashymiento en que el agua rebosa el borde inferior y se exshytiende en forma de laacutemina continua
Pendiente del terrenoshy No debe ser excesivamente peshyquentildea pues entonces la circulacioacuten de la laacutemina de agua se efectuariacutea defectuosamente se admite como necesaria una pendiente de 3 Si 0 pendiente fuere excesiva en vez de una laacutemina continua se formariacutea una serie de arroshyyos que socavariacutean el terreno este peligro debe evitarse haciendo las regueras suficientemente proacuteximas
Descripcioacuten y funcionatnientoshy Las regueras de reparshyticioacuten se trazan en la direccioacuten aproximada de las liacuteneas de maacutexima pendiente fig 19 Si se interrumpe una regueshyra de distribucioacuten remansando el agua eacutesta entraraacute en la reguera de nivel inmediata anterior la cual se llenaraacute y desbordaraacute invadiendo el terreno el exceso se recogeraacute en el colector inmediato inferior el cual lo transportaraacute al canal de desaguumle
b middotmiddot l~vcro diexclhi Clon
rig 9
Alimentacioacuten de regueras sucesivas por una misma tomashy En vez de recoger las aguas sobrantes de una reshyguera directamente en un colector se recogen en otra reshyguera la cual una vez desbordada las deja pasar a otra y asiacute a varias no pasando de 4 oacute 5 seguacuten el caudal de
-1583 -
agua de que se disponga Parece que asiacute pudiera hacerse extensivo a todo el campo con una sola toma superior en la reguera de reparticioacuten pero no debe olvidarse que el agua que llegase a las regueras inferiores estariacutea escasa en oxiacutegeno y principios fertilizantes Esta es la razoacuten de las tomas sucesivas
Perfil longitudinal de las reguerasshy En la praacutectica no
iexcliexcl~f o UI a
I iquest
____ ~i~ I 0
I L middot ___ --shy
I D--1 t~uHO c o tor
- I 001 I 00 I
I 0 bull ___ J
-shy ---_ -i
_~_-o---J
Uig 19) Riego por curvas de nivel
debe d6rseles una pendiente superior al 0003 intercalando cascadas si fuere preciso esto se refiere a las regueras de reparticioacuten Las regueras de distribucioacuten deben ser perfecshytamente horizontales
Seccioacuten transversal de las reguerasshy Las regueras de nivel deben ser poco proundas a fin de disminuiacuter la preshysioacuten del agua y por tanto su infiltracioacuten Es aconsejable
- 1584 -
UllO anchura de 20 ctms con una profundidad no mayor
de S clms Las acequias y regueras d e reparticioacuten se calcushy
bn seguacuten las foacutermulas hidraacuteulicas
B shy Por planos inclinadosshy Son tales les ven tajas del
riego por regueras de n ivel que se procura em plear un
sistema anaacutelogo aunque el terreno no tengo lo pendiente
necesaria
Principio--Si lo pendiente es inferior al 003 se terramiddot
1 I
Cor~e por A B F iJ20
I I
I
J
Ri eacuteo t por p la n o~ in(linado pUl dobl e ari5la
plena formando un escolonado d e planos inclinados que
permito el riego por reguera~ de nivel
Descripcioacutenshy la reguera de reparticioacuten se coloca a una
altura conveniente para que el agua pueda en trar a las
regueras de nivel practicadas en la parte superior de los
planos en forma que llena de agua se vierta por ellos
recogiendo el exceso en colectores lig 20 El agua sobranshy
te puede ser muy abundante en tal caso el colector al ishy
- 185 shy
menta a su vez o tra serie de planos actuando a mane ra de reguera de reparticioacuten
Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
Planos inclinados naturales- Supongamos fig 21 un terreno de pequentildea pendiente S8 construye en terrapleacuten una reguera de d istribucioacuten con los produc tos de la excavacioacuten del colector inmediato E primer antildeo el riego seraacute defectuoshyso pero en los antildeos sucesivos mejoraraacuten los terraplenes y planos incl inados merced a la aportacioacuten del limo por las mismas aguas
0(oacute v lt
o
ltiexcl - =-=~ ~ ~ ~-= -=--=--=-shy~ ~ Fig21
Planos inclinados artificiales-Consisten en cons truiacuterlos directamen te con tierra sacada del terreno m ismo lo cual exige terraplenes y movimientos importantes de tierra (fig 22)
TfrImiddotO)COfi
~S~iacutelllflmiddot ~~f~~
Tts 22
Datos para la formacioacuten de un proyecto de riego por planos inclinados- Se atenderaacute en primer lugar a que las acequias y regueras de reparticioacuten sean capaces de sumishynistrar el agua necesaria y los colectores de desaguar los sobran tes Las regueras de distribucioacuten seguiraacuten sensibleshymente las curvas de nivel a fin de q ue los planos incl inashydos conserven una longitud constante y que las regueras de dis tribucioacuten sigan la direccioacuten de la pendiente del terreshyno La anchura de Jos escalones no seraacute excesiva a fin de evitar los grandes movimientos de tierra En general tienen 4 oacute 5 mts y si el terreno tiene fuerte pendiente lleshygan a tener 10 Oacute 12 mts La pendiente de los planos inclishynados seraacute de 003 como miacutenimum
Promedio de 100 horas localidad bonancible
Promedio del agua elevada galones por hora 1530 Promedio de los H P desarrollados por l 00 pies~ 0022
0023 Eficiencia neta maacutexima 21
Promedio de 100 horas localidad borrascosa
Promedio del agua elevada galones por hora 2870 Promedio de los H P desarrollados por 100 pies~ 0041
0043 Eficiencia neta maacutexima 028
De varios molinos
Parkins ~fthoue Allhouse Carlyle
16 1416 1016 983 60 45 383 416
2010 1570 81 800 36 30 5028u
3 X lOyiexcl 3 X 10 3 X 4 58 3 X 4 liquest 39 663 387 307
---shyMaacutequinas de combustioacuten interna- Las maacutequinas moshy
de rnas de combuslioacuten interna de gas y vapor no soacutelo con-sum e 1 pJCo combustible sino que son adaptabI8s unishydades pequentildeas ademaacutes req u ieren poca vigilancia para un buen manejo y las reparaciones se efectuacutean faacutecilmenshyte Estas ve1 tajas importantes hcn heclo generalizar el uso de esta clase de maacutequinas
Maacutequinas de vapor- A lgunas de la s maacutes grandes planshytas d2 bombas para riego usan el vapor como fuerza moshyIriz En las islas Hawai se emplean grandes bombas moshyvida s por vapor para e levar agua a 550 pies y regar cantildea de azuacutear Grandes plantas a vapor se emplean para eleshyvar grandes can tidades de agua a pequentildeas alturas y reshygar las plan taciones de arroz en Louisiana (EE UU ) Las grandes plantas usan la maacutequina reciacuteproca y la bomba directamente conectada En algunos casos se puede obteshyner mayoiexcl- eficiencia usando turbinas de vapor las que por su alta velocidad S9 prestan para mover generadores eleacutecshytricos los cuales a su vez pueden suplir corriente a bombas instaladas en dist intos pun tos Es te meacutetodo de distribucioacuten es especia lmen te venta joso cuando el agua se obtiene de muchos pozos El costo de esta clase de plantas estaacute geneshyralmente fuera del alcance individual y por esto la mayoshyriacutea de ellas son manejadas por grandes compantildeiacuteas o por Jos municipalidades
Bombas- La bomba centriacutefuga es la maacutes usada para regar
La bomba centriacutefuga eleva el agua por medio de un disco provisto de cuchillas curvas que giran raacutepidamente dentro de una caacutemara que se ajusta lo maacutes posible dejanshydo el juego necesario para el movimiento raacutepido Las cushychillas fuerzan el agua a traveacutes del tubo de salida Algunas veces se sumergen dentro del agua que va a bombearse
-- 1558-shy
o se colocan unos pocos p ies encima del n ivel del agu a
en cuy o caso se necesita cebarlas
La bomba centriacute fuga es la maacutes recomendable cuando
se tr Ita de elevar grandes cantidades de agua a pequentildeas
a lturas Sus principales ven tajas son sencillez seguridad
bajo cos to y poca probabilidad de dantildeo por c ieno etc
Cuando hcm sido biEn d isentildeadas acanzan eficiencias de
maacutes de 80 para altu ras de 30- 60 pies Las peacuterdidas a
la entrada del tubo de succioacuten yola sal ida del de desshy
carga se d isminuyen grandemente ensanchaacutendolos progreshy
sivamente al salir de la bomba
El profesor W B Gregory da la siguiente tabla para
ilustrar la ventaja qu e se obtiene al ensanchar los tubos
de succioacuten y descarga
BOMBA CENTRIFUGA - ALTURA DE ELEVACION 5 PIES
Peacuterdida de Peacuterdid a de Pda por fr ic-Forma del tubo altura a la altura bull la cioacute usando Altura Bnfic~
a 3 028 031 024 583 240 291 a 4 009 0 10 02 4 543 280 340
----shyAriete hidraacuteulico- Es ta maacutequina usa un gran v o lumen
de agua que cae de una pequentildea altura para elevar una
cantidad menor de agua a una altura mayor
En este aparato un tubo A conduce el agua a la caja
de la vaacutelvu la B ~ l tubo estaacute en comun icacioacuten con la caacuteshy
mara de a ire C de la cual arra nra e l tubo de descarga D
La vaacutelvula B s(~ abi e hacia abajo y se hace de un peso
tal que permanezca abierta cuando el agua circule a veshy
locidad moderada pero se c ierre raacutepidamente cuando la
velocidad del agua a lcance un valor determinado Cuando
la vaacute~vula se cierra el agu a se detiene suacutebitamente proshy
duciendo un golpe de ariete que abre la vaacutelvula de la caacuteshy
mara de aire comprimiendo eacuteste y haciendo pasar una
parte d e eacutel al tubo de descarga Cuando se iguala la preshy
-- 1)59-shy
sioacuten la vaacutelvula de la caacutemara de aire se cierra pero el flujo en el tubo D continuacutea durante un periacuteodo corto a caushysa de la expansioacuten del aire comprimido en la caacutemara C Como el aire de esta caacutemara es absorbido gradualmente y expulsado por el agua debe proveerse para su renuevo pues de otra manera la elici-encia del ariete disminuiriacutea Cuando el agua en el tubo A estaacute detenida la vaacutelvula B cae el agua empieza a moverse y el proceso se repite
El flujo de un ariete hidraacuteulico es pues una serie de pulsaciones y a cada impuso debe vampncerse la inercia de la columna de agua que se encuentra en el tubo D Si dos arietes se conectan en el mismo tubo de descarga pero de tal manera que sus pulsaciores no coincidan la descarga seraacute maacutes continua y se economizaraacute energiacutea estas ventashyjas se obtienen en mayor escala al aumentar el nuacutemero de arietes conectados Veacutease fig 12
i)
rs 2 l iacute
llUSlraciuacuten dd prin cipill dd ik hiJraacuteulicu
CAPITULO VI
Canales y alarieas de riego
Cualquiera que sea el meacutetodo de riego que se haya esshycogido su praacutectica requiere cierto nuacutemero de canales y atarieas Vamos a definir estos canales y atarjeas y a inshydicar las principales consideraciones que rigen su consshytruccioacuten
Todo riego supone una presa de agua en un canal riacuteo etc Esta agua por medio de un canal de derivacioacuten se
--1560shy- -
lleva a los regadiacuteos De cua lquier forma que sea en eacutel o en sus ra mificac iones na cen y se alimen ton zan jas de meshynores dimensiones llamadas atarjeas de distribucioacuten las cuales llevan el agua a las atarieas de riego
Como todo riego debe ir acompantildeado de una desecashycioacuten del suelo es necesario construIacuter atarjeas de desaguumle que lleven el agua usada a los canales de evacuacioacuten En ciertos casos las atarjeas de riego una vez vaciacutea s sirshyven para el desaguumle
Seccioacuten de los canales y de las atarieas- Los canale s de a limentacioacuten de distribucioacuten y de evacuacioacuten tienen seccioacuten trapezoidal (Fig 13) Las otarjeas de riego y de desshyaguumle son rectangulares (Fig 14) Soacutelo miden 5-15 ctms de profundidad
Un canal de riego se com pone de las siguientes parshytes (ver lig 13)
El fondo D F sobre e l cual fl uye e l agua
-1561
La altura O E = h del egua Las banquetas A B H 1 que sostienen el agua por cashy
da lado Los taludes formados por las caras laterales B D F H El periacutemetro mojado P o la lopgitud e D + D F + F G La seccioacuten uacutetil S del canal eo la superficie que tiene
por base G C y D F y por a~ tura O E El radio medkl R es igual a S P La pendiente de Jos taludes m se determina por la
relacioacuten G Kj F K
Pendiente de los taludes de los canales y de las aacutetarshyjeas principales- Las pendientes de los taludes dependen de la natura leza del terreno Hus ta 15 ctms de profundidad son verticales Pasando de esta profundidad y para atarjeas abiertas en desfonde se dan las siguientes pendien tes
Roca m l O Arcilla pura m 1 033 = 303 Tierra arcillosa m 1 05 200 Tierra arenosa m 1 15 = 066
Para Jos taluds de fosos cmstruiacutedos en terrapleacuten
Arcilla pura m 1 05 = 200 Tierra arcillosa m 1 075 = 133 Tierra arenosa m 1 225 = 044
Para el mismo terreno si m es la inclinacioacuten del tashylud en desfonde 10 inclinacioacuten m del talud de terrapleacuten es igual a
2 3 m 1 1
- +shym 2m
Pendiente de los canales--Cuanto maacutes fuerte es la penshydiente maacutes se puede reducir la seccioacuten de un canal para la misma descarga Conviene pues construiacuterlos con la mashyyor pendiente a fin de disminuiacuter los trabaj os de excavacioacuten Por otra parte hay que considerar que una pendiente fuershy
-- 1562 -shy
te disminuye por la raduccioacuten de seccJOn la superficie de contacto y por consiguiente la filtracioacuten Ademaacutes la veloshycidad del agua no debe pasar de determinados valores seguacuten el terreno pues produciriacutea erosiones en las paredes
Velocidades de las que no conviene exceder en los diferentes terrenos
Velocidad limite Pendlent
por segundo por kmt
Arcillas blandas 0152 mts 0045 mts
Arenas 0305 0136
Gravas 0609 0433
Guijarros 0914 0570
Piedras en grandes fragmentos 1220 1509
Guijarros aglomerados 1520 211 S
Rocas blandas 1830 2786
Rocas duras 3050 7342
Tambieacuten existe un liacutemite inferior de velocidad que no se debe traspasar pues se forman depoacutesitos que destruyen
los cauces Los depoacutesitos principian a formarse por debajo de una
velocidad media de 025 mts por segundo en corrientes de agua fangosa 030 cargada de
arena fina 050 mts por segundo en corrientes de agua cargada de
arena gruesa Por consiguiente la velocidad no bajaraacute de 050-080
mts en el canal principal a fin de que no se deposite la arena gruesa
No deberaacute ser inferior a 025- 040 mts en los canashyles de distribucioacuten para que en ellos se deposite la areshyna gruesa que si llegara a las atarieas de riego podriacutea ser perjudicial Como estos canales no se usan continuashymente seraacute faacutecil quitar los depoacutesitos asiacute formados
Canal de conduccioacuten- La pendiente de eacuteste depende
- 1563 shy
oel nivel de la presa de agua y de la altura de la parte maacutes alta que deba regarse
Generalmente su pendiente variacutea de 00007-00014 mts por m La velocidad no excede de 080 mts por segundo La seccioacuten es trapezoidal y debe ir disminuyendo a medishyda que el canal avanza como que tiene que servir a meshynor extensioacuten
Este canal debe estar dispuesto de tal forma que en su punto de unioacuten con el riacuteo quede su nivel maacutes baio que el quicio de la presa a fin de poder instalar un aparato de afor Siempre debe estar provisto de una compuerta de modo que sea faacutecil impedir o regular la entrada dol agua para poder efectuar reparaciones o prevenir una crecida de la corrien te alimentadora
A fin de evitar la erosioacuten conviene lapizar con ceacutesped las paredes laterales y el fondo
Atarieas de distribucioacuten- Deriacutevanse del canal de conshyduccioacuten y llevan el agua a las atarieas de riego Son casi horizontales con pendientes de 0001-0015 mts por m La velocidad del agua no debe ser inferior a 025-040 mts
Se ponen en comunicacioacuten con las atarieas de riego por medio de un tubo de aiiacuteareriacutea o de una caia rectangushylar de madera Esta abertura debe poderse cerrar con una compuerta
Atarieas de riego- E1 general deben ser tan poco proshyfundas como sea posible Con frecuencia se les da un pershyiexcljI rectangular En la unioacuten con las atcrieas de distribucioacuten pueden tener de 30- 35 clms de anche para lueacutego ir disshymi1uye1do
El fondo e3 generalmente horizontal y sus bordes esshytaacuten ligeramente inclinados seguacuten lo direccioacuten de la corrienshyte y se aproximan a medida quo se aleian de las atarieas de distribucioacuten
Atarieas de desaguumle--Las atarieas de desaguumle recogen las agu)s despueacutes de regar y la3 llevan a los canales de evacuacioacuten Son doblemente uacutetiles pues secan el suelo y
permiten volver a usar las aguas para el riego de nuevas extensiones
- 1564shy
Los bordes estaacuten cortados verticalmente Su anchura ordinariamente es de O l5- --030 mts
Canales de evacuacioacuten- El ca nal de evacuacioacuten recishybe el agua de los desaguumles y la conduce al riacuteo o a regar otras tierras Debe ocupa r lo parte maacutes baja del terreno Debe tener una seccioacuten suficiente para el agua que recibe Tiene forma trapezoida Sus paredes deben protegerse conshytra el desgaste por medio de ceacutesped
Caacutelculo de las dimensiones de los canales y de las atarjeas principales- Hemos dicho que la seccioacuten de los canales y atarjeas principales es trapezoidal La seCClOn de las secundarias es triangular o rectangular Generalmenshyte no S9 ca~culan Es necesario determinar lo maacutes exactashymente posible las dimen5iones de los canales y atorjeas principales Las foacutermulas emp16cdas dan resultados aproxishymados que la experiencia modifica A continuacioacuten damos las foacutermulas de Darcy perfecc ionadas por M Bazin
ConsideremQs la seccioacuten re presentada en la fig 13 Y llamemos
1 D F = longitud del fondo
h O E = la altura
S aacuterea de la seccioacuten
U velocidad mediacutea del agua velocidad media en la superficie X 080
Q = descarga
I = la pendi2nte
P periacutemetro moiado
R = radio medio
Estas cantidades estaacuten relacionadas de la siguiente mashynera
(1) R I = b U~ oacute U = C RT(2)
(3) Q = S U Oacute Q = S C rRI (4)
C = 1 b es un coeficiente que depende de la rugoshysidad de las paredes del canal M Bazin ha expresado su valor asiacute
1565 - shy
87
C = 1 Vb = - ---- + tiacute
VR ltiacute tiene los siguientes valores
Paredes muy lisas (cemento madera lisa) tiacute = 006 Paredes lisas (taba ladrillo) tiacute = 016
poco lisas de mamposteriacutea tiacute = 046 de naturaleza mixta Ciacute = 085
Canales de tierra en condicion3s ordinarias tiacute 130 Canales de tierra con resistencia excepcional tiacute = 175
Maacutes adelante daremos los valores del coeficiente C en funcioacuten del radio R y los valores del coeficiente o de la loacutermua (l) corre3pondientes a los valores dAl coeficiente
C = 1 vT-
Ganguillet y Kulter adoptan tambieacuten la foacutermula
u C RTpero daacutendole a C el siguiente valor
O 00155
23 + + n
C 000155
1+ 23 + --- n
( ) V R
El nuacutemero n variacutea con la naturaleza de las paredAS y tiene los siguientes valores
n ln Paredes muy uniformes ceuromento madera
cepillada 0010 100 Paredes linos piedra tallada ladriilos 0013 77 Paredes poso uniformes 0017 58 Paredes rugosas piedras en bruto 0020 50 Paredes de tierra 0025 40 Paredes de grava 0030 33 Paredes irregulares de grava y mal cuidadas 0035 29 Paredes muy irregulares 0040 35
- 1566 shy
Las dJmensiones de los canal83 deben 118nar otras conshydiciones que determinan las foacutermulas anteriores
En primer lugar la tangente trigonomeacutetrica m queda determinada por la naturaleza del terreno Luego si circunsshytancias especiales no exigen la adopcioacuten de una profundishydad conviene dadas 1 y m dar a la seccioacuten la forma que corresponda a la maacutexima descarga por unidad de aacuterea de ella Esta seraacute evidentemente la seccioacuten maacutes econoacuteshymica De la foacutermula (3) Q = S U deducimos que para una superliacutecie dada S la descarga Q es maacutexima con U POI
consiguiente para una pendiente dada y teniendo en cuen shyta la foacutermula (2) U = e VRT con R o tambieacuten pll8sto que R = S P cuando P es miacutenimo
D8 la Hg 14 deducimos que
(5) S h (1 + h m)
(6) P + 2 h m V1 + m~ (6) P = I + 2 hmv 1 + m~
S h ( I + hm) (7) R
P + 2 hm 1 + m~ y por caacutelculo deducimos que P es miacutenimo cuando
h + V I + m~ (8)
2 ro
En este caso los lados B D H F D F son tangentes a Jo circunferencia descrita desde O como centro y con h como radio
Si sustiacutetuIacutemos en (7) 1 por su valor sacado de (8) obshytendremos
2 m h h ( + hm)
+ VI + m (9) R +
2 mh 2h V 1 + m~
+ ml+vl+ m~
- 1567 shy
--- -
1+ iexcl-1 + rn~ ]iexcl 2 = X
rn 4
es decir el radio medio es igual a la mitad de lu profunshydidad del agua
La relacioacuten h 1 que determina la seccioacuten oacuteptima soacuteshylo depeeacutelde para S e 1 dados del valor m El valor de h 1 en (8) permite calcular faacutecilmente h y 1 conociendo S y m Reempazando 1 por su valor en funcioacuten de h en la ecuashyc ioacuten (5) 1endremos
(lO) S =
( h
2 m h
1 + 1 1 + m~ h+-111
)
h~ 2 l 1-+ m~ -----shy 1
m
mS lh
11 J J h = ( 2 V 1 + m - 1 )
Seguacuten esto S2 ve que cuanio maacutes se acerquen los taludes del canal a la vertical mayor es h y por consiguienshyte R Conviene adoptar para R el mayor valor posible pues asiacute no disminuye la anchura del canal de pendiente dada 1 y se aumenta la velocidad media d el agua que es proshyporcional a R
Cuando las circunstancias obligan la adopcioacuten de una profundidad determinada la ecuacioacuten S = h (l + h m) soacutelo contiene la incoacutegnita 1
Empleo de las foacutermulas uso de las tablas ejemplos middotnumeacutericos--Los problsmas que se presentan maacutes frecuenshytemente son
I- Conocida la seccioacuten transversal de un canal y su pendiente calcular su descarga
JI- Conocido el rendimiento del canal y su pendiente
- 1571 shy
calcular las dimensiones que debe tener su seccioacuten transshyversal y la velocidad media del agua
CASO iexcl- Se a plican las siguientes foacutermulas
h (1 + h m) (S) S = h (1 + h m) (7) R
1 + 2 h 1 + m~
m
y lueacutego
(2) U = C m 1)Y2 (1) Q _ S C (R 1) 1j~
La foacutermula (S) ncs do e l aacuterea la (1) el radio medio pues h I Y 111 SO1 conocidos Las foacutermulas (2 y 4) permiten ca lcular U y Q
EJEMPLO Calcular el rendimie llto de un canal de ti eshyITU sabiendo que 1 = lmts h = 121 1 = 00002 y la inclinacioacuten de los taludes es 45
La aplicacioacuten de las foacutermulas (5 y 7) nos da
S = 2867 mts~ y R = 060 mts
El valor de C seguacuten la tabla de Bazin es 325 y seguacuten la de Kutte r 35 Tomamos e l promedio de estos dos valoshyres o sea 3375
Aplicando las foacutermulas (4 y 2) obtendremos
Q = 098 mts y U 037 mts
CASO II- Si existen circunstancias que obliguen a adopshytar una profundidad determinada se aplicaraacuten las foacutermushylas de la seccioacuten maacutes ventajosa es decir las foacutermulas sishyguientes bull
Q~m S (9) h b U~ b - shy~ (1 + m~ )11 ) = 2 R (l) R I
12 - 1) S~
Se principiaraacute por adoptar para b un valor provisional y para escogerlo seguacuten el rendimiento se evaluaraacute el vashylor posible de R y por consiguiente el de C seguacuten la tashybla de Bazin La tabla de los valores de b daraacute un valor que se adoptaraacute provisionalmente Una vez hallado el vashy
- 1572 shy
lar da R se rectificaraacute e l de b Se volveraacute a calcular R y
se continuaraacuten estas aproximaciones hasta que se encuenshytren para C y b valores que no difieran sensiblemente de Jos anteriores La ecuacioacuten (1) contendraacute R elevada a la quinta potencia y deberaacute resolverse por logaritmos
EJEMPLO Un canal debe tener un rendimiento de 2 lIltS de agua por segundo con una pendiente de 00002 por mts Cuaacutel debe ser su perfil transversal en la tierra con taludes inclinados 45
Supongamos R = 1 mt entonces seguacuten la tabla d e Bozin C = 378 y seguacuten lo de Kutte r C = 40 Toma mos 81 pro lllcd io C = 389 Para b obtenemos 000066
In
Lu IOacuteI JI1 U 111 (0) du x
Pero s iendo m 1 sacamos
m 0547
y obte ndremos 4R~ S 4W
0547
Lo foacutermula (1) nos da
R X 00002 000066 4
S~
R S~ 132
y sustituyendo S po~ su valor
16 R
(0547F 132 R 075
Seguacuten las tablas de Bazin y Kutter los valores respecshytivos de C pondiente de b tend
son de b remos
348 es
y 00
37 Adoptamos 0077 Sustituyendo
359 este
el valor nuevo
corresshyvalor
- shy 1573 shy
4 4 R~ 0547 S TI X 00002 000077 (
s~
R = 075
Lo vola re s d~ e y de b no difieren sonsibloTrl ento de los que acabamos de adoptar Tomaremos pues para TI el va le r 076 mis entoncos h = 152
4 (076 )~
S 442 Jll l s ~
0547
Q 2
u 047 mts S 422
La foacutermula (8) permite dete rmina r l
2 m h 2 X 152 126 y e l problema
1 + ( + m~)Y2 1 + (2)1
queda resuelto Pero puede ocurrir que por circunstancias especiales no
se pueda adoptar el perfil maacutes econoacutemico Entonces se coshynoc 3 la profundidad h o la anchura 1 por lo tanto
S = h (1 + h m)
Q2
R 1 b --- en que R estaacute expresado en funcioacuten S2
de h y de I y permitiraacute hallar por tanteo h o I y S Supongamos que por causa de la existencia de un submiddot
suelo rocoso la profundidad del canal no debe exceder de un mI y que la descmga sea de 2 mts pOI segundo y la pendiente 00002
Procederemos asiacute
Puesto que h 9S a lo sumo igual Q 1 mI el radio meshydio puede evaluarse en 050 mts Las tablas dan para e 306 y 34 adoptamos 32 y entonces b = 000098
1574
Q2
De la ecuacioacuten R I b --- deducimos S2
000098 X 4 S~ 392 S 625
050 X 00002
La foacutermula S = h (l + h m) da 525
La foacutermula (6) nos da P = 807
s 625 R 077 mts
P 807
Se partiraacute de este nuevo valor de R para repetir los caacutelculos
Las tablas dan para R = 077 mts C = 35 y 37 Adoptamos C = 36 entonces b = 000077
Tenemos
000077 X 4 S 40 S 632 1 532
077 X 00002
P 814 Y R = 077
Adoptaremos para el perfil de este canal de 2 mts de descarga por segundo
1 = 532 h = 1 mI R = 077
La velocidad media del agua seraacute
u = Q S = 2 632 = 031 mts
CAPITULO VII
Sistemas de rieqo
Hay muchos procedimientos de riego seguacuten la naturashyleza del terreno su pendiente los cultivos o la cantidad de agua de que se dispone
- 1575 shy
A continuacioacuten describiremos los siguientes sistemas Por sumersioacuten por filtracioacuten por desbordamiento
El riego por sumersioacuten se dIvide en tres meacutetodos el ri ego por filtracioacuten en dos y el por desbordamiento tambieacuten en dos De todos eros hablaremos separadamente
Riego por sumersioacuten
El sistema d3 riego por sumersioacuten llamado tambieacuten en manta consiste en cubrir el suelo con una capa de agua que permanece sobre eacutel un tiempo maacutes o menos largo
Generalmente requiere que el terreno sea sensiblemenshyte horizontal de pendiente suave 2 0 00 a lo sumo y que no sea impermeable La superficie regable se rodea de peshyquentildeos diques Si la pendiente fuese fuerte habriacutean de ser a l tos y emplear maacutes agua con lo que se perderiacutea la prinshycipal ventaja de este sistema que es su sencillez y ecoshyncmiacutea
Este procedimiento es uno de los mejores para el rieshygo de praderas cuya pendiente sea de 1-15 mmts por metro Comprende tres meacutetodos distintos
IO-La sumersioacuten naturcl que resulta del desbordashymiento espontaacuteneo de una corriente de agua o de la inunshydacioacuten artificial proveniente del levantamiento de las aguas
29- La sumersioacuten artificial 5encilla en que las aguas permanecen estanadas mientras dura el riego
3y- La sumersioacutell atificial con cJrculacioacuten continuiexcl en que el agua ircula suavemente por la superficie del terreno sumergido
Cuando se riaga con aguas que acarrean limos y areshynas estos materiales generalmente corgados de materias fertili~antes se depositan sobre el suelo Entonces el riego por sumersioacuten va acompantildeado del erdorquinamiento
Sumersioacuten natural- Muchos terrenos estaacuten expuestos a las crecidas de las corrientes de agua que los atraviesan Esta sumersioacuten natural es fuente de grandes riquezas Tashyles s)n Egipto y las pompos de la imeacuterica del Sur En Francia grandes extensiones de ter reno deben su fertilidad a riegos perioacutedicos de esto naturaleza
Las condiciones esenciales de estos sumersiones natushy
1576 shy
rales son pendientes longitudinales muy suaves (040- 045
mts por kmt como promedio) y pendientes transversales
bastante aceurontuadus para que las aguas de las crecidas
vuelvan faacutecilmente a su cauce primitivo
Sumersioacuten artificial sencilla- Exige un suelo de poca
pendiente que no exceda de 2 0 00 a menos de restringir
mucho ia extensioacuten dE las parcelas sumergidas
Si la pendiente fuese fuerte no se depositariacutean los seshy
dimentos perdiendo asiacute este meacutetodo su principal ventaja
Ademaacutes se correriacutea el riesgo de que las aguas arrastraran
la tierra vegetal Finalmente seriacutea necesario que las cuenshycas sumergidas estuvieran rodeadas de diques muy altos
lo que hariacutea perder las ventajas econoacutemicas de este sisshy
tema
Consiste en sumergir el suelo bajo una capa de detershy
minado espesor durante un periacuteodo de tiempo variable
El terreno se divide en compartimientos regulares roshy
deados dE pequentildeos diques que retienen el agua
Generalmente las aguas despueacutes de regar un comparshy
timiento superior pasan a regar uno inferior
Los compartimientos tienen extensioacuten variable En geneshy
ral no exceden de 10-30 aacutereas Se les puede dar una anshychura de 50 mts y una longitud variable seguacuten la pendienshy
te del terreno Los diques que los rodean exceden en todas
partes a 25 ctms al nivel del agua
La altura media del agua sobre la superficie del sueshy
lo es de 15 ctms En el punto maacutes alto del nivel del agua
25 ctms
En el centro de cada compartimiento y en sentido de su longitud se abre una atarjea g (lig 15) que sirve a la
vez de conduccioacuten y desecamiento
A este objeto puede ir acompantildeado de pequentildeas a tarshy
jeas h En el origen y en la extremidad de cada compartishy
miento la atarjea g lleva una en trada de madera con comshy
puerta para retener el agua o dejarla pasar
La atarjea g debe tener una pendiente aproximada de
0001 mts mL La anchura en el fondo y su profundidad
dependen de la superficie del compartimiento y de la cantishydad de agua que conduciraacute
--1577-shy
La fig 15 denota la subdivisioacuten del terreno en cuatro recipientes que forman otros tantos saetines cuya longitud depende de la pendiente del terreno
Es preciso que el nivel del agua en el segundo comparshytimiento sea inferigtr de 1- 2 ctms al fondo de la atariea g del primero Asiacute se logra que el agua pase del primero al SEgundo compartimiento
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Hiego por ~lIhm(~r~ ioacuten Planta ltle unn in~tala(- i(ln de cuatro C(Jlllparlimi-(-middotnto~
Ventajas e inconvenientes de este sistema- Permite reshygar superficies de poca pendiente con ca1tidades de agua demasiado pequentildeas para utiliza ras de otro modo Transshyforma en tierras feacutertiles suelos mediocres siempre que no sean impermeables y que las aguas contengan limos carshygados de principios nutritivos Su instalacioacuten y vigilancia son sencillas y baratas
En suelos impermeables da malos resultados Rara vez se puede aplicar en el momento de la vegetacioacuten y mientras dura impide la aireacioacuten del suelo
- - 1578 - shy
El riego por sumersioacuten se emplea principalmpnte en el cultivo del arroz
Riego de los arrozales- EI arrozal ha de estar compleshytamente cubierto por el agua pero sin quedar estancada sino circulando con muy poca velocidad Sin agua no gershyminariacutea la semilla y en cambio si quedara estancada enshyfermaria 0 planta y podriacutea ser causa de una epidemia pashyluacutedica en la regioacuten
El terreno destinado al cultivo del arroz ha de ser enshyteramente llano y con la pendiente necesaria para la lenshyta circulacioacuten del agua El campo se divide en parcelas delimitadas por pequentildeos diques de tierra
Unas como B (Fig 16) estaacuten trazadas longitudinalmenshyte en el sentido de las labores y del movimiento del agua al paso que otras la sentildealadas con la letra e van en dishyreccioacuten perpendicular a las primeras
Una vez construIacutedos los diques se da el agua a las parce las D y J de modo que la capa liacutequida tenga unos 12 ctms de espesor Hecho 6stO se practican en el dique inmediatamente infel ior unas abe rturas E de 20- 30 ctms
de ancho por donde flushyye el agua a las parceshylas inferiores Asiacute se conshytinuacutea hasta regar todo el arrozal El agua se reshycoge en la atariea d e desaguumle A
El consumo de a g ua se calcula en 24 Its por segundo y por hec taacuterea
Sumersioacuten artificial con derrame continuo--Cuanshydo se dispone de gran can tidad de agua la cirshyculacioacuten puede ser conshytinua sin alterar las disshyposiciones precedentegt
El agua de riego desshypueacutes de alcanzar el nishy
ni~po s i c i(lfl dI un arrozal divirl gtln ( 1
lahla~ n -lIadriluacutel erus L ri ego
- - 1579-shy
vel normal en el compartimiento regado pasa lentamente al inferior y se reemplaza con nueva agua Este procedishymiento priva menos del aire a las plantas que e l estallCU miento permanente
El movimiento d8 las aguas se regula dE-~ tal manera que la can tidad siexclJida por la parte inferior sea igual a Jo que Gntra por la superior De 83t8 modo se llega raacutepidashymente a resultados excelentes
Conviene enviar agua nueva o los compartimientos inshyferiores disponiendo alrededor del cqmpo un canal de cirshycunvalacioacuten El agua debe vaciar por encima de las comshypuertas a fin ds qU8 no arrastre los sedimentos En general los compartimientos tienen dimensiones mayores que los de sumersioacuten sencilla Si la pendiente es muy fuerte conviene disponer oblicuamente diques interiores que impidan la erosioacuten del suelo Los diques que bordean las parcelas tieshynen aproximadaments 150 mts de ancho en la corona y un nivel de 30- 40 ctms sobre el de las aguas
Rieqo por filtracioacuten
Este sistema comprende dos subdivisiones
19 Por filtracioacuten del aqua en el suelo por atarieas proshyfundas- Es un procsdimiento muy imperfecto desde el punshyto de vista d3 los resultados pero muy sencillo y econoacuteshymico Em p lea las zanjas excavadas en los terrenos para sanearlos
Esencialmente consiste en cerrar las compuertas que regulan los diferentes canales de desecamiento El agua de lluvia etc fluye asiacute poco a poco pgtr estos canales y si el suelo es permeable lo humedece al atravesar las pareshydes laterales de e llos pudiendo llegar por capilaridad hasshyta las raiacuteces
Este procedimiento soacutelo es practicable cuando el terreshyno es bastante permeable y de poca pendiente En suelos poco permeabls los resulta dos no son satisfactorios el agua fluye bien por los cana ~ es pero no logra humedecer la tierra
La lig 17 muestra la disposicioacuten de los canales a a b b y Ja de la compuerta d que cuando estaacute cerrada deshy
- 1580
termina el retroceso del agua que se va elevando en los canales y penetra en el suelo Abriendo jo compuerta se inicia la salida del agua y consecuentemente el desecashymien~o del terreno
A~~J~~Mitrbt~Ir~~M~~1 B
F~( 11 J)i sposieiHl para htlnHd e(~e r IIn 1IITfJ1U drenadu al ail
J i~ Hi middotiexclo po fiJI radmiddotn
29 Filtracioacuten del agua por atarieas abiertas superficiales - middot-Este meacutetodo se aplica sobre todo a Jos tierras labradas y
entre otros a 103 cultivos hortiacutec81as Difiere esencialmente del anterior en que las atarieas estaacuten mucho maacutes proacutexishymas en que son superficiales y el agua penetra en el sueshylo y en el subsuelo p8r las paredes y por el fondo
El agua circula por atarieas paralelas que limitan las parcelas de los cultives No debe tocar ni las hoias ni los tedios Por esta razoacuten se emplea e l agua de cloacas para los cultivos hortelanos Como no se ponen en contacto con as hoias ni con los tallos no pueden contaminar esta parshyte comestible de los vegatales Sin embargo uacuteltimamente se ha dicho que las aguas de cloacas contaminan las parshytes aeacutereas de las hortalizas con geacutermenes nocivos y se ha prohibido su empleo para el cultivo de las hortalizas que se toman sin coccioacuten
Este meacutetodo es tanto maacutes eficaz cuanto maacutes proacuteximas
1581 shy
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ni ego por 5-lIrc()~ Di ~pn ~ iciiexclm de la~ atalj pa~
esteacuten las zanias que se trazan con el arado y estaacuten seshy
paradas unos 060- 080 mts La lig 18 indico la disposicioacuten del suelo La liacutenea a b
representa el canal de conduccioacuten a c el canal de riego del campo d designan los surcos que no terminan en el canal a c La limpieza que necesita el funcionamiento del sistema deteriora pronto este canal Debe construiacuterse una atari ea auxiliar e f comunicada con el canal a c por meshy
_-1582 - shy
dio de pequentildeos cortes g Este canal auxiliar se abre con el arado y se termina cuidadosamente con la pala Es anshycho y tiene una profundidad de unos la ctms
Riego por desbordamiento
Puede efectuarse de las maneras siguientes con reshygueras de nivel y planos inclinados que describiremos sucesivamente
A shy Por regueras de nivel Fundamentoshy EI terreno a regar estaacute surcado por regueras horizontales de desbordashymiento en que el agua rebosa el borde inferior y se exshytiende en forma de laacutemina continua
Pendiente del terrenoshy No debe ser excesivamente peshyquentildea pues entonces la circulacioacuten de la laacutemina de agua se efectuariacutea defectuosamente se admite como necesaria una pendiente de 3 Si 0 pendiente fuere excesiva en vez de una laacutemina continua se formariacutea una serie de arroshyyos que socavariacutean el terreno este peligro debe evitarse haciendo las regueras suficientemente proacuteximas
Descripcioacuten y funcionatnientoshy Las regueras de reparshyticioacuten se trazan en la direccioacuten aproximada de las liacuteneas de maacutexima pendiente fig 19 Si se interrumpe una regueshyra de distribucioacuten remansando el agua eacutesta entraraacute en la reguera de nivel inmediata anterior la cual se llenaraacute y desbordaraacute invadiendo el terreno el exceso se recogeraacute en el colector inmediato inferior el cual lo transportaraacute al canal de desaguumle
b middotmiddot l~vcro diexclhi Clon
rig 9
Alimentacioacuten de regueras sucesivas por una misma tomashy En vez de recoger las aguas sobrantes de una reshyguera directamente en un colector se recogen en otra reshyguera la cual una vez desbordada las deja pasar a otra y asiacute a varias no pasando de 4 oacute 5 seguacuten el caudal de
-1583 -
agua de que se disponga Parece que asiacute pudiera hacerse extensivo a todo el campo con una sola toma superior en la reguera de reparticioacuten pero no debe olvidarse que el agua que llegase a las regueras inferiores estariacutea escasa en oxiacutegeno y principios fertilizantes Esta es la razoacuten de las tomas sucesivas
Perfil longitudinal de las reguerasshy En la praacutectica no
iexcliexcl~f o UI a
I iquest
____ ~i~ I 0
I L middot ___ --shy
I D--1 t~uHO c o tor
- I 001 I 00 I
I 0 bull ___ J
-shy ---_ -i
_~_-o---J
Uig 19) Riego por curvas de nivel
debe d6rseles una pendiente superior al 0003 intercalando cascadas si fuere preciso esto se refiere a las regueras de reparticioacuten Las regueras de distribucioacuten deben ser perfecshytamente horizontales
Seccioacuten transversal de las reguerasshy Las regueras de nivel deben ser poco proundas a fin de disminuiacuter la preshysioacuten del agua y por tanto su infiltracioacuten Es aconsejable
- 1584 -
UllO anchura de 20 ctms con una profundidad no mayor
de S clms Las acequias y regueras d e reparticioacuten se calcushy
bn seguacuten las foacutermulas hidraacuteulicas
B shy Por planos inclinadosshy Son tales les ven tajas del
riego por regueras de n ivel que se procura em plear un
sistema anaacutelogo aunque el terreno no tengo lo pendiente
necesaria
Principio--Si lo pendiente es inferior al 003 se terramiddot
1 I
Cor~e por A B F iJ20
I I
I
J
Ri eacuteo t por p la n o~ in(linado pUl dobl e ari5la
plena formando un escolonado d e planos inclinados que
permito el riego por reguera~ de nivel
Descripcioacutenshy la reguera de reparticioacuten se coloca a una
altura conveniente para que el agua pueda en trar a las
regueras de nivel practicadas en la parte superior de los
planos en forma que llena de agua se vierta por ellos
recogiendo el exceso en colectores lig 20 El agua sobranshy
te puede ser muy abundante en tal caso el colector al ishy
- 185 shy
menta a su vez o tra serie de planos actuando a mane ra de reguera de reparticioacuten
Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
Planos inclinados naturales- Supongamos fig 21 un terreno de pequentildea pendiente S8 construye en terrapleacuten una reguera de d istribucioacuten con los produc tos de la excavacioacuten del colector inmediato E primer antildeo el riego seraacute defectuoshyso pero en los antildeos sucesivos mejoraraacuten los terraplenes y planos incl inados merced a la aportacioacuten del limo por las mismas aguas
0(oacute v lt
o
ltiexcl - =-=~ ~ ~ ~-= -=--=--=-shy~ ~ Fig21
Planos inclinados artificiales-Consisten en cons truiacuterlos directamen te con tierra sacada del terreno m ismo lo cual exige terraplenes y movimientos importantes de tierra (fig 22)
TfrImiddotO)COfi
~S~iacutelllflmiddot ~~f~~
Tts 22
Datos para la formacioacuten de un proyecto de riego por planos inclinados- Se atenderaacute en primer lugar a que las acequias y regueras de reparticioacuten sean capaces de sumishynistrar el agua necesaria y los colectores de desaguar los sobran tes Las regueras de distribucioacuten seguiraacuten sensibleshymente las curvas de nivel a fin de q ue los planos incl inashydos conserven una longitud constante y que las regueras de dis tribucioacuten sigan la direccioacuten de la pendiente del terreshyno La anchura de Jos escalones no seraacute excesiva a fin de evitar los grandes movimientos de tierra En general tienen 4 oacute 5 mts y si el terreno tiene fuerte pendiente lleshygan a tener 10 Oacute 12 mts La pendiente de los planos inclishynados seraacute de 003 como miacutenimum
---shyMaacutequinas de combustioacuten interna- Las maacutequinas moshy
de rnas de combuslioacuten interna de gas y vapor no soacutelo con-sum e 1 pJCo combustible sino que son adaptabI8s unishydades pequentildeas ademaacutes req u ieren poca vigilancia para un buen manejo y las reparaciones se efectuacutean faacutecilmenshyte Estas ve1 tajas importantes hcn heclo generalizar el uso de esta clase de maacutequinas
Maacutequinas de vapor- A lgunas de la s maacutes grandes planshytas d2 bombas para riego usan el vapor como fuerza moshyIriz En las islas Hawai se emplean grandes bombas moshyvida s por vapor para e levar agua a 550 pies y regar cantildea de azuacutear Grandes plantas a vapor se emplean para eleshyvar grandes can tidades de agua a pequentildeas alturas y reshygar las plan taciones de arroz en Louisiana (EE UU ) Las grandes plantas usan la maacutequina reciacuteproca y la bomba directamente conectada En algunos casos se puede obteshyner mayoiexcl- eficiencia usando turbinas de vapor las que por su alta velocidad S9 prestan para mover generadores eleacutecshytricos los cuales a su vez pueden suplir corriente a bombas instaladas en dist intos pun tos Es te meacutetodo de distribucioacuten es especia lmen te venta joso cuando el agua se obtiene de muchos pozos El costo de esta clase de plantas estaacute geneshyralmente fuera del alcance individual y por esto la mayoshyriacutea de ellas son manejadas por grandes compantildeiacuteas o por Jos municipalidades
Bombas- La bomba centriacutefuga es la maacutes usada para regar
La bomba centriacutefuga eleva el agua por medio de un disco provisto de cuchillas curvas que giran raacutepidamente dentro de una caacutemara que se ajusta lo maacutes posible dejanshydo el juego necesario para el movimiento raacutepido Las cushychillas fuerzan el agua a traveacutes del tubo de salida Algunas veces se sumergen dentro del agua que va a bombearse
-- 1558-shy
o se colocan unos pocos p ies encima del n ivel del agu a
en cuy o caso se necesita cebarlas
La bomba centriacute fuga es la maacutes recomendable cuando
se tr Ita de elevar grandes cantidades de agua a pequentildeas
a lturas Sus principales ven tajas son sencillez seguridad
bajo cos to y poca probabilidad de dantildeo por c ieno etc
Cuando hcm sido biEn d isentildeadas acanzan eficiencias de
maacutes de 80 para altu ras de 30- 60 pies Las peacuterdidas a
la entrada del tubo de succioacuten yola sal ida del de desshy
carga se d isminuyen grandemente ensanchaacutendolos progreshy
sivamente al salir de la bomba
El profesor W B Gregory da la siguiente tabla para
ilustrar la ventaja qu e se obtiene al ensanchar los tubos
de succioacuten y descarga
BOMBA CENTRIFUGA - ALTURA DE ELEVACION 5 PIES
Peacuterdida de Peacuterdid a de Pda por fr ic-Forma del tubo altura a la altura bull la cioacute usando Altura Bnfic~
a 3 028 031 024 583 240 291 a 4 009 0 10 02 4 543 280 340
----shyAriete hidraacuteulico- Es ta maacutequina usa un gran v o lumen
de agua que cae de una pequentildea altura para elevar una
cantidad menor de agua a una altura mayor
En este aparato un tubo A conduce el agua a la caja
de la vaacutelvu la B ~ l tubo estaacute en comun icacioacuten con la caacuteshy
mara de a ire C de la cual arra nra e l tubo de descarga D
La vaacutelvula B s(~ abi e hacia abajo y se hace de un peso
tal que permanezca abierta cuando el agua circule a veshy
locidad moderada pero se c ierre raacutepidamente cuando la
velocidad del agua a lcance un valor determinado Cuando
la vaacute~vula se cierra el agu a se detiene suacutebitamente proshy
duciendo un golpe de ariete que abre la vaacutelvula de la caacuteshy
mara de aire comprimiendo eacuteste y haciendo pasar una
parte d e eacutel al tubo de descarga Cuando se iguala la preshy
-- 1)59-shy
sioacuten la vaacutelvula de la caacutemara de aire se cierra pero el flujo en el tubo D continuacutea durante un periacuteodo corto a caushysa de la expansioacuten del aire comprimido en la caacutemara C Como el aire de esta caacutemara es absorbido gradualmente y expulsado por el agua debe proveerse para su renuevo pues de otra manera la elici-encia del ariete disminuiriacutea Cuando el agua en el tubo A estaacute detenida la vaacutelvula B cae el agua empieza a moverse y el proceso se repite
El flujo de un ariete hidraacuteulico es pues una serie de pulsaciones y a cada impuso debe vampncerse la inercia de la columna de agua que se encuentra en el tubo D Si dos arietes se conectan en el mismo tubo de descarga pero de tal manera que sus pulsaciores no coincidan la descarga seraacute maacutes continua y se economizaraacute energiacutea estas ventashyjas se obtienen en mayor escala al aumentar el nuacutemero de arietes conectados Veacutease fig 12
i)
rs 2 l iacute
llUSlraciuacuten dd prin cipill dd ik hiJraacuteulicu
CAPITULO VI
Canales y alarieas de riego
Cualquiera que sea el meacutetodo de riego que se haya esshycogido su praacutectica requiere cierto nuacutemero de canales y atarieas Vamos a definir estos canales y atarjeas y a inshydicar las principales consideraciones que rigen su consshytruccioacuten
Todo riego supone una presa de agua en un canal riacuteo etc Esta agua por medio de un canal de derivacioacuten se
--1560shy- -
lleva a los regadiacuteos De cua lquier forma que sea en eacutel o en sus ra mificac iones na cen y se alimen ton zan jas de meshynores dimensiones llamadas atarjeas de distribucioacuten las cuales llevan el agua a las atarieas de riego
Como todo riego debe ir acompantildeado de una desecashycioacuten del suelo es necesario construIacuter atarjeas de desaguumle que lleven el agua usada a los canales de evacuacioacuten En ciertos casos las atarjeas de riego una vez vaciacutea s sirshyven para el desaguumle
Seccioacuten de los canales y de las atarieas- Los canale s de a limentacioacuten de distribucioacuten y de evacuacioacuten tienen seccioacuten trapezoidal (Fig 13) Las otarjeas de riego y de desshyaguumle son rectangulares (Fig 14) Soacutelo miden 5-15 ctms de profundidad
Un canal de riego se com pone de las siguientes parshytes (ver lig 13)
El fondo D F sobre e l cual fl uye e l agua
-1561
La altura O E = h del egua Las banquetas A B H 1 que sostienen el agua por cashy
da lado Los taludes formados por las caras laterales B D F H El periacutemetro mojado P o la lopgitud e D + D F + F G La seccioacuten uacutetil S del canal eo la superficie que tiene
por base G C y D F y por a~ tura O E El radio medkl R es igual a S P La pendiente de Jos taludes m se determina por la
relacioacuten G Kj F K
Pendiente de los taludes de los canales y de las aacutetarshyjeas principales- Las pendientes de los taludes dependen de la natura leza del terreno Hus ta 15 ctms de profundidad son verticales Pasando de esta profundidad y para atarjeas abiertas en desfonde se dan las siguientes pendien tes
Roca m l O Arcilla pura m 1 033 = 303 Tierra arcillosa m 1 05 200 Tierra arenosa m 1 15 = 066
Para Jos taluds de fosos cmstruiacutedos en terrapleacuten
Arcilla pura m 1 05 = 200 Tierra arcillosa m 1 075 = 133 Tierra arenosa m 1 225 = 044
Para el mismo terreno si m es la inclinacioacuten del tashylud en desfonde 10 inclinacioacuten m del talud de terrapleacuten es igual a
2 3 m 1 1
- +shym 2m
Pendiente de los canales--Cuanto maacutes fuerte es la penshydiente maacutes se puede reducir la seccioacuten de un canal para la misma descarga Conviene pues construiacuterlos con la mashyyor pendiente a fin de disminuiacuter los trabaj os de excavacioacuten Por otra parte hay que considerar que una pendiente fuershy
-- 1562 -shy
te disminuye por la raduccioacuten de seccJOn la superficie de contacto y por consiguiente la filtracioacuten Ademaacutes la veloshycidad del agua no debe pasar de determinados valores seguacuten el terreno pues produciriacutea erosiones en las paredes
Velocidades de las que no conviene exceder en los diferentes terrenos
Velocidad limite Pendlent
por segundo por kmt
Arcillas blandas 0152 mts 0045 mts
Arenas 0305 0136
Gravas 0609 0433
Guijarros 0914 0570
Piedras en grandes fragmentos 1220 1509
Guijarros aglomerados 1520 211 S
Rocas blandas 1830 2786
Rocas duras 3050 7342
Tambieacuten existe un liacutemite inferior de velocidad que no se debe traspasar pues se forman depoacutesitos que destruyen
los cauces Los depoacutesitos principian a formarse por debajo de una
velocidad media de 025 mts por segundo en corrientes de agua fangosa 030 cargada de
arena fina 050 mts por segundo en corrientes de agua cargada de
arena gruesa Por consiguiente la velocidad no bajaraacute de 050-080
mts en el canal principal a fin de que no se deposite la arena gruesa
No deberaacute ser inferior a 025- 040 mts en los canashyles de distribucioacuten para que en ellos se deposite la areshyna gruesa que si llegara a las atarieas de riego podriacutea ser perjudicial Como estos canales no se usan continuashymente seraacute faacutecil quitar los depoacutesitos asiacute formados
Canal de conduccioacuten- La pendiente de eacuteste depende
- 1563 shy
oel nivel de la presa de agua y de la altura de la parte maacutes alta que deba regarse
Generalmente su pendiente variacutea de 00007-00014 mts por m La velocidad no excede de 080 mts por segundo La seccioacuten es trapezoidal y debe ir disminuyendo a medishyda que el canal avanza como que tiene que servir a meshynor extensioacuten
Este canal debe estar dispuesto de tal forma que en su punto de unioacuten con el riacuteo quede su nivel maacutes baio que el quicio de la presa a fin de poder instalar un aparato de afor Siempre debe estar provisto de una compuerta de modo que sea faacutecil impedir o regular la entrada dol agua para poder efectuar reparaciones o prevenir una crecida de la corrien te alimentadora
A fin de evitar la erosioacuten conviene lapizar con ceacutesped las paredes laterales y el fondo
Atarieas de distribucioacuten- Deriacutevanse del canal de conshyduccioacuten y llevan el agua a las atarieas de riego Son casi horizontales con pendientes de 0001-0015 mts por m La velocidad del agua no debe ser inferior a 025-040 mts
Se ponen en comunicacioacuten con las atarieas de riego por medio de un tubo de aiiacuteareriacutea o de una caia rectangushylar de madera Esta abertura debe poderse cerrar con una compuerta
Atarieas de riego- E1 general deben ser tan poco proshyfundas como sea posible Con frecuencia se les da un pershyiexcljI rectangular En la unioacuten con las atcrieas de distribucioacuten pueden tener de 30- 35 clms de anche para lueacutego ir disshymi1uye1do
El fondo e3 generalmente horizontal y sus bordes esshytaacuten ligeramente inclinados seguacuten lo direccioacuten de la corrienshyte y se aproximan a medida quo se aleian de las atarieas de distribucioacuten
Atarieas de desaguumle--Las atarieas de desaguumle recogen las agu)s despueacutes de regar y la3 llevan a los canales de evacuacioacuten Son doblemente uacutetiles pues secan el suelo y
permiten volver a usar las aguas para el riego de nuevas extensiones
- 1564shy
Los bordes estaacuten cortados verticalmente Su anchura ordinariamente es de O l5- --030 mts
Canales de evacuacioacuten- El ca nal de evacuacioacuten recishybe el agua de los desaguumles y la conduce al riacuteo o a regar otras tierras Debe ocupa r lo parte maacutes baja del terreno Debe tener una seccioacuten suficiente para el agua que recibe Tiene forma trapezoida Sus paredes deben protegerse conshytra el desgaste por medio de ceacutesped
Caacutelculo de las dimensiones de los canales y de las atarjeas principales- Hemos dicho que la seccioacuten de los canales y atarjeas principales es trapezoidal La seCClOn de las secundarias es triangular o rectangular Generalmenshyte no S9 ca~culan Es necesario determinar lo maacutes exactashymente posible las dimen5iones de los canales y atorjeas principales Las foacutermulas emp16cdas dan resultados aproxishymados que la experiencia modifica A continuacioacuten damos las foacutermulas de Darcy perfecc ionadas por M Bazin
ConsideremQs la seccioacuten re presentada en la fig 13 Y llamemos
1 D F = longitud del fondo
h O E = la altura
S aacuterea de la seccioacuten
U velocidad mediacutea del agua velocidad media en la superficie X 080
Q = descarga
I = la pendi2nte
P periacutemetro moiado
R = radio medio
Estas cantidades estaacuten relacionadas de la siguiente mashynera
(1) R I = b U~ oacute U = C RT(2)
(3) Q = S U Oacute Q = S C rRI (4)
C = 1 b es un coeficiente que depende de la rugoshysidad de las paredes del canal M Bazin ha expresado su valor asiacute
1565 - shy
87
C = 1 Vb = - ---- + tiacute
VR ltiacute tiene los siguientes valores
Paredes muy lisas (cemento madera lisa) tiacute = 006 Paredes lisas (taba ladrillo) tiacute = 016
poco lisas de mamposteriacutea tiacute = 046 de naturaleza mixta Ciacute = 085
Canales de tierra en condicion3s ordinarias tiacute 130 Canales de tierra con resistencia excepcional tiacute = 175
Maacutes adelante daremos los valores del coeficiente C en funcioacuten del radio R y los valores del coeficiente o de la loacutermua (l) corre3pondientes a los valores dAl coeficiente
C = 1 vT-
Ganguillet y Kulter adoptan tambieacuten la foacutermula
u C RTpero daacutendole a C el siguiente valor
O 00155
23 + + n
C 000155
1+ 23 + --- n
( ) V R
El nuacutemero n variacutea con la naturaleza de las paredAS y tiene los siguientes valores
n ln Paredes muy uniformes ceuromento madera
cepillada 0010 100 Paredes linos piedra tallada ladriilos 0013 77 Paredes poso uniformes 0017 58 Paredes rugosas piedras en bruto 0020 50 Paredes de tierra 0025 40 Paredes de grava 0030 33 Paredes irregulares de grava y mal cuidadas 0035 29 Paredes muy irregulares 0040 35
- 1566 shy
Las dJmensiones de los canal83 deben 118nar otras conshydiciones que determinan las foacutermulas anteriores
En primer lugar la tangente trigonomeacutetrica m queda determinada por la naturaleza del terreno Luego si circunsshytancias especiales no exigen la adopcioacuten de una profundishydad conviene dadas 1 y m dar a la seccioacuten la forma que corresponda a la maacutexima descarga por unidad de aacuterea de ella Esta seraacute evidentemente la seccioacuten maacutes econoacuteshymica De la foacutermula (3) Q = S U deducimos que para una superliacutecie dada S la descarga Q es maacutexima con U POI
consiguiente para una pendiente dada y teniendo en cuen shyta la foacutermula (2) U = e VRT con R o tambieacuten pll8sto que R = S P cuando P es miacutenimo
D8 la Hg 14 deducimos que
(5) S h (1 + h m)
(6) P + 2 h m V1 + m~ (6) P = I + 2 hmv 1 + m~
S h ( I + hm) (7) R
P + 2 hm 1 + m~ y por caacutelculo deducimos que P es miacutenimo cuando
h + V I + m~ (8)
2 ro
En este caso los lados B D H F D F son tangentes a Jo circunferencia descrita desde O como centro y con h como radio
Si sustiacutetuIacutemos en (7) 1 por su valor sacado de (8) obshytendremos
2 m h h ( + hm)
+ VI + m (9) R +
2 mh 2h V 1 + m~
+ ml+vl+ m~
- 1567 shy
--- -
1+ iexcl-1 + rn~ ]iexcl 2 = X
rn 4
es decir el radio medio es igual a la mitad de lu profunshydidad del agua
La relacioacuten h 1 que determina la seccioacuten oacuteptima soacuteshylo depeeacutelde para S e 1 dados del valor m El valor de h 1 en (8) permite calcular faacutecilmente h y 1 conociendo S y m Reempazando 1 por su valor en funcioacuten de h en la ecuashyc ioacuten (5) 1endremos
(lO) S =
( h
2 m h
1 + 1 1 + m~ h+-111
)
h~ 2 l 1-+ m~ -----shy 1
m
mS lh
11 J J h = ( 2 V 1 + m - 1 )
Seguacuten esto S2 ve que cuanio maacutes se acerquen los taludes del canal a la vertical mayor es h y por consiguienshyte R Conviene adoptar para R el mayor valor posible pues asiacute no disminuye la anchura del canal de pendiente dada 1 y se aumenta la velocidad media d el agua que es proshyporcional a R
Cuando las circunstancias obligan la adopcioacuten de una profundidad determinada la ecuacioacuten S = h (l + h m) soacutelo contiene la incoacutegnita 1
Empleo de las foacutermulas uso de las tablas ejemplos middotnumeacutericos--Los problsmas que se presentan maacutes frecuenshytemente son
I- Conocida la seccioacuten transversal de un canal y su pendiente calcular su descarga
JI- Conocido el rendimiento del canal y su pendiente
- 1571 shy
calcular las dimensiones que debe tener su seccioacuten transshyversal y la velocidad media del agua
CASO iexcl- Se a plican las siguientes foacutermulas
h (1 + h m) (S) S = h (1 + h m) (7) R
1 + 2 h 1 + m~
m
y lueacutego
(2) U = C m 1)Y2 (1) Q _ S C (R 1) 1j~
La foacutermula (S) ncs do e l aacuterea la (1) el radio medio pues h I Y 111 SO1 conocidos Las foacutermulas (2 y 4) permiten ca lcular U y Q
EJEMPLO Calcular el rendimie llto de un canal de ti eshyITU sabiendo que 1 = lmts h = 121 1 = 00002 y la inclinacioacuten de los taludes es 45
La aplicacioacuten de las foacutermulas (5 y 7) nos da
S = 2867 mts~ y R = 060 mts
El valor de C seguacuten la tabla de Bazin es 325 y seguacuten la de Kutte r 35 Tomamos e l promedio de estos dos valoshyres o sea 3375
Aplicando las foacutermulas (4 y 2) obtendremos
Q = 098 mts y U 037 mts
CASO II- Si existen circunstancias que obliguen a adopshytar una profundidad determinada se aplicaraacuten las foacutermushylas de la seccioacuten maacutes ventajosa es decir las foacutermulas sishyguientes bull
Q~m S (9) h b U~ b - shy~ (1 + m~ )11 ) = 2 R (l) R I
12 - 1) S~
Se principiaraacute por adoptar para b un valor provisional y para escogerlo seguacuten el rendimiento se evaluaraacute el vashylor posible de R y por consiguiente el de C seguacuten la tashybla de Bazin La tabla de los valores de b daraacute un valor que se adoptaraacute provisionalmente Una vez hallado el vashy
- 1572 shy
lar da R se rectificaraacute e l de b Se volveraacute a calcular R y
se continuaraacuten estas aproximaciones hasta que se encuenshytren para C y b valores que no difieran sensiblemente de Jos anteriores La ecuacioacuten (1) contendraacute R elevada a la quinta potencia y deberaacute resolverse por logaritmos
EJEMPLO Un canal debe tener un rendimiento de 2 lIltS de agua por segundo con una pendiente de 00002 por mts Cuaacutel debe ser su perfil transversal en la tierra con taludes inclinados 45
Supongamos R = 1 mt entonces seguacuten la tabla d e Bozin C = 378 y seguacuten lo de Kutte r C = 40 Toma mos 81 pro lllcd io C = 389 Para b obtenemos 000066
In
Lu IOacuteI JI1 U 111 (0) du x
Pero s iendo m 1 sacamos
m 0547
y obte ndremos 4R~ S 4W
0547
Lo foacutermula (1) nos da
R X 00002 000066 4
S~
R S~ 132
y sustituyendo S po~ su valor
16 R
(0547F 132 R 075
Seguacuten las tablas de Bazin y Kutter los valores respecshytivos de C pondiente de b tend
son de b remos
348 es
y 00
37 Adoptamos 0077 Sustituyendo
359 este
el valor nuevo
corresshyvalor
- shy 1573 shy
4 4 R~ 0547 S TI X 00002 000077 (
s~
R = 075
Lo vola re s d~ e y de b no difieren sonsibloTrl ento de los que acabamos de adoptar Tomaremos pues para TI el va le r 076 mis entoncos h = 152
4 (076 )~
S 442 Jll l s ~
0547
Q 2
u 047 mts S 422
La foacutermula (8) permite dete rmina r l
2 m h 2 X 152 126 y e l problema
1 + ( + m~)Y2 1 + (2)1
queda resuelto Pero puede ocurrir que por circunstancias especiales no
se pueda adoptar el perfil maacutes econoacutemico Entonces se coshynoc 3 la profundidad h o la anchura 1 por lo tanto
S = h (1 + h m)
Q2
R 1 b --- en que R estaacute expresado en funcioacuten S2
de h y de I y permitiraacute hallar por tanteo h o I y S Supongamos que por causa de la existencia de un submiddot
suelo rocoso la profundidad del canal no debe exceder de un mI y que la descmga sea de 2 mts pOI segundo y la pendiente 00002
Procederemos asiacute
Puesto que h 9S a lo sumo igual Q 1 mI el radio meshydio puede evaluarse en 050 mts Las tablas dan para e 306 y 34 adoptamos 32 y entonces b = 000098
1574
Q2
De la ecuacioacuten R I b --- deducimos S2
000098 X 4 S~ 392 S 625
050 X 00002
La foacutermula S = h (l + h m) da 525
La foacutermula (6) nos da P = 807
s 625 R 077 mts
P 807
Se partiraacute de este nuevo valor de R para repetir los caacutelculos
Las tablas dan para R = 077 mts C = 35 y 37 Adoptamos C = 36 entonces b = 000077
Tenemos
000077 X 4 S 40 S 632 1 532
077 X 00002
P 814 Y R = 077
Adoptaremos para el perfil de este canal de 2 mts de descarga por segundo
1 = 532 h = 1 mI R = 077
La velocidad media del agua seraacute
u = Q S = 2 632 = 031 mts
CAPITULO VII
Sistemas de rieqo
Hay muchos procedimientos de riego seguacuten la naturashyleza del terreno su pendiente los cultivos o la cantidad de agua de que se dispone
- 1575 shy
A continuacioacuten describiremos los siguientes sistemas Por sumersioacuten por filtracioacuten por desbordamiento
El riego por sumersioacuten se dIvide en tres meacutetodos el ri ego por filtracioacuten en dos y el por desbordamiento tambieacuten en dos De todos eros hablaremos separadamente
Riego por sumersioacuten
El sistema d3 riego por sumersioacuten llamado tambieacuten en manta consiste en cubrir el suelo con una capa de agua que permanece sobre eacutel un tiempo maacutes o menos largo
Generalmente requiere que el terreno sea sensiblemenshyte horizontal de pendiente suave 2 0 00 a lo sumo y que no sea impermeable La superficie regable se rodea de peshyquentildeos diques Si la pendiente fuese fuerte habriacutean de ser a l tos y emplear maacutes agua con lo que se perderiacutea la prinshycipal ventaja de este sistema que es su sencillez y ecoshyncmiacutea
Este procedimiento es uno de los mejores para el rieshygo de praderas cuya pendiente sea de 1-15 mmts por metro Comprende tres meacutetodos distintos
IO-La sumersioacuten naturcl que resulta del desbordashymiento espontaacuteneo de una corriente de agua o de la inunshydacioacuten artificial proveniente del levantamiento de las aguas
29- La sumersioacuten artificial 5encilla en que las aguas permanecen estanadas mientras dura el riego
3y- La sumersioacutell atificial con cJrculacioacuten continuiexcl en que el agua ircula suavemente por la superficie del terreno sumergido
Cuando se riaga con aguas que acarrean limos y areshynas estos materiales generalmente corgados de materias fertili~antes se depositan sobre el suelo Entonces el riego por sumersioacuten va acompantildeado del erdorquinamiento
Sumersioacuten natural- Muchos terrenos estaacuten expuestos a las crecidas de las corrientes de agua que los atraviesan Esta sumersioacuten natural es fuente de grandes riquezas Tashyles s)n Egipto y las pompos de la imeacuterica del Sur En Francia grandes extensiones de ter reno deben su fertilidad a riegos perioacutedicos de esto naturaleza
Las condiciones esenciales de estos sumersiones natushy
1576 shy
rales son pendientes longitudinales muy suaves (040- 045
mts por kmt como promedio) y pendientes transversales
bastante aceurontuadus para que las aguas de las crecidas
vuelvan faacutecilmente a su cauce primitivo
Sumersioacuten artificial sencilla- Exige un suelo de poca
pendiente que no exceda de 2 0 00 a menos de restringir
mucho ia extensioacuten dE las parcelas sumergidas
Si la pendiente fuese fuerte no se depositariacutean los seshy
dimentos perdiendo asiacute este meacutetodo su principal ventaja
Ademaacutes se correriacutea el riesgo de que las aguas arrastraran
la tierra vegetal Finalmente seriacutea necesario que las cuenshycas sumergidas estuvieran rodeadas de diques muy altos
lo que hariacutea perder las ventajas econoacutemicas de este sisshy
tema
Consiste en sumergir el suelo bajo una capa de detershy
minado espesor durante un periacuteodo de tiempo variable
El terreno se divide en compartimientos regulares roshy
deados dE pequentildeos diques que retienen el agua
Generalmente las aguas despueacutes de regar un comparshy
timiento superior pasan a regar uno inferior
Los compartimientos tienen extensioacuten variable En geneshy
ral no exceden de 10-30 aacutereas Se les puede dar una anshychura de 50 mts y una longitud variable seguacuten la pendienshy
te del terreno Los diques que los rodean exceden en todas
partes a 25 ctms al nivel del agua
La altura media del agua sobre la superficie del sueshy
lo es de 15 ctms En el punto maacutes alto del nivel del agua
25 ctms
En el centro de cada compartimiento y en sentido de su longitud se abre una atarjea g (lig 15) que sirve a la
vez de conduccioacuten y desecamiento
A este objeto puede ir acompantildeado de pequentildeas a tarshy
jeas h En el origen y en la extremidad de cada compartishy
miento la atarjea g lleva una en trada de madera con comshy
puerta para retener el agua o dejarla pasar
La atarjea g debe tener una pendiente aproximada de
0001 mts mL La anchura en el fondo y su profundidad
dependen de la superficie del compartimiento y de la cantishydad de agua que conduciraacute
--1577-shy
La fig 15 denota la subdivisioacuten del terreno en cuatro recipientes que forman otros tantos saetines cuya longitud depende de la pendiente del terreno
Es preciso que el nivel del agua en el segundo comparshytimiento sea inferigtr de 1- 2 ctms al fondo de la atariea g del primero Asiacute se logra que el agua pase del primero al SEgundo compartimiento
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Hiego por ~lIhm(~r~ ioacuten Planta ltle unn in~tala(- i(ln de cuatro C(Jlllparlimi-(-middotnto~
Ventajas e inconvenientes de este sistema- Permite reshygar superficies de poca pendiente con ca1tidades de agua demasiado pequentildeas para utiliza ras de otro modo Transshyforma en tierras feacutertiles suelos mediocres siempre que no sean impermeables y que las aguas contengan limos carshygados de principios nutritivos Su instalacioacuten y vigilancia son sencillas y baratas
En suelos impermeables da malos resultados Rara vez se puede aplicar en el momento de la vegetacioacuten y mientras dura impide la aireacioacuten del suelo
- - 1578 - shy
El riego por sumersioacuten se emplea principalmpnte en el cultivo del arroz
Riego de los arrozales- EI arrozal ha de estar compleshytamente cubierto por el agua pero sin quedar estancada sino circulando con muy poca velocidad Sin agua no gershyminariacutea la semilla y en cambio si quedara estancada enshyfermaria 0 planta y podriacutea ser causa de una epidemia pashyluacutedica en la regioacuten
El terreno destinado al cultivo del arroz ha de ser enshyteramente llano y con la pendiente necesaria para la lenshyta circulacioacuten del agua El campo se divide en parcelas delimitadas por pequentildeos diques de tierra
Unas como B (Fig 16) estaacuten trazadas longitudinalmenshyte en el sentido de las labores y del movimiento del agua al paso que otras la sentildealadas con la letra e van en dishyreccioacuten perpendicular a las primeras
Una vez construIacutedos los diques se da el agua a las parce las D y J de modo que la capa liacutequida tenga unos 12 ctms de espesor Hecho 6stO se practican en el dique inmediatamente infel ior unas abe rturas E de 20- 30 ctms
de ancho por donde flushyye el agua a las parceshylas inferiores Asiacute se conshytinuacutea hasta regar todo el arrozal El agua se reshycoge en la atariea d e desaguumle A
El consumo de a g ua se calcula en 24 Its por segundo y por hec taacuterea
Sumersioacuten artificial con derrame continuo--Cuanshydo se dispone de gran can tidad de agua la cirshyculacioacuten puede ser conshytinua sin alterar las disshyposiciones precedentegt
El agua de riego desshypueacutes de alcanzar el nishy
ni~po s i c i(lfl dI un arrozal divirl gtln ( 1
lahla~ n -lIadriluacutel erus L ri ego
- - 1579-shy
vel normal en el compartimiento regado pasa lentamente al inferior y se reemplaza con nueva agua Este procedishymiento priva menos del aire a las plantas que e l estallCU miento permanente
El movimiento d8 las aguas se regula dE-~ tal manera que la can tidad siexclJida por la parte inferior sea igual a Jo que Gntra por la superior De 83t8 modo se llega raacutepidashymente a resultados excelentes
Conviene enviar agua nueva o los compartimientos inshyferiores disponiendo alrededor del cqmpo un canal de cirshycunvalacioacuten El agua debe vaciar por encima de las comshypuertas a fin ds qU8 no arrastre los sedimentos En general los compartimientos tienen dimensiones mayores que los de sumersioacuten sencilla Si la pendiente es muy fuerte conviene disponer oblicuamente diques interiores que impidan la erosioacuten del suelo Los diques que bordean las parcelas tieshynen aproximadaments 150 mts de ancho en la corona y un nivel de 30- 40 ctms sobre el de las aguas
Rieqo por filtracioacuten
Este sistema comprende dos subdivisiones
19 Por filtracioacuten del aqua en el suelo por atarieas proshyfundas- Es un procsdimiento muy imperfecto desde el punshyto de vista d3 los resultados pero muy sencillo y econoacuteshymico Em p lea las zanjas excavadas en los terrenos para sanearlos
Esencialmente consiste en cerrar las compuertas que regulan los diferentes canales de desecamiento El agua de lluvia etc fluye asiacute poco a poco pgtr estos canales y si el suelo es permeable lo humedece al atravesar las pareshydes laterales de e llos pudiendo llegar por capilaridad hasshyta las raiacuteces
Este procedimiento soacutelo es practicable cuando el terreshyno es bastante permeable y de poca pendiente En suelos poco permeabls los resulta dos no son satisfactorios el agua fluye bien por los cana ~ es pero no logra humedecer la tierra
La lig 17 muestra la disposicioacuten de los canales a a b b y Ja de la compuerta d que cuando estaacute cerrada deshy
- 1580
termina el retroceso del agua que se va elevando en los canales y penetra en el suelo Abriendo jo compuerta se inicia la salida del agua y consecuentemente el desecashymien~o del terreno
A~~J~~Mitrbt~Ir~~M~~1 B
F~( 11 J)i sposieiHl para htlnHd e(~e r IIn 1IITfJ1U drenadu al ail
J i~ Hi middotiexclo po fiJI radmiddotn
29 Filtracioacuten del agua por atarieas abiertas superficiales - middot-Este meacutetodo se aplica sobre todo a Jos tierras labradas y
entre otros a 103 cultivos hortiacutec81as Difiere esencialmente del anterior en que las atarieas estaacuten mucho maacutes proacutexishymas en que son superficiales y el agua penetra en el sueshylo y en el subsuelo p8r las paredes y por el fondo
El agua circula por atarieas paralelas que limitan las parcelas de los cultives No debe tocar ni las hoias ni los tedios Por esta razoacuten se emplea e l agua de cloacas para los cultivos hortelanos Como no se ponen en contacto con as hoias ni con los tallos no pueden contaminar esta parshyte comestible de los vegatales Sin embargo uacuteltimamente se ha dicho que las aguas de cloacas contaminan las parshytes aeacutereas de las hortalizas con geacutermenes nocivos y se ha prohibido su empleo para el cultivo de las hortalizas que se toman sin coccioacuten
Este meacutetodo es tanto maacutes eficaz cuanto maacutes proacuteximas
1581 shy
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111111111 111111 111111 Vtk11 1 1 1 1 6 ~ iexcl
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ni ego por 5-lIrc()~ Di ~pn ~ iciiexclm de la~ atalj pa~
esteacuten las zanias que se trazan con el arado y estaacuten seshy
paradas unos 060- 080 mts La lig 18 indico la disposicioacuten del suelo La liacutenea a b
representa el canal de conduccioacuten a c el canal de riego del campo d designan los surcos que no terminan en el canal a c La limpieza que necesita el funcionamiento del sistema deteriora pronto este canal Debe construiacuterse una atari ea auxiliar e f comunicada con el canal a c por meshy
_-1582 - shy
dio de pequentildeos cortes g Este canal auxiliar se abre con el arado y se termina cuidadosamente con la pala Es anshycho y tiene una profundidad de unos la ctms
Riego por desbordamiento
Puede efectuarse de las maneras siguientes con reshygueras de nivel y planos inclinados que describiremos sucesivamente
A shy Por regueras de nivel Fundamentoshy EI terreno a regar estaacute surcado por regueras horizontales de desbordashymiento en que el agua rebosa el borde inferior y se exshytiende en forma de laacutemina continua
Pendiente del terrenoshy No debe ser excesivamente peshyquentildea pues entonces la circulacioacuten de la laacutemina de agua se efectuariacutea defectuosamente se admite como necesaria una pendiente de 3 Si 0 pendiente fuere excesiva en vez de una laacutemina continua se formariacutea una serie de arroshyyos que socavariacutean el terreno este peligro debe evitarse haciendo las regueras suficientemente proacuteximas
Descripcioacuten y funcionatnientoshy Las regueras de reparshyticioacuten se trazan en la direccioacuten aproximada de las liacuteneas de maacutexima pendiente fig 19 Si se interrumpe una regueshyra de distribucioacuten remansando el agua eacutesta entraraacute en la reguera de nivel inmediata anterior la cual se llenaraacute y desbordaraacute invadiendo el terreno el exceso se recogeraacute en el colector inmediato inferior el cual lo transportaraacute al canal de desaguumle
b middotmiddot l~vcro diexclhi Clon
rig 9
Alimentacioacuten de regueras sucesivas por una misma tomashy En vez de recoger las aguas sobrantes de una reshyguera directamente en un colector se recogen en otra reshyguera la cual una vez desbordada las deja pasar a otra y asiacute a varias no pasando de 4 oacute 5 seguacuten el caudal de
-1583 -
agua de que se disponga Parece que asiacute pudiera hacerse extensivo a todo el campo con una sola toma superior en la reguera de reparticioacuten pero no debe olvidarse que el agua que llegase a las regueras inferiores estariacutea escasa en oxiacutegeno y principios fertilizantes Esta es la razoacuten de las tomas sucesivas
Perfil longitudinal de las reguerasshy En la praacutectica no
iexcliexcl~f o UI a
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I L middot ___ --shy
I D--1 t~uHO c o tor
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_~_-o---J
Uig 19) Riego por curvas de nivel
debe d6rseles una pendiente superior al 0003 intercalando cascadas si fuere preciso esto se refiere a las regueras de reparticioacuten Las regueras de distribucioacuten deben ser perfecshytamente horizontales
Seccioacuten transversal de las reguerasshy Las regueras de nivel deben ser poco proundas a fin de disminuiacuter la preshysioacuten del agua y por tanto su infiltracioacuten Es aconsejable
- 1584 -
UllO anchura de 20 ctms con una profundidad no mayor
de S clms Las acequias y regueras d e reparticioacuten se calcushy
bn seguacuten las foacutermulas hidraacuteulicas
B shy Por planos inclinadosshy Son tales les ven tajas del
riego por regueras de n ivel que se procura em plear un
sistema anaacutelogo aunque el terreno no tengo lo pendiente
necesaria
Principio--Si lo pendiente es inferior al 003 se terramiddot
1 I
Cor~e por A B F iJ20
I I
I
J
Ri eacuteo t por p la n o~ in(linado pUl dobl e ari5la
plena formando un escolonado d e planos inclinados que
permito el riego por reguera~ de nivel
Descripcioacutenshy la reguera de reparticioacuten se coloca a una
altura conveniente para que el agua pueda en trar a las
regueras de nivel practicadas en la parte superior de los
planos en forma que llena de agua se vierta por ellos
recogiendo el exceso en colectores lig 20 El agua sobranshy
te puede ser muy abundante en tal caso el colector al ishy
- 185 shy
menta a su vez o tra serie de planos actuando a mane ra de reguera de reparticioacuten
Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
Planos inclinados naturales- Supongamos fig 21 un terreno de pequentildea pendiente S8 construye en terrapleacuten una reguera de d istribucioacuten con los produc tos de la excavacioacuten del colector inmediato E primer antildeo el riego seraacute defectuoshyso pero en los antildeos sucesivos mejoraraacuten los terraplenes y planos incl inados merced a la aportacioacuten del limo por las mismas aguas
0(oacute v lt
o
ltiexcl - =-=~ ~ ~ ~-= -=--=--=-shy~ ~ Fig21
Planos inclinados artificiales-Consisten en cons truiacuterlos directamen te con tierra sacada del terreno m ismo lo cual exige terraplenes y movimientos importantes de tierra (fig 22)
TfrImiddotO)COfi
~S~iacutelllflmiddot ~~f~~
Tts 22
Datos para la formacioacuten de un proyecto de riego por planos inclinados- Se atenderaacute en primer lugar a que las acequias y regueras de reparticioacuten sean capaces de sumishynistrar el agua necesaria y los colectores de desaguar los sobran tes Las regueras de distribucioacuten seguiraacuten sensibleshymente las curvas de nivel a fin de q ue los planos incl inashydos conserven una longitud constante y que las regueras de dis tribucioacuten sigan la direccioacuten de la pendiente del terreshyno La anchura de Jos escalones no seraacute excesiva a fin de evitar los grandes movimientos de tierra En general tienen 4 oacute 5 mts y si el terreno tiene fuerte pendiente lleshygan a tener 10 Oacute 12 mts La pendiente de los planos inclishynados seraacute de 003 como miacutenimum
o se colocan unos pocos p ies encima del n ivel del agu a
en cuy o caso se necesita cebarlas
La bomba centriacute fuga es la maacutes recomendable cuando
se tr Ita de elevar grandes cantidades de agua a pequentildeas
a lturas Sus principales ven tajas son sencillez seguridad
bajo cos to y poca probabilidad de dantildeo por c ieno etc
Cuando hcm sido biEn d isentildeadas acanzan eficiencias de
maacutes de 80 para altu ras de 30- 60 pies Las peacuterdidas a
la entrada del tubo de succioacuten yola sal ida del de desshy
carga se d isminuyen grandemente ensanchaacutendolos progreshy
sivamente al salir de la bomba
El profesor W B Gregory da la siguiente tabla para
ilustrar la ventaja qu e se obtiene al ensanchar los tubos
de succioacuten y descarga
BOMBA CENTRIFUGA - ALTURA DE ELEVACION 5 PIES
Peacuterdida de Peacuterdid a de Pda por fr ic-Forma del tubo altura a la altura bull la cioacute usando Altura Bnfic~
a 3 028 031 024 583 240 291 a 4 009 0 10 02 4 543 280 340
----shyAriete hidraacuteulico- Es ta maacutequina usa un gran v o lumen
de agua que cae de una pequentildea altura para elevar una
cantidad menor de agua a una altura mayor
En este aparato un tubo A conduce el agua a la caja
de la vaacutelvu la B ~ l tubo estaacute en comun icacioacuten con la caacuteshy
mara de a ire C de la cual arra nra e l tubo de descarga D
La vaacutelvula B s(~ abi e hacia abajo y se hace de un peso
tal que permanezca abierta cuando el agua circule a veshy
locidad moderada pero se c ierre raacutepidamente cuando la
velocidad del agua a lcance un valor determinado Cuando
la vaacute~vula se cierra el agu a se detiene suacutebitamente proshy
duciendo un golpe de ariete que abre la vaacutelvula de la caacuteshy
mara de aire comprimiendo eacuteste y haciendo pasar una
parte d e eacutel al tubo de descarga Cuando se iguala la preshy
-- 1)59-shy
sioacuten la vaacutelvula de la caacutemara de aire se cierra pero el flujo en el tubo D continuacutea durante un periacuteodo corto a caushysa de la expansioacuten del aire comprimido en la caacutemara C Como el aire de esta caacutemara es absorbido gradualmente y expulsado por el agua debe proveerse para su renuevo pues de otra manera la elici-encia del ariete disminuiriacutea Cuando el agua en el tubo A estaacute detenida la vaacutelvula B cae el agua empieza a moverse y el proceso se repite
El flujo de un ariete hidraacuteulico es pues una serie de pulsaciones y a cada impuso debe vampncerse la inercia de la columna de agua que se encuentra en el tubo D Si dos arietes se conectan en el mismo tubo de descarga pero de tal manera que sus pulsaciores no coincidan la descarga seraacute maacutes continua y se economizaraacute energiacutea estas ventashyjas se obtienen en mayor escala al aumentar el nuacutemero de arietes conectados Veacutease fig 12
i)
rs 2 l iacute
llUSlraciuacuten dd prin cipill dd ik hiJraacuteulicu
CAPITULO VI
Canales y alarieas de riego
Cualquiera que sea el meacutetodo de riego que se haya esshycogido su praacutectica requiere cierto nuacutemero de canales y atarieas Vamos a definir estos canales y atarjeas y a inshydicar las principales consideraciones que rigen su consshytruccioacuten
Todo riego supone una presa de agua en un canal riacuteo etc Esta agua por medio de un canal de derivacioacuten se
--1560shy- -
lleva a los regadiacuteos De cua lquier forma que sea en eacutel o en sus ra mificac iones na cen y se alimen ton zan jas de meshynores dimensiones llamadas atarjeas de distribucioacuten las cuales llevan el agua a las atarieas de riego
Como todo riego debe ir acompantildeado de una desecashycioacuten del suelo es necesario construIacuter atarjeas de desaguumle que lleven el agua usada a los canales de evacuacioacuten En ciertos casos las atarjeas de riego una vez vaciacutea s sirshyven para el desaguumle
Seccioacuten de los canales y de las atarieas- Los canale s de a limentacioacuten de distribucioacuten y de evacuacioacuten tienen seccioacuten trapezoidal (Fig 13) Las otarjeas de riego y de desshyaguumle son rectangulares (Fig 14) Soacutelo miden 5-15 ctms de profundidad
Un canal de riego se com pone de las siguientes parshytes (ver lig 13)
El fondo D F sobre e l cual fl uye e l agua
-1561
La altura O E = h del egua Las banquetas A B H 1 que sostienen el agua por cashy
da lado Los taludes formados por las caras laterales B D F H El periacutemetro mojado P o la lopgitud e D + D F + F G La seccioacuten uacutetil S del canal eo la superficie que tiene
por base G C y D F y por a~ tura O E El radio medkl R es igual a S P La pendiente de Jos taludes m se determina por la
relacioacuten G Kj F K
Pendiente de los taludes de los canales y de las aacutetarshyjeas principales- Las pendientes de los taludes dependen de la natura leza del terreno Hus ta 15 ctms de profundidad son verticales Pasando de esta profundidad y para atarjeas abiertas en desfonde se dan las siguientes pendien tes
Roca m l O Arcilla pura m 1 033 = 303 Tierra arcillosa m 1 05 200 Tierra arenosa m 1 15 = 066
Para Jos taluds de fosos cmstruiacutedos en terrapleacuten
Arcilla pura m 1 05 = 200 Tierra arcillosa m 1 075 = 133 Tierra arenosa m 1 225 = 044
Para el mismo terreno si m es la inclinacioacuten del tashylud en desfonde 10 inclinacioacuten m del talud de terrapleacuten es igual a
2 3 m 1 1
- +shym 2m
Pendiente de los canales--Cuanto maacutes fuerte es la penshydiente maacutes se puede reducir la seccioacuten de un canal para la misma descarga Conviene pues construiacuterlos con la mashyyor pendiente a fin de disminuiacuter los trabaj os de excavacioacuten Por otra parte hay que considerar que una pendiente fuershy
-- 1562 -shy
te disminuye por la raduccioacuten de seccJOn la superficie de contacto y por consiguiente la filtracioacuten Ademaacutes la veloshycidad del agua no debe pasar de determinados valores seguacuten el terreno pues produciriacutea erosiones en las paredes
Velocidades de las que no conviene exceder en los diferentes terrenos
Velocidad limite Pendlent
por segundo por kmt
Arcillas blandas 0152 mts 0045 mts
Arenas 0305 0136
Gravas 0609 0433
Guijarros 0914 0570
Piedras en grandes fragmentos 1220 1509
Guijarros aglomerados 1520 211 S
Rocas blandas 1830 2786
Rocas duras 3050 7342
Tambieacuten existe un liacutemite inferior de velocidad que no se debe traspasar pues se forman depoacutesitos que destruyen
los cauces Los depoacutesitos principian a formarse por debajo de una
velocidad media de 025 mts por segundo en corrientes de agua fangosa 030 cargada de
arena fina 050 mts por segundo en corrientes de agua cargada de
arena gruesa Por consiguiente la velocidad no bajaraacute de 050-080
mts en el canal principal a fin de que no se deposite la arena gruesa
No deberaacute ser inferior a 025- 040 mts en los canashyles de distribucioacuten para que en ellos se deposite la areshyna gruesa que si llegara a las atarieas de riego podriacutea ser perjudicial Como estos canales no se usan continuashymente seraacute faacutecil quitar los depoacutesitos asiacute formados
Canal de conduccioacuten- La pendiente de eacuteste depende
- 1563 shy
oel nivel de la presa de agua y de la altura de la parte maacutes alta que deba regarse
Generalmente su pendiente variacutea de 00007-00014 mts por m La velocidad no excede de 080 mts por segundo La seccioacuten es trapezoidal y debe ir disminuyendo a medishyda que el canal avanza como que tiene que servir a meshynor extensioacuten
Este canal debe estar dispuesto de tal forma que en su punto de unioacuten con el riacuteo quede su nivel maacutes baio que el quicio de la presa a fin de poder instalar un aparato de afor Siempre debe estar provisto de una compuerta de modo que sea faacutecil impedir o regular la entrada dol agua para poder efectuar reparaciones o prevenir una crecida de la corrien te alimentadora
A fin de evitar la erosioacuten conviene lapizar con ceacutesped las paredes laterales y el fondo
Atarieas de distribucioacuten- Deriacutevanse del canal de conshyduccioacuten y llevan el agua a las atarieas de riego Son casi horizontales con pendientes de 0001-0015 mts por m La velocidad del agua no debe ser inferior a 025-040 mts
Se ponen en comunicacioacuten con las atarieas de riego por medio de un tubo de aiiacuteareriacutea o de una caia rectangushylar de madera Esta abertura debe poderse cerrar con una compuerta
Atarieas de riego- E1 general deben ser tan poco proshyfundas como sea posible Con frecuencia se les da un pershyiexcljI rectangular En la unioacuten con las atcrieas de distribucioacuten pueden tener de 30- 35 clms de anche para lueacutego ir disshymi1uye1do
El fondo e3 generalmente horizontal y sus bordes esshytaacuten ligeramente inclinados seguacuten lo direccioacuten de la corrienshyte y se aproximan a medida quo se aleian de las atarieas de distribucioacuten
Atarieas de desaguumle--Las atarieas de desaguumle recogen las agu)s despueacutes de regar y la3 llevan a los canales de evacuacioacuten Son doblemente uacutetiles pues secan el suelo y
permiten volver a usar las aguas para el riego de nuevas extensiones
- 1564shy
Los bordes estaacuten cortados verticalmente Su anchura ordinariamente es de O l5- --030 mts
Canales de evacuacioacuten- El ca nal de evacuacioacuten recishybe el agua de los desaguumles y la conduce al riacuteo o a regar otras tierras Debe ocupa r lo parte maacutes baja del terreno Debe tener una seccioacuten suficiente para el agua que recibe Tiene forma trapezoida Sus paredes deben protegerse conshytra el desgaste por medio de ceacutesped
Caacutelculo de las dimensiones de los canales y de las atarjeas principales- Hemos dicho que la seccioacuten de los canales y atarjeas principales es trapezoidal La seCClOn de las secundarias es triangular o rectangular Generalmenshyte no S9 ca~culan Es necesario determinar lo maacutes exactashymente posible las dimen5iones de los canales y atorjeas principales Las foacutermulas emp16cdas dan resultados aproxishymados que la experiencia modifica A continuacioacuten damos las foacutermulas de Darcy perfecc ionadas por M Bazin
ConsideremQs la seccioacuten re presentada en la fig 13 Y llamemos
1 D F = longitud del fondo
h O E = la altura
S aacuterea de la seccioacuten
U velocidad mediacutea del agua velocidad media en la superficie X 080
Q = descarga
I = la pendi2nte
P periacutemetro moiado
R = radio medio
Estas cantidades estaacuten relacionadas de la siguiente mashynera
(1) R I = b U~ oacute U = C RT(2)
(3) Q = S U Oacute Q = S C rRI (4)
C = 1 b es un coeficiente que depende de la rugoshysidad de las paredes del canal M Bazin ha expresado su valor asiacute
1565 - shy
87
C = 1 Vb = - ---- + tiacute
VR ltiacute tiene los siguientes valores
Paredes muy lisas (cemento madera lisa) tiacute = 006 Paredes lisas (taba ladrillo) tiacute = 016
poco lisas de mamposteriacutea tiacute = 046 de naturaleza mixta Ciacute = 085
Canales de tierra en condicion3s ordinarias tiacute 130 Canales de tierra con resistencia excepcional tiacute = 175
Maacutes adelante daremos los valores del coeficiente C en funcioacuten del radio R y los valores del coeficiente o de la loacutermua (l) corre3pondientes a los valores dAl coeficiente
C = 1 vT-
Ganguillet y Kulter adoptan tambieacuten la foacutermula
u C RTpero daacutendole a C el siguiente valor
O 00155
23 + + n
C 000155
1+ 23 + --- n
( ) V R
El nuacutemero n variacutea con la naturaleza de las paredAS y tiene los siguientes valores
n ln Paredes muy uniformes ceuromento madera
cepillada 0010 100 Paredes linos piedra tallada ladriilos 0013 77 Paredes poso uniformes 0017 58 Paredes rugosas piedras en bruto 0020 50 Paredes de tierra 0025 40 Paredes de grava 0030 33 Paredes irregulares de grava y mal cuidadas 0035 29 Paredes muy irregulares 0040 35
- 1566 shy
Las dJmensiones de los canal83 deben 118nar otras conshydiciones que determinan las foacutermulas anteriores
En primer lugar la tangente trigonomeacutetrica m queda determinada por la naturaleza del terreno Luego si circunsshytancias especiales no exigen la adopcioacuten de una profundishydad conviene dadas 1 y m dar a la seccioacuten la forma que corresponda a la maacutexima descarga por unidad de aacuterea de ella Esta seraacute evidentemente la seccioacuten maacutes econoacuteshymica De la foacutermula (3) Q = S U deducimos que para una superliacutecie dada S la descarga Q es maacutexima con U POI
consiguiente para una pendiente dada y teniendo en cuen shyta la foacutermula (2) U = e VRT con R o tambieacuten pll8sto que R = S P cuando P es miacutenimo
D8 la Hg 14 deducimos que
(5) S h (1 + h m)
(6) P + 2 h m V1 + m~ (6) P = I + 2 hmv 1 + m~
S h ( I + hm) (7) R
P + 2 hm 1 + m~ y por caacutelculo deducimos que P es miacutenimo cuando
h + V I + m~ (8)
2 ro
En este caso los lados B D H F D F son tangentes a Jo circunferencia descrita desde O como centro y con h como radio
Si sustiacutetuIacutemos en (7) 1 por su valor sacado de (8) obshytendremos
2 m h h ( + hm)
+ VI + m (9) R +
2 mh 2h V 1 + m~
+ ml+vl+ m~
- 1567 shy
--- -
1+ iexcl-1 + rn~ ]iexcl 2 = X
rn 4
es decir el radio medio es igual a la mitad de lu profunshydidad del agua
La relacioacuten h 1 que determina la seccioacuten oacuteptima soacuteshylo depeeacutelde para S e 1 dados del valor m El valor de h 1 en (8) permite calcular faacutecilmente h y 1 conociendo S y m Reempazando 1 por su valor en funcioacuten de h en la ecuashyc ioacuten (5) 1endremos
(lO) S =
( h
2 m h
1 + 1 1 + m~ h+-111
)
h~ 2 l 1-+ m~ -----shy 1
m
mS lh
11 J J h = ( 2 V 1 + m - 1 )
Seguacuten esto S2 ve que cuanio maacutes se acerquen los taludes del canal a la vertical mayor es h y por consiguienshyte R Conviene adoptar para R el mayor valor posible pues asiacute no disminuye la anchura del canal de pendiente dada 1 y se aumenta la velocidad media d el agua que es proshyporcional a R
Cuando las circunstancias obligan la adopcioacuten de una profundidad determinada la ecuacioacuten S = h (l + h m) soacutelo contiene la incoacutegnita 1
Empleo de las foacutermulas uso de las tablas ejemplos middotnumeacutericos--Los problsmas que se presentan maacutes frecuenshytemente son
I- Conocida la seccioacuten transversal de un canal y su pendiente calcular su descarga
JI- Conocido el rendimiento del canal y su pendiente
- 1571 shy
calcular las dimensiones que debe tener su seccioacuten transshyversal y la velocidad media del agua
CASO iexcl- Se a plican las siguientes foacutermulas
h (1 + h m) (S) S = h (1 + h m) (7) R
1 + 2 h 1 + m~
m
y lueacutego
(2) U = C m 1)Y2 (1) Q _ S C (R 1) 1j~
La foacutermula (S) ncs do e l aacuterea la (1) el radio medio pues h I Y 111 SO1 conocidos Las foacutermulas (2 y 4) permiten ca lcular U y Q
EJEMPLO Calcular el rendimie llto de un canal de ti eshyITU sabiendo que 1 = lmts h = 121 1 = 00002 y la inclinacioacuten de los taludes es 45
La aplicacioacuten de las foacutermulas (5 y 7) nos da
S = 2867 mts~ y R = 060 mts
El valor de C seguacuten la tabla de Bazin es 325 y seguacuten la de Kutte r 35 Tomamos e l promedio de estos dos valoshyres o sea 3375
Aplicando las foacutermulas (4 y 2) obtendremos
Q = 098 mts y U 037 mts
CASO II- Si existen circunstancias que obliguen a adopshytar una profundidad determinada se aplicaraacuten las foacutermushylas de la seccioacuten maacutes ventajosa es decir las foacutermulas sishyguientes bull
Q~m S (9) h b U~ b - shy~ (1 + m~ )11 ) = 2 R (l) R I
12 - 1) S~
Se principiaraacute por adoptar para b un valor provisional y para escogerlo seguacuten el rendimiento se evaluaraacute el vashylor posible de R y por consiguiente el de C seguacuten la tashybla de Bazin La tabla de los valores de b daraacute un valor que se adoptaraacute provisionalmente Una vez hallado el vashy
- 1572 shy
lar da R se rectificaraacute e l de b Se volveraacute a calcular R y
se continuaraacuten estas aproximaciones hasta que se encuenshytren para C y b valores que no difieran sensiblemente de Jos anteriores La ecuacioacuten (1) contendraacute R elevada a la quinta potencia y deberaacute resolverse por logaritmos
EJEMPLO Un canal debe tener un rendimiento de 2 lIltS de agua por segundo con una pendiente de 00002 por mts Cuaacutel debe ser su perfil transversal en la tierra con taludes inclinados 45
Supongamos R = 1 mt entonces seguacuten la tabla d e Bozin C = 378 y seguacuten lo de Kutte r C = 40 Toma mos 81 pro lllcd io C = 389 Para b obtenemos 000066
In
Lu IOacuteI JI1 U 111 (0) du x
Pero s iendo m 1 sacamos
m 0547
y obte ndremos 4R~ S 4W
0547
Lo foacutermula (1) nos da
R X 00002 000066 4
S~
R S~ 132
y sustituyendo S po~ su valor
16 R
(0547F 132 R 075
Seguacuten las tablas de Bazin y Kutter los valores respecshytivos de C pondiente de b tend
son de b remos
348 es
y 00
37 Adoptamos 0077 Sustituyendo
359 este
el valor nuevo
corresshyvalor
- shy 1573 shy
4 4 R~ 0547 S TI X 00002 000077 (
s~
R = 075
Lo vola re s d~ e y de b no difieren sonsibloTrl ento de los que acabamos de adoptar Tomaremos pues para TI el va le r 076 mis entoncos h = 152
4 (076 )~
S 442 Jll l s ~
0547
Q 2
u 047 mts S 422
La foacutermula (8) permite dete rmina r l
2 m h 2 X 152 126 y e l problema
1 + ( + m~)Y2 1 + (2)1
queda resuelto Pero puede ocurrir que por circunstancias especiales no
se pueda adoptar el perfil maacutes econoacutemico Entonces se coshynoc 3 la profundidad h o la anchura 1 por lo tanto
S = h (1 + h m)
Q2
R 1 b --- en que R estaacute expresado en funcioacuten S2
de h y de I y permitiraacute hallar por tanteo h o I y S Supongamos que por causa de la existencia de un submiddot
suelo rocoso la profundidad del canal no debe exceder de un mI y que la descmga sea de 2 mts pOI segundo y la pendiente 00002
Procederemos asiacute
Puesto que h 9S a lo sumo igual Q 1 mI el radio meshydio puede evaluarse en 050 mts Las tablas dan para e 306 y 34 adoptamos 32 y entonces b = 000098
1574
Q2
De la ecuacioacuten R I b --- deducimos S2
000098 X 4 S~ 392 S 625
050 X 00002
La foacutermula S = h (l + h m) da 525
La foacutermula (6) nos da P = 807
s 625 R 077 mts
P 807
Se partiraacute de este nuevo valor de R para repetir los caacutelculos
Las tablas dan para R = 077 mts C = 35 y 37 Adoptamos C = 36 entonces b = 000077
Tenemos
000077 X 4 S 40 S 632 1 532
077 X 00002
P 814 Y R = 077
Adoptaremos para el perfil de este canal de 2 mts de descarga por segundo
1 = 532 h = 1 mI R = 077
La velocidad media del agua seraacute
u = Q S = 2 632 = 031 mts
CAPITULO VII
Sistemas de rieqo
Hay muchos procedimientos de riego seguacuten la naturashyleza del terreno su pendiente los cultivos o la cantidad de agua de que se dispone
- 1575 shy
A continuacioacuten describiremos los siguientes sistemas Por sumersioacuten por filtracioacuten por desbordamiento
El riego por sumersioacuten se dIvide en tres meacutetodos el ri ego por filtracioacuten en dos y el por desbordamiento tambieacuten en dos De todos eros hablaremos separadamente
Riego por sumersioacuten
El sistema d3 riego por sumersioacuten llamado tambieacuten en manta consiste en cubrir el suelo con una capa de agua que permanece sobre eacutel un tiempo maacutes o menos largo
Generalmente requiere que el terreno sea sensiblemenshyte horizontal de pendiente suave 2 0 00 a lo sumo y que no sea impermeable La superficie regable se rodea de peshyquentildeos diques Si la pendiente fuese fuerte habriacutean de ser a l tos y emplear maacutes agua con lo que se perderiacutea la prinshycipal ventaja de este sistema que es su sencillez y ecoshyncmiacutea
Este procedimiento es uno de los mejores para el rieshygo de praderas cuya pendiente sea de 1-15 mmts por metro Comprende tres meacutetodos distintos
IO-La sumersioacuten naturcl que resulta del desbordashymiento espontaacuteneo de una corriente de agua o de la inunshydacioacuten artificial proveniente del levantamiento de las aguas
29- La sumersioacuten artificial 5encilla en que las aguas permanecen estanadas mientras dura el riego
3y- La sumersioacutell atificial con cJrculacioacuten continuiexcl en que el agua ircula suavemente por la superficie del terreno sumergido
Cuando se riaga con aguas que acarrean limos y areshynas estos materiales generalmente corgados de materias fertili~antes se depositan sobre el suelo Entonces el riego por sumersioacuten va acompantildeado del erdorquinamiento
Sumersioacuten natural- Muchos terrenos estaacuten expuestos a las crecidas de las corrientes de agua que los atraviesan Esta sumersioacuten natural es fuente de grandes riquezas Tashyles s)n Egipto y las pompos de la imeacuterica del Sur En Francia grandes extensiones de ter reno deben su fertilidad a riegos perioacutedicos de esto naturaleza
Las condiciones esenciales de estos sumersiones natushy
1576 shy
rales son pendientes longitudinales muy suaves (040- 045
mts por kmt como promedio) y pendientes transversales
bastante aceurontuadus para que las aguas de las crecidas
vuelvan faacutecilmente a su cauce primitivo
Sumersioacuten artificial sencilla- Exige un suelo de poca
pendiente que no exceda de 2 0 00 a menos de restringir
mucho ia extensioacuten dE las parcelas sumergidas
Si la pendiente fuese fuerte no se depositariacutean los seshy
dimentos perdiendo asiacute este meacutetodo su principal ventaja
Ademaacutes se correriacutea el riesgo de que las aguas arrastraran
la tierra vegetal Finalmente seriacutea necesario que las cuenshycas sumergidas estuvieran rodeadas de diques muy altos
lo que hariacutea perder las ventajas econoacutemicas de este sisshy
tema
Consiste en sumergir el suelo bajo una capa de detershy
minado espesor durante un periacuteodo de tiempo variable
El terreno se divide en compartimientos regulares roshy
deados dE pequentildeos diques que retienen el agua
Generalmente las aguas despueacutes de regar un comparshy
timiento superior pasan a regar uno inferior
Los compartimientos tienen extensioacuten variable En geneshy
ral no exceden de 10-30 aacutereas Se les puede dar una anshychura de 50 mts y una longitud variable seguacuten la pendienshy
te del terreno Los diques que los rodean exceden en todas
partes a 25 ctms al nivel del agua
La altura media del agua sobre la superficie del sueshy
lo es de 15 ctms En el punto maacutes alto del nivel del agua
25 ctms
En el centro de cada compartimiento y en sentido de su longitud se abre una atarjea g (lig 15) que sirve a la
vez de conduccioacuten y desecamiento
A este objeto puede ir acompantildeado de pequentildeas a tarshy
jeas h En el origen y en la extremidad de cada compartishy
miento la atarjea g lleva una en trada de madera con comshy
puerta para retener el agua o dejarla pasar
La atarjea g debe tener una pendiente aproximada de
0001 mts mL La anchura en el fondo y su profundidad
dependen de la superficie del compartimiento y de la cantishydad de agua que conduciraacute
--1577-shy
La fig 15 denota la subdivisioacuten del terreno en cuatro recipientes que forman otros tantos saetines cuya longitud depende de la pendiente del terreno
Es preciso que el nivel del agua en el segundo comparshytimiento sea inferigtr de 1- 2 ctms al fondo de la atariea g del primero Asiacute se logra que el agua pase del primero al SEgundo compartimiento
ruIiexclrrmIlfjfffj7[J[l]Jf]ffI
JCshy I
TIi~~t==J ~
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Hiego por ~lIhm(~r~ ioacuten Planta ltle unn in~tala(- i(ln de cuatro C(Jlllparlimi-(-middotnto~
Ventajas e inconvenientes de este sistema- Permite reshygar superficies de poca pendiente con ca1tidades de agua demasiado pequentildeas para utiliza ras de otro modo Transshyforma en tierras feacutertiles suelos mediocres siempre que no sean impermeables y que las aguas contengan limos carshygados de principios nutritivos Su instalacioacuten y vigilancia son sencillas y baratas
En suelos impermeables da malos resultados Rara vez se puede aplicar en el momento de la vegetacioacuten y mientras dura impide la aireacioacuten del suelo
- - 1578 - shy
El riego por sumersioacuten se emplea principalmpnte en el cultivo del arroz
Riego de los arrozales- EI arrozal ha de estar compleshytamente cubierto por el agua pero sin quedar estancada sino circulando con muy poca velocidad Sin agua no gershyminariacutea la semilla y en cambio si quedara estancada enshyfermaria 0 planta y podriacutea ser causa de una epidemia pashyluacutedica en la regioacuten
El terreno destinado al cultivo del arroz ha de ser enshyteramente llano y con la pendiente necesaria para la lenshyta circulacioacuten del agua El campo se divide en parcelas delimitadas por pequentildeos diques de tierra
Unas como B (Fig 16) estaacuten trazadas longitudinalmenshyte en el sentido de las labores y del movimiento del agua al paso que otras la sentildealadas con la letra e van en dishyreccioacuten perpendicular a las primeras
Una vez construIacutedos los diques se da el agua a las parce las D y J de modo que la capa liacutequida tenga unos 12 ctms de espesor Hecho 6stO se practican en el dique inmediatamente infel ior unas abe rturas E de 20- 30 ctms
de ancho por donde flushyye el agua a las parceshylas inferiores Asiacute se conshytinuacutea hasta regar todo el arrozal El agua se reshycoge en la atariea d e desaguumle A
El consumo de a g ua se calcula en 24 Its por segundo y por hec taacuterea
Sumersioacuten artificial con derrame continuo--Cuanshydo se dispone de gran can tidad de agua la cirshyculacioacuten puede ser conshytinua sin alterar las disshyposiciones precedentegt
El agua de riego desshypueacutes de alcanzar el nishy
ni~po s i c i(lfl dI un arrozal divirl gtln ( 1
lahla~ n -lIadriluacutel erus L ri ego
- - 1579-shy
vel normal en el compartimiento regado pasa lentamente al inferior y se reemplaza con nueva agua Este procedishymiento priva menos del aire a las plantas que e l estallCU miento permanente
El movimiento d8 las aguas se regula dE-~ tal manera que la can tidad siexclJida por la parte inferior sea igual a Jo que Gntra por la superior De 83t8 modo se llega raacutepidashymente a resultados excelentes
Conviene enviar agua nueva o los compartimientos inshyferiores disponiendo alrededor del cqmpo un canal de cirshycunvalacioacuten El agua debe vaciar por encima de las comshypuertas a fin ds qU8 no arrastre los sedimentos En general los compartimientos tienen dimensiones mayores que los de sumersioacuten sencilla Si la pendiente es muy fuerte conviene disponer oblicuamente diques interiores que impidan la erosioacuten del suelo Los diques que bordean las parcelas tieshynen aproximadaments 150 mts de ancho en la corona y un nivel de 30- 40 ctms sobre el de las aguas
Rieqo por filtracioacuten
Este sistema comprende dos subdivisiones
19 Por filtracioacuten del aqua en el suelo por atarieas proshyfundas- Es un procsdimiento muy imperfecto desde el punshyto de vista d3 los resultados pero muy sencillo y econoacuteshymico Em p lea las zanjas excavadas en los terrenos para sanearlos
Esencialmente consiste en cerrar las compuertas que regulan los diferentes canales de desecamiento El agua de lluvia etc fluye asiacute poco a poco pgtr estos canales y si el suelo es permeable lo humedece al atravesar las pareshydes laterales de e llos pudiendo llegar por capilaridad hasshyta las raiacuteces
Este procedimiento soacutelo es practicable cuando el terreshyno es bastante permeable y de poca pendiente En suelos poco permeabls los resulta dos no son satisfactorios el agua fluye bien por los cana ~ es pero no logra humedecer la tierra
La lig 17 muestra la disposicioacuten de los canales a a b b y Ja de la compuerta d que cuando estaacute cerrada deshy
- 1580
termina el retroceso del agua que se va elevando en los canales y penetra en el suelo Abriendo jo compuerta se inicia la salida del agua y consecuentemente el desecashymien~o del terreno
A~~J~~Mitrbt~Ir~~M~~1 B
F~( 11 J)i sposieiHl para htlnHd e(~e r IIn 1IITfJ1U drenadu al ail
J i~ Hi middotiexclo po fiJI radmiddotn
29 Filtracioacuten del agua por atarieas abiertas superficiales - middot-Este meacutetodo se aplica sobre todo a Jos tierras labradas y
entre otros a 103 cultivos hortiacutec81as Difiere esencialmente del anterior en que las atarieas estaacuten mucho maacutes proacutexishymas en que son superficiales y el agua penetra en el sueshylo y en el subsuelo p8r las paredes y por el fondo
El agua circula por atarieas paralelas que limitan las parcelas de los cultives No debe tocar ni las hoias ni los tedios Por esta razoacuten se emplea e l agua de cloacas para los cultivos hortelanos Como no se ponen en contacto con as hoias ni con los tallos no pueden contaminar esta parshyte comestible de los vegatales Sin embargo uacuteltimamente se ha dicho que las aguas de cloacas contaminan las parshytes aeacutereas de las hortalizas con geacutermenes nocivos y se ha prohibido su empleo para el cultivo de las hortalizas que se toman sin coccioacuten
Este meacutetodo es tanto maacutes eficaz cuanto maacutes proacuteximas
1581 shy
t ~
1I
I
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I
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111111111 111111 111111 Vtk11 1 1 1 1 6 ~ iexcl
l Ft 8
ni ego por 5-lIrc()~ Di ~pn ~ iciiexclm de la~ atalj pa~
esteacuten las zanias que se trazan con el arado y estaacuten seshy
paradas unos 060- 080 mts La lig 18 indico la disposicioacuten del suelo La liacutenea a b
representa el canal de conduccioacuten a c el canal de riego del campo d designan los surcos que no terminan en el canal a c La limpieza que necesita el funcionamiento del sistema deteriora pronto este canal Debe construiacuterse una atari ea auxiliar e f comunicada con el canal a c por meshy
_-1582 - shy
dio de pequentildeos cortes g Este canal auxiliar se abre con el arado y se termina cuidadosamente con la pala Es anshycho y tiene una profundidad de unos la ctms
Riego por desbordamiento
Puede efectuarse de las maneras siguientes con reshygueras de nivel y planos inclinados que describiremos sucesivamente
A shy Por regueras de nivel Fundamentoshy EI terreno a regar estaacute surcado por regueras horizontales de desbordashymiento en que el agua rebosa el borde inferior y se exshytiende en forma de laacutemina continua
Pendiente del terrenoshy No debe ser excesivamente peshyquentildea pues entonces la circulacioacuten de la laacutemina de agua se efectuariacutea defectuosamente se admite como necesaria una pendiente de 3 Si 0 pendiente fuere excesiva en vez de una laacutemina continua se formariacutea una serie de arroshyyos que socavariacutean el terreno este peligro debe evitarse haciendo las regueras suficientemente proacuteximas
Descripcioacuten y funcionatnientoshy Las regueras de reparshyticioacuten se trazan en la direccioacuten aproximada de las liacuteneas de maacutexima pendiente fig 19 Si se interrumpe una regueshyra de distribucioacuten remansando el agua eacutesta entraraacute en la reguera de nivel inmediata anterior la cual se llenaraacute y desbordaraacute invadiendo el terreno el exceso se recogeraacute en el colector inmediato inferior el cual lo transportaraacute al canal de desaguumle
b middotmiddot l~vcro diexclhi Clon
rig 9
Alimentacioacuten de regueras sucesivas por una misma tomashy En vez de recoger las aguas sobrantes de una reshyguera directamente en un colector se recogen en otra reshyguera la cual una vez desbordada las deja pasar a otra y asiacute a varias no pasando de 4 oacute 5 seguacuten el caudal de
-1583 -
agua de que se disponga Parece que asiacute pudiera hacerse extensivo a todo el campo con una sola toma superior en la reguera de reparticioacuten pero no debe olvidarse que el agua que llegase a las regueras inferiores estariacutea escasa en oxiacutegeno y principios fertilizantes Esta es la razoacuten de las tomas sucesivas
Perfil longitudinal de las reguerasshy En la praacutectica no
iexcliexcl~f o UI a
I iquest
____ ~i~ I 0
I L middot ___ --shy
I D--1 t~uHO c o tor
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I 0 bull ___ J
-shy ---_ -i
_~_-o---J
Uig 19) Riego por curvas de nivel
debe d6rseles una pendiente superior al 0003 intercalando cascadas si fuere preciso esto se refiere a las regueras de reparticioacuten Las regueras de distribucioacuten deben ser perfecshytamente horizontales
Seccioacuten transversal de las reguerasshy Las regueras de nivel deben ser poco proundas a fin de disminuiacuter la preshysioacuten del agua y por tanto su infiltracioacuten Es aconsejable
- 1584 -
UllO anchura de 20 ctms con una profundidad no mayor
de S clms Las acequias y regueras d e reparticioacuten se calcushy
bn seguacuten las foacutermulas hidraacuteulicas
B shy Por planos inclinadosshy Son tales les ven tajas del
riego por regueras de n ivel que se procura em plear un
sistema anaacutelogo aunque el terreno no tengo lo pendiente
necesaria
Principio--Si lo pendiente es inferior al 003 se terramiddot
1 I
Cor~e por A B F iJ20
I I
I
J
Ri eacuteo t por p la n o~ in(linado pUl dobl e ari5la
plena formando un escolonado d e planos inclinados que
permito el riego por reguera~ de nivel
Descripcioacutenshy la reguera de reparticioacuten se coloca a una
altura conveniente para que el agua pueda en trar a las
regueras de nivel practicadas en la parte superior de los
planos en forma que llena de agua se vierta por ellos
recogiendo el exceso en colectores lig 20 El agua sobranshy
te puede ser muy abundante en tal caso el colector al ishy
- 185 shy
menta a su vez o tra serie de planos actuando a mane ra de reguera de reparticioacuten
Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
Planos inclinados naturales- Supongamos fig 21 un terreno de pequentildea pendiente S8 construye en terrapleacuten una reguera de d istribucioacuten con los produc tos de la excavacioacuten del colector inmediato E primer antildeo el riego seraacute defectuoshyso pero en los antildeos sucesivos mejoraraacuten los terraplenes y planos incl inados merced a la aportacioacuten del limo por las mismas aguas
0(oacute v lt
o
ltiexcl - =-=~ ~ ~ ~-= -=--=--=-shy~ ~ Fig21
Planos inclinados artificiales-Consisten en cons truiacuterlos directamen te con tierra sacada del terreno m ismo lo cual exige terraplenes y movimientos importantes de tierra (fig 22)
TfrImiddotO)COfi
~S~iacutelllflmiddot ~~f~~
Tts 22
Datos para la formacioacuten de un proyecto de riego por planos inclinados- Se atenderaacute en primer lugar a que las acequias y regueras de reparticioacuten sean capaces de sumishynistrar el agua necesaria y los colectores de desaguar los sobran tes Las regueras de distribucioacuten seguiraacuten sensibleshymente las curvas de nivel a fin de q ue los planos incl inashydos conserven una longitud constante y que las regueras de dis tribucioacuten sigan la direccioacuten de la pendiente del terreshyno La anchura de Jos escalones no seraacute excesiva a fin de evitar los grandes movimientos de tierra En general tienen 4 oacute 5 mts y si el terreno tiene fuerte pendiente lleshygan a tener 10 Oacute 12 mts La pendiente de los planos inclishynados seraacute de 003 como miacutenimum
sioacuten la vaacutelvula de la caacutemara de aire se cierra pero el flujo en el tubo D continuacutea durante un periacuteodo corto a caushysa de la expansioacuten del aire comprimido en la caacutemara C Como el aire de esta caacutemara es absorbido gradualmente y expulsado por el agua debe proveerse para su renuevo pues de otra manera la elici-encia del ariete disminuiriacutea Cuando el agua en el tubo A estaacute detenida la vaacutelvula B cae el agua empieza a moverse y el proceso se repite
El flujo de un ariete hidraacuteulico es pues una serie de pulsaciones y a cada impuso debe vampncerse la inercia de la columna de agua que se encuentra en el tubo D Si dos arietes se conectan en el mismo tubo de descarga pero de tal manera que sus pulsaciores no coincidan la descarga seraacute maacutes continua y se economizaraacute energiacutea estas ventashyjas se obtienen en mayor escala al aumentar el nuacutemero de arietes conectados Veacutease fig 12
i)
rs 2 l iacute
llUSlraciuacuten dd prin cipill dd ik hiJraacuteulicu
CAPITULO VI
Canales y alarieas de riego
Cualquiera que sea el meacutetodo de riego que se haya esshycogido su praacutectica requiere cierto nuacutemero de canales y atarieas Vamos a definir estos canales y atarjeas y a inshydicar las principales consideraciones que rigen su consshytruccioacuten
Todo riego supone una presa de agua en un canal riacuteo etc Esta agua por medio de un canal de derivacioacuten se
--1560shy- -
lleva a los regadiacuteos De cua lquier forma que sea en eacutel o en sus ra mificac iones na cen y se alimen ton zan jas de meshynores dimensiones llamadas atarjeas de distribucioacuten las cuales llevan el agua a las atarieas de riego
Como todo riego debe ir acompantildeado de una desecashycioacuten del suelo es necesario construIacuter atarjeas de desaguumle que lleven el agua usada a los canales de evacuacioacuten En ciertos casos las atarjeas de riego una vez vaciacutea s sirshyven para el desaguumle
Seccioacuten de los canales y de las atarieas- Los canale s de a limentacioacuten de distribucioacuten y de evacuacioacuten tienen seccioacuten trapezoidal (Fig 13) Las otarjeas de riego y de desshyaguumle son rectangulares (Fig 14) Soacutelo miden 5-15 ctms de profundidad
Un canal de riego se com pone de las siguientes parshytes (ver lig 13)
El fondo D F sobre e l cual fl uye e l agua
-1561
La altura O E = h del egua Las banquetas A B H 1 que sostienen el agua por cashy
da lado Los taludes formados por las caras laterales B D F H El periacutemetro mojado P o la lopgitud e D + D F + F G La seccioacuten uacutetil S del canal eo la superficie que tiene
por base G C y D F y por a~ tura O E El radio medkl R es igual a S P La pendiente de Jos taludes m se determina por la
relacioacuten G Kj F K
Pendiente de los taludes de los canales y de las aacutetarshyjeas principales- Las pendientes de los taludes dependen de la natura leza del terreno Hus ta 15 ctms de profundidad son verticales Pasando de esta profundidad y para atarjeas abiertas en desfonde se dan las siguientes pendien tes
Roca m l O Arcilla pura m 1 033 = 303 Tierra arcillosa m 1 05 200 Tierra arenosa m 1 15 = 066
Para Jos taluds de fosos cmstruiacutedos en terrapleacuten
Arcilla pura m 1 05 = 200 Tierra arcillosa m 1 075 = 133 Tierra arenosa m 1 225 = 044
Para el mismo terreno si m es la inclinacioacuten del tashylud en desfonde 10 inclinacioacuten m del talud de terrapleacuten es igual a
2 3 m 1 1
- +shym 2m
Pendiente de los canales--Cuanto maacutes fuerte es la penshydiente maacutes se puede reducir la seccioacuten de un canal para la misma descarga Conviene pues construiacuterlos con la mashyyor pendiente a fin de disminuiacuter los trabaj os de excavacioacuten Por otra parte hay que considerar que una pendiente fuershy
-- 1562 -shy
te disminuye por la raduccioacuten de seccJOn la superficie de contacto y por consiguiente la filtracioacuten Ademaacutes la veloshycidad del agua no debe pasar de determinados valores seguacuten el terreno pues produciriacutea erosiones en las paredes
Velocidades de las que no conviene exceder en los diferentes terrenos
Velocidad limite Pendlent
por segundo por kmt
Arcillas blandas 0152 mts 0045 mts
Arenas 0305 0136
Gravas 0609 0433
Guijarros 0914 0570
Piedras en grandes fragmentos 1220 1509
Guijarros aglomerados 1520 211 S
Rocas blandas 1830 2786
Rocas duras 3050 7342
Tambieacuten existe un liacutemite inferior de velocidad que no se debe traspasar pues se forman depoacutesitos que destruyen
los cauces Los depoacutesitos principian a formarse por debajo de una
velocidad media de 025 mts por segundo en corrientes de agua fangosa 030 cargada de
arena fina 050 mts por segundo en corrientes de agua cargada de
arena gruesa Por consiguiente la velocidad no bajaraacute de 050-080
mts en el canal principal a fin de que no se deposite la arena gruesa
No deberaacute ser inferior a 025- 040 mts en los canashyles de distribucioacuten para que en ellos se deposite la areshyna gruesa que si llegara a las atarieas de riego podriacutea ser perjudicial Como estos canales no se usan continuashymente seraacute faacutecil quitar los depoacutesitos asiacute formados
Canal de conduccioacuten- La pendiente de eacuteste depende
- 1563 shy
oel nivel de la presa de agua y de la altura de la parte maacutes alta que deba regarse
Generalmente su pendiente variacutea de 00007-00014 mts por m La velocidad no excede de 080 mts por segundo La seccioacuten es trapezoidal y debe ir disminuyendo a medishyda que el canal avanza como que tiene que servir a meshynor extensioacuten
Este canal debe estar dispuesto de tal forma que en su punto de unioacuten con el riacuteo quede su nivel maacutes baio que el quicio de la presa a fin de poder instalar un aparato de afor Siempre debe estar provisto de una compuerta de modo que sea faacutecil impedir o regular la entrada dol agua para poder efectuar reparaciones o prevenir una crecida de la corrien te alimentadora
A fin de evitar la erosioacuten conviene lapizar con ceacutesped las paredes laterales y el fondo
Atarieas de distribucioacuten- Deriacutevanse del canal de conshyduccioacuten y llevan el agua a las atarieas de riego Son casi horizontales con pendientes de 0001-0015 mts por m La velocidad del agua no debe ser inferior a 025-040 mts
Se ponen en comunicacioacuten con las atarieas de riego por medio de un tubo de aiiacuteareriacutea o de una caia rectangushylar de madera Esta abertura debe poderse cerrar con una compuerta
Atarieas de riego- E1 general deben ser tan poco proshyfundas como sea posible Con frecuencia se les da un pershyiexcljI rectangular En la unioacuten con las atcrieas de distribucioacuten pueden tener de 30- 35 clms de anche para lueacutego ir disshymi1uye1do
El fondo e3 generalmente horizontal y sus bordes esshytaacuten ligeramente inclinados seguacuten lo direccioacuten de la corrienshyte y se aproximan a medida quo se aleian de las atarieas de distribucioacuten
Atarieas de desaguumle--Las atarieas de desaguumle recogen las agu)s despueacutes de regar y la3 llevan a los canales de evacuacioacuten Son doblemente uacutetiles pues secan el suelo y
permiten volver a usar las aguas para el riego de nuevas extensiones
- 1564shy
Los bordes estaacuten cortados verticalmente Su anchura ordinariamente es de O l5- --030 mts
Canales de evacuacioacuten- El ca nal de evacuacioacuten recishybe el agua de los desaguumles y la conduce al riacuteo o a regar otras tierras Debe ocupa r lo parte maacutes baja del terreno Debe tener una seccioacuten suficiente para el agua que recibe Tiene forma trapezoida Sus paredes deben protegerse conshytra el desgaste por medio de ceacutesped
Caacutelculo de las dimensiones de los canales y de las atarjeas principales- Hemos dicho que la seccioacuten de los canales y atarjeas principales es trapezoidal La seCClOn de las secundarias es triangular o rectangular Generalmenshyte no S9 ca~culan Es necesario determinar lo maacutes exactashymente posible las dimen5iones de los canales y atorjeas principales Las foacutermulas emp16cdas dan resultados aproxishymados que la experiencia modifica A continuacioacuten damos las foacutermulas de Darcy perfecc ionadas por M Bazin
ConsideremQs la seccioacuten re presentada en la fig 13 Y llamemos
1 D F = longitud del fondo
h O E = la altura
S aacuterea de la seccioacuten
U velocidad mediacutea del agua velocidad media en la superficie X 080
Q = descarga
I = la pendi2nte
P periacutemetro moiado
R = radio medio
Estas cantidades estaacuten relacionadas de la siguiente mashynera
(1) R I = b U~ oacute U = C RT(2)
(3) Q = S U Oacute Q = S C rRI (4)
C = 1 b es un coeficiente que depende de la rugoshysidad de las paredes del canal M Bazin ha expresado su valor asiacute
1565 - shy
87
C = 1 Vb = - ---- + tiacute
VR ltiacute tiene los siguientes valores
Paredes muy lisas (cemento madera lisa) tiacute = 006 Paredes lisas (taba ladrillo) tiacute = 016
poco lisas de mamposteriacutea tiacute = 046 de naturaleza mixta Ciacute = 085
Canales de tierra en condicion3s ordinarias tiacute 130 Canales de tierra con resistencia excepcional tiacute = 175
Maacutes adelante daremos los valores del coeficiente C en funcioacuten del radio R y los valores del coeficiente o de la loacutermua (l) corre3pondientes a los valores dAl coeficiente
C = 1 vT-
Ganguillet y Kulter adoptan tambieacuten la foacutermula
u C RTpero daacutendole a C el siguiente valor
O 00155
23 + + n
C 000155
1+ 23 + --- n
( ) V R
El nuacutemero n variacutea con la naturaleza de las paredAS y tiene los siguientes valores
n ln Paredes muy uniformes ceuromento madera
cepillada 0010 100 Paredes linos piedra tallada ladriilos 0013 77 Paredes poso uniformes 0017 58 Paredes rugosas piedras en bruto 0020 50 Paredes de tierra 0025 40 Paredes de grava 0030 33 Paredes irregulares de grava y mal cuidadas 0035 29 Paredes muy irregulares 0040 35
- 1566 shy
Las dJmensiones de los canal83 deben 118nar otras conshydiciones que determinan las foacutermulas anteriores
En primer lugar la tangente trigonomeacutetrica m queda determinada por la naturaleza del terreno Luego si circunsshytancias especiales no exigen la adopcioacuten de una profundishydad conviene dadas 1 y m dar a la seccioacuten la forma que corresponda a la maacutexima descarga por unidad de aacuterea de ella Esta seraacute evidentemente la seccioacuten maacutes econoacuteshymica De la foacutermula (3) Q = S U deducimos que para una superliacutecie dada S la descarga Q es maacutexima con U POI
consiguiente para una pendiente dada y teniendo en cuen shyta la foacutermula (2) U = e VRT con R o tambieacuten pll8sto que R = S P cuando P es miacutenimo
D8 la Hg 14 deducimos que
(5) S h (1 + h m)
(6) P + 2 h m V1 + m~ (6) P = I + 2 hmv 1 + m~
S h ( I + hm) (7) R
P + 2 hm 1 + m~ y por caacutelculo deducimos que P es miacutenimo cuando
h + V I + m~ (8)
2 ro
En este caso los lados B D H F D F son tangentes a Jo circunferencia descrita desde O como centro y con h como radio
Si sustiacutetuIacutemos en (7) 1 por su valor sacado de (8) obshytendremos
2 m h h ( + hm)
+ VI + m (9) R +
2 mh 2h V 1 + m~
+ ml+vl+ m~
- 1567 shy
--- -
1+ iexcl-1 + rn~ ]iexcl 2 = X
rn 4
es decir el radio medio es igual a la mitad de lu profunshydidad del agua
La relacioacuten h 1 que determina la seccioacuten oacuteptima soacuteshylo depeeacutelde para S e 1 dados del valor m El valor de h 1 en (8) permite calcular faacutecilmente h y 1 conociendo S y m Reempazando 1 por su valor en funcioacuten de h en la ecuashyc ioacuten (5) 1endremos
(lO) S =
( h
2 m h
1 + 1 1 + m~ h+-111
)
h~ 2 l 1-+ m~ -----shy 1
m
mS lh
11 J J h = ( 2 V 1 + m - 1 )
Seguacuten esto S2 ve que cuanio maacutes se acerquen los taludes del canal a la vertical mayor es h y por consiguienshyte R Conviene adoptar para R el mayor valor posible pues asiacute no disminuye la anchura del canal de pendiente dada 1 y se aumenta la velocidad media d el agua que es proshyporcional a R
Cuando las circunstancias obligan la adopcioacuten de una profundidad determinada la ecuacioacuten S = h (l + h m) soacutelo contiene la incoacutegnita 1
Empleo de las foacutermulas uso de las tablas ejemplos middotnumeacutericos--Los problsmas que se presentan maacutes frecuenshytemente son
I- Conocida la seccioacuten transversal de un canal y su pendiente calcular su descarga
JI- Conocido el rendimiento del canal y su pendiente
- 1571 shy
calcular las dimensiones que debe tener su seccioacuten transshyversal y la velocidad media del agua
CASO iexcl- Se a plican las siguientes foacutermulas
h (1 + h m) (S) S = h (1 + h m) (7) R
1 + 2 h 1 + m~
m
y lueacutego
(2) U = C m 1)Y2 (1) Q _ S C (R 1) 1j~
La foacutermula (S) ncs do e l aacuterea la (1) el radio medio pues h I Y 111 SO1 conocidos Las foacutermulas (2 y 4) permiten ca lcular U y Q
EJEMPLO Calcular el rendimie llto de un canal de ti eshyITU sabiendo que 1 = lmts h = 121 1 = 00002 y la inclinacioacuten de los taludes es 45
La aplicacioacuten de las foacutermulas (5 y 7) nos da
S = 2867 mts~ y R = 060 mts
El valor de C seguacuten la tabla de Bazin es 325 y seguacuten la de Kutte r 35 Tomamos e l promedio de estos dos valoshyres o sea 3375
Aplicando las foacutermulas (4 y 2) obtendremos
Q = 098 mts y U 037 mts
CASO II- Si existen circunstancias que obliguen a adopshytar una profundidad determinada se aplicaraacuten las foacutermushylas de la seccioacuten maacutes ventajosa es decir las foacutermulas sishyguientes bull
Q~m S (9) h b U~ b - shy~ (1 + m~ )11 ) = 2 R (l) R I
12 - 1) S~
Se principiaraacute por adoptar para b un valor provisional y para escogerlo seguacuten el rendimiento se evaluaraacute el vashylor posible de R y por consiguiente el de C seguacuten la tashybla de Bazin La tabla de los valores de b daraacute un valor que se adoptaraacute provisionalmente Una vez hallado el vashy
- 1572 shy
lar da R se rectificaraacute e l de b Se volveraacute a calcular R y
se continuaraacuten estas aproximaciones hasta que se encuenshytren para C y b valores que no difieran sensiblemente de Jos anteriores La ecuacioacuten (1) contendraacute R elevada a la quinta potencia y deberaacute resolverse por logaritmos
EJEMPLO Un canal debe tener un rendimiento de 2 lIltS de agua por segundo con una pendiente de 00002 por mts Cuaacutel debe ser su perfil transversal en la tierra con taludes inclinados 45
Supongamos R = 1 mt entonces seguacuten la tabla d e Bozin C = 378 y seguacuten lo de Kutte r C = 40 Toma mos 81 pro lllcd io C = 389 Para b obtenemos 000066
In
Lu IOacuteI JI1 U 111 (0) du x
Pero s iendo m 1 sacamos
m 0547
y obte ndremos 4R~ S 4W
0547
Lo foacutermula (1) nos da
R X 00002 000066 4
S~
R S~ 132
y sustituyendo S po~ su valor
16 R
(0547F 132 R 075
Seguacuten las tablas de Bazin y Kutter los valores respecshytivos de C pondiente de b tend
son de b remos
348 es
y 00
37 Adoptamos 0077 Sustituyendo
359 este
el valor nuevo
corresshyvalor
- shy 1573 shy
4 4 R~ 0547 S TI X 00002 000077 (
s~
R = 075
Lo vola re s d~ e y de b no difieren sonsibloTrl ento de los que acabamos de adoptar Tomaremos pues para TI el va le r 076 mis entoncos h = 152
4 (076 )~
S 442 Jll l s ~
0547
Q 2
u 047 mts S 422
La foacutermula (8) permite dete rmina r l
2 m h 2 X 152 126 y e l problema
1 + ( + m~)Y2 1 + (2)1
queda resuelto Pero puede ocurrir que por circunstancias especiales no
se pueda adoptar el perfil maacutes econoacutemico Entonces se coshynoc 3 la profundidad h o la anchura 1 por lo tanto
S = h (1 + h m)
Q2
R 1 b --- en que R estaacute expresado en funcioacuten S2
de h y de I y permitiraacute hallar por tanteo h o I y S Supongamos que por causa de la existencia de un submiddot
suelo rocoso la profundidad del canal no debe exceder de un mI y que la descmga sea de 2 mts pOI segundo y la pendiente 00002
Procederemos asiacute
Puesto que h 9S a lo sumo igual Q 1 mI el radio meshydio puede evaluarse en 050 mts Las tablas dan para e 306 y 34 adoptamos 32 y entonces b = 000098
1574
Q2
De la ecuacioacuten R I b --- deducimos S2
000098 X 4 S~ 392 S 625
050 X 00002
La foacutermula S = h (l + h m) da 525
La foacutermula (6) nos da P = 807
s 625 R 077 mts
P 807
Se partiraacute de este nuevo valor de R para repetir los caacutelculos
Las tablas dan para R = 077 mts C = 35 y 37 Adoptamos C = 36 entonces b = 000077
Tenemos
000077 X 4 S 40 S 632 1 532
077 X 00002
P 814 Y R = 077
Adoptaremos para el perfil de este canal de 2 mts de descarga por segundo
1 = 532 h = 1 mI R = 077
La velocidad media del agua seraacute
u = Q S = 2 632 = 031 mts
CAPITULO VII
Sistemas de rieqo
Hay muchos procedimientos de riego seguacuten la naturashyleza del terreno su pendiente los cultivos o la cantidad de agua de que se dispone
- 1575 shy
A continuacioacuten describiremos los siguientes sistemas Por sumersioacuten por filtracioacuten por desbordamiento
El riego por sumersioacuten se dIvide en tres meacutetodos el ri ego por filtracioacuten en dos y el por desbordamiento tambieacuten en dos De todos eros hablaremos separadamente
Riego por sumersioacuten
El sistema d3 riego por sumersioacuten llamado tambieacuten en manta consiste en cubrir el suelo con una capa de agua que permanece sobre eacutel un tiempo maacutes o menos largo
Generalmente requiere que el terreno sea sensiblemenshyte horizontal de pendiente suave 2 0 00 a lo sumo y que no sea impermeable La superficie regable se rodea de peshyquentildeos diques Si la pendiente fuese fuerte habriacutean de ser a l tos y emplear maacutes agua con lo que se perderiacutea la prinshycipal ventaja de este sistema que es su sencillez y ecoshyncmiacutea
Este procedimiento es uno de los mejores para el rieshygo de praderas cuya pendiente sea de 1-15 mmts por metro Comprende tres meacutetodos distintos
IO-La sumersioacuten naturcl que resulta del desbordashymiento espontaacuteneo de una corriente de agua o de la inunshydacioacuten artificial proveniente del levantamiento de las aguas
29- La sumersioacuten artificial 5encilla en que las aguas permanecen estanadas mientras dura el riego
3y- La sumersioacutell atificial con cJrculacioacuten continuiexcl en que el agua ircula suavemente por la superficie del terreno sumergido
Cuando se riaga con aguas que acarrean limos y areshynas estos materiales generalmente corgados de materias fertili~antes se depositan sobre el suelo Entonces el riego por sumersioacuten va acompantildeado del erdorquinamiento
Sumersioacuten natural- Muchos terrenos estaacuten expuestos a las crecidas de las corrientes de agua que los atraviesan Esta sumersioacuten natural es fuente de grandes riquezas Tashyles s)n Egipto y las pompos de la imeacuterica del Sur En Francia grandes extensiones de ter reno deben su fertilidad a riegos perioacutedicos de esto naturaleza
Las condiciones esenciales de estos sumersiones natushy
1576 shy
rales son pendientes longitudinales muy suaves (040- 045
mts por kmt como promedio) y pendientes transversales
bastante aceurontuadus para que las aguas de las crecidas
vuelvan faacutecilmente a su cauce primitivo
Sumersioacuten artificial sencilla- Exige un suelo de poca
pendiente que no exceda de 2 0 00 a menos de restringir
mucho ia extensioacuten dE las parcelas sumergidas
Si la pendiente fuese fuerte no se depositariacutean los seshy
dimentos perdiendo asiacute este meacutetodo su principal ventaja
Ademaacutes se correriacutea el riesgo de que las aguas arrastraran
la tierra vegetal Finalmente seriacutea necesario que las cuenshycas sumergidas estuvieran rodeadas de diques muy altos
lo que hariacutea perder las ventajas econoacutemicas de este sisshy
tema
Consiste en sumergir el suelo bajo una capa de detershy
minado espesor durante un periacuteodo de tiempo variable
El terreno se divide en compartimientos regulares roshy
deados dE pequentildeos diques que retienen el agua
Generalmente las aguas despueacutes de regar un comparshy
timiento superior pasan a regar uno inferior
Los compartimientos tienen extensioacuten variable En geneshy
ral no exceden de 10-30 aacutereas Se les puede dar una anshychura de 50 mts y una longitud variable seguacuten la pendienshy
te del terreno Los diques que los rodean exceden en todas
partes a 25 ctms al nivel del agua
La altura media del agua sobre la superficie del sueshy
lo es de 15 ctms En el punto maacutes alto del nivel del agua
25 ctms
En el centro de cada compartimiento y en sentido de su longitud se abre una atarjea g (lig 15) que sirve a la
vez de conduccioacuten y desecamiento
A este objeto puede ir acompantildeado de pequentildeas a tarshy
jeas h En el origen y en la extremidad de cada compartishy
miento la atarjea g lleva una en trada de madera con comshy
puerta para retener el agua o dejarla pasar
La atarjea g debe tener una pendiente aproximada de
0001 mts mL La anchura en el fondo y su profundidad
dependen de la superficie del compartimiento y de la cantishydad de agua que conduciraacute
--1577-shy
La fig 15 denota la subdivisioacuten del terreno en cuatro recipientes que forman otros tantos saetines cuya longitud depende de la pendiente del terreno
Es preciso que el nivel del agua en el segundo comparshytimiento sea inferigtr de 1- 2 ctms al fondo de la atariea g del primero Asiacute se logra que el agua pase del primero al SEgundo compartimiento
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Hiego por ~lIhm(~r~ ioacuten Planta ltle unn in~tala(- i(ln de cuatro C(Jlllparlimi-(-middotnto~
Ventajas e inconvenientes de este sistema- Permite reshygar superficies de poca pendiente con ca1tidades de agua demasiado pequentildeas para utiliza ras de otro modo Transshyforma en tierras feacutertiles suelos mediocres siempre que no sean impermeables y que las aguas contengan limos carshygados de principios nutritivos Su instalacioacuten y vigilancia son sencillas y baratas
En suelos impermeables da malos resultados Rara vez se puede aplicar en el momento de la vegetacioacuten y mientras dura impide la aireacioacuten del suelo
- - 1578 - shy
El riego por sumersioacuten se emplea principalmpnte en el cultivo del arroz
Riego de los arrozales- EI arrozal ha de estar compleshytamente cubierto por el agua pero sin quedar estancada sino circulando con muy poca velocidad Sin agua no gershyminariacutea la semilla y en cambio si quedara estancada enshyfermaria 0 planta y podriacutea ser causa de una epidemia pashyluacutedica en la regioacuten
El terreno destinado al cultivo del arroz ha de ser enshyteramente llano y con la pendiente necesaria para la lenshyta circulacioacuten del agua El campo se divide en parcelas delimitadas por pequentildeos diques de tierra
Unas como B (Fig 16) estaacuten trazadas longitudinalmenshyte en el sentido de las labores y del movimiento del agua al paso que otras la sentildealadas con la letra e van en dishyreccioacuten perpendicular a las primeras
Una vez construIacutedos los diques se da el agua a las parce las D y J de modo que la capa liacutequida tenga unos 12 ctms de espesor Hecho 6stO se practican en el dique inmediatamente infel ior unas abe rturas E de 20- 30 ctms
de ancho por donde flushyye el agua a las parceshylas inferiores Asiacute se conshytinuacutea hasta regar todo el arrozal El agua se reshycoge en la atariea d e desaguumle A
El consumo de a g ua se calcula en 24 Its por segundo y por hec taacuterea
Sumersioacuten artificial con derrame continuo--Cuanshydo se dispone de gran can tidad de agua la cirshyculacioacuten puede ser conshytinua sin alterar las disshyposiciones precedentegt
El agua de riego desshypueacutes de alcanzar el nishy
ni~po s i c i(lfl dI un arrozal divirl gtln ( 1
lahla~ n -lIadriluacutel erus L ri ego
- - 1579-shy
vel normal en el compartimiento regado pasa lentamente al inferior y se reemplaza con nueva agua Este procedishymiento priva menos del aire a las plantas que e l estallCU miento permanente
El movimiento d8 las aguas se regula dE-~ tal manera que la can tidad siexclJida por la parte inferior sea igual a Jo que Gntra por la superior De 83t8 modo se llega raacutepidashymente a resultados excelentes
Conviene enviar agua nueva o los compartimientos inshyferiores disponiendo alrededor del cqmpo un canal de cirshycunvalacioacuten El agua debe vaciar por encima de las comshypuertas a fin ds qU8 no arrastre los sedimentos En general los compartimientos tienen dimensiones mayores que los de sumersioacuten sencilla Si la pendiente es muy fuerte conviene disponer oblicuamente diques interiores que impidan la erosioacuten del suelo Los diques que bordean las parcelas tieshynen aproximadaments 150 mts de ancho en la corona y un nivel de 30- 40 ctms sobre el de las aguas
Rieqo por filtracioacuten
Este sistema comprende dos subdivisiones
19 Por filtracioacuten del aqua en el suelo por atarieas proshyfundas- Es un procsdimiento muy imperfecto desde el punshyto de vista d3 los resultados pero muy sencillo y econoacuteshymico Em p lea las zanjas excavadas en los terrenos para sanearlos
Esencialmente consiste en cerrar las compuertas que regulan los diferentes canales de desecamiento El agua de lluvia etc fluye asiacute poco a poco pgtr estos canales y si el suelo es permeable lo humedece al atravesar las pareshydes laterales de e llos pudiendo llegar por capilaridad hasshyta las raiacuteces
Este procedimiento soacutelo es practicable cuando el terreshyno es bastante permeable y de poca pendiente En suelos poco permeabls los resulta dos no son satisfactorios el agua fluye bien por los cana ~ es pero no logra humedecer la tierra
La lig 17 muestra la disposicioacuten de los canales a a b b y Ja de la compuerta d que cuando estaacute cerrada deshy
- 1580
termina el retroceso del agua que se va elevando en los canales y penetra en el suelo Abriendo jo compuerta se inicia la salida del agua y consecuentemente el desecashymien~o del terreno
A~~J~~Mitrbt~Ir~~M~~1 B
F~( 11 J)i sposieiHl para htlnHd e(~e r IIn 1IITfJ1U drenadu al ail
J i~ Hi middotiexclo po fiJI radmiddotn
29 Filtracioacuten del agua por atarieas abiertas superficiales - middot-Este meacutetodo se aplica sobre todo a Jos tierras labradas y
entre otros a 103 cultivos hortiacutec81as Difiere esencialmente del anterior en que las atarieas estaacuten mucho maacutes proacutexishymas en que son superficiales y el agua penetra en el sueshylo y en el subsuelo p8r las paredes y por el fondo
El agua circula por atarieas paralelas que limitan las parcelas de los cultives No debe tocar ni las hoias ni los tedios Por esta razoacuten se emplea e l agua de cloacas para los cultivos hortelanos Como no se ponen en contacto con as hoias ni con los tallos no pueden contaminar esta parshyte comestible de los vegatales Sin embargo uacuteltimamente se ha dicho que las aguas de cloacas contaminan las parshytes aeacutereas de las hortalizas con geacutermenes nocivos y se ha prohibido su empleo para el cultivo de las hortalizas que se toman sin coccioacuten
Este meacutetodo es tanto maacutes eficaz cuanto maacutes proacuteximas
1581 shy
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ni ego por 5-lIrc()~ Di ~pn ~ iciiexclm de la~ atalj pa~
esteacuten las zanias que se trazan con el arado y estaacuten seshy
paradas unos 060- 080 mts La lig 18 indico la disposicioacuten del suelo La liacutenea a b
representa el canal de conduccioacuten a c el canal de riego del campo d designan los surcos que no terminan en el canal a c La limpieza que necesita el funcionamiento del sistema deteriora pronto este canal Debe construiacuterse una atari ea auxiliar e f comunicada con el canal a c por meshy
_-1582 - shy
dio de pequentildeos cortes g Este canal auxiliar se abre con el arado y se termina cuidadosamente con la pala Es anshycho y tiene una profundidad de unos la ctms
Riego por desbordamiento
Puede efectuarse de las maneras siguientes con reshygueras de nivel y planos inclinados que describiremos sucesivamente
A shy Por regueras de nivel Fundamentoshy EI terreno a regar estaacute surcado por regueras horizontales de desbordashymiento en que el agua rebosa el borde inferior y se exshytiende en forma de laacutemina continua
Pendiente del terrenoshy No debe ser excesivamente peshyquentildea pues entonces la circulacioacuten de la laacutemina de agua se efectuariacutea defectuosamente se admite como necesaria una pendiente de 3 Si 0 pendiente fuere excesiva en vez de una laacutemina continua se formariacutea una serie de arroshyyos que socavariacutean el terreno este peligro debe evitarse haciendo las regueras suficientemente proacuteximas
Descripcioacuten y funcionatnientoshy Las regueras de reparshyticioacuten se trazan en la direccioacuten aproximada de las liacuteneas de maacutexima pendiente fig 19 Si se interrumpe una regueshyra de distribucioacuten remansando el agua eacutesta entraraacute en la reguera de nivel inmediata anterior la cual se llenaraacute y desbordaraacute invadiendo el terreno el exceso se recogeraacute en el colector inmediato inferior el cual lo transportaraacute al canal de desaguumle
b middotmiddot l~vcro diexclhi Clon
rig 9
Alimentacioacuten de regueras sucesivas por una misma tomashy En vez de recoger las aguas sobrantes de una reshyguera directamente en un colector se recogen en otra reshyguera la cual una vez desbordada las deja pasar a otra y asiacute a varias no pasando de 4 oacute 5 seguacuten el caudal de
-1583 -
agua de que se disponga Parece que asiacute pudiera hacerse extensivo a todo el campo con una sola toma superior en la reguera de reparticioacuten pero no debe olvidarse que el agua que llegase a las regueras inferiores estariacutea escasa en oxiacutegeno y principios fertilizantes Esta es la razoacuten de las tomas sucesivas
Perfil longitudinal de las reguerasshy En la praacutectica no
iexcliexcl~f o UI a
I iquest
____ ~i~ I 0
I L middot ___ --shy
I D--1 t~uHO c o tor
- I 001 I 00 I
I 0 bull ___ J
-shy ---_ -i
_~_-o---J
Uig 19) Riego por curvas de nivel
debe d6rseles una pendiente superior al 0003 intercalando cascadas si fuere preciso esto se refiere a las regueras de reparticioacuten Las regueras de distribucioacuten deben ser perfecshytamente horizontales
Seccioacuten transversal de las reguerasshy Las regueras de nivel deben ser poco proundas a fin de disminuiacuter la preshysioacuten del agua y por tanto su infiltracioacuten Es aconsejable
- 1584 -
UllO anchura de 20 ctms con una profundidad no mayor
de S clms Las acequias y regueras d e reparticioacuten se calcushy
bn seguacuten las foacutermulas hidraacuteulicas
B shy Por planos inclinadosshy Son tales les ven tajas del
riego por regueras de n ivel que se procura em plear un
sistema anaacutelogo aunque el terreno no tengo lo pendiente
necesaria
Principio--Si lo pendiente es inferior al 003 se terramiddot
1 I
Cor~e por A B F iJ20
I I
I
J
Ri eacuteo t por p la n o~ in(linado pUl dobl e ari5la
plena formando un escolonado d e planos inclinados que
permito el riego por reguera~ de nivel
Descripcioacutenshy la reguera de reparticioacuten se coloca a una
altura conveniente para que el agua pueda en trar a las
regueras de nivel practicadas en la parte superior de los
planos en forma que llena de agua se vierta por ellos
recogiendo el exceso en colectores lig 20 El agua sobranshy
te puede ser muy abundante en tal caso el colector al ishy
- 185 shy
menta a su vez o tra serie de planos actuando a mane ra de reguera de reparticioacuten
Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
Planos inclinados naturales- Supongamos fig 21 un terreno de pequentildea pendiente S8 construye en terrapleacuten una reguera de d istribucioacuten con los produc tos de la excavacioacuten del colector inmediato E primer antildeo el riego seraacute defectuoshyso pero en los antildeos sucesivos mejoraraacuten los terraplenes y planos incl inados merced a la aportacioacuten del limo por las mismas aguas
0(oacute v lt
o
ltiexcl - =-=~ ~ ~ ~-= -=--=--=-shy~ ~ Fig21
Planos inclinados artificiales-Consisten en cons truiacuterlos directamen te con tierra sacada del terreno m ismo lo cual exige terraplenes y movimientos importantes de tierra (fig 22)
TfrImiddotO)COfi
~S~iacutelllflmiddot ~~f~~
Tts 22
Datos para la formacioacuten de un proyecto de riego por planos inclinados- Se atenderaacute en primer lugar a que las acequias y regueras de reparticioacuten sean capaces de sumishynistrar el agua necesaria y los colectores de desaguar los sobran tes Las regueras de distribucioacuten seguiraacuten sensibleshymente las curvas de nivel a fin de q ue los planos incl inashydos conserven una longitud constante y que las regueras de dis tribucioacuten sigan la direccioacuten de la pendiente del terreshyno La anchura de Jos escalones no seraacute excesiva a fin de evitar los grandes movimientos de tierra En general tienen 4 oacute 5 mts y si el terreno tiene fuerte pendiente lleshygan a tener 10 Oacute 12 mts La pendiente de los planos inclishynados seraacute de 003 como miacutenimum
lleva a los regadiacuteos De cua lquier forma que sea en eacutel o en sus ra mificac iones na cen y se alimen ton zan jas de meshynores dimensiones llamadas atarjeas de distribucioacuten las cuales llevan el agua a las atarieas de riego
Como todo riego debe ir acompantildeado de una desecashycioacuten del suelo es necesario construIacuter atarjeas de desaguumle que lleven el agua usada a los canales de evacuacioacuten En ciertos casos las atarjeas de riego una vez vaciacutea s sirshyven para el desaguumle
Seccioacuten de los canales y de las atarieas- Los canale s de a limentacioacuten de distribucioacuten y de evacuacioacuten tienen seccioacuten trapezoidal (Fig 13) Las otarjeas de riego y de desshyaguumle son rectangulares (Fig 14) Soacutelo miden 5-15 ctms de profundidad
Un canal de riego se com pone de las siguientes parshytes (ver lig 13)
El fondo D F sobre e l cual fl uye e l agua
-1561
La altura O E = h del egua Las banquetas A B H 1 que sostienen el agua por cashy
da lado Los taludes formados por las caras laterales B D F H El periacutemetro mojado P o la lopgitud e D + D F + F G La seccioacuten uacutetil S del canal eo la superficie que tiene
por base G C y D F y por a~ tura O E El radio medkl R es igual a S P La pendiente de Jos taludes m se determina por la
relacioacuten G Kj F K
Pendiente de los taludes de los canales y de las aacutetarshyjeas principales- Las pendientes de los taludes dependen de la natura leza del terreno Hus ta 15 ctms de profundidad son verticales Pasando de esta profundidad y para atarjeas abiertas en desfonde se dan las siguientes pendien tes
Roca m l O Arcilla pura m 1 033 = 303 Tierra arcillosa m 1 05 200 Tierra arenosa m 1 15 = 066
Para Jos taluds de fosos cmstruiacutedos en terrapleacuten
Arcilla pura m 1 05 = 200 Tierra arcillosa m 1 075 = 133 Tierra arenosa m 1 225 = 044
Para el mismo terreno si m es la inclinacioacuten del tashylud en desfonde 10 inclinacioacuten m del talud de terrapleacuten es igual a
2 3 m 1 1
- +shym 2m
Pendiente de los canales--Cuanto maacutes fuerte es la penshydiente maacutes se puede reducir la seccioacuten de un canal para la misma descarga Conviene pues construiacuterlos con la mashyyor pendiente a fin de disminuiacuter los trabaj os de excavacioacuten Por otra parte hay que considerar que una pendiente fuershy
-- 1562 -shy
te disminuye por la raduccioacuten de seccJOn la superficie de contacto y por consiguiente la filtracioacuten Ademaacutes la veloshycidad del agua no debe pasar de determinados valores seguacuten el terreno pues produciriacutea erosiones en las paredes
Velocidades de las que no conviene exceder en los diferentes terrenos
Velocidad limite Pendlent
por segundo por kmt
Arcillas blandas 0152 mts 0045 mts
Arenas 0305 0136
Gravas 0609 0433
Guijarros 0914 0570
Piedras en grandes fragmentos 1220 1509
Guijarros aglomerados 1520 211 S
Rocas blandas 1830 2786
Rocas duras 3050 7342
Tambieacuten existe un liacutemite inferior de velocidad que no se debe traspasar pues se forman depoacutesitos que destruyen
los cauces Los depoacutesitos principian a formarse por debajo de una
velocidad media de 025 mts por segundo en corrientes de agua fangosa 030 cargada de
arena fina 050 mts por segundo en corrientes de agua cargada de
arena gruesa Por consiguiente la velocidad no bajaraacute de 050-080
mts en el canal principal a fin de que no se deposite la arena gruesa
No deberaacute ser inferior a 025- 040 mts en los canashyles de distribucioacuten para que en ellos se deposite la areshyna gruesa que si llegara a las atarieas de riego podriacutea ser perjudicial Como estos canales no se usan continuashymente seraacute faacutecil quitar los depoacutesitos asiacute formados
Canal de conduccioacuten- La pendiente de eacuteste depende
- 1563 shy
oel nivel de la presa de agua y de la altura de la parte maacutes alta que deba regarse
Generalmente su pendiente variacutea de 00007-00014 mts por m La velocidad no excede de 080 mts por segundo La seccioacuten es trapezoidal y debe ir disminuyendo a medishyda que el canal avanza como que tiene que servir a meshynor extensioacuten
Este canal debe estar dispuesto de tal forma que en su punto de unioacuten con el riacuteo quede su nivel maacutes baio que el quicio de la presa a fin de poder instalar un aparato de afor Siempre debe estar provisto de una compuerta de modo que sea faacutecil impedir o regular la entrada dol agua para poder efectuar reparaciones o prevenir una crecida de la corrien te alimentadora
A fin de evitar la erosioacuten conviene lapizar con ceacutesped las paredes laterales y el fondo
Atarieas de distribucioacuten- Deriacutevanse del canal de conshyduccioacuten y llevan el agua a las atarieas de riego Son casi horizontales con pendientes de 0001-0015 mts por m La velocidad del agua no debe ser inferior a 025-040 mts
Se ponen en comunicacioacuten con las atarieas de riego por medio de un tubo de aiiacuteareriacutea o de una caia rectangushylar de madera Esta abertura debe poderse cerrar con una compuerta
Atarieas de riego- E1 general deben ser tan poco proshyfundas como sea posible Con frecuencia se les da un pershyiexcljI rectangular En la unioacuten con las atcrieas de distribucioacuten pueden tener de 30- 35 clms de anche para lueacutego ir disshymi1uye1do
El fondo e3 generalmente horizontal y sus bordes esshytaacuten ligeramente inclinados seguacuten lo direccioacuten de la corrienshyte y se aproximan a medida quo se aleian de las atarieas de distribucioacuten
Atarieas de desaguumle--Las atarieas de desaguumle recogen las agu)s despueacutes de regar y la3 llevan a los canales de evacuacioacuten Son doblemente uacutetiles pues secan el suelo y
permiten volver a usar las aguas para el riego de nuevas extensiones
- 1564shy
Los bordes estaacuten cortados verticalmente Su anchura ordinariamente es de O l5- --030 mts
Canales de evacuacioacuten- El ca nal de evacuacioacuten recishybe el agua de los desaguumles y la conduce al riacuteo o a regar otras tierras Debe ocupa r lo parte maacutes baja del terreno Debe tener una seccioacuten suficiente para el agua que recibe Tiene forma trapezoida Sus paredes deben protegerse conshytra el desgaste por medio de ceacutesped
Caacutelculo de las dimensiones de los canales y de las atarjeas principales- Hemos dicho que la seccioacuten de los canales y atarjeas principales es trapezoidal La seCClOn de las secundarias es triangular o rectangular Generalmenshyte no S9 ca~culan Es necesario determinar lo maacutes exactashymente posible las dimen5iones de los canales y atorjeas principales Las foacutermulas emp16cdas dan resultados aproxishymados que la experiencia modifica A continuacioacuten damos las foacutermulas de Darcy perfecc ionadas por M Bazin
ConsideremQs la seccioacuten re presentada en la fig 13 Y llamemos
1 D F = longitud del fondo
h O E = la altura
S aacuterea de la seccioacuten
U velocidad mediacutea del agua velocidad media en la superficie X 080
Q = descarga
I = la pendi2nte
P periacutemetro moiado
R = radio medio
Estas cantidades estaacuten relacionadas de la siguiente mashynera
(1) R I = b U~ oacute U = C RT(2)
(3) Q = S U Oacute Q = S C rRI (4)
C = 1 b es un coeficiente que depende de la rugoshysidad de las paredes del canal M Bazin ha expresado su valor asiacute
1565 - shy
87
C = 1 Vb = - ---- + tiacute
VR ltiacute tiene los siguientes valores
Paredes muy lisas (cemento madera lisa) tiacute = 006 Paredes lisas (taba ladrillo) tiacute = 016
poco lisas de mamposteriacutea tiacute = 046 de naturaleza mixta Ciacute = 085
Canales de tierra en condicion3s ordinarias tiacute 130 Canales de tierra con resistencia excepcional tiacute = 175
Maacutes adelante daremos los valores del coeficiente C en funcioacuten del radio R y los valores del coeficiente o de la loacutermua (l) corre3pondientes a los valores dAl coeficiente
C = 1 vT-
Ganguillet y Kulter adoptan tambieacuten la foacutermula
u C RTpero daacutendole a C el siguiente valor
O 00155
23 + + n
C 000155
1+ 23 + --- n
( ) V R
El nuacutemero n variacutea con la naturaleza de las paredAS y tiene los siguientes valores
n ln Paredes muy uniformes ceuromento madera
cepillada 0010 100 Paredes linos piedra tallada ladriilos 0013 77 Paredes poso uniformes 0017 58 Paredes rugosas piedras en bruto 0020 50 Paredes de tierra 0025 40 Paredes de grava 0030 33 Paredes irregulares de grava y mal cuidadas 0035 29 Paredes muy irregulares 0040 35
- 1566 shy
Las dJmensiones de los canal83 deben 118nar otras conshydiciones que determinan las foacutermulas anteriores
En primer lugar la tangente trigonomeacutetrica m queda determinada por la naturaleza del terreno Luego si circunsshytancias especiales no exigen la adopcioacuten de una profundishydad conviene dadas 1 y m dar a la seccioacuten la forma que corresponda a la maacutexima descarga por unidad de aacuterea de ella Esta seraacute evidentemente la seccioacuten maacutes econoacuteshymica De la foacutermula (3) Q = S U deducimos que para una superliacutecie dada S la descarga Q es maacutexima con U POI
consiguiente para una pendiente dada y teniendo en cuen shyta la foacutermula (2) U = e VRT con R o tambieacuten pll8sto que R = S P cuando P es miacutenimo
D8 la Hg 14 deducimos que
(5) S h (1 + h m)
(6) P + 2 h m V1 + m~ (6) P = I + 2 hmv 1 + m~
S h ( I + hm) (7) R
P + 2 hm 1 + m~ y por caacutelculo deducimos que P es miacutenimo cuando
h + V I + m~ (8)
2 ro
En este caso los lados B D H F D F son tangentes a Jo circunferencia descrita desde O como centro y con h como radio
Si sustiacutetuIacutemos en (7) 1 por su valor sacado de (8) obshytendremos
2 m h h ( + hm)
+ VI + m (9) R +
2 mh 2h V 1 + m~
+ ml+vl+ m~
- 1567 shy
--- -
1+ iexcl-1 + rn~ ]iexcl 2 = X
rn 4
es decir el radio medio es igual a la mitad de lu profunshydidad del agua
La relacioacuten h 1 que determina la seccioacuten oacuteptima soacuteshylo depeeacutelde para S e 1 dados del valor m El valor de h 1 en (8) permite calcular faacutecilmente h y 1 conociendo S y m Reempazando 1 por su valor en funcioacuten de h en la ecuashyc ioacuten (5) 1endremos
(lO) S =
( h
2 m h
1 + 1 1 + m~ h+-111
)
h~ 2 l 1-+ m~ -----shy 1
m
mS lh
11 J J h = ( 2 V 1 + m - 1 )
Seguacuten esto S2 ve que cuanio maacutes se acerquen los taludes del canal a la vertical mayor es h y por consiguienshyte R Conviene adoptar para R el mayor valor posible pues asiacute no disminuye la anchura del canal de pendiente dada 1 y se aumenta la velocidad media d el agua que es proshyporcional a R
Cuando las circunstancias obligan la adopcioacuten de una profundidad determinada la ecuacioacuten S = h (l + h m) soacutelo contiene la incoacutegnita 1
Empleo de las foacutermulas uso de las tablas ejemplos middotnumeacutericos--Los problsmas que se presentan maacutes frecuenshytemente son
I- Conocida la seccioacuten transversal de un canal y su pendiente calcular su descarga
JI- Conocido el rendimiento del canal y su pendiente
- 1571 shy
calcular las dimensiones que debe tener su seccioacuten transshyversal y la velocidad media del agua
CASO iexcl- Se a plican las siguientes foacutermulas
h (1 + h m) (S) S = h (1 + h m) (7) R
1 + 2 h 1 + m~
m
y lueacutego
(2) U = C m 1)Y2 (1) Q _ S C (R 1) 1j~
La foacutermula (S) ncs do e l aacuterea la (1) el radio medio pues h I Y 111 SO1 conocidos Las foacutermulas (2 y 4) permiten ca lcular U y Q
EJEMPLO Calcular el rendimie llto de un canal de ti eshyITU sabiendo que 1 = lmts h = 121 1 = 00002 y la inclinacioacuten de los taludes es 45
La aplicacioacuten de las foacutermulas (5 y 7) nos da
S = 2867 mts~ y R = 060 mts
El valor de C seguacuten la tabla de Bazin es 325 y seguacuten la de Kutte r 35 Tomamos e l promedio de estos dos valoshyres o sea 3375
Aplicando las foacutermulas (4 y 2) obtendremos
Q = 098 mts y U 037 mts
CASO II- Si existen circunstancias que obliguen a adopshytar una profundidad determinada se aplicaraacuten las foacutermushylas de la seccioacuten maacutes ventajosa es decir las foacutermulas sishyguientes bull
Q~m S (9) h b U~ b - shy~ (1 + m~ )11 ) = 2 R (l) R I
12 - 1) S~
Se principiaraacute por adoptar para b un valor provisional y para escogerlo seguacuten el rendimiento se evaluaraacute el vashylor posible de R y por consiguiente el de C seguacuten la tashybla de Bazin La tabla de los valores de b daraacute un valor que se adoptaraacute provisionalmente Una vez hallado el vashy
- 1572 shy
lar da R se rectificaraacute e l de b Se volveraacute a calcular R y
se continuaraacuten estas aproximaciones hasta que se encuenshytren para C y b valores que no difieran sensiblemente de Jos anteriores La ecuacioacuten (1) contendraacute R elevada a la quinta potencia y deberaacute resolverse por logaritmos
EJEMPLO Un canal debe tener un rendimiento de 2 lIltS de agua por segundo con una pendiente de 00002 por mts Cuaacutel debe ser su perfil transversal en la tierra con taludes inclinados 45
Supongamos R = 1 mt entonces seguacuten la tabla d e Bozin C = 378 y seguacuten lo de Kutte r C = 40 Toma mos 81 pro lllcd io C = 389 Para b obtenemos 000066
In
Lu IOacuteI JI1 U 111 (0) du x
Pero s iendo m 1 sacamos
m 0547
y obte ndremos 4R~ S 4W
0547
Lo foacutermula (1) nos da
R X 00002 000066 4
S~
R S~ 132
y sustituyendo S po~ su valor
16 R
(0547F 132 R 075
Seguacuten las tablas de Bazin y Kutter los valores respecshytivos de C pondiente de b tend
son de b remos
348 es
y 00
37 Adoptamos 0077 Sustituyendo
359 este
el valor nuevo
corresshyvalor
- shy 1573 shy
4 4 R~ 0547 S TI X 00002 000077 (
s~
R = 075
Lo vola re s d~ e y de b no difieren sonsibloTrl ento de los que acabamos de adoptar Tomaremos pues para TI el va le r 076 mis entoncos h = 152
4 (076 )~
S 442 Jll l s ~
0547
Q 2
u 047 mts S 422
La foacutermula (8) permite dete rmina r l
2 m h 2 X 152 126 y e l problema
1 + ( + m~)Y2 1 + (2)1
queda resuelto Pero puede ocurrir que por circunstancias especiales no
se pueda adoptar el perfil maacutes econoacutemico Entonces se coshynoc 3 la profundidad h o la anchura 1 por lo tanto
S = h (1 + h m)
Q2
R 1 b --- en que R estaacute expresado en funcioacuten S2
de h y de I y permitiraacute hallar por tanteo h o I y S Supongamos que por causa de la existencia de un submiddot
suelo rocoso la profundidad del canal no debe exceder de un mI y que la descmga sea de 2 mts pOI segundo y la pendiente 00002
Procederemos asiacute
Puesto que h 9S a lo sumo igual Q 1 mI el radio meshydio puede evaluarse en 050 mts Las tablas dan para e 306 y 34 adoptamos 32 y entonces b = 000098
1574
Q2
De la ecuacioacuten R I b --- deducimos S2
000098 X 4 S~ 392 S 625
050 X 00002
La foacutermula S = h (l + h m) da 525
La foacutermula (6) nos da P = 807
s 625 R 077 mts
P 807
Se partiraacute de este nuevo valor de R para repetir los caacutelculos
Las tablas dan para R = 077 mts C = 35 y 37 Adoptamos C = 36 entonces b = 000077
Tenemos
000077 X 4 S 40 S 632 1 532
077 X 00002
P 814 Y R = 077
Adoptaremos para el perfil de este canal de 2 mts de descarga por segundo
1 = 532 h = 1 mI R = 077
La velocidad media del agua seraacute
u = Q S = 2 632 = 031 mts
CAPITULO VII
Sistemas de rieqo
Hay muchos procedimientos de riego seguacuten la naturashyleza del terreno su pendiente los cultivos o la cantidad de agua de que se dispone
- 1575 shy
A continuacioacuten describiremos los siguientes sistemas Por sumersioacuten por filtracioacuten por desbordamiento
El riego por sumersioacuten se dIvide en tres meacutetodos el ri ego por filtracioacuten en dos y el por desbordamiento tambieacuten en dos De todos eros hablaremos separadamente
Riego por sumersioacuten
El sistema d3 riego por sumersioacuten llamado tambieacuten en manta consiste en cubrir el suelo con una capa de agua que permanece sobre eacutel un tiempo maacutes o menos largo
Generalmente requiere que el terreno sea sensiblemenshyte horizontal de pendiente suave 2 0 00 a lo sumo y que no sea impermeable La superficie regable se rodea de peshyquentildeos diques Si la pendiente fuese fuerte habriacutean de ser a l tos y emplear maacutes agua con lo que se perderiacutea la prinshycipal ventaja de este sistema que es su sencillez y ecoshyncmiacutea
Este procedimiento es uno de los mejores para el rieshygo de praderas cuya pendiente sea de 1-15 mmts por metro Comprende tres meacutetodos distintos
IO-La sumersioacuten naturcl que resulta del desbordashymiento espontaacuteneo de una corriente de agua o de la inunshydacioacuten artificial proveniente del levantamiento de las aguas
29- La sumersioacuten artificial 5encilla en que las aguas permanecen estanadas mientras dura el riego
3y- La sumersioacutell atificial con cJrculacioacuten continuiexcl en que el agua ircula suavemente por la superficie del terreno sumergido
Cuando se riaga con aguas que acarrean limos y areshynas estos materiales generalmente corgados de materias fertili~antes se depositan sobre el suelo Entonces el riego por sumersioacuten va acompantildeado del erdorquinamiento
Sumersioacuten natural- Muchos terrenos estaacuten expuestos a las crecidas de las corrientes de agua que los atraviesan Esta sumersioacuten natural es fuente de grandes riquezas Tashyles s)n Egipto y las pompos de la imeacuterica del Sur En Francia grandes extensiones de ter reno deben su fertilidad a riegos perioacutedicos de esto naturaleza
Las condiciones esenciales de estos sumersiones natushy
1576 shy
rales son pendientes longitudinales muy suaves (040- 045
mts por kmt como promedio) y pendientes transversales
bastante aceurontuadus para que las aguas de las crecidas
vuelvan faacutecilmente a su cauce primitivo
Sumersioacuten artificial sencilla- Exige un suelo de poca
pendiente que no exceda de 2 0 00 a menos de restringir
mucho ia extensioacuten dE las parcelas sumergidas
Si la pendiente fuese fuerte no se depositariacutean los seshy
dimentos perdiendo asiacute este meacutetodo su principal ventaja
Ademaacutes se correriacutea el riesgo de que las aguas arrastraran
la tierra vegetal Finalmente seriacutea necesario que las cuenshycas sumergidas estuvieran rodeadas de diques muy altos
lo que hariacutea perder las ventajas econoacutemicas de este sisshy
tema
Consiste en sumergir el suelo bajo una capa de detershy
minado espesor durante un periacuteodo de tiempo variable
El terreno se divide en compartimientos regulares roshy
deados dE pequentildeos diques que retienen el agua
Generalmente las aguas despueacutes de regar un comparshy
timiento superior pasan a regar uno inferior
Los compartimientos tienen extensioacuten variable En geneshy
ral no exceden de 10-30 aacutereas Se les puede dar una anshychura de 50 mts y una longitud variable seguacuten la pendienshy
te del terreno Los diques que los rodean exceden en todas
partes a 25 ctms al nivel del agua
La altura media del agua sobre la superficie del sueshy
lo es de 15 ctms En el punto maacutes alto del nivel del agua
25 ctms
En el centro de cada compartimiento y en sentido de su longitud se abre una atarjea g (lig 15) que sirve a la
vez de conduccioacuten y desecamiento
A este objeto puede ir acompantildeado de pequentildeas a tarshy
jeas h En el origen y en la extremidad de cada compartishy
miento la atarjea g lleva una en trada de madera con comshy
puerta para retener el agua o dejarla pasar
La atarjea g debe tener una pendiente aproximada de
0001 mts mL La anchura en el fondo y su profundidad
dependen de la superficie del compartimiento y de la cantishydad de agua que conduciraacute
--1577-shy
La fig 15 denota la subdivisioacuten del terreno en cuatro recipientes que forman otros tantos saetines cuya longitud depende de la pendiente del terreno
Es preciso que el nivel del agua en el segundo comparshytimiento sea inferigtr de 1- 2 ctms al fondo de la atariea g del primero Asiacute se logra que el agua pase del primero al SEgundo compartimiento
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TIi~~t==J ~
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Hiego por ~lIhm(~r~ ioacuten Planta ltle unn in~tala(- i(ln de cuatro C(Jlllparlimi-(-middotnto~
Ventajas e inconvenientes de este sistema- Permite reshygar superficies de poca pendiente con ca1tidades de agua demasiado pequentildeas para utiliza ras de otro modo Transshyforma en tierras feacutertiles suelos mediocres siempre que no sean impermeables y que las aguas contengan limos carshygados de principios nutritivos Su instalacioacuten y vigilancia son sencillas y baratas
En suelos impermeables da malos resultados Rara vez se puede aplicar en el momento de la vegetacioacuten y mientras dura impide la aireacioacuten del suelo
- - 1578 - shy
El riego por sumersioacuten se emplea principalmpnte en el cultivo del arroz
Riego de los arrozales- EI arrozal ha de estar compleshytamente cubierto por el agua pero sin quedar estancada sino circulando con muy poca velocidad Sin agua no gershyminariacutea la semilla y en cambio si quedara estancada enshyfermaria 0 planta y podriacutea ser causa de una epidemia pashyluacutedica en la regioacuten
El terreno destinado al cultivo del arroz ha de ser enshyteramente llano y con la pendiente necesaria para la lenshyta circulacioacuten del agua El campo se divide en parcelas delimitadas por pequentildeos diques de tierra
Unas como B (Fig 16) estaacuten trazadas longitudinalmenshyte en el sentido de las labores y del movimiento del agua al paso que otras la sentildealadas con la letra e van en dishyreccioacuten perpendicular a las primeras
Una vez construIacutedos los diques se da el agua a las parce las D y J de modo que la capa liacutequida tenga unos 12 ctms de espesor Hecho 6stO se practican en el dique inmediatamente infel ior unas abe rturas E de 20- 30 ctms
de ancho por donde flushyye el agua a las parceshylas inferiores Asiacute se conshytinuacutea hasta regar todo el arrozal El agua se reshycoge en la atariea d e desaguumle A
El consumo de a g ua se calcula en 24 Its por segundo y por hec taacuterea
Sumersioacuten artificial con derrame continuo--Cuanshydo se dispone de gran can tidad de agua la cirshyculacioacuten puede ser conshytinua sin alterar las disshyposiciones precedentegt
El agua de riego desshypueacutes de alcanzar el nishy
ni~po s i c i(lfl dI un arrozal divirl gtln ( 1
lahla~ n -lIadriluacutel erus L ri ego
- - 1579-shy
vel normal en el compartimiento regado pasa lentamente al inferior y se reemplaza con nueva agua Este procedishymiento priva menos del aire a las plantas que e l estallCU miento permanente
El movimiento d8 las aguas se regula dE-~ tal manera que la can tidad siexclJida por la parte inferior sea igual a Jo que Gntra por la superior De 83t8 modo se llega raacutepidashymente a resultados excelentes
Conviene enviar agua nueva o los compartimientos inshyferiores disponiendo alrededor del cqmpo un canal de cirshycunvalacioacuten El agua debe vaciar por encima de las comshypuertas a fin ds qU8 no arrastre los sedimentos En general los compartimientos tienen dimensiones mayores que los de sumersioacuten sencilla Si la pendiente es muy fuerte conviene disponer oblicuamente diques interiores que impidan la erosioacuten del suelo Los diques que bordean las parcelas tieshynen aproximadaments 150 mts de ancho en la corona y un nivel de 30- 40 ctms sobre el de las aguas
Rieqo por filtracioacuten
Este sistema comprende dos subdivisiones
19 Por filtracioacuten del aqua en el suelo por atarieas proshyfundas- Es un procsdimiento muy imperfecto desde el punshyto de vista d3 los resultados pero muy sencillo y econoacuteshymico Em p lea las zanjas excavadas en los terrenos para sanearlos
Esencialmente consiste en cerrar las compuertas que regulan los diferentes canales de desecamiento El agua de lluvia etc fluye asiacute poco a poco pgtr estos canales y si el suelo es permeable lo humedece al atravesar las pareshydes laterales de e llos pudiendo llegar por capilaridad hasshyta las raiacuteces
Este procedimiento soacutelo es practicable cuando el terreshyno es bastante permeable y de poca pendiente En suelos poco permeabls los resulta dos no son satisfactorios el agua fluye bien por los cana ~ es pero no logra humedecer la tierra
La lig 17 muestra la disposicioacuten de los canales a a b b y Ja de la compuerta d que cuando estaacute cerrada deshy
- 1580
termina el retroceso del agua que se va elevando en los canales y penetra en el suelo Abriendo jo compuerta se inicia la salida del agua y consecuentemente el desecashymien~o del terreno
A~~J~~Mitrbt~Ir~~M~~1 B
F~( 11 J)i sposieiHl para htlnHd e(~e r IIn 1IITfJ1U drenadu al ail
J i~ Hi middotiexclo po fiJI radmiddotn
29 Filtracioacuten del agua por atarieas abiertas superficiales - middot-Este meacutetodo se aplica sobre todo a Jos tierras labradas y
entre otros a 103 cultivos hortiacutec81as Difiere esencialmente del anterior en que las atarieas estaacuten mucho maacutes proacutexishymas en que son superficiales y el agua penetra en el sueshylo y en el subsuelo p8r las paredes y por el fondo
El agua circula por atarieas paralelas que limitan las parcelas de los cultives No debe tocar ni las hoias ni los tedios Por esta razoacuten se emplea e l agua de cloacas para los cultivos hortelanos Como no se ponen en contacto con as hoias ni con los tallos no pueden contaminar esta parshyte comestible de los vegatales Sin embargo uacuteltimamente se ha dicho que las aguas de cloacas contaminan las parshytes aeacutereas de las hortalizas con geacutermenes nocivos y se ha prohibido su empleo para el cultivo de las hortalizas que se toman sin coccioacuten
Este meacutetodo es tanto maacutes eficaz cuanto maacutes proacuteximas
1581 shy
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ni ego por 5-lIrc()~ Di ~pn ~ iciiexclm de la~ atalj pa~
esteacuten las zanias que se trazan con el arado y estaacuten seshy
paradas unos 060- 080 mts La lig 18 indico la disposicioacuten del suelo La liacutenea a b
representa el canal de conduccioacuten a c el canal de riego del campo d designan los surcos que no terminan en el canal a c La limpieza que necesita el funcionamiento del sistema deteriora pronto este canal Debe construiacuterse una atari ea auxiliar e f comunicada con el canal a c por meshy
_-1582 - shy
dio de pequentildeos cortes g Este canal auxiliar se abre con el arado y se termina cuidadosamente con la pala Es anshycho y tiene una profundidad de unos la ctms
Riego por desbordamiento
Puede efectuarse de las maneras siguientes con reshygueras de nivel y planos inclinados que describiremos sucesivamente
A shy Por regueras de nivel Fundamentoshy EI terreno a regar estaacute surcado por regueras horizontales de desbordashymiento en que el agua rebosa el borde inferior y se exshytiende en forma de laacutemina continua
Pendiente del terrenoshy No debe ser excesivamente peshyquentildea pues entonces la circulacioacuten de la laacutemina de agua se efectuariacutea defectuosamente se admite como necesaria una pendiente de 3 Si 0 pendiente fuere excesiva en vez de una laacutemina continua se formariacutea una serie de arroshyyos que socavariacutean el terreno este peligro debe evitarse haciendo las regueras suficientemente proacuteximas
Descripcioacuten y funcionatnientoshy Las regueras de reparshyticioacuten se trazan en la direccioacuten aproximada de las liacuteneas de maacutexima pendiente fig 19 Si se interrumpe una regueshyra de distribucioacuten remansando el agua eacutesta entraraacute en la reguera de nivel inmediata anterior la cual se llenaraacute y desbordaraacute invadiendo el terreno el exceso se recogeraacute en el colector inmediato inferior el cual lo transportaraacute al canal de desaguumle
b middotmiddot l~vcro diexclhi Clon
rig 9
Alimentacioacuten de regueras sucesivas por una misma tomashy En vez de recoger las aguas sobrantes de una reshyguera directamente en un colector se recogen en otra reshyguera la cual una vez desbordada las deja pasar a otra y asiacute a varias no pasando de 4 oacute 5 seguacuten el caudal de
-1583 -
agua de que se disponga Parece que asiacute pudiera hacerse extensivo a todo el campo con una sola toma superior en la reguera de reparticioacuten pero no debe olvidarse que el agua que llegase a las regueras inferiores estariacutea escasa en oxiacutegeno y principios fertilizantes Esta es la razoacuten de las tomas sucesivas
Perfil longitudinal de las reguerasshy En la praacutectica no
iexcliexcl~f o UI a
I iquest
____ ~i~ I 0
I L middot ___ --shy
I D--1 t~uHO c o tor
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I 0 bull ___ J
-shy ---_ -i
_~_-o---J
Uig 19) Riego por curvas de nivel
debe d6rseles una pendiente superior al 0003 intercalando cascadas si fuere preciso esto se refiere a las regueras de reparticioacuten Las regueras de distribucioacuten deben ser perfecshytamente horizontales
Seccioacuten transversal de las reguerasshy Las regueras de nivel deben ser poco proundas a fin de disminuiacuter la preshysioacuten del agua y por tanto su infiltracioacuten Es aconsejable
- 1584 -
UllO anchura de 20 ctms con una profundidad no mayor
de S clms Las acequias y regueras d e reparticioacuten se calcushy
bn seguacuten las foacutermulas hidraacuteulicas
B shy Por planos inclinadosshy Son tales les ven tajas del
riego por regueras de n ivel que se procura em plear un
sistema anaacutelogo aunque el terreno no tengo lo pendiente
necesaria
Principio--Si lo pendiente es inferior al 003 se terramiddot
1 I
Cor~e por A B F iJ20
I I
I
J
Ri eacuteo t por p la n o~ in(linado pUl dobl e ari5la
plena formando un escolonado d e planos inclinados que
permito el riego por reguera~ de nivel
Descripcioacutenshy la reguera de reparticioacuten se coloca a una
altura conveniente para que el agua pueda en trar a las
regueras de nivel practicadas en la parte superior de los
planos en forma que llena de agua se vierta por ellos
recogiendo el exceso en colectores lig 20 El agua sobranshy
te puede ser muy abundante en tal caso el colector al ishy
- 185 shy
menta a su vez o tra serie de planos actuando a mane ra de reguera de reparticioacuten
Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
Planos inclinados naturales- Supongamos fig 21 un terreno de pequentildea pendiente S8 construye en terrapleacuten una reguera de d istribucioacuten con los produc tos de la excavacioacuten del colector inmediato E primer antildeo el riego seraacute defectuoshyso pero en los antildeos sucesivos mejoraraacuten los terraplenes y planos incl inados merced a la aportacioacuten del limo por las mismas aguas
0(oacute v lt
o
ltiexcl - =-=~ ~ ~ ~-= -=--=--=-shy~ ~ Fig21
Planos inclinados artificiales-Consisten en cons truiacuterlos directamen te con tierra sacada del terreno m ismo lo cual exige terraplenes y movimientos importantes de tierra (fig 22)
TfrImiddotO)COfi
~S~iacutelllflmiddot ~~f~~
Tts 22
Datos para la formacioacuten de un proyecto de riego por planos inclinados- Se atenderaacute en primer lugar a que las acequias y regueras de reparticioacuten sean capaces de sumishynistrar el agua necesaria y los colectores de desaguar los sobran tes Las regueras de distribucioacuten seguiraacuten sensibleshymente las curvas de nivel a fin de q ue los planos incl inashydos conserven una longitud constante y que las regueras de dis tribucioacuten sigan la direccioacuten de la pendiente del terreshyno La anchura de Jos escalones no seraacute excesiva a fin de evitar los grandes movimientos de tierra En general tienen 4 oacute 5 mts y si el terreno tiene fuerte pendiente lleshygan a tener 10 Oacute 12 mts La pendiente de los planos inclishynados seraacute de 003 como miacutenimum
La altura O E = h del egua Las banquetas A B H 1 que sostienen el agua por cashy
da lado Los taludes formados por las caras laterales B D F H El periacutemetro mojado P o la lopgitud e D + D F + F G La seccioacuten uacutetil S del canal eo la superficie que tiene
por base G C y D F y por a~ tura O E El radio medkl R es igual a S P La pendiente de Jos taludes m se determina por la
relacioacuten G Kj F K
Pendiente de los taludes de los canales y de las aacutetarshyjeas principales- Las pendientes de los taludes dependen de la natura leza del terreno Hus ta 15 ctms de profundidad son verticales Pasando de esta profundidad y para atarjeas abiertas en desfonde se dan las siguientes pendien tes
Roca m l O Arcilla pura m 1 033 = 303 Tierra arcillosa m 1 05 200 Tierra arenosa m 1 15 = 066
Para Jos taluds de fosos cmstruiacutedos en terrapleacuten
Arcilla pura m 1 05 = 200 Tierra arcillosa m 1 075 = 133 Tierra arenosa m 1 225 = 044
Para el mismo terreno si m es la inclinacioacuten del tashylud en desfonde 10 inclinacioacuten m del talud de terrapleacuten es igual a
2 3 m 1 1
- +shym 2m
Pendiente de los canales--Cuanto maacutes fuerte es la penshydiente maacutes se puede reducir la seccioacuten de un canal para la misma descarga Conviene pues construiacuterlos con la mashyyor pendiente a fin de disminuiacuter los trabaj os de excavacioacuten Por otra parte hay que considerar que una pendiente fuershy
-- 1562 -shy
te disminuye por la raduccioacuten de seccJOn la superficie de contacto y por consiguiente la filtracioacuten Ademaacutes la veloshycidad del agua no debe pasar de determinados valores seguacuten el terreno pues produciriacutea erosiones en las paredes
Velocidades de las que no conviene exceder en los diferentes terrenos
Velocidad limite Pendlent
por segundo por kmt
Arcillas blandas 0152 mts 0045 mts
Arenas 0305 0136
Gravas 0609 0433
Guijarros 0914 0570
Piedras en grandes fragmentos 1220 1509
Guijarros aglomerados 1520 211 S
Rocas blandas 1830 2786
Rocas duras 3050 7342
Tambieacuten existe un liacutemite inferior de velocidad que no se debe traspasar pues se forman depoacutesitos que destruyen
los cauces Los depoacutesitos principian a formarse por debajo de una
velocidad media de 025 mts por segundo en corrientes de agua fangosa 030 cargada de
arena fina 050 mts por segundo en corrientes de agua cargada de
arena gruesa Por consiguiente la velocidad no bajaraacute de 050-080
mts en el canal principal a fin de que no se deposite la arena gruesa
No deberaacute ser inferior a 025- 040 mts en los canashyles de distribucioacuten para que en ellos se deposite la areshyna gruesa que si llegara a las atarieas de riego podriacutea ser perjudicial Como estos canales no se usan continuashymente seraacute faacutecil quitar los depoacutesitos asiacute formados
Canal de conduccioacuten- La pendiente de eacuteste depende
- 1563 shy
oel nivel de la presa de agua y de la altura de la parte maacutes alta que deba regarse
Generalmente su pendiente variacutea de 00007-00014 mts por m La velocidad no excede de 080 mts por segundo La seccioacuten es trapezoidal y debe ir disminuyendo a medishyda que el canal avanza como que tiene que servir a meshynor extensioacuten
Este canal debe estar dispuesto de tal forma que en su punto de unioacuten con el riacuteo quede su nivel maacutes baio que el quicio de la presa a fin de poder instalar un aparato de afor Siempre debe estar provisto de una compuerta de modo que sea faacutecil impedir o regular la entrada dol agua para poder efectuar reparaciones o prevenir una crecida de la corrien te alimentadora
A fin de evitar la erosioacuten conviene lapizar con ceacutesped las paredes laterales y el fondo
Atarieas de distribucioacuten- Deriacutevanse del canal de conshyduccioacuten y llevan el agua a las atarieas de riego Son casi horizontales con pendientes de 0001-0015 mts por m La velocidad del agua no debe ser inferior a 025-040 mts
Se ponen en comunicacioacuten con las atarieas de riego por medio de un tubo de aiiacuteareriacutea o de una caia rectangushylar de madera Esta abertura debe poderse cerrar con una compuerta
Atarieas de riego- E1 general deben ser tan poco proshyfundas como sea posible Con frecuencia se les da un pershyiexcljI rectangular En la unioacuten con las atcrieas de distribucioacuten pueden tener de 30- 35 clms de anche para lueacutego ir disshymi1uye1do
El fondo e3 generalmente horizontal y sus bordes esshytaacuten ligeramente inclinados seguacuten lo direccioacuten de la corrienshyte y se aproximan a medida quo se aleian de las atarieas de distribucioacuten
Atarieas de desaguumle--Las atarieas de desaguumle recogen las agu)s despueacutes de regar y la3 llevan a los canales de evacuacioacuten Son doblemente uacutetiles pues secan el suelo y
permiten volver a usar las aguas para el riego de nuevas extensiones
- 1564shy
Los bordes estaacuten cortados verticalmente Su anchura ordinariamente es de O l5- --030 mts
Canales de evacuacioacuten- El ca nal de evacuacioacuten recishybe el agua de los desaguumles y la conduce al riacuteo o a regar otras tierras Debe ocupa r lo parte maacutes baja del terreno Debe tener una seccioacuten suficiente para el agua que recibe Tiene forma trapezoida Sus paredes deben protegerse conshytra el desgaste por medio de ceacutesped
Caacutelculo de las dimensiones de los canales y de las atarjeas principales- Hemos dicho que la seccioacuten de los canales y atarjeas principales es trapezoidal La seCClOn de las secundarias es triangular o rectangular Generalmenshyte no S9 ca~culan Es necesario determinar lo maacutes exactashymente posible las dimen5iones de los canales y atorjeas principales Las foacutermulas emp16cdas dan resultados aproxishymados que la experiencia modifica A continuacioacuten damos las foacutermulas de Darcy perfecc ionadas por M Bazin
ConsideremQs la seccioacuten re presentada en la fig 13 Y llamemos
1 D F = longitud del fondo
h O E = la altura
S aacuterea de la seccioacuten
U velocidad mediacutea del agua velocidad media en la superficie X 080
Q = descarga
I = la pendi2nte
P periacutemetro moiado
R = radio medio
Estas cantidades estaacuten relacionadas de la siguiente mashynera
(1) R I = b U~ oacute U = C RT(2)
(3) Q = S U Oacute Q = S C rRI (4)
C = 1 b es un coeficiente que depende de la rugoshysidad de las paredes del canal M Bazin ha expresado su valor asiacute
1565 - shy
87
C = 1 Vb = - ---- + tiacute
VR ltiacute tiene los siguientes valores
Paredes muy lisas (cemento madera lisa) tiacute = 006 Paredes lisas (taba ladrillo) tiacute = 016
poco lisas de mamposteriacutea tiacute = 046 de naturaleza mixta Ciacute = 085
Canales de tierra en condicion3s ordinarias tiacute 130 Canales de tierra con resistencia excepcional tiacute = 175
Maacutes adelante daremos los valores del coeficiente C en funcioacuten del radio R y los valores del coeficiente o de la loacutermua (l) corre3pondientes a los valores dAl coeficiente
C = 1 vT-
Ganguillet y Kulter adoptan tambieacuten la foacutermula
u C RTpero daacutendole a C el siguiente valor
O 00155
23 + + n
C 000155
1+ 23 + --- n
( ) V R
El nuacutemero n variacutea con la naturaleza de las paredAS y tiene los siguientes valores
n ln Paredes muy uniformes ceuromento madera
cepillada 0010 100 Paredes linos piedra tallada ladriilos 0013 77 Paredes poso uniformes 0017 58 Paredes rugosas piedras en bruto 0020 50 Paredes de tierra 0025 40 Paredes de grava 0030 33 Paredes irregulares de grava y mal cuidadas 0035 29 Paredes muy irregulares 0040 35
- 1566 shy
Las dJmensiones de los canal83 deben 118nar otras conshydiciones que determinan las foacutermulas anteriores
En primer lugar la tangente trigonomeacutetrica m queda determinada por la naturaleza del terreno Luego si circunsshytancias especiales no exigen la adopcioacuten de una profundishydad conviene dadas 1 y m dar a la seccioacuten la forma que corresponda a la maacutexima descarga por unidad de aacuterea de ella Esta seraacute evidentemente la seccioacuten maacutes econoacuteshymica De la foacutermula (3) Q = S U deducimos que para una superliacutecie dada S la descarga Q es maacutexima con U POI
consiguiente para una pendiente dada y teniendo en cuen shyta la foacutermula (2) U = e VRT con R o tambieacuten pll8sto que R = S P cuando P es miacutenimo
D8 la Hg 14 deducimos que
(5) S h (1 + h m)
(6) P + 2 h m V1 + m~ (6) P = I + 2 hmv 1 + m~
S h ( I + hm) (7) R
P + 2 hm 1 + m~ y por caacutelculo deducimos que P es miacutenimo cuando
h + V I + m~ (8)
2 ro
En este caso los lados B D H F D F son tangentes a Jo circunferencia descrita desde O como centro y con h como radio
Si sustiacutetuIacutemos en (7) 1 por su valor sacado de (8) obshytendremos
2 m h h ( + hm)
+ VI + m (9) R +
2 mh 2h V 1 + m~
+ ml+vl+ m~
- 1567 shy
--- -
1+ iexcl-1 + rn~ ]iexcl 2 = X
rn 4
es decir el radio medio es igual a la mitad de lu profunshydidad del agua
La relacioacuten h 1 que determina la seccioacuten oacuteptima soacuteshylo depeeacutelde para S e 1 dados del valor m El valor de h 1 en (8) permite calcular faacutecilmente h y 1 conociendo S y m Reempazando 1 por su valor en funcioacuten de h en la ecuashyc ioacuten (5) 1endremos
(lO) S =
( h
2 m h
1 + 1 1 + m~ h+-111
)
h~ 2 l 1-+ m~ -----shy 1
m
mS lh
11 J J h = ( 2 V 1 + m - 1 )
Seguacuten esto S2 ve que cuanio maacutes se acerquen los taludes del canal a la vertical mayor es h y por consiguienshyte R Conviene adoptar para R el mayor valor posible pues asiacute no disminuye la anchura del canal de pendiente dada 1 y se aumenta la velocidad media d el agua que es proshyporcional a R
Cuando las circunstancias obligan la adopcioacuten de una profundidad determinada la ecuacioacuten S = h (l + h m) soacutelo contiene la incoacutegnita 1
Empleo de las foacutermulas uso de las tablas ejemplos middotnumeacutericos--Los problsmas que se presentan maacutes frecuenshytemente son
I- Conocida la seccioacuten transversal de un canal y su pendiente calcular su descarga
JI- Conocido el rendimiento del canal y su pendiente
- 1571 shy
calcular las dimensiones que debe tener su seccioacuten transshyversal y la velocidad media del agua
CASO iexcl- Se a plican las siguientes foacutermulas
h (1 + h m) (S) S = h (1 + h m) (7) R
1 + 2 h 1 + m~
m
y lueacutego
(2) U = C m 1)Y2 (1) Q _ S C (R 1) 1j~
La foacutermula (S) ncs do e l aacuterea la (1) el radio medio pues h I Y 111 SO1 conocidos Las foacutermulas (2 y 4) permiten ca lcular U y Q
EJEMPLO Calcular el rendimie llto de un canal de ti eshyITU sabiendo que 1 = lmts h = 121 1 = 00002 y la inclinacioacuten de los taludes es 45
La aplicacioacuten de las foacutermulas (5 y 7) nos da
S = 2867 mts~ y R = 060 mts
El valor de C seguacuten la tabla de Bazin es 325 y seguacuten la de Kutte r 35 Tomamos e l promedio de estos dos valoshyres o sea 3375
Aplicando las foacutermulas (4 y 2) obtendremos
Q = 098 mts y U 037 mts
CASO II- Si existen circunstancias que obliguen a adopshytar una profundidad determinada se aplicaraacuten las foacutermushylas de la seccioacuten maacutes ventajosa es decir las foacutermulas sishyguientes bull
Q~m S (9) h b U~ b - shy~ (1 + m~ )11 ) = 2 R (l) R I
12 - 1) S~
Se principiaraacute por adoptar para b un valor provisional y para escogerlo seguacuten el rendimiento se evaluaraacute el vashylor posible de R y por consiguiente el de C seguacuten la tashybla de Bazin La tabla de los valores de b daraacute un valor que se adoptaraacute provisionalmente Una vez hallado el vashy
- 1572 shy
lar da R se rectificaraacute e l de b Se volveraacute a calcular R y
se continuaraacuten estas aproximaciones hasta que se encuenshytren para C y b valores que no difieran sensiblemente de Jos anteriores La ecuacioacuten (1) contendraacute R elevada a la quinta potencia y deberaacute resolverse por logaritmos
EJEMPLO Un canal debe tener un rendimiento de 2 lIltS de agua por segundo con una pendiente de 00002 por mts Cuaacutel debe ser su perfil transversal en la tierra con taludes inclinados 45
Supongamos R = 1 mt entonces seguacuten la tabla d e Bozin C = 378 y seguacuten lo de Kutte r C = 40 Toma mos 81 pro lllcd io C = 389 Para b obtenemos 000066
In
Lu IOacuteI JI1 U 111 (0) du x
Pero s iendo m 1 sacamos
m 0547
y obte ndremos 4R~ S 4W
0547
Lo foacutermula (1) nos da
R X 00002 000066 4
S~
R S~ 132
y sustituyendo S po~ su valor
16 R
(0547F 132 R 075
Seguacuten las tablas de Bazin y Kutter los valores respecshytivos de C pondiente de b tend
son de b remos
348 es
y 00
37 Adoptamos 0077 Sustituyendo
359 este
el valor nuevo
corresshyvalor
- shy 1573 shy
4 4 R~ 0547 S TI X 00002 000077 (
s~
R = 075
Lo vola re s d~ e y de b no difieren sonsibloTrl ento de los que acabamos de adoptar Tomaremos pues para TI el va le r 076 mis entoncos h = 152
4 (076 )~
S 442 Jll l s ~
0547
Q 2
u 047 mts S 422
La foacutermula (8) permite dete rmina r l
2 m h 2 X 152 126 y e l problema
1 + ( + m~)Y2 1 + (2)1
queda resuelto Pero puede ocurrir que por circunstancias especiales no
se pueda adoptar el perfil maacutes econoacutemico Entonces se coshynoc 3 la profundidad h o la anchura 1 por lo tanto
S = h (1 + h m)
Q2
R 1 b --- en que R estaacute expresado en funcioacuten S2
de h y de I y permitiraacute hallar por tanteo h o I y S Supongamos que por causa de la existencia de un submiddot
suelo rocoso la profundidad del canal no debe exceder de un mI y que la descmga sea de 2 mts pOI segundo y la pendiente 00002
Procederemos asiacute
Puesto que h 9S a lo sumo igual Q 1 mI el radio meshydio puede evaluarse en 050 mts Las tablas dan para e 306 y 34 adoptamos 32 y entonces b = 000098
1574
Q2
De la ecuacioacuten R I b --- deducimos S2
000098 X 4 S~ 392 S 625
050 X 00002
La foacutermula S = h (l + h m) da 525
La foacutermula (6) nos da P = 807
s 625 R 077 mts
P 807
Se partiraacute de este nuevo valor de R para repetir los caacutelculos
Las tablas dan para R = 077 mts C = 35 y 37 Adoptamos C = 36 entonces b = 000077
Tenemos
000077 X 4 S 40 S 632 1 532
077 X 00002
P 814 Y R = 077
Adoptaremos para el perfil de este canal de 2 mts de descarga por segundo
1 = 532 h = 1 mI R = 077
La velocidad media del agua seraacute
u = Q S = 2 632 = 031 mts
CAPITULO VII
Sistemas de rieqo
Hay muchos procedimientos de riego seguacuten la naturashyleza del terreno su pendiente los cultivos o la cantidad de agua de que se dispone
- 1575 shy
A continuacioacuten describiremos los siguientes sistemas Por sumersioacuten por filtracioacuten por desbordamiento
El riego por sumersioacuten se dIvide en tres meacutetodos el ri ego por filtracioacuten en dos y el por desbordamiento tambieacuten en dos De todos eros hablaremos separadamente
Riego por sumersioacuten
El sistema d3 riego por sumersioacuten llamado tambieacuten en manta consiste en cubrir el suelo con una capa de agua que permanece sobre eacutel un tiempo maacutes o menos largo
Generalmente requiere que el terreno sea sensiblemenshyte horizontal de pendiente suave 2 0 00 a lo sumo y que no sea impermeable La superficie regable se rodea de peshyquentildeos diques Si la pendiente fuese fuerte habriacutean de ser a l tos y emplear maacutes agua con lo que se perderiacutea la prinshycipal ventaja de este sistema que es su sencillez y ecoshyncmiacutea
Este procedimiento es uno de los mejores para el rieshygo de praderas cuya pendiente sea de 1-15 mmts por metro Comprende tres meacutetodos distintos
IO-La sumersioacuten naturcl que resulta del desbordashymiento espontaacuteneo de una corriente de agua o de la inunshydacioacuten artificial proveniente del levantamiento de las aguas
29- La sumersioacuten artificial 5encilla en que las aguas permanecen estanadas mientras dura el riego
3y- La sumersioacutell atificial con cJrculacioacuten continuiexcl en que el agua ircula suavemente por la superficie del terreno sumergido
Cuando se riaga con aguas que acarrean limos y areshynas estos materiales generalmente corgados de materias fertili~antes se depositan sobre el suelo Entonces el riego por sumersioacuten va acompantildeado del erdorquinamiento
Sumersioacuten natural- Muchos terrenos estaacuten expuestos a las crecidas de las corrientes de agua que los atraviesan Esta sumersioacuten natural es fuente de grandes riquezas Tashyles s)n Egipto y las pompos de la imeacuterica del Sur En Francia grandes extensiones de ter reno deben su fertilidad a riegos perioacutedicos de esto naturaleza
Las condiciones esenciales de estos sumersiones natushy
1576 shy
rales son pendientes longitudinales muy suaves (040- 045
mts por kmt como promedio) y pendientes transversales
bastante aceurontuadus para que las aguas de las crecidas
vuelvan faacutecilmente a su cauce primitivo
Sumersioacuten artificial sencilla- Exige un suelo de poca
pendiente que no exceda de 2 0 00 a menos de restringir
mucho ia extensioacuten dE las parcelas sumergidas
Si la pendiente fuese fuerte no se depositariacutean los seshy
dimentos perdiendo asiacute este meacutetodo su principal ventaja
Ademaacutes se correriacutea el riesgo de que las aguas arrastraran
la tierra vegetal Finalmente seriacutea necesario que las cuenshycas sumergidas estuvieran rodeadas de diques muy altos
lo que hariacutea perder las ventajas econoacutemicas de este sisshy
tema
Consiste en sumergir el suelo bajo una capa de detershy
minado espesor durante un periacuteodo de tiempo variable
El terreno se divide en compartimientos regulares roshy
deados dE pequentildeos diques que retienen el agua
Generalmente las aguas despueacutes de regar un comparshy
timiento superior pasan a regar uno inferior
Los compartimientos tienen extensioacuten variable En geneshy
ral no exceden de 10-30 aacutereas Se les puede dar una anshychura de 50 mts y una longitud variable seguacuten la pendienshy
te del terreno Los diques que los rodean exceden en todas
partes a 25 ctms al nivel del agua
La altura media del agua sobre la superficie del sueshy
lo es de 15 ctms En el punto maacutes alto del nivel del agua
25 ctms
En el centro de cada compartimiento y en sentido de su longitud se abre una atarjea g (lig 15) que sirve a la
vez de conduccioacuten y desecamiento
A este objeto puede ir acompantildeado de pequentildeas a tarshy
jeas h En el origen y en la extremidad de cada compartishy
miento la atarjea g lleva una en trada de madera con comshy
puerta para retener el agua o dejarla pasar
La atarjea g debe tener una pendiente aproximada de
0001 mts mL La anchura en el fondo y su profundidad
dependen de la superficie del compartimiento y de la cantishydad de agua que conduciraacute
--1577-shy
La fig 15 denota la subdivisioacuten del terreno en cuatro recipientes que forman otros tantos saetines cuya longitud depende de la pendiente del terreno
Es preciso que el nivel del agua en el segundo comparshytimiento sea inferigtr de 1- 2 ctms al fondo de la atariea g del primero Asiacute se logra que el agua pase del primero al SEgundo compartimiento
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Hiego por ~lIhm(~r~ ioacuten Planta ltle unn in~tala(- i(ln de cuatro C(Jlllparlimi-(-middotnto~
Ventajas e inconvenientes de este sistema- Permite reshygar superficies de poca pendiente con ca1tidades de agua demasiado pequentildeas para utiliza ras de otro modo Transshyforma en tierras feacutertiles suelos mediocres siempre que no sean impermeables y que las aguas contengan limos carshygados de principios nutritivos Su instalacioacuten y vigilancia son sencillas y baratas
En suelos impermeables da malos resultados Rara vez se puede aplicar en el momento de la vegetacioacuten y mientras dura impide la aireacioacuten del suelo
- - 1578 - shy
El riego por sumersioacuten se emplea principalmpnte en el cultivo del arroz
Riego de los arrozales- EI arrozal ha de estar compleshytamente cubierto por el agua pero sin quedar estancada sino circulando con muy poca velocidad Sin agua no gershyminariacutea la semilla y en cambio si quedara estancada enshyfermaria 0 planta y podriacutea ser causa de una epidemia pashyluacutedica en la regioacuten
El terreno destinado al cultivo del arroz ha de ser enshyteramente llano y con la pendiente necesaria para la lenshyta circulacioacuten del agua El campo se divide en parcelas delimitadas por pequentildeos diques de tierra
Unas como B (Fig 16) estaacuten trazadas longitudinalmenshyte en el sentido de las labores y del movimiento del agua al paso que otras la sentildealadas con la letra e van en dishyreccioacuten perpendicular a las primeras
Una vez construIacutedos los diques se da el agua a las parce las D y J de modo que la capa liacutequida tenga unos 12 ctms de espesor Hecho 6stO se practican en el dique inmediatamente infel ior unas abe rturas E de 20- 30 ctms
de ancho por donde flushyye el agua a las parceshylas inferiores Asiacute se conshytinuacutea hasta regar todo el arrozal El agua se reshycoge en la atariea d e desaguumle A
El consumo de a g ua se calcula en 24 Its por segundo y por hec taacuterea
Sumersioacuten artificial con derrame continuo--Cuanshydo se dispone de gran can tidad de agua la cirshyculacioacuten puede ser conshytinua sin alterar las disshyposiciones precedentegt
El agua de riego desshypueacutes de alcanzar el nishy
ni~po s i c i(lfl dI un arrozal divirl gtln ( 1
lahla~ n -lIadriluacutel erus L ri ego
- - 1579-shy
vel normal en el compartimiento regado pasa lentamente al inferior y se reemplaza con nueva agua Este procedishymiento priva menos del aire a las plantas que e l estallCU miento permanente
El movimiento d8 las aguas se regula dE-~ tal manera que la can tidad siexclJida por la parte inferior sea igual a Jo que Gntra por la superior De 83t8 modo se llega raacutepidashymente a resultados excelentes
Conviene enviar agua nueva o los compartimientos inshyferiores disponiendo alrededor del cqmpo un canal de cirshycunvalacioacuten El agua debe vaciar por encima de las comshypuertas a fin ds qU8 no arrastre los sedimentos En general los compartimientos tienen dimensiones mayores que los de sumersioacuten sencilla Si la pendiente es muy fuerte conviene disponer oblicuamente diques interiores que impidan la erosioacuten del suelo Los diques que bordean las parcelas tieshynen aproximadaments 150 mts de ancho en la corona y un nivel de 30- 40 ctms sobre el de las aguas
Rieqo por filtracioacuten
Este sistema comprende dos subdivisiones
19 Por filtracioacuten del aqua en el suelo por atarieas proshyfundas- Es un procsdimiento muy imperfecto desde el punshyto de vista d3 los resultados pero muy sencillo y econoacuteshymico Em p lea las zanjas excavadas en los terrenos para sanearlos
Esencialmente consiste en cerrar las compuertas que regulan los diferentes canales de desecamiento El agua de lluvia etc fluye asiacute poco a poco pgtr estos canales y si el suelo es permeable lo humedece al atravesar las pareshydes laterales de e llos pudiendo llegar por capilaridad hasshyta las raiacuteces
Este procedimiento soacutelo es practicable cuando el terreshyno es bastante permeable y de poca pendiente En suelos poco permeabls los resulta dos no son satisfactorios el agua fluye bien por los cana ~ es pero no logra humedecer la tierra
La lig 17 muestra la disposicioacuten de los canales a a b b y Ja de la compuerta d que cuando estaacute cerrada deshy
- 1580
termina el retroceso del agua que se va elevando en los canales y penetra en el suelo Abriendo jo compuerta se inicia la salida del agua y consecuentemente el desecashymien~o del terreno
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F~( 11 J)i sposieiHl para htlnHd e(~e r IIn 1IITfJ1U drenadu al ail
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29 Filtracioacuten del agua por atarieas abiertas superficiales - middot-Este meacutetodo se aplica sobre todo a Jos tierras labradas y
entre otros a 103 cultivos hortiacutec81as Difiere esencialmente del anterior en que las atarieas estaacuten mucho maacutes proacutexishymas en que son superficiales y el agua penetra en el sueshylo y en el subsuelo p8r las paredes y por el fondo
El agua circula por atarieas paralelas que limitan las parcelas de los cultives No debe tocar ni las hoias ni los tedios Por esta razoacuten se emplea e l agua de cloacas para los cultivos hortelanos Como no se ponen en contacto con as hoias ni con los tallos no pueden contaminar esta parshyte comestible de los vegatales Sin embargo uacuteltimamente se ha dicho que las aguas de cloacas contaminan las parshytes aeacutereas de las hortalizas con geacutermenes nocivos y se ha prohibido su empleo para el cultivo de las hortalizas que se toman sin coccioacuten
Este meacutetodo es tanto maacutes eficaz cuanto maacutes proacuteximas
1581 shy
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ni ego por 5-lIrc()~ Di ~pn ~ iciiexclm de la~ atalj pa~
esteacuten las zanias que se trazan con el arado y estaacuten seshy
paradas unos 060- 080 mts La lig 18 indico la disposicioacuten del suelo La liacutenea a b
representa el canal de conduccioacuten a c el canal de riego del campo d designan los surcos que no terminan en el canal a c La limpieza que necesita el funcionamiento del sistema deteriora pronto este canal Debe construiacuterse una atari ea auxiliar e f comunicada con el canal a c por meshy
_-1582 - shy
dio de pequentildeos cortes g Este canal auxiliar se abre con el arado y se termina cuidadosamente con la pala Es anshycho y tiene una profundidad de unos la ctms
Riego por desbordamiento
Puede efectuarse de las maneras siguientes con reshygueras de nivel y planos inclinados que describiremos sucesivamente
A shy Por regueras de nivel Fundamentoshy EI terreno a regar estaacute surcado por regueras horizontales de desbordashymiento en que el agua rebosa el borde inferior y se exshytiende en forma de laacutemina continua
Pendiente del terrenoshy No debe ser excesivamente peshyquentildea pues entonces la circulacioacuten de la laacutemina de agua se efectuariacutea defectuosamente se admite como necesaria una pendiente de 3 Si 0 pendiente fuere excesiva en vez de una laacutemina continua se formariacutea una serie de arroshyyos que socavariacutean el terreno este peligro debe evitarse haciendo las regueras suficientemente proacuteximas
Descripcioacuten y funcionatnientoshy Las regueras de reparshyticioacuten se trazan en la direccioacuten aproximada de las liacuteneas de maacutexima pendiente fig 19 Si se interrumpe una regueshyra de distribucioacuten remansando el agua eacutesta entraraacute en la reguera de nivel inmediata anterior la cual se llenaraacute y desbordaraacute invadiendo el terreno el exceso se recogeraacute en el colector inmediato inferior el cual lo transportaraacute al canal de desaguumle
b middotmiddot l~vcro diexclhi Clon
rig 9
Alimentacioacuten de regueras sucesivas por una misma tomashy En vez de recoger las aguas sobrantes de una reshyguera directamente en un colector se recogen en otra reshyguera la cual una vez desbordada las deja pasar a otra y asiacute a varias no pasando de 4 oacute 5 seguacuten el caudal de
-1583 -
agua de que se disponga Parece que asiacute pudiera hacerse extensivo a todo el campo con una sola toma superior en la reguera de reparticioacuten pero no debe olvidarse que el agua que llegase a las regueras inferiores estariacutea escasa en oxiacutegeno y principios fertilizantes Esta es la razoacuten de las tomas sucesivas
Perfil longitudinal de las reguerasshy En la praacutectica no
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Uig 19) Riego por curvas de nivel
debe d6rseles una pendiente superior al 0003 intercalando cascadas si fuere preciso esto se refiere a las regueras de reparticioacuten Las regueras de distribucioacuten deben ser perfecshytamente horizontales
Seccioacuten transversal de las reguerasshy Las regueras de nivel deben ser poco proundas a fin de disminuiacuter la preshysioacuten del agua y por tanto su infiltracioacuten Es aconsejable
- 1584 -
UllO anchura de 20 ctms con una profundidad no mayor
de S clms Las acequias y regueras d e reparticioacuten se calcushy
bn seguacuten las foacutermulas hidraacuteulicas
B shy Por planos inclinadosshy Son tales les ven tajas del
riego por regueras de n ivel que se procura em plear un
sistema anaacutelogo aunque el terreno no tengo lo pendiente
necesaria
Principio--Si lo pendiente es inferior al 003 se terramiddot
1 I
Cor~e por A B F iJ20
I I
I
J
Ri eacuteo t por p la n o~ in(linado pUl dobl e ari5la
plena formando un escolonado d e planos inclinados que
permito el riego por reguera~ de nivel
Descripcioacutenshy la reguera de reparticioacuten se coloca a una
altura conveniente para que el agua pueda en trar a las
regueras de nivel practicadas en la parte superior de los
planos en forma que llena de agua se vierta por ellos
recogiendo el exceso en colectores lig 20 El agua sobranshy
te puede ser muy abundante en tal caso el colector al ishy
- 185 shy
menta a su vez o tra serie de planos actuando a mane ra de reguera de reparticioacuten
Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
Planos inclinados naturales- Supongamos fig 21 un terreno de pequentildea pendiente S8 construye en terrapleacuten una reguera de d istribucioacuten con los produc tos de la excavacioacuten del colector inmediato E primer antildeo el riego seraacute defectuoshyso pero en los antildeos sucesivos mejoraraacuten los terraplenes y planos incl inados merced a la aportacioacuten del limo por las mismas aguas
0(oacute v lt
o
ltiexcl - =-=~ ~ ~ ~-= -=--=--=-shy~ ~ Fig21
Planos inclinados artificiales-Consisten en cons truiacuterlos directamen te con tierra sacada del terreno m ismo lo cual exige terraplenes y movimientos importantes de tierra (fig 22)
TfrImiddotO)COfi
~S~iacutelllflmiddot ~~f~~
Tts 22
Datos para la formacioacuten de un proyecto de riego por planos inclinados- Se atenderaacute en primer lugar a que las acequias y regueras de reparticioacuten sean capaces de sumishynistrar el agua necesaria y los colectores de desaguar los sobran tes Las regueras de distribucioacuten seguiraacuten sensibleshymente las curvas de nivel a fin de q ue los planos incl inashydos conserven una longitud constante y que las regueras de dis tribucioacuten sigan la direccioacuten de la pendiente del terreshyno La anchura de Jos escalones no seraacute excesiva a fin de evitar los grandes movimientos de tierra En general tienen 4 oacute 5 mts y si el terreno tiene fuerte pendiente lleshygan a tener 10 Oacute 12 mts La pendiente de los planos inclishynados seraacute de 003 como miacutenimum
te disminuye por la raduccioacuten de seccJOn la superficie de contacto y por consiguiente la filtracioacuten Ademaacutes la veloshycidad del agua no debe pasar de determinados valores seguacuten el terreno pues produciriacutea erosiones en las paredes
Velocidades de las que no conviene exceder en los diferentes terrenos
Velocidad limite Pendlent
por segundo por kmt
Arcillas blandas 0152 mts 0045 mts
Arenas 0305 0136
Gravas 0609 0433
Guijarros 0914 0570
Piedras en grandes fragmentos 1220 1509
Guijarros aglomerados 1520 211 S
Rocas blandas 1830 2786
Rocas duras 3050 7342
Tambieacuten existe un liacutemite inferior de velocidad que no se debe traspasar pues se forman depoacutesitos que destruyen
los cauces Los depoacutesitos principian a formarse por debajo de una
velocidad media de 025 mts por segundo en corrientes de agua fangosa 030 cargada de
arena fina 050 mts por segundo en corrientes de agua cargada de
arena gruesa Por consiguiente la velocidad no bajaraacute de 050-080
mts en el canal principal a fin de que no se deposite la arena gruesa
No deberaacute ser inferior a 025- 040 mts en los canashyles de distribucioacuten para que en ellos se deposite la areshyna gruesa que si llegara a las atarieas de riego podriacutea ser perjudicial Como estos canales no se usan continuashymente seraacute faacutecil quitar los depoacutesitos asiacute formados
Canal de conduccioacuten- La pendiente de eacuteste depende
- 1563 shy
oel nivel de la presa de agua y de la altura de la parte maacutes alta que deba regarse
Generalmente su pendiente variacutea de 00007-00014 mts por m La velocidad no excede de 080 mts por segundo La seccioacuten es trapezoidal y debe ir disminuyendo a medishyda que el canal avanza como que tiene que servir a meshynor extensioacuten
Este canal debe estar dispuesto de tal forma que en su punto de unioacuten con el riacuteo quede su nivel maacutes baio que el quicio de la presa a fin de poder instalar un aparato de afor Siempre debe estar provisto de una compuerta de modo que sea faacutecil impedir o regular la entrada dol agua para poder efectuar reparaciones o prevenir una crecida de la corrien te alimentadora
A fin de evitar la erosioacuten conviene lapizar con ceacutesped las paredes laterales y el fondo
Atarieas de distribucioacuten- Deriacutevanse del canal de conshyduccioacuten y llevan el agua a las atarieas de riego Son casi horizontales con pendientes de 0001-0015 mts por m La velocidad del agua no debe ser inferior a 025-040 mts
Se ponen en comunicacioacuten con las atarieas de riego por medio de un tubo de aiiacuteareriacutea o de una caia rectangushylar de madera Esta abertura debe poderse cerrar con una compuerta
Atarieas de riego- E1 general deben ser tan poco proshyfundas como sea posible Con frecuencia se les da un pershyiexcljI rectangular En la unioacuten con las atcrieas de distribucioacuten pueden tener de 30- 35 clms de anche para lueacutego ir disshymi1uye1do
El fondo e3 generalmente horizontal y sus bordes esshytaacuten ligeramente inclinados seguacuten lo direccioacuten de la corrienshyte y se aproximan a medida quo se aleian de las atarieas de distribucioacuten
Atarieas de desaguumle--Las atarieas de desaguumle recogen las agu)s despueacutes de regar y la3 llevan a los canales de evacuacioacuten Son doblemente uacutetiles pues secan el suelo y
permiten volver a usar las aguas para el riego de nuevas extensiones
- 1564shy
Los bordes estaacuten cortados verticalmente Su anchura ordinariamente es de O l5- --030 mts
Canales de evacuacioacuten- El ca nal de evacuacioacuten recishybe el agua de los desaguumles y la conduce al riacuteo o a regar otras tierras Debe ocupa r lo parte maacutes baja del terreno Debe tener una seccioacuten suficiente para el agua que recibe Tiene forma trapezoida Sus paredes deben protegerse conshytra el desgaste por medio de ceacutesped
Caacutelculo de las dimensiones de los canales y de las atarjeas principales- Hemos dicho que la seccioacuten de los canales y atarjeas principales es trapezoidal La seCClOn de las secundarias es triangular o rectangular Generalmenshyte no S9 ca~culan Es necesario determinar lo maacutes exactashymente posible las dimen5iones de los canales y atorjeas principales Las foacutermulas emp16cdas dan resultados aproxishymados que la experiencia modifica A continuacioacuten damos las foacutermulas de Darcy perfecc ionadas por M Bazin
ConsideremQs la seccioacuten re presentada en la fig 13 Y llamemos
1 D F = longitud del fondo
h O E = la altura
S aacuterea de la seccioacuten
U velocidad mediacutea del agua velocidad media en la superficie X 080
Q = descarga
I = la pendi2nte
P periacutemetro moiado
R = radio medio
Estas cantidades estaacuten relacionadas de la siguiente mashynera
(1) R I = b U~ oacute U = C RT(2)
(3) Q = S U Oacute Q = S C rRI (4)
C = 1 b es un coeficiente que depende de la rugoshysidad de las paredes del canal M Bazin ha expresado su valor asiacute
1565 - shy
87
C = 1 Vb = - ---- + tiacute
VR ltiacute tiene los siguientes valores
Paredes muy lisas (cemento madera lisa) tiacute = 006 Paredes lisas (taba ladrillo) tiacute = 016
poco lisas de mamposteriacutea tiacute = 046 de naturaleza mixta Ciacute = 085
Canales de tierra en condicion3s ordinarias tiacute 130 Canales de tierra con resistencia excepcional tiacute = 175
Maacutes adelante daremos los valores del coeficiente C en funcioacuten del radio R y los valores del coeficiente o de la loacutermua (l) corre3pondientes a los valores dAl coeficiente
C = 1 vT-
Ganguillet y Kulter adoptan tambieacuten la foacutermula
u C RTpero daacutendole a C el siguiente valor
O 00155
23 + + n
C 000155
1+ 23 + --- n
( ) V R
El nuacutemero n variacutea con la naturaleza de las paredAS y tiene los siguientes valores
n ln Paredes muy uniformes ceuromento madera
cepillada 0010 100 Paredes linos piedra tallada ladriilos 0013 77 Paredes poso uniformes 0017 58 Paredes rugosas piedras en bruto 0020 50 Paredes de tierra 0025 40 Paredes de grava 0030 33 Paredes irregulares de grava y mal cuidadas 0035 29 Paredes muy irregulares 0040 35
- 1566 shy
Las dJmensiones de los canal83 deben 118nar otras conshydiciones que determinan las foacutermulas anteriores
En primer lugar la tangente trigonomeacutetrica m queda determinada por la naturaleza del terreno Luego si circunsshytancias especiales no exigen la adopcioacuten de una profundishydad conviene dadas 1 y m dar a la seccioacuten la forma que corresponda a la maacutexima descarga por unidad de aacuterea de ella Esta seraacute evidentemente la seccioacuten maacutes econoacuteshymica De la foacutermula (3) Q = S U deducimos que para una superliacutecie dada S la descarga Q es maacutexima con U POI
consiguiente para una pendiente dada y teniendo en cuen shyta la foacutermula (2) U = e VRT con R o tambieacuten pll8sto que R = S P cuando P es miacutenimo
D8 la Hg 14 deducimos que
(5) S h (1 + h m)
(6) P + 2 h m V1 + m~ (6) P = I + 2 hmv 1 + m~
S h ( I + hm) (7) R
P + 2 hm 1 + m~ y por caacutelculo deducimos que P es miacutenimo cuando
h + V I + m~ (8)
2 ro
En este caso los lados B D H F D F son tangentes a Jo circunferencia descrita desde O como centro y con h como radio
Si sustiacutetuIacutemos en (7) 1 por su valor sacado de (8) obshytendremos
2 m h h ( + hm)
+ VI + m (9) R +
2 mh 2h V 1 + m~
+ ml+vl+ m~
- 1567 shy
--- -
1+ iexcl-1 + rn~ ]iexcl 2 = X
rn 4
es decir el radio medio es igual a la mitad de lu profunshydidad del agua
La relacioacuten h 1 que determina la seccioacuten oacuteptima soacuteshylo depeeacutelde para S e 1 dados del valor m El valor de h 1 en (8) permite calcular faacutecilmente h y 1 conociendo S y m Reempazando 1 por su valor en funcioacuten de h en la ecuashyc ioacuten (5) 1endremos
(lO) S =
( h
2 m h
1 + 1 1 + m~ h+-111
)
h~ 2 l 1-+ m~ -----shy 1
m
mS lh
11 J J h = ( 2 V 1 + m - 1 )
Seguacuten esto S2 ve que cuanio maacutes se acerquen los taludes del canal a la vertical mayor es h y por consiguienshyte R Conviene adoptar para R el mayor valor posible pues asiacute no disminuye la anchura del canal de pendiente dada 1 y se aumenta la velocidad media d el agua que es proshyporcional a R
Cuando las circunstancias obligan la adopcioacuten de una profundidad determinada la ecuacioacuten S = h (l + h m) soacutelo contiene la incoacutegnita 1
Empleo de las foacutermulas uso de las tablas ejemplos middotnumeacutericos--Los problsmas que se presentan maacutes frecuenshytemente son
I- Conocida la seccioacuten transversal de un canal y su pendiente calcular su descarga
JI- Conocido el rendimiento del canal y su pendiente
- 1571 shy
calcular las dimensiones que debe tener su seccioacuten transshyversal y la velocidad media del agua
CASO iexcl- Se a plican las siguientes foacutermulas
h (1 + h m) (S) S = h (1 + h m) (7) R
1 + 2 h 1 + m~
m
y lueacutego
(2) U = C m 1)Y2 (1) Q _ S C (R 1) 1j~
La foacutermula (S) ncs do e l aacuterea la (1) el radio medio pues h I Y 111 SO1 conocidos Las foacutermulas (2 y 4) permiten ca lcular U y Q
EJEMPLO Calcular el rendimie llto de un canal de ti eshyITU sabiendo que 1 = lmts h = 121 1 = 00002 y la inclinacioacuten de los taludes es 45
La aplicacioacuten de las foacutermulas (5 y 7) nos da
S = 2867 mts~ y R = 060 mts
El valor de C seguacuten la tabla de Bazin es 325 y seguacuten la de Kutte r 35 Tomamos e l promedio de estos dos valoshyres o sea 3375
Aplicando las foacutermulas (4 y 2) obtendremos
Q = 098 mts y U 037 mts
CASO II- Si existen circunstancias que obliguen a adopshytar una profundidad determinada se aplicaraacuten las foacutermushylas de la seccioacuten maacutes ventajosa es decir las foacutermulas sishyguientes bull
Q~m S (9) h b U~ b - shy~ (1 + m~ )11 ) = 2 R (l) R I
12 - 1) S~
Se principiaraacute por adoptar para b un valor provisional y para escogerlo seguacuten el rendimiento se evaluaraacute el vashylor posible de R y por consiguiente el de C seguacuten la tashybla de Bazin La tabla de los valores de b daraacute un valor que se adoptaraacute provisionalmente Una vez hallado el vashy
- 1572 shy
lar da R se rectificaraacute e l de b Se volveraacute a calcular R y
se continuaraacuten estas aproximaciones hasta que se encuenshytren para C y b valores que no difieran sensiblemente de Jos anteriores La ecuacioacuten (1) contendraacute R elevada a la quinta potencia y deberaacute resolverse por logaritmos
EJEMPLO Un canal debe tener un rendimiento de 2 lIltS de agua por segundo con una pendiente de 00002 por mts Cuaacutel debe ser su perfil transversal en la tierra con taludes inclinados 45
Supongamos R = 1 mt entonces seguacuten la tabla d e Bozin C = 378 y seguacuten lo de Kutte r C = 40 Toma mos 81 pro lllcd io C = 389 Para b obtenemos 000066
In
Lu IOacuteI JI1 U 111 (0) du x
Pero s iendo m 1 sacamos
m 0547
y obte ndremos 4R~ S 4W
0547
Lo foacutermula (1) nos da
R X 00002 000066 4
S~
R S~ 132
y sustituyendo S po~ su valor
16 R
(0547F 132 R 075
Seguacuten las tablas de Bazin y Kutter los valores respecshytivos de C pondiente de b tend
son de b remos
348 es
y 00
37 Adoptamos 0077 Sustituyendo
359 este
el valor nuevo
corresshyvalor
- shy 1573 shy
4 4 R~ 0547 S TI X 00002 000077 (
s~
R = 075
Lo vola re s d~ e y de b no difieren sonsibloTrl ento de los que acabamos de adoptar Tomaremos pues para TI el va le r 076 mis entoncos h = 152
4 (076 )~
S 442 Jll l s ~
0547
Q 2
u 047 mts S 422
La foacutermula (8) permite dete rmina r l
2 m h 2 X 152 126 y e l problema
1 + ( + m~)Y2 1 + (2)1
queda resuelto Pero puede ocurrir que por circunstancias especiales no
se pueda adoptar el perfil maacutes econoacutemico Entonces se coshynoc 3 la profundidad h o la anchura 1 por lo tanto
S = h (1 + h m)
Q2
R 1 b --- en que R estaacute expresado en funcioacuten S2
de h y de I y permitiraacute hallar por tanteo h o I y S Supongamos que por causa de la existencia de un submiddot
suelo rocoso la profundidad del canal no debe exceder de un mI y que la descmga sea de 2 mts pOI segundo y la pendiente 00002
Procederemos asiacute
Puesto que h 9S a lo sumo igual Q 1 mI el radio meshydio puede evaluarse en 050 mts Las tablas dan para e 306 y 34 adoptamos 32 y entonces b = 000098
1574
Q2
De la ecuacioacuten R I b --- deducimos S2
000098 X 4 S~ 392 S 625
050 X 00002
La foacutermula S = h (l + h m) da 525
La foacutermula (6) nos da P = 807
s 625 R 077 mts
P 807
Se partiraacute de este nuevo valor de R para repetir los caacutelculos
Las tablas dan para R = 077 mts C = 35 y 37 Adoptamos C = 36 entonces b = 000077
Tenemos
000077 X 4 S 40 S 632 1 532
077 X 00002
P 814 Y R = 077
Adoptaremos para el perfil de este canal de 2 mts de descarga por segundo
1 = 532 h = 1 mI R = 077
La velocidad media del agua seraacute
u = Q S = 2 632 = 031 mts
CAPITULO VII
Sistemas de rieqo
Hay muchos procedimientos de riego seguacuten la naturashyleza del terreno su pendiente los cultivos o la cantidad de agua de que se dispone
- 1575 shy
A continuacioacuten describiremos los siguientes sistemas Por sumersioacuten por filtracioacuten por desbordamiento
El riego por sumersioacuten se dIvide en tres meacutetodos el ri ego por filtracioacuten en dos y el por desbordamiento tambieacuten en dos De todos eros hablaremos separadamente
Riego por sumersioacuten
El sistema d3 riego por sumersioacuten llamado tambieacuten en manta consiste en cubrir el suelo con una capa de agua que permanece sobre eacutel un tiempo maacutes o menos largo
Generalmente requiere que el terreno sea sensiblemenshyte horizontal de pendiente suave 2 0 00 a lo sumo y que no sea impermeable La superficie regable se rodea de peshyquentildeos diques Si la pendiente fuese fuerte habriacutean de ser a l tos y emplear maacutes agua con lo que se perderiacutea la prinshycipal ventaja de este sistema que es su sencillez y ecoshyncmiacutea
Este procedimiento es uno de los mejores para el rieshygo de praderas cuya pendiente sea de 1-15 mmts por metro Comprende tres meacutetodos distintos
IO-La sumersioacuten naturcl que resulta del desbordashymiento espontaacuteneo de una corriente de agua o de la inunshydacioacuten artificial proveniente del levantamiento de las aguas
29- La sumersioacuten artificial 5encilla en que las aguas permanecen estanadas mientras dura el riego
3y- La sumersioacutell atificial con cJrculacioacuten continuiexcl en que el agua ircula suavemente por la superficie del terreno sumergido
Cuando se riaga con aguas que acarrean limos y areshynas estos materiales generalmente corgados de materias fertili~antes se depositan sobre el suelo Entonces el riego por sumersioacuten va acompantildeado del erdorquinamiento
Sumersioacuten natural- Muchos terrenos estaacuten expuestos a las crecidas de las corrientes de agua que los atraviesan Esta sumersioacuten natural es fuente de grandes riquezas Tashyles s)n Egipto y las pompos de la imeacuterica del Sur En Francia grandes extensiones de ter reno deben su fertilidad a riegos perioacutedicos de esto naturaleza
Las condiciones esenciales de estos sumersiones natushy
1576 shy
rales son pendientes longitudinales muy suaves (040- 045
mts por kmt como promedio) y pendientes transversales
bastante aceurontuadus para que las aguas de las crecidas
vuelvan faacutecilmente a su cauce primitivo
Sumersioacuten artificial sencilla- Exige un suelo de poca
pendiente que no exceda de 2 0 00 a menos de restringir
mucho ia extensioacuten dE las parcelas sumergidas
Si la pendiente fuese fuerte no se depositariacutean los seshy
dimentos perdiendo asiacute este meacutetodo su principal ventaja
Ademaacutes se correriacutea el riesgo de que las aguas arrastraran
la tierra vegetal Finalmente seriacutea necesario que las cuenshycas sumergidas estuvieran rodeadas de diques muy altos
lo que hariacutea perder las ventajas econoacutemicas de este sisshy
tema
Consiste en sumergir el suelo bajo una capa de detershy
minado espesor durante un periacuteodo de tiempo variable
El terreno se divide en compartimientos regulares roshy
deados dE pequentildeos diques que retienen el agua
Generalmente las aguas despueacutes de regar un comparshy
timiento superior pasan a regar uno inferior
Los compartimientos tienen extensioacuten variable En geneshy
ral no exceden de 10-30 aacutereas Se les puede dar una anshychura de 50 mts y una longitud variable seguacuten la pendienshy
te del terreno Los diques que los rodean exceden en todas
partes a 25 ctms al nivel del agua
La altura media del agua sobre la superficie del sueshy
lo es de 15 ctms En el punto maacutes alto del nivel del agua
25 ctms
En el centro de cada compartimiento y en sentido de su longitud se abre una atarjea g (lig 15) que sirve a la
vez de conduccioacuten y desecamiento
A este objeto puede ir acompantildeado de pequentildeas a tarshy
jeas h En el origen y en la extremidad de cada compartishy
miento la atarjea g lleva una en trada de madera con comshy
puerta para retener el agua o dejarla pasar
La atarjea g debe tener una pendiente aproximada de
0001 mts mL La anchura en el fondo y su profundidad
dependen de la superficie del compartimiento y de la cantishydad de agua que conduciraacute
--1577-shy
La fig 15 denota la subdivisioacuten del terreno en cuatro recipientes que forman otros tantos saetines cuya longitud depende de la pendiente del terreno
Es preciso que el nivel del agua en el segundo comparshytimiento sea inferigtr de 1- 2 ctms al fondo de la atariea g del primero Asiacute se logra que el agua pase del primero al SEgundo compartimiento
ruIiexclrrmIlfjfffj7[J[l]Jf]ffI
JCshy I
TIi~~t==J ~
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Hiego por ~lIhm(~r~ ioacuten Planta ltle unn in~tala(- i(ln de cuatro C(Jlllparlimi-(-middotnto~
Ventajas e inconvenientes de este sistema- Permite reshygar superficies de poca pendiente con ca1tidades de agua demasiado pequentildeas para utiliza ras de otro modo Transshyforma en tierras feacutertiles suelos mediocres siempre que no sean impermeables y que las aguas contengan limos carshygados de principios nutritivos Su instalacioacuten y vigilancia son sencillas y baratas
En suelos impermeables da malos resultados Rara vez se puede aplicar en el momento de la vegetacioacuten y mientras dura impide la aireacioacuten del suelo
- - 1578 - shy
El riego por sumersioacuten se emplea principalmpnte en el cultivo del arroz
Riego de los arrozales- EI arrozal ha de estar compleshytamente cubierto por el agua pero sin quedar estancada sino circulando con muy poca velocidad Sin agua no gershyminariacutea la semilla y en cambio si quedara estancada enshyfermaria 0 planta y podriacutea ser causa de una epidemia pashyluacutedica en la regioacuten
El terreno destinado al cultivo del arroz ha de ser enshyteramente llano y con la pendiente necesaria para la lenshyta circulacioacuten del agua El campo se divide en parcelas delimitadas por pequentildeos diques de tierra
Unas como B (Fig 16) estaacuten trazadas longitudinalmenshyte en el sentido de las labores y del movimiento del agua al paso que otras la sentildealadas con la letra e van en dishyreccioacuten perpendicular a las primeras
Una vez construIacutedos los diques se da el agua a las parce las D y J de modo que la capa liacutequida tenga unos 12 ctms de espesor Hecho 6stO se practican en el dique inmediatamente infel ior unas abe rturas E de 20- 30 ctms
de ancho por donde flushyye el agua a las parceshylas inferiores Asiacute se conshytinuacutea hasta regar todo el arrozal El agua se reshycoge en la atariea d e desaguumle A
El consumo de a g ua se calcula en 24 Its por segundo y por hec taacuterea
Sumersioacuten artificial con derrame continuo--Cuanshydo se dispone de gran can tidad de agua la cirshyculacioacuten puede ser conshytinua sin alterar las disshyposiciones precedentegt
El agua de riego desshypueacutes de alcanzar el nishy
ni~po s i c i(lfl dI un arrozal divirl gtln ( 1
lahla~ n -lIadriluacutel erus L ri ego
- - 1579-shy
vel normal en el compartimiento regado pasa lentamente al inferior y se reemplaza con nueva agua Este procedishymiento priva menos del aire a las plantas que e l estallCU miento permanente
El movimiento d8 las aguas se regula dE-~ tal manera que la can tidad siexclJida por la parte inferior sea igual a Jo que Gntra por la superior De 83t8 modo se llega raacutepidashymente a resultados excelentes
Conviene enviar agua nueva o los compartimientos inshyferiores disponiendo alrededor del cqmpo un canal de cirshycunvalacioacuten El agua debe vaciar por encima de las comshypuertas a fin ds qU8 no arrastre los sedimentos En general los compartimientos tienen dimensiones mayores que los de sumersioacuten sencilla Si la pendiente es muy fuerte conviene disponer oblicuamente diques interiores que impidan la erosioacuten del suelo Los diques que bordean las parcelas tieshynen aproximadaments 150 mts de ancho en la corona y un nivel de 30- 40 ctms sobre el de las aguas
Rieqo por filtracioacuten
Este sistema comprende dos subdivisiones
19 Por filtracioacuten del aqua en el suelo por atarieas proshyfundas- Es un procsdimiento muy imperfecto desde el punshyto de vista d3 los resultados pero muy sencillo y econoacuteshymico Em p lea las zanjas excavadas en los terrenos para sanearlos
Esencialmente consiste en cerrar las compuertas que regulan los diferentes canales de desecamiento El agua de lluvia etc fluye asiacute poco a poco pgtr estos canales y si el suelo es permeable lo humedece al atravesar las pareshydes laterales de e llos pudiendo llegar por capilaridad hasshyta las raiacuteces
Este procedimiento soacutelo es practicable cuando el terreshyno es bastante permeable y de poca pendiente En suelos poco permeabls los resulta dos no son satisfactorios el agua fluye bien por los cana ~ es pero no logra humedecer la tierra
La lig 17 muestra la disposicioacuten de los canales a a b b y Ja de la compuerta d que cuando estaacute cerrada deshy
- 1580
termina el retroceso del agua que se va elevando en los canales y penetra en el suelo Abriendo jo compuerta se inicia la salida del agua y consecuentemente el desecashymien~o del terreno
A~~J~~Mitrbt~Ir~~M~~1 B
F~( 11 J)i sposieiHl para htlnHd e(~e r IIn 1IITfJ1U drenadu al ail
J i~ Hi middotiexclo po fiJI radmiddotn
29 Filtracioacuten del agua por atarieas abiertas superficiales - middot-Este meacutetodo se aplica sobre todo a Jos tierras labradas y
entre otros a 103 cultivos hortiacutec81as Difiere esencialmente del anterior en que las atarieas estaacuten mucho maacutes proacutexishymas en que son superficiales y el agua penetra en el sueshylo y en el subsuelo p8r las paredes y por el fondo
El agua circula por atarieas paralelas que limitan las parcelas de los cultives No debe tocar ni las hoias ni los tedios Por esta razoacuten se emplea e l agua de cloacas para los cultivos hortelanos Como no se ponen en contacto con as hoias ni con los tallos no pueden contaminar esta parshyte comestible de los vegatales Sin embargo uacuteltimamente se ha dicho que las aguas de cloacas contaminan las parshytes aeacutereas de las hortalizas con geacutermenes nocivos y se ha prohibido su empleo para el cultivo de las hortalizas que se toman sin coccioacuten
Este meacutetodo es tanto maacutes eficaz cuanto maacutes proacuteximas
1581 shy
t ~
1I
I
I
I o
I
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IIII I
l 11
I
111111111 111111 111111 Vtk11 1 1 1 1 6 ~ iexcl
l Ft 8
ni ego por 5-lIrc()~ Di ~pn ~ iciiexclm de la~ atalj pa~
esteacuten las zanias que se trazan con el arado y estaacuten seshy
paradas unos 060- 080 mts La lig 18 indico la disposicioacuten del suelo La liacutenea a b
representa el canal de conduccioacuten a c el canal de riego del campo d designan los surcos que no terminan en el canal a c La limpieza que necesita el funcionamiento del sistema deteriora pronto este canal Debe construiacuterse una atari ea auxiliar e f comunicada con el canal a c por meshy
_-1582 - shy
dio de pequentildeos cortes g Este canal auxiliar se abre con el arado y se termina cuidadosamente con la pala Es anshycho y tiene una profundidad de unos la ctms
Riego por desbordamiento
Puede efectuarse de las maneras siguientes con reshygueras de nivel y planos inclinados que describiremos sucesivamente
A shy Por regueras de nivel Fundamentoshy EI terreno a regar estaacute surcado por regueras horizontales de desbordashymiento en que el agua rebosa el borde inferior y se exshytiende en forma de laacutemina continua
Pendiente del terrenoshy No debe ser excesivamente peshyquentildea pues entonces la circulacioacuten de la laacutemina de agua se efectuariacutea defectuosamente se admite como necesaria una pendiente de 3 Si 0 pendiente fuere excesiva en vez de una laacutemina continua se formariacutea una serie de arroshyyos que socavariacutean el terreno este peligro debe evitarse haciendo las regueras suficientemente proacuteximas
Descripcioacuten y funcionatnientoshy Las regueras de reparshyticioacuten se trazan en la direccioacuten aproximada de las liacuteneas de maacutexima pendiente fig 19 Si se interrumpe una regueshyra de distribucioacuten remansando el agua eacutesta entraraacute en la reguera de nivel inmediata anterior la cual se llenaraacute y desbordaraacute invadiendo el terreno el exceso se recogeraacute en el colector inmediato inferior el cual lo transportaraacute al canal de desaguumle
b middotmiddot l~vcro diexclhi Clon
rig 9
Alimentacioacuten de regueras sucesivas por una misma tomashy En vez de recoger las aguas sobrantes de una reshyguera directamente en un colector se recogen en otra reshyguera la cual una vez desbordada las deja pasar a otra y asiacute a varias no pasando de 4 oacute 5 seguacuten el caudal de
-1583 -
agua de que se disponga Parece que asiacute pudiera hacerse extensivo a todo el campo con una sola toma superior en la reguera de reparticioacuten pero no debe olvidarse que el agua que llegase a las regueras inferiores estariacutea escasa en oxiacutegeno y principios fertilizantes Esta es la razoacuten de las tomas sucesivas
Perfil longitudinal de las reguerasshy En la praacutectica no
iexcliexcl~f o UI a
I iquest
____ ~i~ I 0
I L middot ___ --shy
I D--1 t~uHO c o tor
- I 001 I 00 I
I 0 bull ___ J
-shy ---_ -i
_~_-o---J
Uig 19) Riego por curvas de nivel
debe d6rseles una pendiente superior al 0003 intercalando cascadas si fuere preciso esto se refiere a las regueras de reparticioacuten Las regueras de distribucioacuten deben ser perfecshytamente horizontales
Seccioacuten transversal de las reguerasshy Las regueras de nivel deben ser poco proundas a fin de disminuiacuter la preshysioacuten del agua y por tanto su infiltracioacuten Es aconsejable
- 1584 -
UllO anchura de 20 ctms con una profundidad no mayor
de S clms Las acequias y regueras d e reparticioacuten se calcushy
bn seguacuten las foacutermulas hidraacuteulicas
B shy Por planos inclinadosshy Son tales les ven tajas del
riego por regueras de n ivel que se procura em plear un
sistema anaacutelogo aunque el terreno no tengo lo pendiente
necesaria
Principio--Si lo pendiente es inferior al 003 se terramiddot
1 I
Cor~e por A B F iJ20
I I
I
J
Ri eacuteo t por p la n o~ in(linado pUl dobl e ari5la
plena formando un escolonado d e planos inclinados que
permito el riego por reguera~ de nivel
Descripcioacutenshy la reguera de reparticioacuten se coloca a una
altura conveniente para que el agua pueda en trar a las
regueras de nivel practicadas en la parte superior de los
planos en forma que llena de agua se vierta por ellos
recogiendo el exceso en colectores lig 20 El agua sobranshy
te puede ser muy abundante en tal caso el colector al ishy
- 185 shy
menta a su vez o tra serie de planos actuando a mane ra de reguera de reparticioacuten
Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
Planos inclinados naturales- Supongamos fig 21 un terreno de pequentildea pendiente S8 construye en terrapleacuten una reguera de d istribucioacuten con los produc tos de la excavacioacuten del colector inmediato E primer antildeo el riego seraacute defectuoshyso pero en los antildeos sucesivos mejoraraacuten los terraplenes y planos incl inados merced a la aportacioacuten del limo por las mismas aguas
0(oacute v lt
o
ltiexcl - =-=~ ~ ~ ~-= -=--=--=-shy~ ~ Fig21
Planos inclinados artificiales-Consisten en cons truiacuterlos directamen te con tierra sacada del terreno m ismo lo cual exige terraplenes y movimientos importantes de tierra (fig 22)
TfrImiddotO)COfi
~S~iacutelllflmiddot ~~f~~
Tts 22
Datos para la formacioacuten de un proyecto de riego por planos inclinados- Se atenderaacute en primer lugar a que las acequias y regueras de reparticioacuten sean capaces de sumishynistrar el agua necesaria y los colectores de desaguar los sobran tes Las regueras de distribucioacuten seguiraacuten sensibleshymente las curvas de nivel a fin de q ue los planos incl inashydos conserven una longitud constante y que las regueras de dis tribucioacuten sigan la direccioacuten de la pendiente del terreshyno La anchura de Jos escalones no seraacute excesiva a fin de evitar los grandes movimientos de tierra En general tienen 4 oacute 5 mts y si el terreno tiene fuerte pendiente lleshygan a tener 10 Oacute 12 mts La pendiente de los planos inclishynados seraacute de 003 como miacutenimum
oel nivel de la presa de agua y de la altura de la parte maacutes alta que deba regarse
Generalmente su pendiente variacutea de 00007-00014 mts por m La velocidad no excede de 080 mts por segundo La seccioacuten es trapezoidal y debe ir disminuyendo a medishyda que el canal avanza como que tiene que servir a meshynor extensioacuten
Este canal debe estar dispuesto de tal forma que en su punto de unioacuten con el riacuteo quede su nivel maacutes baio que el quicio de la presa a fin de poder instalar un aparato de afor Siempre debe estar provisto de una compuerta de modo que sea faacutecil impedir o regular la entrada dol agua para poder efectuar reparaciones o prevenir una crecida de la corrien te alimentadora
A fin de evitar la erosioacuten conviene lapizar con ceacutesped las paredes laterales y el fondo
Atarieas de distribucioacuten- Deriacutevanse del canal de conshyduccioacuten y llevan el agua a las atarieas de riego Son casi horizontales con pendientes de 0001-0015 mts por m La velocidad del agua no debe ser inferior a 025-040 mts
Se ponen en comunicacioacuten con las atarieas de riego por medio de un tubo de aiiacuteareriacutea o de una caia rectangushylar de madera Esta abertura debe poderse cerrar con una compuerta
Atarieas de riego- E1 general deben ser tan poco proshyfundas como sea posible Con frecuencia se les da un pershyiexcljI rectangular En la unioacuten con las atcrieas de distribucioacuten pueden tener de 30- 35 clms de anche para lueacutego ir disshymi1uye1do
El fondo e3 generalmente horizontal y sus bordes esshytaacuten ligeramente inclinados seguacuten lo direccioacuten de la corrienshyte y se aproximan a medida quo se aleian de las atarieas de distribucioacuten
Atarieas de desaguumle--Las atarieas de desaguumle recogen las agu)s despueacutes de regar y la3 llevan a los canales de evacuacioacuten Son doblemente uacutetiles pues secan el suelo y
permiten volver a usar las aguas para el riego de nuevas extensiones
- 1564shy
Los bordes estaacuten cortados verticalmente Su anchura ordinariamente es de O l5- --030 mts
Canales de evacuacioacuten- El ca nal de evacuacioacuten recishybe el agua de los desaguumles y la conduce al riacuteo o a regar otras tierras Debe ocupa r lo parte maacutes baja del terreno Debe tener una seccioacuten suficiente para el agua que recibe Tiene forma trapezoida Sus paredes deben protegerse conshytra el desgaste por medio de ceacutesped
Caacutelculo de las dimensiones de los canales y de las atarjeas principales- Hemos dicho que la seccioacuten de los canales y atarjeas principales es trapezoidal La seCClOn de las secundarias es triangular o rectangular Generalmenshyte no S9 ca~culan Es necesario determinar lo maacutes exactashymente posible las dimen5iones de los canales y atorjeas principales Las foacutermulas emp16cdas dan resultados aproxishymados que la experiencia modifica A continuacioacuten damos las foacutermulas de Darcy perfecc ionadas por M Bazin
ConsideremQs la seccioacuten re presentada en la fig 13 Y llamemos
1 D F = longitud del fondo
h O E = la altura
S aacuterea de la seccioacuten
U velocidad mediacutea del agua velocidad media en la superficie X 080
Q = descarga
I = la pendi2nte
P periacutemetro moiado
R = radio medio
Estas cantidades estaacuten relacionadas de la siguiente mashynera
(1) R I = b U~ oacute U = C RT(2)
(3) Q = S U Oacute Q = S C rRI (4)
C = 1 b es un coeficiente que depende de la rugoshysidad de las paredes del canal M Bazin ha expresado su valor asiacute
1565 - shy
87
C = 1 Vb = - ---- + tiacute
VR ltiacute tiene los siguientes valores
Paredes muy lisas (cemento madera lisa) tiacute = 006 Paredes lisas (taba ladrillo) tiacute = 016
poco lisas de mamposteriacutea tiacute = 046 de naturaleza mixta Ciacute = 085
Canales de tierra en condicion3s ordinarias tiacute 130 Canales de tierra con resistencia excepcional tiacute = 175
Maacutes adelante daremos los valores del coeficiente C en funcioacuten del radio R y los valores del coeficiente o de la loacutermua (l) corre3pondientes a los valores dAl coeficiente
C = 1 vT-
Ganguillet y Kulter adoptan tambieacuten la foacutermula
u C RTpero daacutendole a C el siguiente valor
O 00155
23 + + n
C 000155
1+ 23 + --- n
( ) V R
El nuacutemero n variacutea con la naturaleza de las paredAS y tiene los siguientes valores
n ln Paredes muy uniformes ceuromento madera
cepillada 0010 100 Paredes linos piedra tallada ladriilos 0013 77 Paredes poso uniformes 0017 58 Paredes rugosas piedras en bruto 0020 50 Paredes de tierra 0025 40 Paredes de grava 0030 33 Paredes irregulares de grava y mal cuidadas 0035 29 Paredes muy irregulares 0040 35
- 1566 shy
Las dJmensiones de los canal83 deben 118nar otras conshydiciones que determinan las foacutermulas anteriores
En primer lugar la tangente trigonomeacutetrica m queda determinada por la naturaleza del terreno Luego si circunsshytancias especiales no exigen la adopcioacuten de una profundishydad conviene dadas 1 y m dar a la seccioacuten la forma que corresponda a la maacutexima descarga por unidad de aacuterea de ella Esta seraacute evidentemente la seccioacuten maacutes econoacuteshymica De la foacutermula (3) Q = S U deducimos que para una superliacutecie dada S la descarga Q es maacutexima con U POI
consiguiente para una pendiente dada y teniendo en cuen shyta la foacutermula (2) U = e VRT con R o tambieacuten pll8sto que R = S P cuando P es miacutenimo
D8 la Hg 14 deducimos que
(5) S h (1 + h m)
(6) P + 2 h m V1 + m~ (6) P = I + 2 hmv 1 + m~
S h ( I + hm) (7) R
P + 2 hm 1 + m~ y por caacutelculo deducimos que P es miacutenimo cuando
h + V I + m~ (8)
2 ro
En este caso los lados B D H F D F son tangentes a Jo circunferencia descrita desde O como centro y con h como radio
Si sustiacutetuIacutemos en (7) 1 por su valor sacado de (8) obshytendremos
2 m h h ( + hm)
+ VI + m (9) R +
2 mh 2h V 1 + m~
+ ml+vl+ m~
- 1567 shy
--- -
1+ iexcl-1 + rn~ ]iexcl 2 = X
rn 4
es decir el radio medio es igual a la mitad de lu profunshydidad del agua
La relacioacuten h 1 que determina la seccioacuten oacuteptima soacuteshylo depeeacutelde para S e 1 dados del valor m El valor de h 1 en (8) permite calcular faacutecilmente h y 1 conociendo S y m Reempazando 1 por su valor en funcioacuten de h en la ecuashyc ioacuten (5) 1endremos
(lO) S =
( h
2 m h
1 + 1 1 + m~ h+-111
)
h~ 2 l 1-+ m~ -----shy 1
m
mS lh
11 J J h = ( 2 V 1 + m - 1 )
Seguacuten esto S2 ve que cuanio maacutes se acerquen los taludes del canal a la vertical mayor es h y por consiguienshyte R Conviene adoptar para R el mayor valor posible pues asiacute no disminuye la anchura del canal de pendiente dada 1 y se aumenta la velocidad media d el agua que es proshyporcional a R
Cuando las circunstancias obligan la adopcioacuten de una profundidad determinada la ecuacioacuten S = h (l + h m) soacutelo contiene la incoacutegnita 1
Empleo de las foacutermulas uso de las tablas ejemplos middotnumeacutericos--Los problsmas que se presentan maacutes frecuenshytemente son
I- Conocida la seccioacuten transversal de un canal y su pendiente calcular su descarga
JI- Conocido el rendimiento del canal y su pendiente
- 1571 shy
calcular las dimensiones que debe tener su seccioacuten transshyversal y la velocidad media del agua
CASO iexcl- Se a plican las siguientes foacutermulas
h (1 + h m) (S) S = h (1 + h m) (7) R
1 + 2 h 1 + m~
m
y lueacutego
(2) U = C m 1)Y2 (1) Q _ S C (R 1) 1j~
La foacutermula (S) ncs do e l aacuterea la (1) el radio medio pues h I Y 111 SO1 conocidos Las foacutermulas (2 y 4) permiten ca lcular U y Q
EJEMPLO Calcular el rendimie llto de un canal de ti eshyITU sabiendo que 1 = lmts h = 121 1 = 00002 y la inclinacioacuten de los taludes es 45
La aplicacioacuten de las foacutermulas (5 y 7) nos da
S = 2867 mts~ y R = 060 mts
El valor de C seguacuten la tabla de Bazin es 325 y seguacuten la de Kutte r 35 Tomamos e l promedio de estos dos valoshyres o sea 3375
Aplicando las foacutermulas (4 y 2) obtendremos
Q = 098 mts y U 037 mts
CASO II- Si existen circunstancias que obliguen a adopshytar una profundidad determinada se aplicaraacuten las foacutermushylas de la seccioacuten maacutes ventajosa es decir las foacutermulas sishyguientes bull
Q~m S (9) h b U~ b - shy~ (1 + m~ )11 ) = 2 R (l) R I
12 - 1) S~
Se principiaraacute por adoptar para b un valor provisional y para escogerlo seguacuten el rendimiento se evaluaraacute el vashylor posible de R y por consiguiente el de C seguacuten la tashybla de Bazin La tabla de los valores de b daraacute un valor que se adoptaraacute provisionalmente Una vez hallado el vashy
- 1572 shy
lar da R se rectificaraacute e l de b Se volveraacute a calcular R y
se continuaraacuten estas aproximaciones hasta que se encuenshytren para C y b valores que no difieran sensiblemente de Jos anteriores La ecuacioacuten (1) contendraacute R elevada a la quinta potencia y deberaacute resolverse por logaritmos
EJEMPLO Un canal debe tener un rendimiento de 2 lIltS de agua por segundo con una pendiente de 00002 por mts Cuaacutel debe ser su perfil transversal en la tierra con taludes inclinados 45
Supongamos R = 1 mt entonces seguacuten la tabla d e Bozin C = 378 y seguacuten lo de Kutte r C = 40 Toma mos 81 pro lllcd io C = 389 Para b obtenemos 000066
In
Lu IOacuteI JI1 U 111 (0) du x
Pero s iendo m 1 sacamos
m 0547
y obte ndremos 4R~ S 4W
0547
Lo foacutermula (1) nos da
R X 00002 000066 4
S~
R S~ 132
y sustituyendo S po~ su valor
16 R
(0547F 132 R 075
Seguacuten las tablas de Bazin y Kutter los valores respecshytivos de C pondiente de b tend
son de b remos
348 es
y 00
37 Adoptamos 0077 Sustituyendo
359 este
el valor nuevo
corresshyvalor
- shy 1573 shy
4 4 R~ 0547 S TI X 00002 000077 (
s~
R = 075
Lo vola re s d~ e y de b no difieren sonsibloTrl ento de los que acabamos de adoptar Tomaremos pues para TI el va le r 076 mis entoncos h = 152
4 (076 )~
S 442 Jll l s ~
0547
Q 2
u 047 mts S 422
La foacutermula (8) permite dete rmina r l
2 m h 2 X 152 126 y e l problema
1 + ( + m~)Y2 1 + (2)1
queda resuelto Pero puede ocurrir que por circunstancias especiales no
se pueda adoptar el perfil maacutes econoacutemico Entonces se coshynoc 3 la profundidad h o la anchura 1 por lo tanto
S = h (1 + h m)
Q2
R 1 b --- en que R estaacute expresado en funcioacuten S2
de h y de I y permitiraacute hallar por tanteo h o I y S Supongamos que por causa de la existencia de un submiddot
suelo rocoso la profundidad del canal no debe exceder de un mI y que la descmga sea de 2 mts pOI segundo y la pendiente 00002
Procederemos asiacute
Puesto que h 9S a lo sumo igual Q 1 mI el radio meshydio puede evaluarse en 050 mts Las tablas dan para e 306 y 34 adoptamos 32 y entonces b = 000098
1574
Q2
De la ecuacioacuten R I b --- deducimos S2
000098 X 4 S~ 392 S 625
050 X 00002
La foacutermula S = h (l + h m) da 525
La foacutermula (6) nos da P = 807
s 625 R 077 mts
P 807
Se partiraacute de este nuevo valor de R para repetir los caacutelculos
Las tablas dan para R = 077 mts C = 35 y 37 Adoptamos C = 36 entonces b = 000077
Tenemos
000077 X 4 S 40 S 632 1 532
077 X 00002
P 814 Y R = 077
Adoptaremos para el perfil de este canal de 2 mts de descarga por segundo
1 = 532 h = 1 mI R = 077
La velocidad media del agua seraacute
u = Q S = 2 632 = 031 mts
CAPITULO VII
Sistemas de rieqo
Hay muchos procedimientos de riego seguacuten la naturashyleza del terreno su pendiente los cultivos o la cantidad de agua de que se dispone
- 1575 shy
A continuacioacuten describiremos los siguientes sistemas Por sumersioacuten por filtracioacuten por desbordamiento
El riego por sumersioacuten se dIvide en tres meacutetodos el ri ego por filtracioacuten en dos y el por desbordamiento tambieacuten en dos De todos eros hablaremos separadamente
Riego por sumersioacuten
El sistema d3 riego por sumersioacuten llamado tambieacuten en manta consiste en cubrir el suelo con una capa de agua que permanece sobre eacutel un tiempo maacutes o menos largo
Generalmente requiere que el terreno sea sensiblemenshyte horizontal de pendiente suave 2 0 00 a lo sumo y que no sea impermeable La superficie regable se rodea de peshyquentildeos diques Si la pendiente fuese fuerte habriacutean de ser a l tos y emplear maacutes agua con lo que se perderiacutea la prinshycipal ventaja de este sistema que es su sencillez y ecoshyncmiacutea
Este procedimiento es uno de los mejores para el rieshygo de praderas cuya pendiente sea de 1-15 mmts por metro Comprende tres meacutetodos distintos
IO-La sumersioacuten naturcl que resulta del desbordashymiento espontaacuteneo de una corriente de agua o de la inunshydacioacuten artificial proveniente del levantamiento de las aguas
29- La sumersioacuten artificial 5encilla en que las aguas permanecen estanadas mientras dura el riego
3y- La sumersioacutell atificial con cJrculacioacuten continuiexcl en que el agua ircula suavemente por la superficie del terreno sumergido
Cuando se riaga con aguas que acarrean limos y areshynas estos materiales generalmente corgados de materias fertili~antes se depositan sobre el suelo Entonces el riego por sumersioacuten va acompantildeado del erdorquinamiento
Sumersioacuten natural- Muchos terrenos estaacuten expuestos a las crecidas de las corrientes de agua que los atraviesan Esta sumersioacuten natural es fuente de grandes riquezas Tashyles s)n Egipto y las pompos de la imeacuterica del Sur En Francia grandes extensiones de ter reno deben su fertilidad a riegos perioacutedicos de esto naturaleza
Las condiciones esenciales de estos sumersiones natushy
1576 shy
rales son pendientes longitudinales muy suaves (040- 045
mts por kmt como promedio) y pendientes transversales
bastante aceurontuadus para que las aguas de las crecidas
vuelvan faacutecilmente a su cauce primitivo
Sumersioacuten artificial sencilla- Exige un suelo de poca
pendiente que no exceda de 2 0 00 a menos de restringir
mucho ia extensioacuten dE las parcelas sumergidas
Si la pendiente fuese fuerte no se depositariacutean los seshy
dimentos perdiendo asiacute este meacutetodo su principal ventaja
Ademaacutes se correriacutea el riesgo de que las aguas arrastraran
la tierra vegetal Finalmente seriacutea necesario que las cuenshycas sumergidas estuvieran rodeadas de diques muy altos
lo que hariacutea perder las ventajas econoacutemicas de este sisshy
tema
Consiste en sumergir el suelo bajo una capa de detershy
minado espesor durante un periacuteodo de tiempo variable
El terreno se divide en compartimientos regulares roshy
deados dE pequentildeos diques que retienen el agua
Generalmente las aguas despueacutes de regar un comparshy
timiento superior pasan a regar uno inferior
Los compartimientos tienen extensioacuten variable En geneshy
ral no exceden de 10-30 aacutereas Se les puede dar una anshychura de 50 mts y una longitud variable seguacuten la pendienshy
te del terreno Los diques que los rodean exceden en todas
partes a 25 ctms al nivel del agua
La altura media del agua sobre la superficie del sueshy
lo es de 15 ctms En el punto maacutes alto del nivel del agua
25 ctms
En el centro de cada compartimiento y en sentido de su longitud se abre una atarjea g (lig 15) que sirve a la
vez de conduccioacuten y desecamiento
A este objeto puede ir acompantildeado de pequentildeas a tarshy
jeas h En el origen y en la extremidad de cada compartishy
miento la atarjea g lleva una en trada de madera con comshy
puerta para retener el agua o dejarla pasar
La atarjea g debe tener una pendiente aproximada de
0001 mts mL La anchura en el fondo y su profundidad
dependen de la superficie del compartimiento y de la cantishydad de agua que conduciraacute
--1577-shy
La fig 15 denota la subdivisioacuten del terreno en cuatro recipientes que forman otros tantos saetines cuya longitud depende de la pendiente del terreno
Es preciso que el nivel del agua en el segundo comparshytimiento sea inferigtr de 1- 2 ctms al fondo de la atariea g del primero Asiacute se logra que el agua pase del primero al SEgundo compartimiento
ruIiexclrrmIlfjfffj7[J[l]Jf]ffI
JCshy I
TIi~~t==J ~
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j iexcl5
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-- shy (
Hiego por ~lIhm(~r~ ioacuten Planta ltle unn in~tala(- i(ln de cuatro C(Jlllparlimi-(-middotnto~
Ventajas e inconvenientes de este sistema- Permite reshygar superficies de poca pendiente con ca1tidades de agua demasiado pequentildeas para utiliza ras de otro modo Transshyforma en tierras feacutertiles suelos mediocres siempre que no sean impermeables y que las aguas contengan limos carshygados de principios nutritivos Su instalacioacuten y vigilancia son sencillas y baratas
En suelos impermeables da malos resultados Rara vez se puede aplicar en el momento de la vegetacioacuten y mientras dura impide la aireacioacuten del suelo
- - 1578 - shy
El riego por sumersioacuten se emplea principalmpnte en el cultivo del arroz
Riego de los arrozales- EI arrozal ha de estar compleshytamente cubierto por el agua pero sin quedar estancada sino circulando con muy poca velocidad Sin agua no gershyminariacutea la semilla y en cambio si quedara estancada enshyfermaria 0 planta y podriacutea ser causa de una epidemia pashyluacutedica en la regioacuten
El terreno destinado al cultivo del arroz ha de ser enshyteramente llano y con la pendiente necesaria para la lenshyta circulacioacuten del agua El campo se divide en parcelas delimitadas por pequentildeos diques de tierra
Unas como B (Fig 16) estaacuten trazadas longitudinalmenshyte en el sentido de las labores y del movimiento del agua al paso que otras la sentildealadas con la letra e van en dishyreccioacuten perpendicular a las primeras
Una vez construIacutedos los diques se da el agua a las parce las D y J de modo que la capa liacutequida tenga unos 12 ctms de espesor Hecho 6stO se practican en el dique inmediatamente infel ior unas abe rturas E de 20- 30 ctms
de ancho por donde flushyye el agua a las parceshylas inferiores Asiacute se conshytinuacutea hasta regar todo el arrozal El agua se reshycoge en la atariea d e desaguumle A
El consumo de a g ua se calcula en 24 Its por segundo y por hec taacuterea
Sumersioacuten artificial con derrame continuo--Cuanshydo se dispone de gran can tidad de agua la cirshyculacioacuten puede ser conshytinua sin alterar las disshyposiciones precedentegt
El agua de riego desshypueacutes de alcanzar el nishy
ni~po s i c i(lfl dI un arrozal divirl gtln ( 1
lahla~ n -lIadriluacutel erus L ri ego
- - 1579-shy
vel normal en el compartimiento regado pasa lentamente al inferior y se reemplaza con nueva agua Este procedishymiento priva menos del aire a las plantas que e l estallCU miento permanente
El movimiento d8 las aguas se regula dE-~ tal manera que la can tidad siexclJida por la parte inferior sea igual a Jo que Gntra por la superior De 83t8 modo se llega raacutepidashymente a resultados excelentes
Conviene enviar agua nueva o los compartimientos inshyferiores disponiendo alrededor del cqmpo un canal de cirshycunvalacioacuten El agua debe vaciar por encima de las comshypuertas a fin ds qU8 no arrastre los sedimentos En general los compartimientos tienen dimensiones mayores que los de sumersioacuten sencilla Si la pendiente es muy fuerte conviene disponer oblicuamente diques interiores que impidan la erosioacuten del suelo Los diques que bordean las parcelas tieshynen aproximadaments 150 mts de ancho en la corona y un nivel de 30- 40 ctms sobre el de las aguas
Rieqo por filtracioacuten
Este sistema comprende dos subdivisiones
19 Por filtracioacuten del aqua en el suelo por atarieas proshyfundas- Es un procsdimiento muy imperfecto desde el punshyto de vista d3 los resultados pero muy sencillo y econoacuteshymico Em p lea las zanjas excavadas en los terrenos para sanearlos
Esencialmente consiste en cerrar las compuertas que regulan los diferentes canales de desecamiento El agua de lluvia etc fluye asiacute poco a poco pgtr estos canales y si el suelo es permeable lo humedece al atravesar las pareshydes laterales de e llos pudiendo llegar por capilaridad hasshyta las raiacuteces
Este procedimiento soacutelo es practicable cuando el terreshyno es bastante permeable y de poca pendiente En suelos poco permeabls los resulta dos no son satisfactorios el agua fluye bien por los cana ~ es pero no logra humedecer la tierra
La lig 17 muestra la disposicioacuten de los canales a a b b y Ja de la compuerta d que cuando estaacute cerrada deshy
- 1580
termina el retroceso del agua que se va elevando en los canales y penetra en el suelo Abriendo jo compuerta se inicia la salida del agua y consecuentemente el desecashymien~o del terreno
A~~J~~Mitrbt~Ir~~M~~1 B
F~( 11 J)i sposieiHl para htlnHd e(~e r IIn 1IITfJ1U drenadu al ail
J i~ Hi middotiexclo po fiJI radmiddotn
29 Filtracioacuten del agua por atarieas abiertas superficiales - middot-Este meacutetodo se aplica sobre todo a Jos tierras labradas y
entre otros a 103 cultivos hortiacutec81as Difiere esencialmente del anterior en que las atarieas estaacuten mucho maacutes proacutexishymas en que son superficiales y el agua penetra en el sueshylo y en el subsuelo p8r las paredes y por el fondo
El agua circula por atarieas paralelas que limitan las parcelas de los cultives No debe tocar ni las hoias ni los tedios Por esta razoacuten se emplea e l agua de cloacas para los cultivos hortelanos Como no se ponen en contacto con as hoias ni con los tallos no pueden contaminar esta parshyte comestible de los vegatales Sin embargo uacuteltimamente se ha dicho que las aguas de cloacas contaminan las parshytes aeacutereas de las hortalizas con geacutermenes nocivos y se ha prohibido su empleo para el cultivo de las hortalizas que se toman sin coccioacuten
Este meacutetodo es tanto maacutes eficaz cuanto maacutes proacuteximas
1581 shy
t ~
1I
I
I
I o
I
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IIII I
l 11
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111111111 111111 111111 Vtk11 1 1 1 1 6 ~ iexcl
l Ft 8
ni ego por 5-lIrc()~ Di ~pn ~ iciiexclm de la~ atalj pa~
esteacuten las zanias que se trazan con el arado y estaacuten seshy
paradas unos 060- 080 mts La lig 18 indico la disposicioacuten del suelo La liacutenea a b
representa el canal de conduccioacuten a c el canal de riego del campo d designan los surcos que no terminan en el canal a c La limpieza que necesita el funcionamiento del sistema deteriora pronto este canal Debe construiacuterse una atari ea auxiliar e f comunicada con el canal a c por meshy
_-1582 - shy
dio de pequentildeos cortes g Este canal auxiliar se abre con el arado y se termina cuidadosamente con la pala Es anshycho y tiene una profundidad de unos la ctms
Riego por desbordamiento
Puede efectuarse de las maneras siguientes con reshygueras de nivel y planos inclinados que describiremos sucesivamente
A shy Por regueras de nivel Fundamentoshy EI terreno a regar estaacute surcado por regueras horizontales de desbordashymiento en que el agua rebosa el borde inferior y se exshytiende en forma de laacutemina continua
Pendiente del terrenoshy No debe ser excesivamente peshyquentildea pues entonces la circulacioacuten de la laacutemina de agua se efectuariacutea defectuosamente se admite como necesaria una pendiente de 3 Si 0 pendiente fuere excesiva en vez de una laacutemina continua se formariacutea una serie de arroshyyos que socavariacutean el terreno este peligro debe evitarse haciendo las regueras suficientemente proacuteximas
Descripcioacuten y funcionatnientoshy Las regueras de reparshyticioacuten se trazan en la direccioacuten aproximada de las liacuteneas de maacutexima pendiente fig 19 Si se interrumpe una regueshyra de distribucioacuten remansando el agua eacutesta entraraacute en la reguera de nivel inmediata anterior la cual se llenaraacute y desbordaraacute invadiendo el terreno el exceso se recogeraacute en el colector inmediato inferior el cual lo transportaraacute al canal de desaguumle
b middotmiddot l~vcro diexclhi Clon
rig 9
Alimentacioacuten de regueras sucesivas por una misma tomashy En vez de recoger las aguas sobrantes de una reshyguera directamente en un colector se recogen en otra reshyguera la cual una vez desbordada las deja pasar a otra y asiacute a varias no pasando de 4 oacute 5 seguacuten el caudal de
-1583 -
agua de que se disponga Parece que asiacute pudiera hacerse extensivo a todo el campo con una sola toma superior en la reguera de reparticioacuten pero no debe olvidarse que el agua que llegase a las regueras inferiores estariacutea escasa en oxiacutegeno y principios fertilizantes Esta es la razoacuten de las tomas sucesivas
Perfil longitudinal de las reguerasshy En la praacutectica no
iexcliexcl~f o UI a
I iquest
____ ~i~ I 0
I L middot ___ --shy
I D--1 t~uHO c o tor
- I 001 I 00 I
I 0 bull ___ J
-shy ---_ -i
_~_-o---J
Uig 19) Riego por curvas de nivel
debe d6rseles una pendiente superior al 0003 intercalando cascadas si fuere preciso esto se refiere a las regueras de reparticioacuten Las regueras de distribucioacuten deben ser perfecshytamente horizontales
Seccioacuten transversal de las reguerasshy Las regueras de nivel deben ser poco proundas a fin de disminuiacuter la preshysioacuten del agua y por tanto su infiltracioacuten Es aconsejable
- 1584 -
UllO anchura de 20 ctms con una profundidad no mayor
de S clms Las acequias y regueras d e reparticioacuten se calcushy
bn seguacuten las foacutermulas hidraacuteulicas
B shy Por planos inclinadosshy Son tales les ven tajas del
riego por regueras de n ivel que se procura em plear un
sistema anaacutelogo aunque el terreno no tengo lo pendiente
necesaria
Principio--Si lo pendiente es inferior al 003 se terramiddot
1 I
Cor~e por A B F iJ20
I I
I
J
Ri eacuteo t por p la n o~ in(linado pUl dobl e ari5la
plena formando un escolonado d e planos inclinados que
permito el riego por reguera~ de nivel
Descripcioacutenshy la reguera de reparticioacuten se coloca a una
altura conveniente para que el agua pueda en trar a las
regueras de nivel practicadas en la parte superior de los
planos en forma que llena de agua se vierta por ellos
recogiendo el exceso en colectores lig 20 El agua sobranshy
te puede ser muy abundante en tal caso el colector al ishy
- 185 shy
menta a su vez o tra serie de planos actuando a mane ra de reguera de reparticioacuten
Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
Planos inclinados naturales- Supongamos fig 21 un terreno de pequentildea pendiente S8 construye en terrapleacuten una reguera de d istribucioacuten con los produc tos de la excavacioacuten del colector inmediato E primer antildeo el riego seraacute defectuoshyso pero en los antildeos sucesivos mejoraraacuten los terraplenes y planos incl inados merced a la aportacioacuten del limo por las mismas aguas
0(oacute v lt
o
ltiexcl - =-=~ ~ ~ ~-= -=--=--=-shy~ ~ Fig21
Planos inclinados artificiales-Consisten en cons truiacuterlos directamen te con tierra sacada del terreno m ismo lo cual exige terraplenes y movimientos importantes de tierra (fig 22)
TfrImiddotO)COfi
~S~iacutelllflmiddot ~~f~~
Tts 22
Datos para la formacioacuten de un proyecto de riego por planos inclinados- Se atenderaacute en primer lugar a que las acequias y regueras de reparticioacuten sean capaces de sumishynistrar el agua necesaria y los colectores de desaguar los sobran tes Las regueras de distribucioacuten seguiraacuten sensibleshymente las curvas de nivel a fin de q ue los planos incl inashydos conserven una longitud constante y que las regueras de dis tribucioacuten sigan la direccioacuten de la pendiente del terreshyno La anchura de Jos escalones no seraacute excesiva a fin de evitar los grandes movimientos de tierra En general tienen 4 oacute 5 mts y si el terreno tiene fuerte pendiente lleshygan a tener 10 Oacute 12 mts La pendiente de los planos inclishynados seraacute de 003 como miacutenimum
Los bordes estaacuten cortados verticalmente Su anchura ordinariamente es de O l5- --030 mts
Canales de evacuacioacuten- El ca nal de evacuacioacuten recishybe el agua de los desaguumles y la conduce al riacuteo o a regar otras tierras Debe ocupa r lo parte maacutes baja del terreno Debe tener una seccioacuten suficiente para el agua que recibe Tiene forma trapezoida Sus paredes deben protegerse conshytra el desgaste por medio de ceacutesped
Caacutelculo de las dimensiones de los canales y de las atarjeas principales- Hemos dicho que la seccioacuten de los canales y atarjeas principales es trapezoidal La seCClOn de las secundarias es triangular o rectangular Generalmenshyte no S9 ca~culan Es necesario determinar lo maacutes exactashymente posible las dimen5iones de los canales y atorjeas principales Las foacutermulas emp16cdas dan resultados aproxishymados que la experiencia modifica A continuacioacuten damos las foacutermulas de Darcy perfecc ionadas por M Bazin
ConsideremQs la seccioacuten re presentada en la fig 13 Y llamemos
1 D F = longitud del fondo
h O E = la altura
S aacuterea de la seccioacuten
U velocidad mediacutea del agua velocidad media en la superficie X 080
Q = descarga
I = la pendi2nte
P periacutemetro moiado
R = radio medio
Estas cantidades estaacuten relacionadas de la siguiente mashynera
(1) R I = b U~ oacute U = C RT(2)
(3) Q = S U Oacute Q = S C rRI (4)
C = 1 b es un coeficiente que depende de la rugoshysidad de las paredes del canal M Bazin ha expresado su valor asiacute
1565 - shy
87
C = 1 Vb = - ---- + tiacute
VR ltiacute tiene los siguientes valores
Paredes muy lisas (cemento madera lisa) tiacute = 006 Paredes lisas (taba ladrillo) tiacute = 016
poco lisas de mamposteriacutea tiacute = 046 de naturaleza mixta Ciacute = 085
Canales de tierra en condicion3s ordinarias tiacute 130 Canales de tierra con resistencia excepcional tiacute = 175
Maacutes adelante daremos los valores del coeficiente C en funcioacuten del radio R y los valores del coeficiente o de la loacutermua (l) corre3pondientes a los valores dAl coeficiente
C = 1 vT-
Ganguillet y Kulter adoptan tambieacuten la foacutermula
u C RTpero daacutendole a C el siguiente valor
O 00155
23 + + n
C 000155
1+ 23 + --- n
( ) V R
El nuacutemero n variacutea con la naturaleza de las paredAS y tiene los siguientes valores
n ln Paredes muy uniformes ceuromento madera
cepillada 0010 100 Paredes linos piedra tallada ladriilos 0013 77 Paredes poso uniformes 0017 58 Paredes rugosas piedras en bruto 0020 50 Paredes de tierra 0025 40 Paredes de grava 0030 33 Paredes irregulares de grava y mal cuidadas 0035 29 Paredes muy irregulares 0040 35
- 1566 shy
Las dJmensiones de los canal83 deben 118nar otras conshydiciones que determinan las foacutermulas anteriores
En primer lugar la tangente trigonomeacutetrica m queda determinada por la naturaleza del terreno Luego si circunsshytancias especiales no exigen la adopcioacuten de una profundishydad conviene dadas 1 y m dar a la seccioacuten la forma que corresponda a la maacutexima descarga por unidad de aacuterea de ella Esta seraacute evidentemente la seccioacuten maacutes econoacuteshymica De la foacutermula (3) Q = S U deducimos que para una superliacutecie dada S la descarga Q es maacutexima con U POI
consiguiente para una pendiente dada y teniendo en cuen shyta la foacutermula (2) U = e VRT con R o tambieacuten pll8sto que R = S P cuando P es miacutenimo
D8 la Hg 14 deducimos que
(5) S h (1 + h m)
(6) P + 2 h m V1 + m~ (6) P = I + 2 hmv 1 + m~
S h ( I + hm) (7) R
P + 2 hm 1 + m~ y por caacutelculo deducimos que P es miacutenimo cuando
h + V I + m~ (8)
2 ro
En este caso los lados B D H F D F son tangentes a Jo circunferencia descrita desde O como centro y con h como radio
Si sustiacutetuIacutemos en (7) 1 por su valor sacado de (8) obshytendremos
2 m h h ( + hm)
+ VI + m (9) R +
2 mh 2h V 1 + m~
+ ml+vl+ m~
- 1567 shy
--- -
1+ iexcl-1 + rn~ ]iexcl 2 = X
rn 4
es decir el radio medio es igual a la mitad de lu profunshydidad del agua
La relacioacuten h 1 que determina la seccioacuten oacuteptima soacuteshylo depeeacutelde para S e 1 dados del valor m El valor de h 1 en (8) permite calcular faacutecilmente h y 1 conociendo S y m Reempazando 1 por su valor en funcioacuten de h en la ecuashyc ioacuten (5) 1endremos
(lO) S =
( h
2 m h
1 + 1 1 + m~ h+-111
)
h~ 2 l 1-+ m~ -----shy 1
m
mS lh
11 J J h = ( 2 V 1 + m - 1 )
Seguacuten esto S2 ve que cuanio maacutes se acerquen los taludes del canal a la vertical mayor es h y por consiguienshyte R Conviene adoptar para R el mayor valor posible pues asiacute no disminuye la anchura del canal de pendiente dada 1 y se aumenta la velocidad media d el agua que es proshyporcional a R
Cuando las circunstancias obligan la adopcioacuten de una profundidad determinada la ecuacioacuten S = h (l + h m) soacutelo contiene la incoacutegnita 1
Empleo de las foacutermulas uso de las tablas ejemplos middotnumeacutericos--Los problsmas que se presentan maacutes frecuenshytemente son
I- Conocida la seccioacuten transversal de un canal y su pendiente calcular su descarga
JI- Conocido el rendimiento del canal y su pendiente
- 1571 shy
calcular las dimensiones que debe tener su seccioacuten transshyversal y la velocidad media del agua
CASO iexcl- Se a plican las siguientes foacutermulas
h (1 + h m) (S) S = h (1 + h m) (7) R
1 + 2 h 1 + m~
m
y lueacutego
(2) U = C m 1)Y2 (1) Q _ S C (R 1) 1j~
La foacutermula (S) ncs do e l aacuterea la (1) el radio medio pues h I Y 111 SO1 conocidos Las foacutermulas (2 y 4) permiten ca lcular U y Q
EJEMPLO Calcular el rendimie llto de un canal de ti eshyITU sabiendo que 1 = lmts h = 121 1 = 00002 y la inclinacioacuten de los taludes es 45
La aplicacioacuten de las foacutermulas (5 y 7) nos da
S = 2867 mts~ y R = 060 mts
El valor de C seguacuten la tabla de Bazin es 325 y seguacuten la de Kutte r 35 Tomamos e l promedio de estos dos valoshyres o sea 3375
Aplicando las foacutermulas (4 y 2) obtendremos
Q = 098 mts y U 037 mts
CASO II- Si existen circunstancias que obliguen a adopshytar una profundidad determinada se aplicaraacuten las foacutermushylas de la seccioacuten maacutes ventajosa es decir las foacutermulas sishyguientes bull
Q~m S (9) h b U~ b - shy~ (1 + m~ )11 ) = 2 R (l) R I
12 - 1) S~
Se principiaraacute por adoptar para b un valor provisional y para escogerlo seguacuten el rendimiento se evaluaraacute el vashylor posible de R y por consiguiente el de C seguacuten la tashybla de Bazin La tabla de los valores de b daraacute un valor que se adoptaraacute provisionalmente Una vez hallado el vashy
- 1572 shy
lar da R se rectificaraacute e l de b Se volveraacute a calcular R y
se continuaraacuten estas aproximaciones hasta que se encuenshytren para C y b valores que no difieran sensiblemente de Jos anteriores La ecuacioacuten (1) contendraacute R elevada a la quinta potencia y deberaacute resolverse por logaritmos
EJEMPLO Un canal debe tener un rendimiento de 2 lIltS de agua por segundo con una pendiente de 00002 por mts Cuaacutel debe ser su perfil transversal en la tierra con taludes inclinados 45
Supongamos R = 1 mt entonces seguacuten la tabla d e Bozin C = 378 y seguacuten lo de Kutte r C = 40 Toma mos 81 pro lllcd io C = 389 Para b obtenemos 000066
In
Lu IOacuteI JI1 U 111 (0) du x
Pero s iendo m 1 sacamos
m 0547
y obte ndremos 4R~ S 4W
0547
Lo foacutermula (1) nos da
R X 00002 000066 4
S~
R S~ 132
y sustituyendo S po~ su valor
16 R
(0547F 132 R 075
Seguacuten las tablas de Bazin y Kutter los valores respecshytivos de C pondiente de b tend
son de b remos
348 es
y 00
37 Adoptamos 0077 Sustituyendo
359 este
el valor nuevo
corresshyvalor
- shy 1573 shy
4 4 R~ 0547 S TI X 00002 000077 (
s~
R = 075
Lo vola re s d~ e y de b no difieren sonsibloTrl ento de los que acabamos de adoptar Tomaremos pues para TI el va le r 076 mis entoncos h = 152
4 (076 )~
S 442 Jll l s ~
0547
Q 2
u 047 mts S 422
La foacutermula (8) permite dete rmina r l
2 m h 2 X 152 126 y e l problema
1 + ( + m~)Y2 1 + (2)1
queda resuelto Pero puede ocurrir que por circunstancias especiales no
se pueda adoptar el perfil maacutes econoacutemico Entonces se coshynoc 3 la profundidad h o la anchura 1 por lo tanto
S = h (1 + h m)
Q2
R 1 b --- en que R estaacute expresado en funcioacuten S2
de h y de I y permitiraacute hallar por tanteo h o I y S Supongamos que por causa de la existencia de un submiddot
suelo rocoso la profundidad del canal no debe exceder de un mI y que la descmga sea de 2 mts pOI segundo y la pendiente 00002
Procederemos asiacute
Puesto que h 9S a lo sumo igual Q 1 mI el radio meshydio puede evaluarse en 050 mts Las tablas dan para e 306 y 34 adoptamos 32 y entonces b = 000098
1574
Q2
De la ecuacioacuten R I b --- deducimos S2
000098 X 4 S~ 392 S 625
050 X 00002
La foacutermula S = h (l + h m) da 525
La foacutermula (6) nos da P = 807
s 625 R 077 mts
P 807
Se partiraacute de este nuevo valor de R para repetir los caacutelculos
Las tablas dan para R = 077 mts C = 35 y 37 Adoptamos C = 36 entonces b = 000077
Tenemos
000077 X 4 S 40 S 632 1 532
077 X 00002
P 814 Y R = 077
Adoptaremos para el perfil de este canal de 2 mts de descarga por segundo
1 = 532 h = 1 mI R = 077
La velocidad media del agua seraacute
u = Q S = 2 632 = 031 mts
CAPITULO VII
Sistemas de rieqo
Hay muchos procedimientos de riego seguacuten la naturashyleza del terreno su pendiente los cultivos o la cantidad de agua de que se dispone
- 1575 shy
A continuacioacuten describiremos los siguientes sistemas Por sumersioacuten por filtracioacuten por desbordamiento
El riego por sumersioacuten se dIvide en tres meacutetodos el ri ego por filtracioacuten en dos y el por desbordamiento tambieacuten en dos De todos eros hablaremos separadamente
Riego por sumersioacuten
El sistema d3 riego por sumersioacuten llamado tambieacuten en manta consiste en cubrir el suelo con una capa de agua que permanece sobre eacutel un tiempo maacutes o menos largo
Generalmente requiere que el terreno sea sensiblemenshyte horizontal de pendiente suave 2 0 00 a lo sumo y que no sea impermeable La superficie regable se rodea de peshyquentildeos diques Si la pendiente fuese fuerte habriacutean de ser a l tos y emplear maacutes agua con lo que se perderiacutea la prinshycipal ventaja de este sistema que es su sencillez y ecoshyncmiacutea
Este procedimiento es uno de los mejores para el rieshygo de praderas cuya pendiente sea de 1-15 mmts por metro Comprende tres meacutetodos distintos
IO-La sumersioacuten naturcl que resulta del desbordashymiento espontaacuteneo de una corriente de agua o de la inunshydacioacuten artificial proveniente del levantamiento de las aguas
29- La sumersioacuten artificial 5encilla en que las aguas permanecen estanadas mientras dura el riego
3y- La sumersioacutell atificial con cJrculacioacuten continuiexcl en que el agua ircula suavemente por la superficie del terreno sumergido
Cuando se riaga con aguas que acarrean limos y areshynas estos materiales generalmente corgados de materias fertili~antes se depositan sobre el suelo Entonces el riego por sumersioacuten va acompantildeado del erdorquinamiento
Sumersioacuten natural- Muchos terrenos estaacuten expuestos a las crecidas de las corrientes de agua que los atraviesan Esta sumersioacuten natural es fuente de grandes riquezas Tashyles s)n Egipto y las pompos de la imeacuterica del Sur En Francia grandes extensiones de ter reno deben su fertilidad a riegos perioacutedicos de esto naturaleza
Las condiciones esenciales de estos sumersiones natushy
1576 shy
rales son pendientes longitudinales muy suaves (040- 045
mts por kmt como promedio) y pendientes transversales
bastante aceurontuadus para que las aguas de las crecidas
vuelvan faacutecilmente a su cauce primitivo
Sumersioacuten artificial sencilla- Exige un suelo de poca
pendiente que no exceda de 2 0 00 a menos de restringir
mucho ia extensioacuten dE las parcelas sumergidas
Si la pendiente fuese fuerte no se depositariacutean los seshy
dimentos perdiendo asiacute este meacutetodo su principal ventaja
Ademaacutes se correriacutea el riesgo de que las aguas arrastraran
la tierra vegetal Finalmente seriacutea necesario que las cuenshycas sumergidas estuvieran rodeadas de diques muy altos
lo que hariacutea perder las ventajas econoacutemicas de este sisshy
tema
Consiste en sumergir el suelo bajo una capa de detershy
minado espesor durante un periacuteodo de tiempo variable
El terreno se divide en compartimientos regulares roshy
deados dE pequentildeos diques que retienen el agua
Generalmente las aguas despueacutes de regar un comparshy
timiento superior pasan a regar uno inferior
Los compartimientos tienen extensioacuten variable En geneshy
ral no exceden de 10-30 aacutereas Se les puede dar una anshychura de 50 mts y una longitud variable seguacuten la pendienshy
te del terreno Los diques que los rodean exceden en todas
partes a 25 ctms al nivel del agua
La altura media del agua sobre la superficie del sueshy
lo es de 15 ctms En el punto maacutes alto del nivel del agua
25 ctms
En el centro de cada compartimiento y en sentido de su longitud se abre una atarjea g (lig 15) que sirve a la
vez de conduccioacuten y desecamiento
A este objeto puede ir acompantildeado de pequentildeas a tarshy
jeas h En el origen y en la extremidad de cada compartishy
miento la atarjea g lleva una en trada de madera con comshy
puerta para retener el agua o dejarla pasar
La atarjea g debe tener una pendiente aproximada de
0001 mts mL La anchura en el fondo y su profundidad
dependen de la superficie del compartimiento y de la cantishydad de agua que conduciraacute
--1577-shy
La fig 15 denota la subdivisioacuten del terreno en cuatro recipientes que forman otros tantos saetines cuya longitud depende de la pendiente del terreno
Es preciso que el nivel del agua en el segundo comparshytimiento sea inferigtr de 1- 2 ctms al fondo de la atariea g del primero Asiacute se logra que el agua pase del primero al SEgundo compartimiento
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Hiego por ~lIhm(~r~ ioacuten Planta ltle unn in~tala(- i(ln de cuatro C(Jlllparlimi-(-middotnto~
Ventajas e inconvenientes de este sistema- Permite reshygar superficies de poca pendiente con ca1tidades de agua demasiado pequentildeas para utiliza ras de otro modo Transshyforma en tierras feacutertiles suelos mediocres siempre que no sean impermeables y que las aguas contengan limos carshygados de principios nutritivos Su instalacioacuten y vigilancia son sencillas y baratas
En suelos impermeables da malos resultados Rara vez se puede aplicar en el momento de la vegetacioacuten y mientras dura impide la aireacioacuten del suelo
- - 1578 - shy
El riego por sumersioacuten se emplea principalmpnte en el cultivo del arroz
Riego de los arrozales- EI arrozal ha de estar compleshytamente cubierto por el agua pero sin quedar estancada sino circulando con muy poca velocidad Sin agua no gershyminariacutea la semilla y en cambio si quedara estancada enshyfermaria 0 planta y podriacutea ser causa de una epidemia pashyluacutedica en la regioacuten
El terreno destinado al cultivo del arroz ha de ser enshyteramente llano y con la pendiente necesaria para la lenshyta circulacioacuten del agua El campo se divide en parcelas delimitadas por pequentildeos diques de tierra
Unas como B (Fig 16) estaacuten trazadas longitudinalmenshyte en el sentido de las labores y del movimiento del agua al paso que otras la sentildealadas con la letra e van en dishyreccioacuten perpendicular a las primeras
Una vez construIacutedos los diques se da el agua a las parce las D y J de modo que la capa liacutequida tenga unos 12 ctms de espesor Hecho 6stO se practican en el dique inmediatamente infel ior unas abe rturas E de 20- 30 ctms
de ancho por donde flushyye el agua a las parceshylas inferiores Asiacute se conshytinuacutea hasta regar todo el arrozal El agua se reshycoge en la atariea d e desaguumle A
El consumo de a g ua se calcula en 24 Its por segundo y por hec taacuterea
Sumersioacuten artificial con derrame continuo--Cuanshydo se dispone de gran can tidad de agua la cirshyculacioacuten puede ser conshytinua sin alterar las disshyposiciones precedentegt
El agua de riego desshypueacutes de alcanzar el nishy
ni~po s i c i(lfl dI un arrozal divirl gtln ( 1
lahla~ n -lIadriluacutel erus L ri ego
- - 1579-shy
vel normal en el compartimiento regado pasa lentamente al inferior y se reemplaza con nueva agua Este procedishymiento priva menos del aire a las plantas que e l estallCU miento permanente
El movimiento d8 las aguas se regula dE-~ tal manera que la can tidad siexclJida por la parte inferior sea igual a Jo que Gntra por la superior De 83t8 modo se llega raacutepidashymente a resultados excelentes
Conviene enviar agua nueva o los compartimientos inshyferiores disponiendo alrededor del cqmpo un canal de cirshycunvalacioacuten El agua debe vaciar por encima de las comshypuertas a fin ds qU8 no arrastre los sedimentos En general los compartimientos tienen dimensiones mayores que los de sumersioacuten sencilla Si la pendiente es muy fuerte conviene disponer oblicuamente diques interiores que impidan la erosioacuten del suelo Los diques que bordean las parcelas tieshynen aproximadaments 150 mts de ancho en la corona y un nivel de 30- 40 ctms sobre el de las aguas
Rieqo por filtracioacuten
Este sistema comprende dos subdivisiones
19 Por filtracioacuten del aqua en el suelo por atarieas proshyfundas- Es un procsdimiento muy imperfecto desde el punshyto de vista d3 los resultados pero muy sencillo y econoacuteshymico Em p lea las zanjas excavadas en los terrenos para sanearlos
Esencialmente consiste en cerrar las compuertas que regulan los diferentes canales de desecamiento El agua de lluvia etc fluye asiacute poco a poco pgtr estos canales y si el suelo es permeable lo humedece al atravesar las pareshydes laterales de e llos pudiendo llegar por capilaridad hasshyta las raiacuteces
Este procedimiento soacutelo es practicable cuando el terreshyno es bastante permeable y de poca pendiente En suelos poco permeabls los resulta dos no son satisfactorios el agua fluye bien por los cana ~ es pero no logra humedecer la tierra
La lig 17 muestra la disposicioacuten de los canales a a b b y Ja de la compuerta d que cuando estaacute cerrada deshy
- 1580
termina el retroceso del agua que se va elevando en los canales y penetra en el suelo Abriendo jo compuerta se inicia la salida del agua y consecuentemente el desecashymien~o del terreno
A~~J~~Mitrbt~Ir~~M~~1 B
F~( 11 J)i sposieiHl para htlnHd e(~e r IIn 1IITfJ1U drenadu al ail
J i~ Hi middotiexclo po fiJI radmiddotn
29 Filtracioacuten del agua por atarieas abiertas superficiales - middot-Este meacutetodo se aplica sobre todo a Jos tierras labradas y
entre otros a 103 cultivos hortiacutec81as Difiere esencialmente del anterior en que las atarieas estaacuten mucho maacutes proacutexishymas en que son superficiales y el agua penetra en el sueshylo y en el subsuelo p8r las paredes y por el fondo
El agua circula por atarieas paralelas que limitan las parcelas de los cultives No debe tocar ni las hoias ni los tedios Por esta razoacuten se emplea e l agua de cloacas para los cultivos hortelanos Como no se ponen en contacto con as hoias ni con los tallos no pueden contaminar esta parshyte comestible de los vegatales Sin embargo uacuteltimamente se ha dicho que las aguas de cloacas contaminan las parshytes aeacutereas de las hortalizas con geacutermenes nocivos y se ha prohibido su empleo para el cultivo de las hortalizas que se toman sin coccioacuten
Este meacutetodo es tanto maacutes eficaz cuanto maacutes proacuteximas
1581 shy
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I
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111111111 111111 111111 Vtk11 1 1 1 1 6 ~ iexcl
l Ft 8
ni ego por 5-lIrc()~ Di ~pn ~ iciiexclm de la~ atalj pa~
esteacuten las zanias que se trazan con el arado y estaacuten seshy
paradas unos 060- 080 mts La lig 18 indico la disposicioacuten del suelo La liacutenea a b
representa el canal de conduccioacuten a c el canal de riego del campo d designan los surcos que no terminan en el canal a c La limpieza que necesita el funcionamiento del sistema deteriora pronto este canal Debe construiacuterse una atari ea auxiliar e f comunicada con el canal a c por meshy
_-1582 - shy
dio de pequentildeos cortes g Este canal auxiliar se abre con el arado y se termina cuidadosamente con la pala Es anshycho y tiene una profundidad de unos la ctms
Riego por desbordamiento
Puede efectuarse de las maneras siguientes con reshygueras de nivel y planos inclinados que describiremos sucesivamente
A shy Por regueras de nivel Fundamentoshy EI terreno a regar estaacute surcado por regueras horizontales de desbordashymiento en que el agua rebosa el borde inferior y se exshytiende en forma de laacutemina continua
Pendiente del terrenoshy No debe ser excesivamente peshyquentildea pues entonces la circulacioacuten de la laacutemina de agua se efectuariacutea defectuosamente se admite como necesaria una pendiente de 3 Si 0 pendiente fuere excesiva en vez de una laacutemina continua se formariacutea una serie de arroshyyos que socavariacutean el terreno este peligro debe evitarse haciendo las regueras suficientemente proacuteximas
Descripcioacuten y funcionatnientoshy Las regueras de reparshyticioacuten se trazan en la direccioacuten aproximada de las liacuteneas de maacutexima pendiente fig 19 Si se interrumpe una regueshyra de distribucioacuten remansando el agua eacutesta entraraacute en la reguera de nivel inmediata anterior la cual se llenaraacute y desbordaraacute invadiendo el terreno el exceso se recogeraacute en el colector inmediato inferior el cual lo transportaraacute al canal de desaguumle
b middotmiddot l~vcro diexclhi Clon
rig 9
Alimentacioacuten de regueras sucesivas por una misma tomashy En vez de recoger las aguas sobrantes de una reshyguera directamente en un colector se recogen en otra reshyguera la cual una vez desbordada las deja pasar a otra y asiacute a varias no pasando de 4 oacute 5 seguacuten el caudal de
-1583 -
agua de que se disponga Parece que asiacute pudiera hacerse extensivo a todo el campo con una sola toma superior en la reguera de reparticioacuten pero no debe olvidarse que el agua que llegase a las regueras inferiores estariacutea escasa en oxiacutegeno y principios fertilizantes Esta es la razoacuten de las tomas sucesivas
Perfil longitudinal de las reguerasshy En la praacutectica no
iexcliexcl~f o UI a
I iquest
____ ~i~ I 0
I L middot ___ --shy
I D--1 t~uHO c o tor
- I 001 I 00 I
I 0 bull ___ J
-shy ---_ -i
_~_-o---J
Uig 19) Riego por curvas de nivel
debe d6rseles una pendiente superior al 0003 intercalando cascadas si fuere preciso esto se refiere a las regueras de reparticioacuten Las regueras de distribucioacuten deben ser perfecshytamente horizontales
Seccioacuten transversal de las reguerasshy Las regueras de nivel deben ser poco proundas a fin de disminuiacuter la preshysioacuten del agua y por tanto su infiltracioacuten Es aconsejable
- 1584 -
UllO anchura de 20 ctms con una profundidad no mayor
de S clms Las acequias y regueras d e reparticioacuten se calcushy
bn seguacuten las foacutermulas hidraacuteulicas
B shy Por planos inclinadosshy Son tales les ven tajas del
riego por regueras de n ivel que se procura em plear un
sistema anaacutelogo aunque el terreno no tengo lo pendiente
necesaria
Principio--Si lo pendiente es inferior al 003 se terramiddot
1 I
Cor~e por A B F iJ20
I I
I
J
Ri eacuteo t por p la n o~ in(linado pUl dobl e ari5la
plena formando un escolonado d e planos inclinados que
permito el riego por reguera~ de nivel
Descripcioacutenshy la reguera de reparticioacuten se coloca a una
altura conveniente para que el agua pueda en trar a las
regueras de nivel practicadas en la parte superior de los
planos en forma que llena de agua se vierta por ellos
recogiendo el exceso en colectores lig 20 El agua sobranshy
te puede ser muy abundante en tal caso el colector al ishy
- 185 shy
menta a su vez o tra serie de planos actuando a mane ra de reguera de reparticioacuten
Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
Planos inclinados naturales- Supongamos fig 21 un terreno de pequentildea pendiente S8 construye en terrapleacuten una reguera de d istribucioacuten con los produc tos de la excavacioacuten del colector inmediato E primer antildeo el riego seraacute defectuoshyso pero en los antildeos sucesivos mejoraraacuten los terraplenes y planos incl inados merced a la aportacioacuten del limo por las mismas aguas
0(oacute v lt
o
ltiexcl - =-=~ ~ ~ ~-= -=--=--=-shy~ ~ Fig21
Planos inclinados artificiales-Consisten en cons truiacuterlos directamen te con tierra sacada del terreno m ismo lo cual exige terraplenes y movimientos importantes de tierra (fig 22)
TfrImiddotO)COfi
~S~iacutelllflmiddot ~~f~~
Tts 22
Datos para la formacioacuten de un proyecto de riego por planos inclinados- Se atenderaacute en primer lugar a que las acequias y regueras de reparticioacuten sean capaces de sumishynistrar el agua necesaria y los colectores de desaguar los sobran tes Las regueras de distribucioacuten seguiraacuten sensibleshymente las curvas de nivel a fin de q ue los planos incl inashydos conserven una longitud constante y que las regueras de dis tribucioacuten sigan la direccioacuten de la pendiente del terreshyno La anchura de Jos escalones no seraacute excesiva a fin de evitar los grandes movimientos de tierra En general tienen 4 oacute 5 mts y si el terreno tiene fuerte pendiente lleshygan a tener 10 Oacute 12 mts La pendiente de los planos inclishynados seraacute de 003 como miacutenimum
87
C = 1 Vb = - ---- + tiacute
VR ltiacute tiene los siguientes valores
Paredes muy lisas (cemento madera lisa) tiacute = 006 Paredes lisas (taba ladrillo) tiacute = 016
poco lisas de mamposteriacutea tiacute = 046 de naturaleza mixta Ciacute = 085
Canales de tierra en condicion3s ordinarias tiacute 130 Canales de tierra con resistencia excepcional tiacute = 175
Maacutes adelante daremos los valores del coeficiente C en funcioacuten del radio R y los valores del coeficiente o de la loacutermua (l) corre3pondientes a los valores dAl coeficiente
C = 1 vT-
Ganguillet y Kulter adoptan tambieacuten la foacutermula
u C RTpero daacutendole a C el siguiente valor
O 00155
23 + + n
C 000155
1+ 23 + --- n
( ) V R
El nuacutemero n variacutea con la naturaleza de las paredAS y tiene los siguientes valores
n ln Paredes muy uniformes ceuromento madera
cepillada 0010 100 Paredes linos piedra tallada ladriilos 0013 77 Paredes poso uniformes 0017 58 Paredes rugosas piedras en bruto 0020 50 Paredes de tierra 0025 40 Paredes de grava 0030 33 Paredes irregulares de grava y mal cuidadas 0035 29 Paredes muy irregulares 0040 35
- 1566 shy
Las dJmensiones de los canal83 deben 118nar otras conshydiciones que determinan las foacutermulas anteriores
En primer lugar la tangente trigonomeacutetrica m queda determinada por la naturaleza del terreno Luego si circunsshytancias especiales no exigen la adopcioacuten de una profundishydad conviene dadas 1 y m dar a la seccioacuten la forma que corresponda a la maacutexima descarga por unidad de aacuterea de ella Esta seraacute evidentemente la seccioacuten maacutes econoacuteshymica De la foacutermula (3) Q = S U deducimos que para una superliacutecie dada S la descarga Q es maacutexima con U POI
consiguiente para una pendiente dada y teniendo en cuen shyta la foacutermula (2) U = e VRT con R o tambieacuten pll8sto que R = S P cuando P es miacutenimo
D8 la Hg 14 deducimos que
(5) S h (1 + h m)
(6) P + 2 h m V1 + m~ (6) P = I + 2 hmv 1 + m~
S h ( I + hm) (7) R
P + 2 hm 1 + m~ y por caacutelculo deducimos que P es miacutenimo cuando
h + V I + m~ (8)
2 ro
En este caso los lados B D H F D F son tangentes a Jo circunferencia descrita desde O como centro y con h como radio
Si sustiacutetuIacutemos en (7) 1 por su valor sacado de (8) obshytendremos
2 m h h ( + hm)
+ VI + m (9) R +
2 mh 2h V 1 + m~
+ ml+vl+ m~
- 1567 shy
--- -
1+ iexcl-1 + rn~ ]iexcl 2 = X
rn 4
es decir el radio medio es igual a la mitad de lu profunshydidad del agua
La relacioacuten h 1 que determina la seccioacuten oacuteptima soacuteshylo depeeacutelde para S e 1 dados del valor m El valor de h 1 en (8) permite calcular faacutecilmente h y 1 conociendo S y m Reempazando 1 por su valor en funcioacuten de h en la ecuashyc ioacuten (5) 1endremos
(lO) S =
( h
2 m h
1 + 1 1 + m~ h+-111
)
h~ 2 l 1-+ m~ -----shy 1
m
mS lh
11 J J h = ( 2 V 1 + m - 1 )
Seguacuten esto S2 ve que cuanio maacutes se acerquen los taludes del canal a la vertical mayor es h y por consiguienshyte R Conviene adoptar para R el mayor valor posible pues asiacute no disminuye la anchura del canal de pendiente dada 1 y se aumenta la velocidad media d el agua que es proshyporcional a R
Cuando las circunstancias obligan la adopcioacuten de una profundidad determinada la ecuacioacuten S = h (l + h m) soacutelo contiene la incoacutegnita 1
Empleo de las foacutermulas uso de las tablas ejemplos middotnumeacutericos--Los problsmas que se presentan maacutes frecuenshytemente son
I- Conocida la seccioacuten transversal de un canal y su pendiente calcular su descarga
JI- Conocido el rendimiento del canal y su pendiente
- 1571 shy
calcular las dimensiones que debe tener su seccioacuten transshyversal y la velocidad media del agua
CASO iexcl- Se a plican las siguientes foacutermulas
h (1 + h m) (S) S = h (1 + h m) (7) R
1 + 2 h 1 + m~
m
y lueacutego
(2) U = C m 1)Y2 (1) Q _ S C (R 1) 1j~
La foacutermula (S) ncs do e l aacuterea la (1) el radio medio pues h I Y 111 SO1 conocidos Las foacutermulas (2 y 4) permiten ca lcular U y Q
EJEMPLO Calcular el rendimie llto de un canal de ti eshyITU sabiendo que 1 = lmts h = 121 1 = 00002 y la inclinacioacuten de los taludes es 45
La aplicacioacuten de las foacutermulas (5 y 7) nos da
S = 2867 mts~ y R = 060 mts
El valor de C seguacuten la tabla de Bazin es 325 y seguacuten la de Kutte r 35 Tomamos e l promedio de estos dos valoshyres o sea 3375
Aplicando las foacutermulas (4 y 2) obtendremos
Q = 098 mts y U 037 mts
CASO II- Si existen circunstancias que obliguen a adopshytar una profundidad determinada se aplicaraacuten las foacutermushylas de la seccioacuten maacutes ventajosa es decir las foacutermulas sishyguientes bull
Q~m S (9) h b U~ b - shy~ (1 + m~ )11 ) = 2 R (l) R I
12 - 1) S~
Se principiaraacute por adoptar para b un valor provisional y para escogerlo seguacuten el rendimiento se evaluaraacute el vashylor posible de R y por consiguiente el de C seguacuten la tashybla de Bazin La tabla de los valores de b daraacute un valor que se adoptaraacute provisionalmente Una vez hallado el vashy
- 1572 shy
lar da R se rectificaraacute e l de b Se volveraacute a calcular R y
se continuaraacuten estas aproximaciones hasta que se encuenshytren para C y b valores que no difieran sensiblemente de Jos anteriores La ecuacioacuten (1) contendraacute R elevada a la quinta potencia y deberaacute resolverse por logaritmos
EJEMPLO Un canal debe tener un rendimiento de 2 lIltS de agua por segundo con una pendiente de 00002 por mts Cuaacutel debe ser su perfil transversal en la tierra con taludes inclinados 45
Supongamos R = 1 mt entonces seguacuten la tabla d e Bozin C = 378 y seguacuten lo de Kutte r C = 40 Toma mos 81 pro lllcd io C = 389 Para b obtenemos 000066
In
Lu IOacuteI JI1 U 111 (0) du x
Pero s iendo m 1 sacamos
m 0547
y obte ndremos 4R~ S 4W
0547
Lo foacutermula (1) nos da
R X 00002 000066 4
S~
R S~ 132
y sustituyendo S po~ su valor
16 R
(0547F 132 R 075
Seguacuten las tablas de Bazin y Kutter los valores respecshytivos de C pondiente de b tend
son de b remos
348 es
y 00
37 Adoptamos 0077 Sustituyendo
359 este
el valor nuevo
corresshyvalor
- shy 1573 shy
4 4 R~ 0547 S TI X 00002 000077 (
s~
R = 075
Lo vola re s d~ e y de b no difieren sonsibloTrl ento de los que acabamos de adoptar Tomaremos pues para TI el va le r 076 mis entoncos h = 152
4 (076 )~
S 442 Jll l s ~
0547
Q 2
u 047 mts S 422
La foacutermula (8) permite dete rmina r l
2 m h 2 X 152 126 y e l problema
1 + ( + m~)Y2 1 + (2)1
queda resuelto Pero puede ocurrir que por circunstancias especiales no
se pueda adoptar el perfil maacutes econoacutemico Entonces se coshynoc 3 la profundidad h o la anchura 1 por lo tanto
S = h (1 + h m)
Q2
R 1 b --- en que R estaacute expresado en funcioacuten S2
de h y de I y permitiraacute hallar por tanteo h o I y S Supongamos que por causa de la existencia de un submiddot
suelo rocoso la profundidad del canal no debe exceder de un mI y que la descmga sea de 2 mts pOI segundo y la pendiente 00002
Procederemos asiacute
Puesto que h 9S a lo sumo igual Q 1 mI el radio meshydio puede evaluarse en 050 mts Las tablas dan para e 306 y 34 adoptamos 32 y entonces b = 000098
1574
Q2
De la ecuacioacuten R I b --- deducimos S2
000098 X 4 S~ 392 S 625
050 X 00002
La foacutermula S = h (l + h m) da 525
La foacutermula (6) nos da P = 807
s 625 R 077 mts
P 807
Se partiraacute de este nuevo valor de R para repetir los caacutelculos
Las tablas dan para R = 077 mts C = 35 y 37 Adoptamos C = 36 entonces b = 000077
Tenemos
000077 X 4 S 40 S 632 1 532
077 X 00002
P 814 Y R = 077
Adoptaremos para el perfil de este canal de 2 mts de descarga por segundo
1 = 532 h = 1 mI R = 077
La velocidad media del agua seraacute
u = Q S = 2 632 = 031 mts
CAPITULO VII
Sistemas de rieqo
Hay muchos procedimientos de riego seguacuten la naturashyleza del terreno su pendiente los cultivos o la cantidad de agua de que se dispone
- 1575 shy
A continuacioacuten describiremos los siguientes sistemas Por sumersioacuten por filtracioacuten por desbordamiento
El riego por sumersioacuten se dIvide en tres meacutetodos el ri ego por filtracioacuten en dos y el por desbordamiento tambieacuten en dos De todos eros hablaremos separadamente
Riego por sumersioacuten
El sistema d3 riego por sumersioacuten llamado tambieacuten en manta consiste en cubrir el suelo con una capa de agua que permanece sobre eacutel un tiempo maacutes o menos largo
Generalmente requiere que el terreno sea sensiblemenshyte horizontal de pendiente suave 2 0 00 a lo sumo y que no sea impermeable La superficie regable se rodea de peshyquentildeos diques Si la pendiente fuese fuerte habriacutean de ser a l tos y emplear maacutes agua con lo que se perderiacutea la prinshycipal ventaja de este sistema que es su sencillez y ecoshyncmiacutea
Este procedimiento es uno de los mejores para el rieshygo de praderas cuya pendiente sea de 1-15 mmts por metro Comprende tres meacutetodos distintos
IO-La sumersioacuten naturcl que resulta del desbordashymiento espontaacuteneo de una corriente de agua o de la inunshydacioacuten artificial proveniente del levantamiento de las aguas
29- La sumersioacuten artificial 5encilla en que las aguas permanecen estanadas mientras dura el riego
3y- La sumersioacutell atificial con cJrculacioacuten continuiexcl en que el agua ircula suavemente por la superficie del terreno sumergido
Cuando se riaga con aguas que acarrean limos y areshynas estos materiales generalmente corgados de materias fertili~antes se depositan sobre el suelo Entonces el riego por sumersioacuten va acompantildeado del erdorquinamiento
Sumersioacuten natural- Muchos terrenos estaacuten expuestos a las crecidas de las corrientes de agua que los atraviesan Esta sumersioacuten natural es fuente de grandes riquezas Tashyles s)n Egipto y las pompos de la imeacuterica del Sur En Francia grandes extensiones de ter reno deben su fertilidad a riegos perioacutedicos de esto naturaleza
Las condiciones esenciales de estos sumersiones natushy
1576 shy
rales son pendientes longitudinales muy suaves (040- 045
mts por kmt como promedio) y pendientes transversales
bastante aceurontuadus para que las aguas de las crecidas
vuelvan faacutecilmente a su cauce primitivo
Sumersioacuten artificial sencilla- Exige un suelo de poca
pendiente que no exceda de 2 0 00 a menos de restringir
mucho ia extensioacuten dE las parcelas sumergidas
Si la pendiente fuese fuerte no se depositariacutean los seshy
dimentos perdiendo asiacute este meacutetodo su principal ventaja
Ademaacutes se correriacutea el riesgo de que las aguas arrastraran
la tierra vegetal Finalmente seriacutea necesario que las cuenshycas sumergidas estuvieran rodeadas de diques muy altos
lo que hariacutea perder las ventajas econoacutemicas de este sisshy
tema
Consiste en sumergir el suelo bajo una capa de detershy
minado espesor durante un periacuteodo de tiempo variable
El terreno se divide en compartimientos regulares roshy
deados dE pequentildeos diques que retienen el agua
Generalmente las aguas despueacutes de regar un comparshy
timiento superior pasan a regar uno inferior
Los compartimientos tienen extensioacuten variable En geneshy
ral no exceden de 10-30 aacutereas Se les puede dar una anshychura de 50 mts y una longitud variable seguacuten la pendienshy
te del terreno Los diques que los rodean exceden en todas
partes a 25 ctms al nivel del agua
La altura media del agua sobre la superficie del sueshy
lo es de 15 ctms En el punto maacutes alto del nivel del agua
25 ctms
En el centro de cada compartimiento y en sentido de su longitud se abre una atarjea g (lig 15) que sirve a la
vez de conduccioacuten y desecamiento
A este objeto puede ir acompantildeado de pequentildeas a tarshy
jeas h En el origen y en la extremidad de cada compartishy
miento la atarjea g lleva una en trada de madera con comshy
puerta para retener el agua o dejarla pasar
La atarjea g debe tener una pendiente aproximada de
0001 mts mL La anchura en el fondo y su profundidad
dependen de la superficie del compartimiento y de la cantishydad de agua que conduciraacute
--1577-shy
La fig 15 denota la subdivisioacuten del terreno en cuatro recipientes que forman otros tantos saetines cuya longitud depende de la pendiente del terreno
Es preciso que el nivel del agua en el segundo comparshytimiento sea inferigtr de 1- 2 ctms al fondo de la atariea g del primero Asiacute se logra que el agua pase del primero al SEgundo compartimiento
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Hiego por ~lIhm(~r~ ioacuten Planta ltle unn in~tala(- i(ln de cuatro C(Jlllparlimi-(-middotnto~
Ventajas e inconvenientes de este sistema- Permite reshygar superficies de poca pendiente con ca1tidades de agua demasiado pequentildeas para utiliza ras de otro modo Transshyforma en tierras feacutertiles suelos mediocres siempre que no sean impermeables y que las aguas contengan limos carshygados de principios nutritivos Su instalacioacuten y vigilancia son sencillas y baratas
En suelos impermeables da malos resultados Rara vez se puede aplicar en el momento de la vegetacioacuten y mientras dura impide la aireacioacuten del suelo
- - 1578 - shy
El riego por sumersioacuten se emplea principalmpnte en el cultivo del arroz
Riego de los arrozales- EI arrozal ha de estar compleshytamente cubierto por el agua pero sin quedar estancada sino circulando con muy poca velocidad Sin agua no gershyminariacutea la semilla y en cambio si quedara estancada enshyfermaria 0 planta y podriacutea ser causa de una epidemia pashyluacutedica en la regioacuten
El terreno destinado al cultivo del arroz ha de ser enshyteramente llano y con la pendiente necesaria para la lenshyta circulacioacuten del agua El campo se divide en parcelas delimitadas por pequentildeos diques de tierra
Unas como B (Fig 16) estaacuten trazadas longitudinalmenshyte en el sentido de las labores y del movimiento del agua al paso que otras la sentildealadas con la letra e van en dishyreccioacuten perpendicular a las primeras
Una vez construIacutedos los diques se da el agua a las parce las D y J de modo que la capa liacutequida tenga unos 12 ctms de espesor Hecho 6stO se practican en el dique inmediatamente infel ior unas abe rturas E de 20- 30 ctms
de ancho por donde flushyye el agua a las parceshylas inferiores Asiacute se conshytinuacutea hasta regar todo el arrozal El agua se reshycoge en la atariea d e desaguumle A
El consumo de a g ua se calcula en 24 Its por segundo y por hec taacuterea
Sumersioacuten artificial con derrame continuo--Cuanshydo se dispone de gran can tidad de agua la cirshyculacioacuten puede ser conshytinua sin alterar las disshyposiciones precedentegt
El agua de riego desshypueacutes de alcanzar el nishy
ni~po s i c i(lfl dI un arrozal divirl gtln ( 1
lahla~ n -lIadriluacutel erus L ri ego
- - 1579-shy
vel normal en el compartimiento regado pasa lentamente al inferior y se reemplaza con nueva agua Este procedishymiento priva menos del aire a las plantas que e l estallCU miento permanente
El movimiento d8 las aguas se regula dE-~ tal manera que la can tidad siexclJida por la parte inferior sea igual a Jo que Gntra por la superior De 83t8 modo se llega raacutepidashymente a resultados excelentes
Conviene enviar agua nueva o los compartimientos inshyferiores disponiendo alrededor del cqmpo un canal de cirshycunvalacioacuten El agua debe vaciar por encima de las comshypuertas a fin ds qU8 no arrastre los sedimentos En general los compartimientos tienen dimensiones mayores que los de sumersioacuten sencilla Si la pendiente es muy fuerte conviene disponer oblicuamente diques interiores que impidan la erosioacuten del suelo Los diques que bordean las parcelas tieshynen aproximadaments 150 mts de ancho en la corona y un nivel de 30- 40 ctms sobre el de las aguas
Rieqo por filtracioacuten
Este sistema comprende dos subdivisiones
19 Por filtracioacuten del aqua en el suelo por atarieas proshyfundas- Es un procsdimiento muy imperfecto desde el punshyto de vista d3 los resultados pero muy sencillo y econoacuteshymico Em p lea las zanjas excavadas en los terrenos para sanearlos
Esencialmente consiste en cerrar las compuertas que regulan los diferentes canales de desecamiento El agua de lluvia etc fluye asiacute poco a poco pgtr estos canales y si el suelo es permeable lo humedece al atravesar las pareshydes laterales de e llos pudiendo llegar por capilaridad hasshyta las raiacuteces
Este procedimiento soacutelo es practicable cuando el terreshyno es bastante permeable y de poca pendiente En suelos poco permeabls los resulta dos no son satisfactorios el agua fluye bien por los cana ~ es pero no logra humedecer la tierra
La lig 17 muestra la disposicioacuten de los canales a a b b y Ja de la compuerta d que cuando estaacute cerrada deshy
- 1580
termina el retroceso del agua que se va elevando en los canales y penetra en el suelo Abriendo jo compuerta se inicia la salida del agua y consecuentemente el desecashymien~o del terreno
A~~J~~Mitrbt~Ir~~M~~1 B
F~( 11 J)i sposieiHl para htlnHd e(~e r IIn 1IITfJ1U drenadu al ail
J i~ Hi middotiexclo po fiJI radmiddotn
29 Filtracioacuten del agua por atarieas abiertas superficiales - middot-Este meacutetodo se aplica sobre todo a Jos tierras labradas y
entre otros a 103 cultivos hortiacutec81as Difiere esencialmente del anterior en que las atarieas estaacuten mucho maacutes proacutexishymas en que son superficiales y el agua penetra en el sueshylo y en el subsuelo p8r las paredes y por el fondo
El agua circula por atarieas paralelas que limitan las parcelas de los cultives No debe tocar ni las hoias ni los tedios Por esta razoacuten se emplea e l agua de cloacas para los cultivos hortelanos Como no se ponen en contacto con as hoias ni con los tallos no pueden contaminar esta parshyte comestible de los vegatales Sin embargo uacuteltimamente se ha dicho que las aguas de cloacas contaminan las parshytes aeacutereas de las hortalizas con geacutermenes nocivos y se ha prohibido su empleo para el cultivo de las hortalizas que se toman sin coccioacuten
Este meacutetodo es tanto maacutes eficaz cuanto maacutes proacuteximas
1581 shy
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1I
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111111111 111111 111111 Vtk11 1 1 1 1 6 ~ iexcl
l Ft 8
ni ego por 5-lIrc()~ Di ~pn ~ iciiexclm de la~ atalj pa~
esteacuten las zanias que se trazan con el arado y estaacuten seshy
paradas unos 060- 080 mts La lig 18 indico la disposicioacuten del suelo La liacutenea a b
representa el canal de conduccioacuten a c el canal de riego del campo d designan los surcos que no terminan en el canal a c La limpieza que necesita el funcionamiento del sistema deteriora pronto este canal Debe construiacuterse una atari ea auxiliar e f comunicada con el canal a c por meshy
_-1582 - shy
dio de pequentildeos cortes g Este canal auxiliar se abre con el arado y se termina cuidadosamente con la pala Es anshycho y tiene una profundidad de unos la ctms
Riego por desbordamiento
Puede efectuarse de las maneras siguientes con reshygueras de nivel y planos inclinados que describiremos sucesivamente
A shy Por regueras de nivel Fundamentoshy EI terreno a regar estaacute surcado por regueras horizontales de desbordashymiento en que el agua rebosa el borde inferior y se exshytiende en forma de laacutemina continua
Pendiente del terrenoshy No debe ser excesivamente peshyquentildea pues entonces la circulacioacuten de la laacutemina de agua se efectuariacutea defectuosamente se admite como necesaria una pendiente de 3 Si 0 pendiente fuere excesiva en vez de una laacutemina continua se formariacutea una serie de arroshyyos que socavariacutean el terreno este peligro debe evitarse haciendo las regueras suficientemente proacuteximas
Descripcioacuten y funcionatnientoshy Las regueras de reparshyticioacuten se trazan en la direccioacuten aproximada de las liacuteneas de maacutexima pendiente fig 19 Si se interrumpe una regueshyra de distribucioacuten remansando el agua eacutesta entraraacute en la reguera de nivel inmediata anterior la cual se llenaraacute y desbordaraacute invadiendo el terreno el exceso se recogeraacute en el colector inmediato inferior el cual lo transportaraacute al canal de desaguumle
b middotmiddot l~vcro diexclhi Clon
rig 9
Alimentacioacuten de regueras sucesivas por una misma tomashy En vez de recoger las aguas sobrantes de una reshyguera directamente en un colector se recogen en otra reshyguera la cual una vez desbordada las deja pasar a otra y asiacute a varias no pasando de 4 oacute 5 seguacuten el caudal de
-1583 -
agua de que se disponga Parece que asiacute pudiera hacerse extensivo a todo el campo con una sola toma superior en la reguera de reparticioacuten pero no debe olvidarse que el agua que llegase a las regueras inferiores estariacutea escasa en oxiacutegeno y principios fertilizantes Esta es la razoacuten de las tomas sucesivas
Perfil longitudinal de las reguerasshy En la praacutectica no
iexcliexcl~f o UI a
I iquest
____ ~i~ I 0
I L middot ___ --shy
I D--1 t~uHO c o tor
- I 001 I 00 I
I 0 bull ___ J
-shy ---_ -i
_~_-o---J
Uig 19) Riego por curvas de nivel
debe d6rseles una pendiente superior al 0003 intercalando cascadas si fuere preciso esto se refiere a las regueras de reparticioacuten Las regueras de distribucioacuten deben ser perfecshytamente horizontales
Seccioacuten transversal de las reguerasshy Las regueras de nivel deben ser poco proundas a fin de disminuiacuter la preshysioacuten del agua y por tanto su infiltracioacuten Es aconsejable
- 1584 -
UllO anchura de 20 ctms con una profundidad no mayor
de S clms Las acequias y regueras d e reparticioacuten se calcushy
bn seguacuten las foacutermulas hidraacuteulicas
B shy Por planos inclinadosshy Son tales les ven tajas del
riego por regueras de n ivel que se procura em plear un
sistema anaacutelogo aunque el terreno no tengo lo pendiente
necesaria
Principio--Si lo pendiente es inferior al 003 se terramiddot
1 I
Cor~e por A B F iJ20
I I
I
J
Ri eacuteo t por p la n o~ in(linado pUl dobl e ari5la
plena formando un escolonado d e planos inclinados que
permito el riego por reguera~ de nivel
Descripcioacutenshy la reguera de reparticioacuten se coloca a una
altura conveniente para que el agua pueda en trar a las
regueras de nivel practicadas en la parte superior de los
planos en forma que llena de agua se vierta por ellos
recogiendo el exceso en colectores lig 20 El agua sobranshy
te puede ser muy abundante en tal caso el colector al ishy
- 185 shy
menta a su vez o tra serie de planos actuando a mane ra de reguera de reparticioacuten
Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
Planos inclinados naturales- Supongamos fig 21 un terreno de pequentildea pendiente S8 construye en terrapleacuten una reguera de d istribucioacuten con los produc tos de la excavacioacuten del colector inmediato E primer antildeo el riego seraacute defectuoshyso pero en los antildeos sucesivos mejoraraacuten los terraplenes y planos incl inados merced a la aportacioacuten del limo por las mismas aguas
0(oacute v lt
o
ltiexcl - =-=~ ~ ~ ~-= -=--=--=-shy~ ~ Fig21
Planos inclinados artificiales-Consisten en cons truiacuterlos directamen te con tierra sacada del terreno m ismo lo cual exige terraplenes y movimientos importantes de tierra (fig 22)
TfrImiddotO)COfi
~S~iacutelllflmiddot ~~f~~
Tts 22
Datos para la formacioacuten de un proyecto de riego por planos inclinados- Se atenderaacute en primer lugar a que las acequias y regueras de reparticioacuten sean capaces de sumishynistrar el agua necesaria y los colectores de desaguar los sobran tes Las regueras de distribucioacuten seguiraacuten sensibleshymente las curvas de nivel a fin de q ue los planos incl inashydos conserven una longitud constante y que las regueras de dis tribucioacuten sigan la direccioacuten de la pendiente del terreshyno La anchura de Jos escalones no seraacute excesiva a fin de evitar los grandes movimientos de tierra En general tienen 4 oacute 5 mts y si el terreno tiene fuerte pendiente lleshygan a tener 10 Oacute 12 mts La pendiente de los planos inclishynados seraacute de 003 como miacutenimum
Las dJmensiones de los canal83 deben 118nar otras conshydiciones que determinan las foacutermulas anteriores
En primer lugar la tangente trigonomeacutetrica m queda determinada por la naturaleza del terreno Luego si circunsshytancias especiales no exigen la adopcioacuten de una profundishydad conviene dadas 1 y m dar a la seccioacuten la forma que corresponda a la maacutexima descarga por unidad de aacuterea de ella Esta seraacute evidentemente la seccioacuten maacutes econoacuteshymica De la foacutermula (3) Q = S U deducimos que para una superliacutecie dada S la descarga Q es maacutexima con U POI
consiguiente para una pendiente dada y teniendo en cuen shyta la foacutermula (2) U = e VRT con R o tambieacuten pll8sto que R = S P cuando P es miacutenimo
D8 la Hg 14 deducimos que
(5) S h (1 + h m)
(6) P + 2 h m V1 + m~ (6) P = I + 2 hmv 1 + m~
S h ( I + hm) (7) R
P + 2 hm 1 + m~ y por caacutelculo deducimos que P es miacutenimo cuando
h + V I + m~ (8)
2 ro
En este caso los lados B D H F D F son tangentes a Jo circunferencia descrita desde O como centro y con h como radio
Si sustiacutetuIacutemos en (7) 1 por su valor sacado de (8) obshytendremos
2 m h h ( + hm)
+ VI + m (9) R +
2 mh 2h V 1 + m~
+ ml+vl+ m~
- 1567 shy
--- -
1+ iexcl-1 + rn~ ]iexcl 2 = X
rn 4
es decir el radio medio es igual a la mitad de lu profunshydidad del agua
La relacioacuten h 1 que determina la seccioacuten oacuteptima soacuteshylo depeeacutelde para S e 1 dados del valor m El valor de h 1 en (8) permite calcular faacutecilmente h y 1 conociendo S y m Reempazando 1 por su valor en funcioacuten de h en la ecuashyc ioacuten (5) 1endremos
(lO) S =
( h
2 m h
1 + 1 1 + m~ h+-111
)
h~ 2 l 1-+ m~ -----shy 1
m
mS lh
11 J J h = ( 2 V 1 + m - 1 )
Seguacuten esto S2 ve que cuanio maacutes se acerquen los taludes del canal a la vertical mayor es h y por consiguienshyte R Conviene adoptar para R el mayor valor posible pues asiacute no disminuye la anchura del canal de pendiente dada 1 y se aumenta la velocidad media d el agua que es proshyporcional a R
Cuando las circunstancias obligan la adopcioacuten de una profundidad determinada la ecuacioacuten S = h (l + h m) soacutelo contiene la incoacutegnita 1
Empleo de las foacutermulas uso de las tablas ejemplos middotnumeacutericos--Los problsmas que se presentan maacutes frecuenshytemente son
I- Conocida la seccioacuten transversal de un canal y su pendiente calcular su descarga
JI- Conocido el rendimiento del canal y su pendiente
- 1571 shy
calcular las dimensiones que debe tener su seccioacuten transshyversal y la velocidad media del agua
CASO iexcl- Se a plican las siguientes foacutermulas
h (1 + h m) (S) S = h (1 + h m) (7) R
1 + 2 h 1 + m~
m
y lueacutego
(2) U = C m 1)Y2 (1) Q _ S C (R 1) 1j~
La foacutermula (S) ncs do e l aacuterea la (1) el radio medio pues h I Y 111 SO1 conocidos Las foacutermulas (2 y 4) permiten ca lcular U y Q
EJEMPLO Calcular el rendimie llto de un canal de ti eshyITU sabiendo que 1 = lmts h = 121 1 = 00002 y la inclinacioacuten de los taludes es 45
La aplicacioacuten de las foacutermulas (5 y 7) nos da
S = 2867 mts~ y R = 060 mts
El valor de C seguacuten la tabla de Bazin es 325 y seguacuten la de Kutte r 35 Tomamos e l promedio de estos dos valoshyres o sea 3375
Aplicando las foacutermulas (4 y 2) obtendremos
Q = 098 mts y U 037 mts
CASO II- Si existen circunstancias que obliguen a adopshytar una profundidad determinada se aplicaraacuten las foacutermushylas de la seccioacuten maacutes ventajosa es decir las foacutermulas sishyguientes bull
Q~m S (9) h b U~ b - shy~ (1 + m~ )11 ) = 2 R (l) R I
12 - 1) S~
Se principiaraacute por adoptar para b un valor provisional y para escogerlo seguacuten el rendimiento se evaluaraacute el vashylor posible de R y por consiguiente el de C seguacuten la tashybla de Bazin La tabla de los valores de b daraacute un valor que se adoptaraacute provisionalmente Una vez hallado el vashy
- 1572 shy
lar da R se rectificaraacute e l de b Se volveraacute a calcular R y
se continuaraacuten estas aproximaciones hasta que se encuenshytren para C y b valores que no difieran sensiblemente de Jos anteriores La ecuacioacuten (1) contendraacute R elevada a la quinta potencia y deberaacute resolverse por logaritmos
EJEMPLO Un canal debe tener un rendimiento de 2 lIltS de agua por segundo con una pendiente de 00002 por mts Cuaacutel debe ser su perfil transversal en la tierra con taludes inclinados 45
Supongamos R = 1 mt entonces seguacuten la tabla d e Bozin C = 378 y seguacuten lo de Kutte r C = 40 Toma mos 81 pro lllcd io C = 389 Para b obtenemos 000066
In
Lu IOacuteI JI1 U 111 (0) du x
Pero s iendo m 1 sacamos
m 0547
y obte ndremos 4R~ S 4W
0547
Lo foacutermula (1) nos da
R X 00002 000066 4
S~
R S~ 132
y sustituyendo S po~ su valor
16 R
(0547F 132 R 075
Seguacuten las tablas de Bazin y Kutter los valores respecshytivos de C pondiente de b tend
son de b remos
348 es
y 00
37 Adoptamos 0077 Sustituyendo
359 este
el valor nuevo
corresshyvalor
- shy 1573 shy
4 4 R~ 0547 S TI X 00002 000077 (
s~
R = 075
Lo vola re s d~ e y de b no difieren sonsibloTrl ento de los que acabamos de adoptar Tomaremos pues para TI el va le r 076 mis entoncos h = 152
4 (076 )~
S 442 Jll l s ~
0547
Q 2
u 047 mts S 422
La foacutermula (8) permite dete rmina r l
2 m h 2 X 152 126 y e l problema
1 + ( + m~)Y2 1 + (2)1
queda resuelto Pero puede ocurrir que por circunstancias especiales no
se pueda adoptar el perfil maacutes econoacutemico Entonces se coshynoc 3 la profundidad h o la anchura 1 por lo tanto
S = h (1 + h m)
Q2
R 1 b --- en que R estaacute expresado en funcioacuten S2
de h y de I y permitiraacute hallar por tanteo h o I y S Supongamos que por causa de la existencia de un submiddot
suelo rocoso la profundidad del canal no debe exceder de un mI y que la descmga sea de 2 mts pOI segundo y la pendiente 00002
Procederemos asiacute
Puesto que h 9S a lo sumo igual Q 1 mI el radio meshydio puede evaluarse en 050 mts Las tablas dan para e 306 y 34 adoptamos 32 y entonces b = 000098
1574
Q2
De la ecuacioacuten R I b --- deducimos S2
000098 X 4 S~ 392 S 625
050 X 00002
La foacutermula S = h (l + h m) da 525
La foacutermula (6) nos da P = 807
s 625 R 077 mts
P 807
Se partiraacute de este nuevo valor de R para repetir los caacutelculos
Las tablas dan para R = 077 mts C = 35 y 37 Adoptamos C = 36 entonces b = 000077
Tenemos
000077 X 4 S 40 S 632 1 532
077 X 00002
P 814 Y R = 077
Adoptaremos para el perfil de este canal de 2 mts de descarga por segundo
1 = 532 h = 1 mI R = 077
La velocidad media del agua seraacute
u = Q S = 2 632 = 031 mts
CAPITULO VII
Sistemas de rieqo
Hay muchos procedimientos de riego seguacuten la naturashyleza del terreno su pendiente los cultivos o la cantidad de agua de que se dispone
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A continuacioacuten describiremos los siguientes sistemas Por sumersioacuten por filtracioacuten por desbordamiento
El riego por sumersioacuten se dIvide en tres meacutetodos el ri ego por filtracioacuten en dos y el por desbordamiento tambieacuten en dos De todos eros hablaremos separadamente
Riego por sumersioacuten
El sistema d3 riego por sumersioacuten llamado tambieacuten en manta consiste en cubrir el suelo con una capa de agua que permanece sobre eacutel un tiempo maacutes o menos largo
Generalmente requiere que el terreno sea sensiblemenshyte horizontal de pendiente suave 2 0 00 a lo sumo y que no sea impermeable La superficie regable se rodea de peshyquentildeos diques Si la pendiente fuese fuerte habriacutean de ser a l tos y emplear maacutes agua con lo que se perderiacutea la prinshycipal ventaja de este sistema que es su sencillez y ecoshyncmiacutea
Este procedimiento es uno de los mejores para el rieshygo de praderas cuya pendiente sea de 1-15 mmts por metro Comprende tres meacutetodos distintos
IO-La sumersioacuten naturcl que resulta del desbordashymiento espontaacuteneo de una corriente de agua o de la inunshydacioacuten artificial proveniente del levantamiento de las aguas
29- La sumersioacuten artificial 5encilla en que las aguas permanecen estanadas mientras dura el riego
3y- La sumersioacutell atificial con cJrculacioacuten continuiexcl en que el agua ircula suavemente por la superficie del terreno sumergido
Cuando se riaga con aguas que acarrean limos y areshynas estos materiales generalmente corgados de materias fertili~antes se depositan sobre el suelo Entonces el riego por sumersioacuten va acompantildeado del erdorquinamiento
Sumersioacuten natural- Muchos terrenos estaacuten expuestos a las crecidas de las corrientes de agua que los atraviesan Esta sumersioacuten natural es fuente de grandes riquezas Tashyles s)n Egipto y las pompos de la imeacuterica del Sur En Francia grandes extensiones de ter reno deben su fertilidad a riegos perioacutedicos de esto naturaleza
Las condiciones esenciales de estos sumersiones natushy
1576 shy
rales son pendientes longitudinales muy suaves (040- 045
mts por kmt como promedio) y pendientes transversales
bastante aceurontuadus para que las aguas de las crecidas
vuelvan faacutecilmente a su cauce primitivo
Sumersioacuten artificial sencilla- Exige un suelo de poca
pendiente que no exceda de 2 0 00 a menos de restringir
mucho ia extensioacuten dE las parcelas sumergidas
Si la pendiente fuese fuerte no se depositariacutean los seshy
dimentos perdiendo asiacute este meacutetodo su principal ventaja
Ademaacutes se correriacutea el riesgo de que las aguas arrastraran
la tierra vegetal Finalmente seriacutea necesario que las cuenshycas sumergidas estuvieran rodeadas de diques muy altos
lo que hariacutea perder las ventajas econoacutemicas de este sisshy
tema
Consiste en sumergir el suelo bajo una capa de detershy
minado espesor durante un periacuteodo de tiempo variable
El terreno se divide en compartimientos regulares roshy
deados dE pequentildeos diques que retienen el agua
Generalmente las aguas despueacutes de regar un comparshy
timiento superior pasan a regar uno inferior
Los compartimientos tienen extensioacuten variable En geneshy
ral no exceden de 10-30 aacutereas Se les puede dar una anshychura de 50 mts y una longitud variable seguacuten la pendienshy
te del terreno Los diques que los rodean exceden en todas
partes a 25 ctms al nivel del agua
La altura media del agua sobre la superficie del sueshy
lo es de 15 ctms En el punto maacutes alto del nivel del agua
25 ctms
En el centro de cada compartimiento y en sentido de su longitud se abre una atarjea g (lig 15) que sirve a la
vez de conduccioacuten y desecamiento
A este objeto puede ir acompantildeado de pequentildeas a tarshy
jeas h En el origen y en la extremidad de cada compartishy
miento la atarjea g lleva una en trada de madera con comshy
puerta para retener el agua o dejarla pasar
La atarjea g debe tener una pendiente aproximada de
0001 mts mL La anchura en el fondo y su profundidad
dependen de la superficie del compartimiento y de la cantishydad de agua que conduciraacute
--1577-shy
La fig 15 denota la subdivisioacuten del terreno en cuatro recipientes que forman otros tantos saetines cuya longitud depende de la pendiente del terreno
Es preciso que el nivel del agua en el segundo comparshytimiento sea inferigtr de 1- 2 ctms al fondo de la atariea g del primero Asiacute se logra que el agua pase del primero al SEgundo compartimiento
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Hiego por ~lIhm(~r~ ioacuten Planta ltle unn in~tala(- i(ln de cuatro C(Jlllparlimi-(-middotnto~
Ventajas e inconvenientes de este sistema- Permite reshygar superficies de poca pendiente con ca1tidades de agua demasiado pequentildeas para utiliza ras de otro modo Transshyforma en tierras feacutertiles suelos mediocres siempre que no sean impermeables y que las aguas contengan limos carshygados de principios nutritivos Su instalacioacuten y vigilancia son sencillas y baratas
En suelos impermeables da malos resultados Rara vez se puede aplicar en el momento de la vegetacioacuten y mientras dura impide la aireacioacuten del suelo
- - 1578 - shy
El riego por sumersioacuten se emplea principalmpnte en el cultivo del arroz
Riego de los arrozales- EI arrozal ha de estar compleshytamente cubierto por el agua pero sin quedar estancada sino circulando con muy poca velocidad Sin agua no gershyminariacutea la semilla y en cambio si quedara estancada enshyfermaria 0 planta y podriacutea ser causa de una epidemia pashyluacutedica en la regioacuten
El terreno destinado al cultivo del arroz ha de ser enshyteramente llano y con la pendiente necesaria para la lenshyta circulacioacuten del agua El campo se divide en parcelas delimitadas por pequentildeos diques de tierra
Unas como B (Fig 16) estaacuten trazadas longitudinalmenshyte en el sentido de las labores y del movimiento del agua al paso que otras la sentildealadas con la letra e van en dishyreccioacuten perpendicular a las primeras
Una vez construIacutedos los diques se da el agua a las parce las D y J de modo que la capa liacutequida tenga unos 12 ctms de espesor Hecho 6stO se practican en el dique inmediatamente infel ior unas abe rturas E de 20- 30 ctms
de ancho por donde flushyye el agua a las parceshylas inferiores Asiacute se conshytinuacutea hasta regar todo el arrozal El agua se reshycoge en la atariea d e desaguumle A
El consumo de a g ua se calcula en 24 Its por segundo y por hec taacuterea
Sumersioacuten artificial con derrame continuo--Cuanshydo se dispone de gran can tidad de agua la cirshyculacioacuten puede ser conshytinua sin alterar las disshyposiciones precedentegt
El agua de riego desshypueacutes de alcanzar el nishy
ni~po s i c i(lfl dI un arrozal divirl gtln ( 1
lahla~ n -lIadriluacutel erus L ri ego
- - 1579-shy
vel normal en el compartimiento regado pasa lentamente al inferior y se reemplaza con nueva agua Este procedishymiento priva menos del aire a las plantas que e l estallCU miento permanente
El movimiento d8 las aguas se regula dE-~ tal manera que la can tidad siexclJida por la parte inferior sea igual a Jo que Gntra por la superior De 83t8 modo se llega raacutepidashymente a resultados excelentes
Conviene enviar agua nueva o los compartimientos inshyferiores disponiendo alrededor del cqmpo un canal de cirshycunvalacioacuten El agua debe vaciar por encima de las comshypuertas a fin ds qU8 no arrastre los sedimentos En general los compartimientos tienen dimensiones mayores que los de sumersioacuten sencilla Si la pendiente es muy fuerte conviene disponer oblicuamente diques interiores que impidan la erosioacuten del suelo Los diques que bordean las parcelas tieshynen aproximadaments 150 mts de ancho en la corona y un nivel de 30- 40 ctms sobre el de las aguas
Rieqo por filtracioacuten
Este sistema comprende dos subdivisiones
19 Por filtracioacuten del aqua en el suelo por atarieas proshyfundas- Es un procsdimiento muy imperfecto desde el punshyto de vista d3 los resultados pero muy sencillo y econoacuteshymico Em p lea las zanjas excavadas en los terrenos para sanearlos
Esencialmente consiste en cerrar las compuertas que regulan los diferentes canales de desecamiento El agua de lluvia etc fluye asiacute poco a poco pgtr estos canales y si el suelo es permeable lo humedece al atravesar las pareshydes laterales de e llos pudiendo llegar por capilaridad hasshyta las raiacuteces
Este procedimiento soacutelo es practicable cuando el terreshyno es bastante permeable y de poca pendiente En suelos poco permeabls los resulta dos no son satisfactorios el agua fluye bien por los cana ~ es pero no logra humedecer la tierra
La lig 17 muestra la disposicioacuten de los canales a a b b y Ja de la compuerta d que cuando estaacute cerrada deshy
- 1580
termina el retroceso del agua que se va elevando en los canales y penetra en el suelo Abriendo jo compuerta se inicia la salida del agua y consecuentemente el desecashymien~o del terreno
A~~J~~Mitrbt~Ir~~M~~1 B
F~( 11 J)i sposieiHl para htlnHd e(~e r IIn 1IITfJ1U drenadu al ail
J i~ Hi middotiexclo po fiJI radmiddotn
29 Filtracioacuten del agua por atarieas abiertas superficiales - middot-Este meacutetodo se aplica sobre todo a Jos tierras labradas y
entre otros a 103 cultivos hortiacutec81as Difiere esencialmente del anterior en que las atarieas estaacuten mucho maacutes proacutexishymas en que son superficiales y el agua penetra en el sueshylo y en el subsuelo p8r las paredes y por el fondo
El agua circula por atarieas paralelas que limitan las parcelas de los cultives No debe tocar ni las hoias ni los tedios Por esta razoacuten se emplea e l agua de cloacas para los cultivos hortelanos Como no se ponen en contacto con as hoias ni con los tallos no pueden contaminar esta parshyte comestible de los vegatales Sin embargo uacuteltimamente se ha dicho que las aguas de cloacas contaminan las parshytes aeacutereas de las hortalizas con geacutermenes nocivos y se ha prohibido su empleo para el cultivo de las hortalizas que se toman sin coccioacuten
Este meacutetodo es tanto maacutes eficaz cuanto maacutes proacuteximas
1581 shy
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ni ego por 5-lIrc()~ Di ~pn ~ iciiexclm de la~ atalj pa~
esteacuten las zanias que se trazan con el arado y estaacuten seshy
paradas unos 060- 080 mts La lig 18 indico la disposicioacuten del suelo La liacutenea a b
representa el canal de conduccioacuten a c el canal de riego del campo d designan los surcos que no terminan en el canal a c La limpieza que necesita el funcionamiento del sistema deteriora pronto este canal Debe construiacuterse una atari ea auxiliar e f comunicada con el canal a c por meshy
_-1582 - shy
dio de pequentildeos cortes g Este canal auxiliar se abre con el arado y se termina cuidadosamente con la pala Es anshycho y tiene una profundidad de unos la ctms
Riego por desbordamiento
Puede efectuarse de las maneras siguientes con reshygueras de nivel y planos inclinados que describiremos sucesivamente
A shy Por regueras de nivel Fundamentoshy EI terreno a regar estaacute surcado por regueras horizontales de desbordashymiento en que el agua rebosa el borde inferior y se exshytiende en forma de laacutemina continua
Pendiente del terrenoshy No debe ser excesivamente peshyquentildea pues entonces la circulacioacuten de la laacutemina de agua se efectuariacutea defectuosamente se admite como necesaria una pendiente de 3 Si 0 pendiente fuere excesiva en vez de una laacutemina continua se formariacutea una serie de arroshyyos que socavariacutean el terreno este peligro debe evitarse haciendo las regueras suficientemente proacuteximas
Descripcioacuten y funcionatnientoshy Las regueras de reparshyticioacuten se trazan en la direccioacuten aproximada de las liacuteneas de maacutexima pendiente fig 19 Si se interrumpe una regueshyra de distribucioacuten remansando el agua eacutesta entraraacute en la reguera de nivel inmediata anterior la cual se llenaraacute y desbordaraacute invadiendo el terreno el exceso se recogeraacute en el colector inmediato inferior el cual lo transportaraacute al canal de desaguumle
b middotmiddot l~vcro diexclhi Clon
rig 9
Alimentacioacuten de regueras sucesivas por una misma tomashy En vez de recoger las aguas sobrantes de una reshyguera directamente en un colector se recogen en otra reshyguera la cual una vez desbordada las deja pasar a otra y asiacute a varias no pasando de 4 oacute 5 seguacuten el caudal de
-1583 -
agua de que se disponga Parece que asiacute pudiera hacerse extensivo a todo el campo con una sola toma superior en la reguera de reparticioacuten pero no debe olvidarse que el agua que llegase a las regueras inferiores estariacutea escasa en oxiacutegeno y principios fertilizantes Esta es la razoacuten de las tomas sucesivas
Perfil longitudinal de las reguerasshy En la praacutectica no
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Uig 19) Riego por curvas de nivel
debe d6rseles una pendiente superior al 0003 intercalando cascadas si fuere preciso esto se refiere a las regueras de reparticioacuten Las regueras de distribucioacuten deben ser perfecshytamente horizontales
Seccioacuten transversal de las reguerasshy Las regueras de nivel deben ser poco proundas a fin de disminuiacuter la preshysioacuten del agua y por tanto su infiltracioacuten Es aconsejable
- 1584 -
UllO anchura de 20 ctms con una profundidad no mayor
de S clms Las acequias y regueras d e reparticioacuten se calcushy
bn seguacuten las foacutermulas hidraacuteulicas
B shy Por planos inclinadosshy Son tales les ven tajas del
riego por regueras de n ivel que se procura em plear un
sistema anaacutelogo aunque el terreno no tengo lo pendiente
necesaria
Principio--Si lo pendiente es inferior al 003 se terramiddot
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Cor~e por A B F iJ20
I I
I
J
Ri eacuteo t por p la n o~ in(linado pUl dobl e ari5la
plena formando un escolonado d e planos inclinados que
permito el riego por reguera~ de nivel
Descripcioacutenshy la reguera de reparticioacuten se coloca a una
altura conveniente para que el agua pueda en trar a las
regueras de nivel practicadas en la parte superior de los
planos en forma que llena de agua se vierta por ellos
recogiendo el exceso en colectores lig 20 El agua sobranshy
te puede ser muy abundante en tal caso el colector al ishy
- 185 shy
menta a su vez o tra serie de planos actuando a mane ra de reguera de reparticioacuten
Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
Planos inclinados naturales- Supongamos fig 21 un terreno de pequentildea pendiente S8 construye en terrapleacuten una reguera de d istribucioacuten con los produc tos de la excavacioacuten del colector inmediato E primer antildeo el riego seraacute defectuoshyso pero en los antildeos sucesivos mejoraraacuten los terraplenes y planos incl inados merced a la aportacioacuten del limo por las mismas aguas
0(oacute v lt
o
ltiexcl - =-=~ ~ ~ ~-= -=--=--=-shy~ ~ Fig21
Planos inclinados artificiales-Consisten en cons truiacuterlos directamen te con tierra sacada del terreno m ismo lo cual exige terraplenes y movimientos importantes de tierra (fig 22)
TfrImiddotO)COfi
~S~iacutelllflmiddot ~~f~~
Tts 22
Datos para la formacioacuten de un proyecto de riego por planos inclinados- Se atenderaacute en primer lugar a que las acequias y regueras de reparticioacuten sean capaces de sumishynistrar el agua necesaria y los colectores de desaguar los sobran tes Las regueras de distribucioacuten seguiraacuten sensibleshymente las curvas de nivel a fin de q ue los planos incl inashydos conserven una longitud constante y que las regueras de dis tribucioacuten sigan la direccioacuten de la pendiente del terreshyno La anchura de Jos escalones no seraacute excesiva a fin de evitar los grandes movimientos de tierra En general tienen 4 oacute 5 mts y si el terreno tiene fuerte pendiente lleshygan a tener 10 Oacute 12 mts La pendiente de los planos inclishynados seraacute de 003 como miacutenimum
--- -
1+ iexcl-1 + rn~ ]iexcl 2 = X
rn 4
es decir el radio medio es igual a la mitad de lu profunshydidad del agua
La relacioacuten h 1 que determina la seccioacuten oacuteptima soacuteshylo depeeacutelde para S e 1 dados del valor m El valor de h 1 en (8) permite calcular faacutecilmente h y 1 conociendo S y m Reempazando 1 por su valor en funcioacuten de h en la ecuashyc ioacuten (5) 1endremos
(lO) S =
( h
2 m h
1 + 1 1 + m~ h+-111
)
h~ 2 l 1-+ m~ -----shy 1
m
mS lh
11 J J h = ( 2 V 1 + m - 1 )
Seguacuten esto S2 ve que cuanio maacutes se acerquen los taludes del canal a la vertical mayor es h y por consiguienshyte R Conviene adoptar para R el mayor valor posible pues asiacute no disminuye la anchura del canal de pendiente dada 1 y se aumenta la velocidad media d el agua que es proshyporcional a R
Cuando las circunstancias obligan la adopcioacuten de una profundidad determinada la ecuacioacuten S = h (l + h m) soacutelo contiene la incoacutegnita 1
Empleo de las foacutermulas uso de las tablas ejemplos middotnumeacutericos--Los problsmas que se presentan maacutes frecuenshytemente son
I- Conocida la seccioacuten transversal de un canal y su pendiente calcular su descarga
JI- Conocido el rendimiento del canal y su pendiente
- 1571 shy
calcular las dimensiones que debe tener su seccioacuten transshyversal y la velocidad media del agua
CASO iexcl- Se a plican las siguientes foacutermulas
h (1 + h m) (S) S = h (1 + h m) (7) R
1 + 2 h 1 + m~
m
y lueacutego
(2) U = C m 1)Y2 (1) Q _ S C (R 1) 1j~
La foacutermula (S) ncs do e l aacuterea la (1) el radio medio pues h I Y 111 SO1 conocidos Las foacutermulas (2 y 4) permiten ca lcular U y Q
EJEMPLO Calcular el rendimie llto de un canal de ti eshyITU sabiendo que 1 = lmts h = 121 1 = 00002 y la inclinacioacuten de los taludes es 45
La aplicacioacuten de las foacutermulas (5 y 7) nos da
S = 2867 mts~ y R = 060 mts
El valor de C seguacuten la tabla de Bazin es 325 y seguacuten la de Kutte r 35 Tomamos e l promedio de estos dos valoshyres o sea 3375
Aplicando las foacutermulas (4 y 2) obtendremos
Q = 098 mts y U 037 mts
CASO II- Si existen circunstancias que obliguen a adopshytar una profundidad determinada se aplicaraacuten las foacutermushylas de la seccioacuten maacutes ventajosa es decir las foacutermulas sishyguientes bull
Q~m S (9) h b U~ b - shy~ (1 + m~ )11 ) = 2 R (l) R I
12 - 1) S~
Se principiaraacute por adoptar para b un valor provisional y para escogerlo seguacuten el rendimiento se evaluaraacute el vashylor posible de R y por consiguiente el de C seguacuten la tashybla de Bazin La tabla de los valores de b daraacute un valor que se adoptaraacute provisionalmente Una vez hallado el vashy
- 1572 shy
lar da R se rectificaraacute e l de b Se volveraacute a calcular R y
se continuaraacuten estas aproximaciones hasta que se encuenshytren para C y b valores que no difieran sensiblemente de Jos anteriores La ecuacioacuten (1) contendraacute R elevada a la quinta potencia y deberaacute resolverse por logaritmos
EJEMPLO Un canal debe tener un rendimiento de 2 lIltS de agua por segundo con una pendiente de 00002 por mts Cuaacutel debe ser su perfil transversal en la tierra con taludes inclinados 45
Supongamos R = 1 mt entonces seguacuten la tabla d e Bozin C = 378 y seguacuten lo de Kutte r C = 40 Toma mos 81 pro lllcd io C = 389 Para b obtenemos 000066
In
Lu IOacuteI JI1 U 111 (0) du x
Pero s iendo m 1 sacamos
m 0547
y obte ndremos 4R~ S 4W
0547
Lo foacutermula (1) nos da
R X 00002 000066 4
S~
R S~ 132
y sustituyendo S po~ su valor
16 R
(0547F 132 R 075
Seguacuten las tablas de Bazin y Kutter los valores respecshytivos de C pondiente de b tend
son de b remos
348 es
y 00
37 Adoptamos 0077 Sustituyendo
359 este
el valor nuevo
corresshyvalor
- shy 1573 shy
4 4 R~ 0547 S TI X 00002 000077 (
s~
R = 075
Lo vola re s d~ e y de b no difieren sonsibloTrl ento de los que acabamos de adoptar Tomaremos pues para TI el va le r 076 mis entoncos h = 152
4 (076 )~
S 442 Jll l s ~
0547
Q 2
u 047 mts S 422
La foacutermula (8) permite dete rmina r l
2 m h 2 X 152 126 y e l problema
1 + ( + m~)Y2 1 + (2)1
queda resuelto Pero puede ocurrir que por circunstancias especiales no
se pueda adoptar el perfil maacutes econoacutemico Entonces se coshynoc 3 la profundidad h o la anchura 1 por lo tanto
S = h (1 + h m)
Q2
R 1 b --- en que R estaacute expresado en funcioacuten S2
de h y de I y permitiraacute hallar por tanteo h o I y S Supongamos que por causa de la existencia de un submiddot
suelo rocoso la profundidad del canal no debe exceder de un mI y que la descmga sea de 2 mts pOI segundo y la pendiente 00002
Procederemos asiacute
Puesto que h 9S a lo sumo igual Q 1 mI el radio meshydio puede evaluarse en 050 mts Las tablas dan para e 306 y 34 adoptamos 32 y entonces b = 000098
1574
Q2
De la ecuacioacuten R I b --- deducimos S2
000098 X 4 S~ 392 S 625
050 X 00002
La foacutermula S = h (l + h m) da 525
La foacutermula (6) nos da P = 807
s 625 R 077 mts
P 807
Se partiraacute de este nuevo valor de R para repetir los caacutelculos
Las tablas dan para R = 077 mts C = 35 y 37 Adoptamos C = 36 entonces b = 000077
Tenemos
000077 X 4 S 40 S 632 1 532
077 X 00002
P 814 Y R = 077
Adoptaremos para el perfil de este canal de 2 mts de descarga por segundo
1 = 532 h = 1 mI R = 077
La velocidad media del agua seraacute
u = Q S = 2 632 = 031 mts
CAPITULO VII
Sistemas de rieqo
Hay muchos procedimientos de riego seguacuten la naturashyleza del terreno su pendiente los cultivos o la cantidad de agua de que se dispone
- 1575 shy
A continuacioacuten describiremos los siguientes sistemas Por sumersioacuten por filtracioacuten por desbordamiento
El riego por sumersioacuten se dIvide en tres meacutetodos el ri ego por filtracioacuten en dos y el por desbordamiento tambieacuten en dos De todos eros hablaremos separadamente
Riego por sumersioacuten
El sistema d3 riego por sumersioacuten llamado tambieacuten en manta consiste en cubrir el suelo con una capa de agua que permanece sobre eacutel un tiempo maacutes o menos largo
Generalmente requiere que el terreno sea sensiblemenshyte horizontal de pendiente suave 2 0 00 a lo sumo y que no sea impermeable La superficie regable se rodea de peshyquentildeos diques Si la pendiente fuese fuerte habriacutean de ser a l tos y emplear maacutes agua con lo que se perderiacutea la prinshycipal ventaja de este sistema que es su sencillez y ecoshyncmiacutea
Este procedimiento es uno de los mejores para el rieshygo de praderas cuya pendiente sea de 1-15 mmts por metro Comprende tres meacutetodos distintos
IO-La sumersioacuten naturcl que resulta del desbordashymiento espontaacuteneo de una corriente de agua o de la inunshydacioacuten artificial proveniente del levantamiento de las aguas
29- La sumersioacuten artificial 5encilla en que las aguas permanecen estanadas mientras dura el riego
3y- La sumersioacutell atificial con cJrculacioacuten continuiexcl en que el agua ircula suavemente por la superficie del terreno sumergido
Cuando se riaga con aguas que acarrean limos y areshynas estos materiales generalmente corgados de materias fertili~antes se depositan sobre el suelo Entonces el riego por sumersioacuten va acompantildeado del erdorquinamiento
Sumersioacuten natural- Muchos terrenos estaacuten expuestos a las crecidas de las corrientes de agua que los atraviesan Esta sumersioacuten natural es fuente de grandes riquezas Tashyles s)n Egipto y las pompos de la imeacuterica del Sur En Francia grandes extensiones de ter reno deben su fertilidad a riegos perioacutedicos de esto naturaleza
Las condiciones esenciales de estos sumersiones natushy
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rales son pendientes longitudinales muy suaves (040- 045
mts por kmt como promedio) y pendientes transversales
bastante aceurontuadus para que las aguas de las crecidas
vuelvan faacutecilmente a su cauce primitivo
Sumersioacuten artificial sencilla- Exige un suelo de poca
pendiente que no exceda de 2 0 00 a menos de restringir
mucho ia extensioacuten dE las parcelas sumergidas
Si la pendiente fuese fuerte no se depositariacutean los seshy
dimentos perdiendo asiacute este meacutetodo su principal ventaja
Ademaacutes se correriacutea el riesgo de que las aguas arrastraran
la tierra vegetal Finalmente seriacutea necesario que las cuenshycas sumergidas estuvieran rodeadas de diques muy altos
lo que hariacutea perder las ventajas econoacutemicas de este sisshy
tema
Consiste en sumergir el suelo bajo una capa de detershy
minado espesor durante un periacuteodo de tiempo variable
El terreno se divide en compartimientos regulares roshy
deados dE pequentildeos diques que retienen el agua
Generalmente las aguas despueacutes de regar un comparshy
timiento superior pasan a regar uno inferior
Los compartimientos tienen extensioacuten variable En geneshy
ral no exceden de 10-30 aacutereas Se les puede dar una anshychura de 50 mts y una longitud variable seguacuten la pendienshy
te del terreno Los diques que los rodean exceden en todas
partes a 25 ctms al nivel del agua
La altura media del agua sobre la superficie del sueshy
lo es de 15 ctms En el punto maacutes alto del nivel del agua
25 ctms
En el centro de cada compartimiento y en sentido de su longitud se abre una atarjea g (lig 15) que sirve a la
vez de conduccioacuten y desecamiento
A este objeto puede ir acompantildeado de pequentildeas a tarshy
jeas h En el origen y en la extremidad de cada compartishy
miento la atarjea g lleva una en trada de madera con comshy
puerta para retener el agua o dejarla pasar
La atarjea g debe tener una pendiente aproximada de
0001 mts mL La anchura en el fondo y su profundidad
dependen de la superficie del compartimiento y de la cantishydad de agua que conduciraacute
--1577-shy
La fig 15 denota la subdivisioacuten del terreno en cuatro recipientes que forman otros tantos saetines cuya longitud depende de la pendiente del terreno
Es preciso que el nivel del agua en el segundo comparshytimiento sea inferigtr de 1- 2 ctms al fondo de la atariea g del primero Asiacute se logra que el agua pase del primero al SEgundo compartimiento
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Hiego por ~lIhm(~r~ ioacuten Planta ltle unn in~tala(- i(ln de cuatro C(Jlllparlimi-(-middotnto~
Ventajas e inconvenientes de este sistema- Permite reshygar superficies de poca pendiente con ca1tidades de agua demasiado pequentildeas para utiliza ras de otro modo Transshyforma en tierras feacutertiles suelos mediocres siempre que no sean impermeables y que las aguas contengan limos carshygados de principios nutritivos Su instalacioacuten y vigilancia son sencillas y baratas
En suelos impermeables da malos resultados Rara vez se puede aplicar en el momento de la vegetacioacuten y mientras dura impide la aireacioacuten del suelo
- - 1578 - shy
El riego por sumersioacuten se emplea principalmpnte en el cultivo del arroz
Riego de los arrozales- EI arrozal ha de estar compleshytamente cubierto por el agua pero sin quedar estancada sino circulando con muy poca velocidad Sin agua no gershyminariacutea la semilla y en cambio si quedara estancada enshyfermaria 0 planta y podriacutea ser causa de una epidemia pashyluacutedica en la regioacuten
El terreno destinado al cultivo del arroz ha de ser enshyteramente llano y con la pendiente necesaria para la lenshyta circulacioacuten del agua El campo se divide en parcelas delimitadas por pequentildeos diques de tierra
Unas como B (Fig 16) estaacuten trazadas longitudinalmenshyte en el sentido de las labores y del movimiento del agua al paso que otras la sentildealadas con la letra e van en dishyreccioacuten perpendicular a las primeras
Una vez construIacutedos los diques se da el agua a las parce las D y J de modo que la capa liacutequida tenga unos 12 ctms de espesor Hecho 6stO se practican en el dique inmediatamente infel ior unas abe rturas E de 20- 30 ctms
de ancho por donde flushyye el agua a las parceshylas inferiores Asiacute se conshytinuacutea hasta regar todo el arrozal El agua se reshycoge en la atariea d e desaguumle A
El consumo de a g ua se calcula en 24 Its por segundo y por hec taacuterea
Sumersioacuten artificial con derrame continuo--Cuanshydo se dispone de gran can tidad de agua la cirshyculacioacuten puede ser conshytinua sin alterar las disshyposiciones precedentegt
El agua de riego desshypueacutes de alcanzar el nishy
ni~po s i c i(lfl dI un arrozal divirl gtln ( 1
lahla~ n -lIadriluacutel erus L ri ego
- - 1579-shy
vel normal en el compartimiento regado pasa lentamente al inferior y se reemplaza con nueva agua Este procedishymiento priva menos del aire a las plantas que e l estallCU miento permanente
El movimiento d8 las aguas se regula dE-~ tal manera que la can tidad siexclJida por la parte inferior sea igual a Jo que Gntra por la superior De 83t8 modo se llega raacutepidashymente a resultados excelentes
Conviene enviar agua nueva o los compartimientos inshyferiores disponiendo alrededor del cqmpo un canal de cirshycunvalacioacuten El agua debe vaciar por encima de las comshypuertas a fin ds qU8 no arrastre los sedimentos En general los compartimientos tienen dimensiones mayores que los de sumersioacuten sencilla Si la pendiente es muy fuerte conviene disponer oblicuamente diques interiores que impidan la erosioacuten del suelo Los diques que bordean las parcelas tieshynen aproximadaments 150 mts de ancho en la corona y un nivel de 30- 40 ctms sobre el de las aguas
Rieqo por filtracioacuten
Este sistema comprende dos subdivisiones
19 Por filtracioacuten del aqua en el suelo por atarieas proshyfundas- Es un procsdimiento muy imperfecto desde el punshyto de vista d3 los resultados pero muy sencillo y econoacuteshymico Em p lea las zanjas excavadas en los terrenos para sanearlos
Esencialmente consiste en cerrar las compuertas que regulan los diferentes canales de desecamiento El agua de lluvia etc fluye asiacute poco a poco pgtr estos canales y si el suelo es permeable lo humedece al atravesar las pareshydes laterales de e llos pudiendo llegar por capilaridad hasshyta las raiacuteces
Este procedimiento soacutelo es practicable cuando el terreshyno es bastante permeable y de poca pendiente En suelos poco permeabls los resulta dos no son satisfactorios el agua fluye bien por los cana ~ es pero no logra humedecer la tierra
La lig 17 muestra la disposicioacuten de los canales a a b b y Ja de la compuerta d que cuando estaacute cerrada deshy
- 1580
termina el retroceso del agua que se va elevando en los canales y penetra en el suelo Abriendo jo compuerta se inicia la salida del agua y consecuentemente el desecashymien~o del terreno
A~~J~~Mitrbt~Ir~~M~~1 B
F~( 11 J)i sposieiHl para htlnHd e(~e r IIn 1IITfJ1U drenadu al ail
J i~ Hi middotiexclo po fiJI radmiddotn
29 Filtracioacuten del agua por atarieas abiertas superficiales - middot-Este meacutetodo se aplica sobre todo a Jos tierras labradas y
entre otros a 103 cultivos hortiacutec81as Difiere esencialmente del anterior en que las atarieas estaacuten mucho maacutes proacutexishymas en que son superficiales y el agua penetra en el sueshylo y en el subsuelo p8r las paredes y por el fondo
El agua circula por atarieas paralelas que limitan las parcelas de los cultives No debe tocar ni las hoias ni los tedios Por esta razoacuten se emplea e l agua de cloacas para los cultivos hortelanos Como no se ponen en contacto con as hoias ni con los tallos no pueden contaminar esta parshyte comestible de los vegatales Sin embargo uacuteltimamente se ha dicho que las aguas de cloacas contaminan las parshytes aeacutereas de las hortalizas con geacutermenes nocivos y se ha prohibido su empleo para el cultivo de las hortalizas que se toman sin coccioacuten
Este meacutetodo es tanto maacutes eficaz cuanto maacutes proacuteximas
1581 shy
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1I
I
I
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I
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IIII I
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111111111 111111 111111 Vtk11 1 1 1 1 6 ~ iexcl
l Ft 8
ni ego por 5-lIrc()~ Di ~pn ~ iciiexclm de la~ atalj pa~
esteacuten las zanias que se trazan con el arado y estaacuten seshy
paradas unos 060- 080 mts La lig 18 indico la disposicioacuten del suelo La liacutenea a b
representa el canal de conduccioacuten a c el canal de riego del campo d designan los surcos que no terminan en el canal a c La limpieza que necesita el funcionamiento del sistema deteriora pronto este canal Debe construiacuterse una atari ea auxiliar e f comunicada con el canal a c por meshy
_-1582 - shy
dio de pequentildeos cortes g Este canal auxiliar se abre con el arado y se termina cuidadosamente con la pala Es anshycho y tiene una profundidad de unos la ctms
Riego por desbordamiento
Puede efectuarse de las maneras siguientes con reshygueras de nivel y planos inclinados que describiremos sucesivamente
A shy Por regueras de nivel Fundamentoshy EI terreno a regar estaacute surcado por regueras horizontales de desbordashymiento en que el agua rebosa el borde inferior y se exshytiende en forma de laacutemina continua
Pendiente del terrenoshy No debe ser excesivamente peshyquentildea pues entonces la circulacioacuten de la laacutemina de agua se efectuariacutea defectuosamente se admite como necesaria una pendiente de 3 Si 0 pendiente fuere excesiva en vez de una laacutemina continua se formariacutea una serie de arroshyyos que socavariacutean el terreno este peligro debe evitarse haciendo las regueras suficientemente proacuteximas
Descripcioacuten y funcionatnientoshy Las regueras de reparshyticioacuten se trazan en la direccioacuten aproximada de las liacuteneas de maacutexima pendiente fig 19 Si se interrumpe una regueshyra de distribucioacuten remansando el agua eacutesta entraraacute en la reguera de nivel inmediata anterior la cual se llenaraacute y desbordaraacute invadiendo el terreno el exceso se recogeraacute en el colector inmediato inferior el cual lo transportaraacute al canal de desaguumle
b middotmiddot l~vcro diexclhi Clon
rig 9
Alimentacioacuten de regueras sucesivas por una misma tomashy En vez de recoger las aguas sobrantes de una reshyguera directamente en un colector se recogen en otra reshyguera la cual una vez desbordada las deja pasar a otra y asiacute a varias no pasando de 4 oacute 5 seguacuten el caudal de
-1583 -
agua de que se disponga Parece que asiacute pudiera hacerse extensivo a todo el campo con una sola toma superior en la reguera de reparticioacuten pero no debe olvidarse que el agua que llegase a las regueras inferiores estariacutea escasa en oxiacutegeno y principios fertilizantes Esta es la razoacuten de las tomas sucesivas
Perfil longitudinal de las reguerasshy En la praacutectica no
iexcliexcl~f o UI a
I iquest
____ ~i~ I 0
I L middot ___ --shy
I D--1 t~uHO c o tor
- I 001 I 00 I
I 0 bull ___ J
-shy ---_ -i
_~_-o---J
Uig 19) Riego por curvas de nivel
debe d6rseles una pendiente superior al 0003 intercalando cascadas si fuere preciso esto se refiere a las regueras de reparticioacuten Las regueras de distribucioacuten deben ser perfecshytamente horizontales
Seccioacuten transversal de las reguerasshy Las regueras de nivel deben ser poco proundas a fin de disminuiacuter la preshysioacuten del agua y por tanto su infiltracioacuten Es aconsejable
- 1584 -
UllO anchura de 20 ctms con una profundidad no mayor
de S clms Las acequias y regueras d e reparticioacuten se calcushy
bn seguacuten las foacutermulas hidraacuteulicas
B shy Por planos inclinadosshy Son tales les ven tajas del
riego por regueras de n ivel que se procura em plear un
sistema anaacutelogo aunque el terreno no tengo lo pendiente
necesaria
Principio--Si lo pendiente es inferior al 003 se terramiddot
1 I
Cor~e por A B F iJ20
I I
I
J
Ri eacuteo t por p la n o~ in(linado pUl dobl e ari5la
plena formando un escolonado d e planos inclinados que
permito el riego por reguera~ de nivel
Descripcioacutenshy la reguera de reparticioacuten se coloca a una
altura conveniente para que el agua pueda en trar a las
regueras de nivel practicadas en la parte superior de los
planos en forma que llena de agua se vierta por ellos
recogiendo el exceso en colectores lig 20 El agua sobranshy
te puede ser muy abundante en tal caso el colector al ishy
- 185 shy
menta a su vez o tra serie de planos actuando a mane ra de reguera de reparticioacuten
Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
Planos inclinados naturales- Supongamos fig 21 un terreno de pequentildea pendiente S8 construye en terrapleacuten una reguera de d istribucioacuten con los produc tos de la excavacioacuten del colector inmediato E primer antildeo el riego seraacute defectuoshyso pero en los antildeos sucesivos mejoraraacuten los terraplenes y planos incl inados merced a la aportacioacuten del limo por las mismas aguas
0(oacute v lt
o
ltiexcl - =-=~ ~ ~ ~-= -=--=--=-shy~ ~ Fig21
Planos inclinados artificiales-Consisten en cons truiacuterlos directamen te con tierra sacada del terreno m ismo lo cual exige terraplenes y movimientos importantes de tierra (fig 22)
TfrImiddotO)COfi
~S~iacutelllflmiddot ~~f~~
Tts 22
Datos para la formacioacuten de un proyecto de riego por planos inclinados- Se atenderaacute en primer lugar a que las acequias y regueras de reparticioacuten sean capaces de sumishynistrar el agua necesaria y los colectores de desaguar los sobran tes Las regueras de distribucioacuten seguiraacuten sensibleshymente las curvas de nivel a fin de q ue los planos incl inashydos conserven una longitud constante y que las regueras de dis tribucioacuten sigan la direccioacuten de la pendiente del terreshyno La anchura de Jos escalones no seraacute excesiva a fin de evitar los grandes movimientos de tierra En general tienen 4 oacute 5 mts y si el terreno tiene fuerte pendiente lleshygan a tener 10 Oacute 12 mts La pendiente de los planos inclishynados seraacute de 003 como miacutenimum
Empleo de las foacutermulas uso de las tablas ejemplos middotnumeacutericos--Los problsmas que se presentan maacutes frecuenshytemente son
I- Conocida la seccioacuten transversal de un canal y su pendiente calcular su descarga
JI- Conocido el rendimiento del canal y su pendiente
- 1571 shy
calcular las dimensiones que debe tener su seccioacuten transshyversal y la velocidad media del agua
CASO iexcl- Se a plican las siguientes foacutermulas
h (1 + h m) (S) S = h (1 + h m) (7) R
1 + 2 h 1 + m~
m
y lueacutego
(2) U = C m 1)Y2 (1) Q _ S C (R 1) 1j~
La foacutermula (S) ncs do e l aacuterea la (1) el radio medio pues h I Y 111 SO1 conocidos Las foacutermulas (2 y 4) permiten ca lcular U y Q
EJEMPLO Calcular el rendimie llto de un canal de ti eshyITU sabiendo que 1 = lmts h = 121 1 = 00002 y la inclinacioacuten de los taludes es 45
La aplicacioacuten de las foacutermulas (5 y 7) nos da
S = 2867 mts~ y R = 060 mts
El valor de C seguacuten la tabla de Bazin es 325 y seguacuten la de Kutte r 35 Tomamos e l promedio de estos dos valoshyres o sea 3375
Aplicando las foacutermulas (4 y 2) obtendremos
Q = 098 mts y U 037 mts
CASO II- Si existen circunstancias que obliguen a adopshytar una profundidad determinada se aplicaraacuten las foacutermushylas de la seccioacuten maacutes ventajosa es decir las foacutermulas sishyguientes bull
Q~m S (9) h b U~ b - shy~ (1 + m~ )11 ) = 2 R (l) R I
12 - 1) S~
Se principiaraacute por adoptar para b un valor provisional y para escogerlo seguacuten el rendimiento se evaluaraacute el vashylor posible de R y por consiguiente el de C seguacuten la tashybla de Bazin La tabla de los valores de b daraacute un valor que se adoptaraacute provisionalmente Una vez hallado el vashy
- 1572 shy
lar da R se rectificaraacute e l de b Se volveraacute a calcular R y
se continuaraacuten estas aproximaciones hasta que se encuenshytren para C y b valores que no difieran sensiblemente de Jos anteriores La ecuacioacuten (1) contendraacute R elevada a la quinta potencia y deberaacute resolverse por logaritmos
EJEMPLO Un canal debe tener un rendimiento de 2 lIltS de agua por segundo con una pendiente de 00002 por mts Cuaacutel debe ser su perfil transversal en la tierra con taludes inclinados 45
Supongamos R = 1 mt entonces seguacuten la tabla d e Bozin C = 378 y seguacuten lo de Kutte r C = 40 Toma mos 81 pro lllcd io C = 389 Para b obtenemos 000066
In
Lu IOacuteI JI1 U 111 (0) du x
Pero s iendo m 1 sacamos
m 0547
y obte ndremos 4R~ S 4W
0547
Lo foacutermula (1) nos da
R X 00002 000066 4
S~
R S~ 132
y sustituyendo S po~ su valor
16 R
(0547F 132 R 075
Seguacuten las tablas de Bazin y Kutter los valores respecshytivos de C pondiente de b tend
son de b remos
348 es
y 00
37 Adoptamos 0077 Sustituyendo
359 este
el valor nuevo
corresshyvalor
- shy 1573 shy
4 4 R~ 0547 S TI X 00002 000077 (
s~
R = 075
Lo vola re s d~ e y de b no difieren sonsibloTrl ento de los que acabamos de adoptar Tomaremos pues para TI el va le r 076 mis entoncos h = 152
4 (076 )~
S 442 Jll l s ~
0547
Q 2
u 047 mts S 422
La foacutermula (8) permite dete rmina r l
2 m h 2 X 152 126 y e l problema
1 + ( + m~)Y2 1 + (2)1
queda resuelto Pero puede ocurrir que por circunstancias especiales no
se pueda adoptar el perfil maacutes econoacutemico Entonces se coshynoc 3 la profundidad h o la anchura 1 por lo tanto
S = h (1 + h m)
Q2
R 1 b --- en que R estaacute expresado en funcioacuten S2
de h y de I y permitiraacute hallar por tanteo h o I y S Supongamos que por causa de la existencia de un submiddot
suelo rocoso la profundidad del canal no debe exceder de un mI y que la descmga sea de 2 mts pOI segundo y la pendiente 00002
Procederemos asiacute
Puesto que h 9S a lo sumo igual Q 1 mI el radio meshydio puede evaluarse en 050 mts Las tablas dan para e 306 y 34 adoptamos 32 y entonces b = 000098
1574
Q2
De la ecuacioacuten R I b --- deducimos S2
000098 X 4 S~ 392 S 625
050 X 00002
La foacutermula S = h (l + h m) da 525
La foacutermula (6) nos da P = 807
s 625 R 077 mts
P 807
Se partiraacute de este nuevo valor de R para repetir los caacutelculos
Las tablas dan para R = 077 mts C = 35 y 37 Adoptamos C = 36 entonces b = 000077
Tenemos
000077 X 4 S 40 S 632 1 532
077 X 00002
P 814 Y R = 077
Adoptaremos para el perfil de este canal de 2 mts de descarga por segundo
1 = 532 h = 1 mI R = 077
La velocidad media del agua seraacute
u = Q S = 2 632 = 031 mts
CAPITULO VII
Sistemas de rieqo
Hay muchos procedimientos de riego seguacuten la naturashyleza del terreno su pendiente los cultivos o la cantidad de agua de que se dispone
- 1575 shy
A continuacioacuten describiremos los siguientes sistemas Por sumersioacuten por filtracioacuten por desbordamiento
El riego por sumersioacuten se dIvide en tres meacutetodos el ri ego por filtracioacuten en dos y el por desbordamiento tambieacuten en dos De todos eros hablaremos separadamente
Riego por sumersioacuten
El sistema d3 riego por sumersioacuten llamado tambieacuten en manta consiste en cubrir el suelo con una capa de agua que permanece sobre eacutel un tiempo maacutes o menos largo
Generalmente requiere que el terreno sea sensiblemenshyte horizontal de pendiente suave 2 0 00 a lo sumo y que no sea impermeable La superficie regable se rodea de peshyquentildeos diques Si la pendiente fuese fuerte habriacutean de ser a l tos y emplear maacutes agua con lo que se perderiacutea la prinshycipal ventaja de este sistema que es su sencillez y ecoshyncmiacutea
Este procedimiento es uno de los mejores para el rieshygo de praderas cuya pendiente sea de 1-15 mmts por metro Comprende tres meacutetodos distintos
IO-La sumersioacuten naturcl que resulta del desbordashymiento espontaacuteneo de una corriente de agua o de la inunshydacioacuten artificial proveniente del levantamiento de las aguas
29- La sumersioacuten artificial 5encilla en que las aguas permanecen estanadas mientras dura el riego
3y- La sumersioacutell atificial con cJrculacioacuten continuiexcl en que el agua ircula suavemente por la superficie del terreno sumergido
Cuando se riaga con aguas que acarrean limos y areshynas estos materiales generalmente corgados de materias fertili~antes se depositan sobre el suelo Entonces el riego por sumersioacuten va acompantildeado del erdorquinamiento
Sumersioacuten natural- Muchos terrenos estaacuten expuestos a las crecidas de las corrientes de agua que los atraviesan Esta sumersioacuten natural es fuente de grandes riquezas Tashyles s)n Egipto y las pompos de la imeacuterica del Sur En Francia grandes extensiones de ter reno deben su fertilidad a riegos perioacutedicos de esto naturaleza
Las condiciones esenciales de estos sumersiones natushy
1576 shy
rales son pendientes longitudinales muy suaves (040- 045
mts por kmt como promedio) y pendientes transversales
bastante aceurontuadus para que las aguas de las crecidas
vuelvan faacutecilmente a su cauce primitivo
Sumersioacuten artificial sencilla- Exige un suelo de poca
pendiente que no exceda de 2 0 00 a menos de restringir
mucho ia extensioacuten dE las parcelas sumergidas
Si la pendiente fuese fuerte no se depositariacutean los seshy
dimentos perdiendo asiacute este meacutetodo su principal ventaja
Ademaacutes se correriacutea el riesgo de que las aguas arrastraran
la tierra vegetal Finalmente seriacutea necesario que las cuenshycas sumergidas estuvieran rodeadas de diques muy altos
lo que hariacutea perder las ventajas econoacutemicas de este sisshy
tema
Consiste en sumergir el suelo bajo una capa de detershy
minado espesor durante un periacuteodo de tiempo variable
El terreno se divide en compartimientos regulares roshy
deados dE pequentildeos diques que retienen el agua
Generalmente las aguas despueacutes de regar un comparshy
timiento superior pasan a regar uno inferior
Los compartimientos tienen extensioacuten variable En geneshy
ral no exceden de 10-30 aacutereas Se les puede dar una anshychura de 50 mts y una longitud variable seguacuten la pendienshy
te del terreno Los diques que los rodean exceden en todas
partes a 25 ctms al nivel del agua
La altura media del agua sobre la superficie del sueshy
lo es de 15 ctms En el punto maacutes alto del nivel del agua
25 ctms
En el centro de cada compartimiento y en sentido de su longitud se abre una atarjea g (lig 15) que sirve a la
vez de conduccioacuten y desecamiento
A este objeto puede ir acompantildeado de pequentildeas a tarshy
jeas h En el origen y en la extremidad de cada compartishy
miento la atarjea g lleva una en trada de madera con comshy
puerta para retener el agua o dejarla pasar
La atarjea g debe tener una pendiente aproximada de
0001 mts mL La anchura en el fondo y su profundidad
dependen de la superficie del compartimiento y de la cantishydad de agua que conduciraacute
--1577-shy
La fig 15 denota la subdivisioacuten del terreno en cuatro recipientes que forman otros tantos saetines cuya longitud depende de la pendiente del terreno
Es preciso que el nivel del agua en el segundo comparshytimiento sea inferigtr de 1- 2 ctms al fondo de la atariea g del primero Asiacute se logra que el agua pase del primero al SEgundo compartimiento
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Hiego por ~lIhm(~r~ ioacuten Planta ltle unn in~tala(- i(ln de cuatro C(Jlllparlimi-(-middotnto~
Ventajas e inconvenientes de este sistema- Permite reshygar superficies de poca pendiente con ca1tidades de agua demasiado pequentildeas para utiliza ras de otro modo Transshyforma en tierras feacutertiles suelos mediocres siempre que no sean impermeables y que las aguas contengan limos carshygados de principios nutritivos Su instalacioacuten y vigilancia son sencillas y baratas
En suelos impermeables da malos resultados Rara vez se puede aplicar en el momento de la vegetacioacuten y mientras dura impide la aireacioacuten del suelo
- - 1578 - shy
El riego por sumersioacuten se emplea principalmpnte en el cultivo del arroz
Riego de los arrozales- EI arrozal ha de estar compleshytamente cubierto por el agua pero sin quedar estancada sino circulando con muy poca velocidad Sin agua no gershyminariacutea la semilla y en cambio si quedara estancada enshyfermaria 0 planta y podriacutea ser causa de una epidemia pashyluacutedica en la regioacuten
El terreno destinado al cultivo del arroz ha de ser enshyteramente llano y con la pendiente necesaria para la lenshyta circulacioacuten del agua El campo se divide en parcelas delimitadas por pequentildeos diques de tierra
Unas como B (Fig 16) estaacuten trazadas longitudinalmenshyte en el sentido de las labores y del movimiento del agua al paso que otras la sentildealadas con la letra e van en dishyreccioacuten perpendicular a las primeras
Una vez construIacutedos los diques se da el agua a las parce las D y J de modo que la capa liacutequida tenga unos 12 ctms de espesor Hecho 6stO se practican en el dique inmediatamente infel ior unas abe rturas E de 20- 30 ctms
de ancho por donde flushyye el agua a las parceshylas inferiores Asiacute se conshytinuacutea hasta regar todo el arrozal El agua se reshycoge en la atariea d e desaguumle A
El consumo de a g ua se calcula en 24 Its por segundo y por hec taacuterea
Sumersioacuten artificial con derrame continuo--Cuanshydo se dispone de gran can tidad de agua la cirshyculacioacuten puede ser conshytinua sin alterar las disshyposiciones precedentegt
El agua de riego desshypueacutes de alcanzar el nishy
ni~po s i c i(lfl dI un arrozal divirl gtln ( 1
lahla~ n -lIadriluacutel erus L ri ego
- - 1579-shy
vel normal en el compartimiento regado pasa lentamente al inferior y se reemplaza con nueva agua Este procedishymiento priva menos del aire a las plantas que e l estallCU miento permanente
El movimiento d8 las aguas se regula dE-~ tal manera que la can tidad siexclJida por la parte inferior sea igual a Jo que Gntra por la superior De 83t8 modo se llega raacutepidashymente a resultados excelentes
Conviene enviar agua nueva o los compartimientos inshyferiores disponiendo alrededor del cqmpo un canal de cirshycunvalacioacuten El agua debe vaciar por encima de las comshypuertas a fin ds qU8 no arrastre los sedimentos En general los compartimientos tienen dimensiones mayores que los de sumersioacuten sencilla Si la pendiente es muy fuerte conviene disponer oblicuamente diques interiores que impidan la erosioacuten del suelo Los diques que bordean las parcelas tieshynen aproximadaments 150 mts de ancho en la corona y un nivel de 30- 40 ctms sobre el de las aguas
Rieqo por filtracioacuten
Este sistema comprende dos subdivisiones
19 Por filtracioacuten del aqua en el suelo por atarieas proshyfundas- Es un procsdimiento muy imperfecto desde el punshyto de vista d3 los resultados pero muy sencillo y econoacuteshymico Em p lea las zanjas excavadas en los terrenos para sanearlos
Esencialmente consiste en cerrar las compuertas que regulan los diferentes canales de desecamiento El agua de lluvia etc fluye asiacute poco a poco pgtr estos canales y si el suelo es permeable lo humedece al atravesar las pareshydes laterales de e llos pudiendo llegar por capilaridad hasshyta las raiacuteces
Este procedimiento soacutelo es practicable cuando el terreshyno es bastante permeable y de poca pendiente En suelos poco permeabls los resulta dos no son satisfactorios el agua fluye bien por los cana ~ es pero no logra humedecer la tierra
La lig 17 muestra la disposicioacuten de los canales a a b b y Ja de la compuerta d que cuando estaacute cerrada deshy
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termina el retroceso del agua que se va elevando en los canales y penetra en el suelo Abriendo jo compuerta se inicia la salida del agua y consecuentemente el desecashymien~o del terreno
A~~J~~Mitrbt~Ir~~M~~1 B
F~( 11 J)i sposieiHl para htlnHd e(~e r IIn 1IITfJ1U drenadu al ail
J i~ Hi middotiexclo po fiJI radmiddotn
29 Filtracioacuten del agua por atarieas abiertas superficiales - middot-Este meacutetodo se aplica sobre todo a Jos tierras labradas y
entre otros a 103 cultivos hortiacutec81as Difiere esencialmente del anterior en que las atarieas estaacuten mucho maacutes proacutexishymas en que son superficiales y el agua penetra en el sueshylo y en el subsuelo p8r las paredes y por el fondo
El agua circula por atarieas paralelas que limitan las parcelas de los cultives No debe tocar ni las hoias ni los tedios Por esta razoacuten se emplea e l agua de cloacas para los cultivos hortelanos Como no se ponen en contacto con as hoias ni con los tallos no pueden contaminar esta parshyte comestible de los vegatales Sin embargo uacuteltimamente se ha dicho que las aguas de cloacas contaminan las parshytes aeacutereas de las hortalizas con geacutermenes nocivos y se ha prohibido su empleo para el cultivo de las hortalizas que se toman sin coccioacuten
Este meacutetodo es tanto maacutes eficaz cuanto maacutes proacuteximas
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ni ego por 5-lIrc()~ Di ~pn ~ iciiexclm de la~ atalj pa~
esteacuten las zanias que se trazan con el arado y estaacuten seshy
paradas unos 060- 080 mts La lig 18 indico la disposicioacuten del suelo La liacutenea a b
representa el canal de conduccioacuten a c el canal de riego del campo d designan los surcos que no terminan en el canal a c La limpieza que necesita el funcionamiento del sistema deteriora pronto este canal Debe construiacuterse una atari ea auxiliar e f comunicada con el canal a c por meshy
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dio de pequentildeos cortes g Este canal auxiliar se abre con el arado y se termina cuidadosamente con la pala Es anshycho y tiene una profundidad de unos la ctms
Riego por desbordamiento
Puede efectuarse de las maneras siguientes con reshygueras de nivel y planos inclinados que describiremos sucesivamente
A shy Por regueras de nivel Fundamentoshy EI terreno a regar estaacute surcado por regueras horizontales de desbordashymiento en que el agua rebosa el borde inferior y se exshytiende en forma de laacutemina continua
Pendiente del terrenoshy No debe ser excesivamente peshyquentildea pues entonces la circulacioacuten de la laacutemina de agua se efectuariacutea defectuosamente se admite como necesaria una pendiente de 3 Si 0 pendiente fuere excesiva en vez de una laacutemina continua se formariacutea una serie de arroshyyos que socavariacutean el terreno este peligro debe evitarse haciendo las regueras suficientemente proacuteximas
Descripcioacuten y funcionatnientoshy Las regueras de reparshyticioacuten se trazan en la direccioacuten aproximada de las liacuteneas de maacutexima pendiente fig 19 Si se interrumpe una regueshyra de distribucioacuten remansando el agua eacutesta entraraacute en la reguera de nivel inmediata anterior la cual se llenaraacute y desbordaraacute invadiendo el terreno el exceso se recogeraacute en el colector inmediato inferior el cual lo transportaraacute al canal de desaguumle
b middotmiddot l~vcro diexclhi Clon
rig 9
Alimentacioacuten de regueras sucesivas por una misma tomashy En vez de recoger las aguas sobrantes de una reshyguera directamente en un colector se recogen en otra reshyguera la cual una vez desbordada las deja pasar a otra y asiacute a varias no pasando de 4 oacute 5 seguacuten el caudal de
-1583 -
agua de que se disponga Parece que asiacute pudiera hacerse extensivo a todo el campo con una sola toma superior en la reguera de reparticioacuten pero no debe olvidarse que el agua que llegase a las regueras inferiores estariacutea escasa en oxiacutegeno y principios fertilizantes Esta es la razoacuten de las tomas sucesivas
Perfil longitudinal de las reguerasshy En la praacutectica no
iexcliexcl~f o UI a
I iquest
____ ~i~ I 0
I L middot ___ --shy
I D--1 t~uHO c o tor
- I 001 I 00 I
I 0 bull ___ J
-shy ---_ -i
_~_-o---J
Uig 19) Riego por curvas de nivel
debe d6rseles una pendiente superior al 0003 intercalando cascadas si fuere preciso esto se refiere a las regueras de reparticioacuten Las regueras de distribucioacuten deben ser perfecshytamente horizontales
Seccioacuten transversal de las reguerasshy Las regueras de nivel deben ser poco proundas a fin de disminuiacuter la preshysioacuten del agua y por tanto su infiltracioacuten Es aconsejable
- 1584 -
UllO anchura de 20 ctms con una profundidad no mayor
de S clms Las acequias y regueras d e reparticioacuten se calcushy
bn seguacuten las foacutermulas hidraacuteulicas
B shy Por planos inclinadosshy Son tales les ven tajas del
riego por regueras de n ivel que se procura em plear un
sistema anaacutelogo aunque el terreno no tengo lo pendiente
necesaria
Principio--Si lo pendiente es inferior al 003 se terramiddot
1 I
Cor~e por A B F iJ20
I I
I
J
Ri eacuteo t por p la n o~ in(linado pUl dobl e ari5la
plena formando un escolonado d e planos inclinados que
permito el riego por reguera~ de nivel
Descripcioacutenshy la reguera de reparticioacuten se coloca a una
altura conveniente para que el agua pueda en trar a las
regueras de nivel practicadas en la parte superior de los
planos en forma que llena de agua se vierta por ellos
recogiendo el exceso en colectores lig 20 El agua sobranshy
te puede ser muy abundante en tal caso el colector al ishy
- 185 shy
menta a su vez o tra serie de planos actuando a mane ra de reguera de reparticioacuten
Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
Planos inclinados naturales- Supongamos fig 21 un terreno de pequentildea pendiente S8 construye en terrapleacuten una reguera de d istribucioacuten con los produc tos de la excavacioacuten del colector inmediato E primer antildeo el riego seraacute defectuoshyso pero en los antildeos sucesivos mejoraraacuten los terraplenes y planos incl inados merced a la aportacioacuten del limo por las mismas aguas
0(oacute v lt
o
ltiexcl - =-=~ ~ ~ ~-= -=--=--=-shy~ ~ Fig21
Planos inclinados artificiales-Consisten en cons truiacuterlos directamen te con tierra sacada del terreno m ismo lo cual exige terraplenes y movimientos importantes de tierra (fig 22)
TfrImiddotO)COfi
~S~iacutelllflmiddot ~~f~~
Tts 22
Datos para la formacioacuten de un proyecto de riego por planos inclinados- Se atenderaacute en primer lugar a que las acequias y regueras de reparticioacuten sean capaces de sumishynistrar el agua necesaria y los colectores de desaguar los sobran tes Las regueras de distribucioacuten seguiraacuten sensibleshymente las curvas de nivel a fin de q ue los planos incl inashydos conserven una longitud constante y que las regueras de dis tribucioacuten sigan la direccioacuten de la pendiente del terreshyno La anchura de Jos escalones no seraacute excesiva a fin de evitar los grandes movimientos de tierra En general tienen 4 oacute 5 mts y si el terreno tiene fuerte pendiente lleshygan a tener 10 Oacute 12 mts La pendiente de los planos inclishynados seraacute de 003 como miacutenimum
Empleo de las foacutermulas uso de las tablas ejemplos middotnumeacutericos--Los problsmas que se presentan maacutes frecuenshytemente son
I- Conocida la seccioacuten transversal de un canal y su pendiente calcular su descarga
JI- Conocido el rendimiento del canal y su pendiente
- 1571 shy
calcular las dimensiones que debe tener su seccioacuten transshyversal y la velocidad media del agua
CASO iexcl- Se a plican las siguientes foacutermulas
h (1 + h m) (S) S = h (1 + h m) (7) R
1 + 2 h 1 + m~
m
y lueacutego
(2) U = C m 1)Y2 (1) Q _ S C (R 1) 1j~
La foacutermula (S) ncs do e l aacuterea la (1) el radio medio pues h I Y 111 SO1 conocidos Las foacutermulas (2 y 4) permiten ca lcular U y Q
EJEMPLO Calcular el rendimie llto de un canal de ti eshyITU sabiendo que 1 = lmts h = 121 1 = 00002 y la inclinacioacuten de los taludes es 45
La aplicacioacuten de las foacutermulas (5 y 7) nos da
S = 2867 mts~ y R = 060 mts
El valor de C seguacuten la tabla de Bazin es 325 y seguacuten la de Kutte r 35 Tomamos e l promedio de estos dos valoshyres o sea 3375
Aplicando las foacutermulas (4 y 2) obtendremos
Q = 098 mts y U 037 mts
CASO II- Si existen circunstancias que obliguen a adopshytar una profundidad determinada se aplicaraacuten las foacutermushylas de la seccioacuten maacutes ventajosa es decir las foacutermulas sishyguientes bull
Q~m S (9) h b U~ b - shy~ (1 + m~ )11 ) = 2 R (l) R I
12 - 1) S~
Se principiaraacute por adoptar para b un valor provisional y para escogerlo seguacuten el rendimiento se evaluaraacute el vashylor posible de R y por consiguiente el de C seguacuten la tashybla de Bazin La tabla de los valores de b daraacute un valor que se adoptaraacute provisionalmente Una vez hallado el vashy
- 1572 shy
lar da R se rectificaraacute e l de b Se volveraacute a calcular R y
se continuaraacuten estas aproximaciones hasta que se encuenshytren para C y b valores que no difieran sensiblemente de Jos anteriores La ecuacioacuten (1) contendraacute R elevada a la quinta potencia y deberaacute resolverse por logaritmos
EJEMPLO Un canal debe tener un rendimiento de 2 lIltS de agua por segundo con una pendiente de 00002 por mts Cuaacutel debe ser su perfil transversal en la tierra con taludes inclinados 45
Supongamos R = 1 mt entonces seguacuten la tabla d e Bozin C = 378 y seguacuten lo de Kutte r C = 40 Toma mos 81 pro lllcd io C = 389 Para b obtenemos 000066
In
Lu IOacuteI JI1 U 111 (0) du x
Pero s iendo m 1 sacamos
m 0547
y obte ndremos 4R~ S 4W
0547
Lo foacutermula (1) nos da
R X 00002 000066 4
S~
R S~ 132
y sustituyendo S po~ su valor
16 R
(0547F 132 R 075
Seguacuten las tablas de Bazin y Kutter los valores respecshytivos de C pondiente de b tend
son de b remos
348 es
y 00
37 Adoptamos 0077 Sustituyendo
359 este
el valor nuevo
corresshyvalor
- shy 1573 shy
4 4 R~ 0547 S TI X 00002 000077 (
s~
R = 075
Lo vola re s d~ e y de b no difieren sonsibloTrl ento de los que acabamos de adoptar Tomaremos pues para TI el va le r 076 mis entoncos h = 152
4 (076 )~
S 442 Jll l s ~
0547
Q 2
u 047 mts S 422
La foacutermula (8) permite dete rmina r l
2 m h 2 X 152 126 y e l problema
1 + ( + m~)Y2 1 + (2)1
queda resuelto Pero puede ocurrir que por circunstancias especiales no
se pueda adoptar el perfil maacutes econoacutemico Entonces se coshynoc 3 la profundidad h o la anchura 1 por lo tanto
S = h (1 + h m)
Q2
R 1 b --- en que R estaacute expresado en funcioacuten S2
de h y de I y permitiraacute hallar por tanteo h o I y S Supongamos que por causa de la existencia de un submiddot
suelo rocoso la profundidad del canal no debe exceder de un mI y que la descmga sea de 2 mts pOI segundo y la pendiente 00002
Procederemos asiacute
Puesto que h 9S a lo sumo igual Q 1 mI el radio meshydio puede evaluarse en 050 mts Las tablas dan para e 306 y 34 adoptamos 32 y entonces b = 000098
1574
Q2
De la ecuacioacuten R I b --- deducimos S2
000098 X 4 S~ 392 S 625
050 X 00002
La foacutermula S = h (l + h m) da 525
La foacutermula (6) nos da P = 807
s 625 R 077 mts
P 807
Se partiraacute de este nuevo valor de R para repetir los caacutelculos
Las tablas dan para R = 077 mts C = 35 y 37 Adoptamos C = 36 entonces b = 000077
Tenemos
000077 X 4 S 40 S 632 1 532
077 X 00002
P 814 Y R = 077
Adoptaremos para el perfil de este canal de 2 mts de descarga por segundo
1 = 532 h = 1 mI R = 077
La velocidad media del agua seraacute
u = Q S = 2 632 = 031 mts
CAPITULO VII
Sistemas de rieqo
Hay muchos procedimientos de riego seguacuten la naturashyleza del terreno su pendiente los cultivos o la cantidad de agua de que se dispone
- 1575 shy
A continuacioacuten describiremos los siguientes sistemas Por sumersioacuten por filtracioacuten por desbordamiento
El riego por sumersioacuten se dIvide en tres meacutetodos el ri ego por filtracioacuten en dos y el por desbordamiento tambieacuten en dos De todos eros hablaremos separadamente
Riego por sumersioacuten
El sistema d3 riego por sumersioacuten llamado tambieacuten en manta consiste en cubrir el suelo con una capa de agua que permanece sobre eacutel un tiempo maacutes o menos largo
Generalmente requiere que el terreno sea sensiblemenshyte horizontal de pendiente suave 2 0 00 a lo sumo y que no sea impermeable La superficie regable se rodea de peshyquentildeos diques Si la pendiente fuese fuerte habriacutean de ser a l tos y emplear maacutes agua con lo que se perderiacutea la prinshycipal ventaja de este sistema que es su sencillez y ecoshyncmiacutea
Este procedimiento es uno de los mejores para el rieshygo de praderas cuya pendiente sea de 1-15 mmts por metro Comprende tres meacutetodos distintos
IO-La sumersioacuten naturcl que resulta del desbordashymiento espontaacuteneo de una corriente de agua o de la inunshydacioacuten artificial proveniente del levantamiento de las aguas
29- La sumersioacuten artificial 5encilla en que las aguas permanecen estanadas mientras dura el riego
3y- La sumersioacutell atificial con cJrculacioacuten continuiexcl en que el agua ircula suavemente por la superficie del terreno sumergido
Cuando se riaga con aguas que acarrean limos y areshynas estos materiales generalmente corgados de materias fertili~antes se depositan sobre el suelo Entonces el riego por sumersioacuten va acompantildeado del erdorquinamiento
Sumersioacuten natural- Muchos terrenos estaacuten expuestos a las crecidas de las corrientes de agua que los atraviesan Esta sumersioacuten natural es fuente de grandes riquezas Tashyles s)n Egipto y las pompos de la imeacuterica del Sur En Francia grandes extensiones de ter reno deben su fertilidad a riegos perioacutedicos de esto naturaleza
Las condiciones esenciales de estos sumersiones natushy
1576 shy
rales son pendientes longitudinales muy suaves (040- 045
mts por kmt como promedio) y pendientes transversales
bastante aceurontuadus para que las aguas de las crecidas
vuelvan faacutecilmente a su cauce primitivo
Sumersioacuten artificial sencilla- Exige un suelo de poca
pendiente que no exceda de 2 0 00 a menos de restringir
mucho ia extensioacuten dE las parcelas sumergidas
Si la pendiente fuese fuerte no se depositariacutean los seshy
dimentos perdiendo asiacute este meacutetodo su principal ventaja
Ademaacutes se correriacutea el riesgo de que las aguas arrastraran
la tierra vegetal Finalmente seriacutea necesario que las cuenshycas sumergidas estuvieran rodeadas de diques muy altos
lo que hariacutea perder las ventajas econoacutemicas de este sisshy
tema
Consiste en sumergir el suelo bajo una capa de detershy
minado espesor durante un periacuteodo de tiempo variable
El terreno se divide en compartimientos regulares roshy
deados dE pequentildeos diques que retienen el agua
Generalmente las aguas despueacutes de regar un comparshy
timiento superior pasan a regar uno inferior
Los compartimientos tienen extensioacuten variable En geneshy
ral no exceden de 10-30 aacutereas Se les puede dar una anshychura de 50 mts y una longitud variable seguacuten la pendienshy
te del terreno Los diques que los rodean exceden en todas
partes a 25 ctms al nivel del agua
La altura media del agua sobre la superficie del sueshy
lo es de 15 ctms En el punto maacutes alto del nivel del agua
25 ctms
En el centro de cada compartimiento y en sentido de su longitud se abre una atarjea g (lig 15) que sirve a la
vez de conduccioacuten y desecamiento
A este objeto puede ir acompantildeado de pequentildeas a tarshy
jeas h En el origen y en la extremidad de cada compartishy
miento la atarjea g lleva una en trada de madera con comshy
puerta para retener el agua o dejarla pasar
La atarjea g debe tener una pendiente aproximada de
0001 mts mL La anchura en el fondo y su profundidad
dependen de la superficie del compartimiento y de la cantishydad de agua que conduciraacute
--1577-shy
La fig 15 denota la subdivisioacuten del terreno en cuatro recipientes que forman otros tantos saetines cuya longitud depende de la pendiente del terreno
Es preciso que el nivel del agua en el segundo comparshytimiento sea inferigtr de 1- 2 ctms al fondo de la atariea g del primero Asiacute se logra que el agua pase del primero al SEgundo compartimiento
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Hiego por ~lIhm(~r~ ioacuten Planta ltle unn in~tala(- i(ln de cuatro C(Jlllparlimi-(-middotnto~
Ventajas e inconvenientes de este sistema- Permite reshygar superficies de poca pendiente con ca1tidades de agua demasiado pequentildeas para utiliza ras de otro modo Transshyforma en tierras feacutertiles suelos mediocres siempre que no sean impermeables y que las aguas contengan limos carshygados de principios nutritivos Su instalacioacuten y vigilancia son sencillas y baratas
En suelos impermeables da malos resultados Rara vez se puede aplicar en el momento de la vegetacioacuten y mientras dura impide la aireacioacuten del suelo
- - 1578 - shy
El riego por sumersioacuten se emplea principalmpnte en el cultivo del arroz
Riego de los arrozales- EI arrozal ha de estar compleshytamente cubierto por el agua pero sin quedar estancada sino circulando con muy poca velocidad Sin agua no gershyminariacutea la semilla y en cambio si quedara estancada enshyfermaria 0 planta y podriacutea ser causa de una epidemia pashyluacutedica en la regioacuten
El terreno destinado al cultivo del arroz ha de ser enshyteramente llano y con la pendiente necesaria para la lenshyta circulacioacuten del agua El campo se divide en parcelas delimitadas por pequentildeos diques de tierra
Unas como B (Fig 16) estaacuten trazadas longitudinalmenshyte en el sentido de las labores y del movimiento del agua al paso que otras la sentildealadas con la letra e van en dishyreccioacuten perpendicular a las primeras
Una vez construIacutedos los diques se da el agua a las parce las D y J de modo que la capa liacutequida tenga unos 12 ctms de espesor Hecho 6stO se practican en el dique inmediatamente infel ior unas abe rturas E de 20- 30 ctms
de ancho por donde flushyye el agua a las parceshylas inferiores Asiacute se conshytinuacutea hasta regar todo el arrozal El agua se reshycoge en la atariea d e desaguumle A
El consumo de a g ua se calcula en 24 Its por segundo y por hec taacuterea
Sumersioacuten artificial con derrame continuo--Cuanshydo se dispone de gran can tidad de agua la cirshyculacioacuten puede ser conshytinua sin alterar las disshyposiciones precedentegt
El agua de riego desshypueacutes de alcanzar el nishy
ni~po s i c i(lfl dI un arrozal divirl gtln ( 1
lahla~ n -lIadriluacutel erus L ri ego
- - 1579-shy
vel normal en el compartimiento regado pasa lentamente al inferior y se reemplaza con nueva agua Este procedishymiento priva menos del aire a las plantas que e l estallCU miento permanente
El movimiento d8 las aguas se regula dE-~ tal manera que la can tidad siexclJida por la parte inferior sea igual a Jo que Gntra por la superior De 83t8 modo se llega raacutepidashymente a resultados excelentes
Conviene enviar agua nueva o los compartimientos inshyferiores disponiendo alrededor del cqmpo un canal de cirshycunvalacioacuten El agua debe vaciar por encima de las comshypuertas a fin ds qU8 no arrastre los sedimentos En general los compartimientos tienen dimensiones mayores que los de sumersioacuten sencilla Si la pendiente es muy fuerte conviene disponer oblicuamente diques interiores que impidan la erosioacuten del suelo Los diques que bordean las parcelas tieshynen aproximadaments 150 mts de ancho en la corona y un nivel de 30- 40 ctms sobre el de las aguas
Rieqo por filtracioacuten
Este sistema comprende dos subdivisiones
19 Por filtracioacuten del aqua en el suelo por atarieas proshyfundas- Es un procsdimiento muy imperfecto desde el punshyto de vista d3 los resultados pero muy sencillo y econoacuteshymico Em p lea las zanjas excavadas en los terrenos para sanearlos
Esencialmente consiste en cerrar las compuertas que regulan los diferentes canales de desecamiento El agua de lluvia etc fluye asiacute poco a poco pgtr estos canales y si el suelo es permeable lo humedece al atravesar las pareshydes laterales de e llos pudiendo llegar por capilaridad hasshyta las raiacuteces
Este procedimiento soacutelo es practicable cuando el terreshyno es bastante permeable y de poca pendiente En suelos poco permeabls los resulta dos no son satisfactorios el agua fluye bien por los cana ~ es pero no logra humedecer la tierra
La lig 17 muestra la disposicioacuten de los canales a a b b y Ja de la compuerta d que cuando estaacute cerrada deshy
- 1580
termina el retroceso del agua que se va elevando en los canales y penetra en el suelo Abriendo jo compuerta se inicia la salida del agua y consecuentemente el desecashymien~o del terreno
A~~J~~Mitrbt~Ir~~M~~1 B
F~( 11 J)i sposieiHl para htlnHd e(~e r IIn 1IITfJ1U drenadu al ail
J i~ Hi middotiexclo po fiJI radmiddotn
29 Filtracioacuten del agua por atarieas abiertas superficiales - middot-Este meacutetodo se aplica sobre todo a Jos tierras labradas y
entre otros a 103 cultivos hortiacutec81as Difiere esencialmente del anterior en que las atarieas estaacuten mucho maacutes proacutexishymas en que son superficiales y el agua penetra en el sueshylo y en el subsuelo p8r las paredes y por el fondo
El agua circula por atarieas paralelas que limitan las parcelas de los cultives No debe tocar ni las hoias ni los tedios Por esta razoacuten se emplea e l agua de cloacas para los cultivos hortelanos Como no se ponen en contacto con as hoias ni con los tallos no pueden contaminar esta parshyte comestible de los vegatales Sin embargo uacuteltimamente se ha dicho que las aguas de cloacas contaminan las parshytes aeacutereas de las hortalizas con geacutermenes nocivos y se ha prohibido su empleo para el cultivo de las hortalizas que se toman sin coccioacuten
Este meacutetodo es tanto maacutes eficaz cuanto maacutes proacuteximas
1581 shy
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ni ego por 5-lIrc()~ Di ~pn ~ iciiexclm de la~ atalj pa~
esteacuten las zanias que se trazan con el arado y estaacuten seshy
paradas unos 060- 080 mts La lig 18 indico la disposicioacuten del suelo La liacutenea a b
representa el canal de conduccioacuten a c el canal de riego del campo d designan los surcos que no terminan en el canal a c La limpieza que necesita el funcionamiento del sistema deteriora pronto este canal Debe construiacuterse una atari ea auxiliar e f comunicada con el canal a c por meshy
_-1582 - shy
dio de pequentildeos cortes g Este canal auxiliar se abre con el arado y se termina cuidadosamente con la pala Es anshycho y tiene una profundidad de unos la ctms
Riego por desbordamiento
Puede efectuarse de las maneras siguientes con reshygueras de nivel y planos inclinados que describiremos sucesivamente
A shy Por regueras de nivel Fundamentoshy EI terreno a regar estaacute surcado por regueras horizontales de desbordashymiento en que el agua rebosa el borde inferior y se exshytiende en forma de laacutemina continua
Pendiente del terrenoshy No debe ser excesivamente peshyquentildea pues entonces la circulacioacuten de la laacutemina de agua se efectuariacutea defectuosamente se admite como necesaria una pendiente de 3 Si 0 pendiente fuere excesiva en vez de una laacutemina continua se formariacutea una serie de arroshyyos que socavariacutean el terreno este peligro debe evitarse haciendo las regueras suficientemente proacuteximas
Descripcioacuten y funcionatnientoshy Las regueras de reparshyticioacuten se trazan en la direccioacuten aproximada de las liacuteneas de maacutexima pendiente fig 19 Si se interrumpe una regueshyra de distribucioacuten remansando el agua eacutesta entraraacute en la reguera de nivel inmediata anterior la cual se llenaraacute y desbordaraacute invadiendo el terreno el exceso se recogeraacute en el colector inmediato inferior el cual lo transportaraacute al canal de desaguumle
b middotmiddot l~vcro diexclhi Clon
rig 9
Alimentacioacuten de regueras sucesivas por una misma tomashy En vez de recoger las aguas sobrantes de una reshyguera directamente en un colector se recogen en otra reshyguera la cual una vez desbordada las deja pasar a otra y asiacute a varias no pasando de 4 oacute 5 seguacuten el caudal de
-1583 -
agua de que se disponga Parece que asiacute pudiera hacerse extensivo a todo el campo con una sola toma superior en la reguera de reparticioacuten pero no debe olvidarse que el agua que llegase a las regueras inferiores estariacutea escasa en oxiacutegeno y principios fertilizantes Esta es la razoacuten de las tomas sucesivas
Perfil longitudinal de las reguerasshy En la praacutectica no
iexcliexcl~f o UI a
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debe d6rseles una pendiente superior al 0003 intercalando cascadas si fuere preciso esto se refiere a las regueras de reparticioacuten Las regueras de distribucioacuten deben ser perfecshytamente horizontales
Seccioacuten transversal de las reguerasshy Las regueras de nivel deben ser poco proundas a fin de disminuiacuter la preshysioacuten del agua y por tanto su infiltracioacuten Es aconsejable
- 1584 -
UllO anchura de 20 ctms con una profundidad no mayor
de S clms Las acequias y regueras d e reparticioacuten se calcushy
bn seguacuten las foacutermulas hidraacuteulicas
B shy Por planos inclinadosshy Son tales les ven tajas del
riego por regueras de n ivel que se procura em plear un
sistema anaacutelogo aunque el terreno no tengo lo pendiente
necesaria
Principio--Si lo pendiente es inferior al 003 se terramiddot
1 I
Cor~e por A B F iJ20
I I
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Ri eacuteo t por p la n o~ in(linado pUl dobl e ari5la
plena formando un escolonado d e planos inclinados que
permito el riego por reguera~ de nivel
Descripcioacutenshy la reguera de reparticioacuten se coloca a una
altura conveniente para que el agua pueda en trar a las
regueras de nivel practicadas en la parte superior de los
planos en forma que llena de agua se vierta por ellos
recogiendo el exceso en colectores lig 20 El agua sobranshy
te puede ser muy abundante en tal caso el colector al ishy
- 185 shy
menta a su vez o tra serie de planos actuando a mane ra de reguera de reparticioacuten
Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
Planos inclinados naturales- Supongamos fig 21 un terreno de pequentildea pendiente S8 construye en terrapleacuten una reguera de d istribucioacuten con los produc tos de la excavacioacuten del colector inmediato E primer antildeo el riego seraacute defectuoshyso pero en los antildeos sucesivos mejoraraacuten los terraplenes y planos incl inados merced a la aportacioacuten del limo por las mismas aguas
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Planos inclinados artificiales-Consisten en cons truiacuterlos directamen te con tierra sacada del terreno m ismo lo cual exige terraplenes y movimientos importantes de tierra (fig 22)
TfrImiddotO)COfi
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Tts 22
Datos para la formacioacuten de un proyecto de riego por planos inclinados- Se atenderaacute en primer lugar a que las acequias y regueras de reparticioacuten sean capaces de sumishynistrar el agua necesaria y los colectores de desaguar los sobran tes Las regueras de distribucioacuten seguiraacuten sensibleshymente las curvas de nivel a fin de q ue los planos incl inashydos conserven una longitud constante y que las regueras de dis tribucioacuten sigan la direccioacuten de la pendiente del terreshyno La anchura de Jos escalones no seraacute excesiva a fin de evitar los grandes movimientos de tierra En general tienen 4 oacute 5 mts y si el terreno tiene fuerte pendiente lleshygan a tener 10 Oacute 12 mts La pendiente de los planos inclishynados seraacute de 003 como miacutenimum
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e b e b
49 000042 120 0UOO069 50 000040 125 0000064 SI 000039 130 0000059 52 000037 140 0000051 53 000036 ISO 0000044
Empleo de las foacutermulas uso de las tablas ejemplos middotnumeacutericos--Los problsmas que se presentan maacutes frecuenshytemente son
I- Conocida la seccioacuten transversal de un canal y su pendiente calcular su descarga
JI- Conocido el rendimiento del canal y su pendiente
- 1571 shy
calcular las dimensiones que debe tener su seccioacuten transshyversal y la velocidad media del agua
CASO iexcl- Se a plican las siguientes foacutermulas
h (1 + h m) (S) S = h (1 + h m) (7) R
1 + 2 h 1 + m~
m
y lueacutego
(2) U = C m 1)Y2 (1) Q _ S C (R 1) 1j~
La foacutermula (S) ncs do e l aacuterea la (1) el radio medio pues h I Y 111 SO1 conocidos Las foacutermulas (2 y 4) permiten ca lcular U y Q
EJEMPLO Calcular el rendimie llto de un canal de ti eshyITU sabiendo que 1 = lmts h = 121 1 = 00002 y la inclinacioacuten de los taludes es 45
La aplicacioacuten de las foacutermulas (5 y 7) nos da
S = 2867 mts~ y R = 060 mts
El valor de C seguacuten la tabla de Bazin es 325 y seguacuten la de Kutte r 35 Tomamos e l promedio de estos dos valoshyres o sea 3375
Aplicando las foacutermulas (4 y 2) obtendremos
Q = 098 mts y U 037 mts
CASO II- Si existen circunstancias que obliguen a adopshytar una profundidad determinada se aplicaraacuten las foacutermushylas de la seccioacuten maacutes ventajosa es decir las foacutermulas sishyguientes bull
Q~m S (9) h b U~ b - shy~ (1 + m~ )11 ) = 2 R (l) R I
12 - 1) S~
Se principiaraacute por adoptar para b un valor provisional y para escogerlo seguacuten el rendimiento se evaluaraacute el vashylor posible de R y por consiguiente el de C seguacuten la tashybla de Bazin La tabla de los valores de b daraacute un valor que se adoptaraacute provisionalmente Una vez hallado el vashy
- 1572 shy
lar da R se rectificaraacute e l de b Se volveraacute a calcular R y
se continuaraacuten estas aproximaciones hasta que se encuenshytren para C y b valores que no difieran sensiblemente de Jos anteriores La ecuacioacuten (1) contendraacute R elevada a la quinta potencia y deberaacute resolverse por logaritmos
EJEMPLO Un canal debe tener un rendimiento de 2 lIltS de agua por segundo con una pendiente de 00002 por mts Cuaacutel debe ser su perfil transversal en la tierra con taludes inclinados 45
Supongamos R = 1 mt entonces seguacuten la tabla d e Bozin C = 378 y seguacuten lo de Kutte r C = 40 Toma mos 81 pro lllcd io C = 389 Para b obtenemos 000066
In
Lu IOacuteI JI1 U 111 (0) du x
Pero s iendo m 1 sacamos
m 0547
y obte ndremos 4R~ S 4W
0547
Lo foacutermula (1) nos da
R X 00002 000066 4
S~
R S~ 132
y sustituyendo S po~ su valor
16 R
(0547F 132 R 075
Seguacuten las tablas de Bazin y Kutter los valores respecshytivos de C pondiente de b tend
son de b remos
348 es
y 00
37 Adoptamos 0077 Sustituyendo
359 este
el valor nuevo
corresshyvalor
- shy 1573 shy
4 4 R~ 0547 S TI X 00002 000077 (
s~
R = 075
Lo vola re s d~ e y de b no difieren sonsibloTrl ento de los que acabamos de adoptar Tomaremos pues para TI el va le r 076 mis entoncos h = 152
4 (076 )~
S 442 Jll l s ~
0547
Q 2
u 047 mts S 422
La foacutermula (8) permite dete rmina r l
2 m h 2 X 152 126 y e l problema
1 + ( + m~)Y2 1 + (2)1
queda resuelto Pero puede ocurrir que por circunstancias especiales no
se pueda adoptar el perfil maacutes econoacutemico Entonces se coshynoc 3 la profundidad h o la anchura 1 por lo tanto
S = h (1 + h m)
Q2
R 1 b --- en que R estaacute expresado en funcioacuten S2
de h y de I y permitiraacute hallar por tanteo h o I y S Supongamos que por causa de la existencia de un submiddot
suelo rocoso la profundidad del canal no debe exceder de un mI y que la descmga sea de 2 mts pOI segundo y la pendiente 00002
Procederemos asiacute
Puesto que h 9S a lo sumo igual Q 1 mI el radio meshydio puede evaluarse en 050 mts Las tablas dan para e 306 y 34 adoptamos 32 y entonces b = 000098
1574
Q2
De la ecuacioacuten R I b --- deducimos S2
000098 X 4 S~ 392 S 625
050 X 00002
La foacutermula S = h (l + h m) da 525
La foacutermula (6) nos da P = 807
s 625 R 077 mts
P 807
Se partiraacute de este nuevo valor de R para repetir los caacutelculos
Las tablas dan para R = 077 mts C = 35 y 37 Adoptamos C = 36 entonces b = 000077
Tenemos
000077 X 4 S 40 S 632 1 532
077 X 00002
P 814 Y R = 077
Adoptaremos para el perfil de este canal de 2 mts de descarga por segundo
1 = 532 h = 1 mI R = 077
La velocidad media del agua seraacute
u = Q S = 2 632 = 031 mts
CAPITULO VII
Sistemas de rieqo
Hay muchos procedimientos de riego seguacuten la naturashyleza del terreno su pendiente los cultivos o la cantidad de agua de que se dispone
- 1575 shy
A continuacioacuten describiremos los siguientes sistemas Por sumersioacuten por filtracioacuten por desbordamiento
El riego por sumersioacuten se dIvide en tres meacutetodos el ri ego por filtracioacuten en dos y el por desbordamiento tambieacuten en dos De todos eros hablaremos separadamente
Riego por sumersioacuten
El sistema d3 riego por sumersioacuten llamado tambieacuten en manta consiste en cubrir el suelo con una capa de agua que permanece sobre eacutel un tiempo maacutes o menos largo
Generalmente requiere que el terreno sea sensiblemenshyte horizontal de pendiente suave 2 0 00 a lo sumo y que no sea impermeable La superficie regable se rodea de peshyquentildeos diques Si la pendiente fuese fuerte habriacutean de ser a l tos y emplear maacutes agua con lo que se perderiacutea la prinshycipal ventaja de este sistema que es su sencillez y ecoshyncmiacutea
Este procedimiento es uno de los mejores para el rieshygo de praderas cuya pendiente sea de 1-15 mmts por metro Comprende tres meacutetodos distintos
IO-La sumersioacuten naturcl que resulta del desbordashymiento espontaacuteneo de una corriente de agua o de la inunshydacioacuten artificial proveniente del levantamiento de las aguas
29- La sumersioacuten artificial 5encilla en que las aguas permanecen estanadas mientras dura el riego
3y- La sumersioacutell atificial con cJrculacioacuten continuiexcl en que el agua ircula suavemente por la superficie del terreno sumergido
Cuando se riaga con aguas que acarrean limos y areshynas estos materiales generalmente corgados de materias fertili~antes se depositan sobre el suelo Entonces el riego por sumersioacuten va acompantildeado del erdorquinamiento
Sumersioacuten natural- Muchos terrenos estaacuten expuestos a las crecidas de las corrientes de agua que los atraviesan Esta sumersioacuten natural es fuente de grandes riquezas Tashyles s)n Egipto y las pompos de la imeacuterica del Sur En Francia grandes extensiones de ter reno deben su fertilidad a riegos perioacutedicos de esto naturaleza
Las condiciones esenciales de estos sumersiones natushy
1576 shy
rales son pendientes longitudinales muy suaves (040- 045
mts por kmt como promedio) y pendientes transversales
bastante aceurontuadus para que las aguas de las crecidas
vuelvan faacutecilmente a su cauce primitivo
Sumersioacuten artificial sencilla- Exige un suelo de poca
pendiente que no exceda de 2 0 00 a menos de restringir
mucho ia extensioacuten dE las parcelas sumergidas
Si la pendiente fuese fuerte no se depositariacutean los seshy
dimentos perdiendo asiacute este meacutetodo su principal ventaja
Ademaacutes se correriacutea el riesgo de que las aguas arrastraran
la tierra vegetal Finalmente seriacutea necesario que las cuenshycas sumergidas estuvieran rodeadas de diques muy altos
lo que hariacutea perder las ventajas econoacutemicas de este sisshy
tema
Consiste en sumergir el suelo bajo una capa de detershy
minado espesor durante un periacuteodo de tiempo variable
El terreno se divide en compartimientos regulares roshy
deados dE pequentildeos diques que retienen el agua
Generalmente las aguas despueacutes de regar un comparshy
timiento superior pasan a regar uno inferior
Los compartimientos tienen extensioacuten variable En geneshy
ral no exceden de 10-30 aacutereas Se les puede dar una anshychura de 50 mts y una longitud variable seguacuten la pendienshy
te del terreno Los diques que los rodean exceden en todas
partes a 25 ctms al nivel del agua
La altura media del agua sobre la superficie del sueshy
lo es de 15 ctms En el punto maacutes alto del nivel del agua
25 ctms
En el centro de cada compartimiento y en sentido de su longitud se abre una atarjea g (lig 15) que sirve a la
vez de conduccioacuten y desecamiento
A este objeto puede ir acompantildeado de pequentildeas a tarshy
jeas h En el origen y en la extremidad de cada compartishy
miento la atarjea g lleva una en trada de madera con comshy
puerta para retener el agua o dejarla pasar
La atarjea g debe tener una pendiente aproximada de
0001 mts mL La anchura en el fondo y su profundidad
dependen de la superficie del compartimiento y de la cantishydad de agua que conduciraacute
--1577-shy
La fig 15 denota la subdivisioacuten del terreno en cuatro recipientes que forman otros tantos saetines cuya longitud depende de la pendiente del terreno
Es preciso que el nivel del agua en el segundo comparshytimiento sea inferigtr de 1- 2 ctms al fondo de la atariea g del primero Asiacute se logra que el agua pase del primero al SEgundo compartimiento
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Hiego por ~lIhm(~r~ ioacuten Planta ltle unn in~tala(- i(ln de cuatro C(Jlllparlimi-(-middotnto~
Ventajas e inconvenientes de este sistema- Permite reshygar superficies de poca pendiente con ca1tidades de agua demasiado pequentildeas para utiliza ras de otro modo Transshyforma en tierras feacutertiles suelos mediocres siempre que no sean impermeables y que las aguas contengan limos carshygados de principios nutritivos Su instalacioacuten y vigilancia son sencillas y baratas
En suelos impermeables da malos resultados Rara vez se puede aplicar en el momento de la vegetacioacuten y mientras dura impide la aireacioacuten del suelo
- - 1578 - shy
El riego por sumersioacuten se emplea principalmpnte en el cultivo del arroz
Riego de los arrozales- EI arrozal ha de estar compleshytamente cubierto por el agua pero sin quedar estancada sino circulando con muy poca velocidad Sin agua no gershyminariacutea la semilla y en cambio si quedara estancada enshyfermaria 0 planta y podriacutea ser causa de una epidemia pashyluacutedica en la regioacuten
El terreno destinado al cultivo del arroz ha de ser enshyteramente llano y con la pendiente necesaria para la lenshyta circulacioacuten del agua El campo se divide en parcelas delimitadas por pequentildeos diques de tierra
Unas como B (Fig 16) estaacuten trazadas longitudinalmenshyte en el sentido de las labores y del movimiento del agua al paso que otras la sentildealadas con la letra e van en dishyreccioacuten perpendicular a las primeras
Una vez construIacutedos los diques se da el agua a las parce las D y J de modo que la capa liacutequida tenga unos 12 ctms de espesor Hecho 6stO se practican en el dique inmediatamente infel ior unas abe rturas E de 20- 30 ctms
de ancho por donde flushyye el agua a las parceshylas inferiores Asiacute se conshytinuacutea hasta regar todo el arrozal El agua se reshycoge en la atariea d e desaguumle A
El consumo de a g ua se calcula en 24 Its por segundo y por hec taacuterea
Sumersioacuten artificial con derrame continuo--Cuanshydo se dispone de gran can tidad de agua la cirshyculacioacuten puede ser conshytinua sin alterar las disshyposiciones precedentegt
El agua de riego desshypueacutes de alcanzar el nishy
ni~po s i c i(lfl dI un arrozal divirl gtln ( 1
lahla~ n -lIadriluacutel erus L ri ego
- - 1579-shy
vel normal en el compartimiento regado pasa lentamente al inferior y se reemplaza con nueva agua Este procedishymiento priva menos del aire a las plantas que e l estallCU miento permanente
El movimiento d8 las aguas se regula dE-~ tal manera que la can tidad siexclJida por la parte inferior sea igual a Jo que Gntra por la superior De 83t8 modo se llega raacutepidashymente a resultados excelentes
Conviene enviar agua nueva o los compartimientos inshyferiores disponiendo alrededor del cqmpo un canal de cirshycunvalacioacuten El agua debe vaciar por encima de las comshypuertas a fin ds qU8 no arrastre los sedimentos En general los compartimientos tienen dimensiones mayores que los de sumersioacuten sencilla Si la pendiente es muy fuerte conviene disponer oblicuamente diques interiores que impidan la erosioacuten del suelo Los diques que bordean las parcelas tieshynen aproximadaments 150 mts de ancho en la corona y un nivel de 30- 40 ctms sobre el de las aguas
Rieqo por filtracioacuten
Este sistema comprende dos subdivisiones
19 Por filtracioacuten del aqua en el suelo por atarieas proshyfundas- Es un procsdimiento muy imperfecto desde el punshyto de vista d3 los resultados pero muy sencillo y econoacuteshymico Em p lea las zanjas excavadas en los terrenos para sanearlos
Esencialmente consiste en cerrar las compuertas que regulan los diferentes canales de desecamiento El agua de lluvia etc fluye asiacute poco a poco pgtr estos canales y si el suelo es permeable lo humedece al atravesar las pareshydes laterales de e llos pudiendo llegar por capilaridad hasshyta las raiacuteces
Este procedimiento soacutelo es practicable cuando el terreshyno es bastante permeable y de poca pendiente En suelos poco permeabls los resulta dos no son satisfactorios el agua fluye bien por los cana ~ es pero no logra humedecer la tierra
La lig 17 muestra la disposicioacuten de los canales a a b b y Ja de la compuerta d que cuando estaacute cerrada deshy
- 1580
termina el retroceso del agua que se va elevando en los canales y penetra en el suelo Abriendo jo compuerta se inicia la salida del agua y consecuentemente el desecashymien~o del terreno
A~~J~~Mitrbt~Ir~~M~~1 B
F~( 11 J)i sposieiHl para htlnHd e(~e r IIn 1IITfJ1U drenadu al ail
J i~ Hi middotiexclo po fiJI radmiddotn
29 Filtracioacuten del agua por atarieas abiertas superficiales - middot-Este meacutetodo se aplica sobre todo a Jos tierras labradas y
entre otros a 103 cultivos hortiacutec81as Difiere esencialmente del anterior en que las atarieas estaacuten mucho maacutes proacutexishymas en que son superficiales y el agua penetra en el sueshylo y en el subsuelo p8r las paredes y por el fondo
El agua circula por atarieas paralelas que limitan las parcelas de los cultives No debe tocar ni las hoias ni los tedios Por esta razoacuten se emplea e l agua de cloacas para los cultivos hortelanos Como no se ponen en contacto con as hoias ni con los tallos no pueden contaminar esta parshyte comestible de los vegatales Sin embargo uacuteltimamente se ha dicho que las aguas de cloacas contaminan las parshytes aeacutereas de las hortalizas con geacutermenes nocivos y se ha prohibido su empleo para el cultivo de las hortalizas que se toman sin coccioacuten
Este meacutetodo es tanto maacutes eficaz cuanto maacutes proacuteximas
1581 shy
t ~
1I
I
I
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I
111111111 111111 111111 Vtk11 1 1 1 1 6 ~ iexcl
l Ft 8
ni ego por 5-lIrc()~ Di ~pn ~ iciiexclm de la~ atalj pa~
esteacuten las zanias que se trazan con el arado y estaacuten seshy
paradas unos 060- 080 mts La lig 18 indico la disposicioacuten del suelo La liacutenea a b
representa el canal de conduccioacuten a c el canal de riego del campo d designan los surcos que no terminan en el canal a c La limpieza que necesita el funcionamiento del sistema deteriora pronto este canal Debe construiacuterse una atari ea auxiliar e f comunicada con el canal a c por meshy
_-1582 - shy
dio de pequentildeos cortes g Este canal auxiliar se abre con el arado y se termina cuidadosamente con la pala Es anshycho y tiene una profundidad de unos la ctms
Riego por desbordamiento
Puede efectuarse de las maneras siguientes con reshygueras de nivel y planos inclinados que describiremos sucesivamente
A shy Por regueras de nivel Fundamentoshy EI terreno a regar estaacute surcado por regueras horizontales de desbordashymiento en que el agua rebosa el borde inferior y se exshytiende en forma de laacutemina continua
Pendiente del terrenoshy No debe ser excesivamente peshyquentildea pues entonces la circulacioacuten de la laacutemina de agua se efectuariacutea defectuosamente se admite como necesaria una pendiente de 3 Si 0 pendiente fuere excesiva en vez de una laacutemina continua se formariacutea una serie de arroshyyos que socavariacutean el terreno este peligro debe evitarse haciendo las regueras suficientemente proacuteximas
Descripcioacuten y funcionatnientoshy Las regueras de reparshyticioacuten se trazan en la direccioacuten aproximada de las liacuteneas de maacutexima pendiente fig 19 Si se interrumpe una regueshyra de distribucioacuten remansando el agua eacutesta entraraacute en la reguera de nivel inmediata anterior la cual se llenaraacute y desbordaraacute invadiendo el terreno el exceso se recogeraacute en el colector inmediato inferior el cual lo transportaraacute al canal de desaguumle
b middotmiddot l~vcro diexclhi Clon
rig 9
Alimentacioacuten de regueras sucesivas por una misma tomashy En vez de recoger las aguas sobrantes de una reshyguera directamente en un colector se recogen en otra reshyguera la cual una vez desbordada las deja pasar a otra y asiacute a varias no pasando de 4 oacute 5 seguacuten el caudal de
-1583 -
agua de que se disponga Parece que asiacute pudiera hacerse extensivo a todo el campo con una sola toma superior en la reguera de reparticioacuten pero no debe olvidarse que el agua que llegase a las regueras inferiores estariacutea escasa en oxiacutegeno y principios fertilizantes Esta es la razoacuten de las tomas sucesivas
Perfil longitudinal de las reguerasshy En la praacutectica no
iexcliexcl~f o UI a
I iquest
____ ~i~ I 0
I L middot ___ --shy
I D--1 t~uHO c o tor
- I 001 I 00 I
I 0 bull ___ J
-shy ---_ -i
_~_-o---J
Uig 19) Riego por curvas de nivel
debe d6rseles una pendiente superior al 0003 intercalando cascadas si fuere preciso esto se refiere a las regueras de reparticioacuten Las regueras de distribucioacuten deben ser perfecshytamente horizontales
Seccioacuten transversal de las reguerasshy Las regueras de nivel deben ser poco proundas a fin de disminuiacuter la preshysioacuten del agua y por tanto su infiltracioacuten Es aconsejable
- 1584 -
UllO anchura de 20 ctms con una profundidad no mayor
de S clms Las acequias y regueras d e reparticioacuten se calcushy
bn seguacuten las foacutermulas hidraacuteulicas
B shy Por planos inclinadosshy Son tales les ven tajas del
riego por regueras de n ivel que se procura em plear un
sistema anaacutelogo aunque el terreno no tengo lo pendiente
necesaria
Principio--Si lo pendiente es inferior al 003 se terramiddot
1 I
Cor~e por A B F iJ20
I I
I
J
Ri eacuteo t por p la n o~ in(linado pUl dobl e ari5la
plena formando un escolonado d e planos inclinados que
permito el riego por reguera~ de nivel
Descripcioacutenshy la reguera de reparticioacuten se coloca a una
altura conveniente para que el agua pueda en trar a las
regueras de nivel practicadas en la parte superior de los
planos en forma que llena de agua se vierta por ellos
recogiendo el exceso en colectores lig 20 El agua sobranshy
te puede ser muy abundante en tal caso el colector al ishy
- 185 shy
menta a su vez o tra serie de planos actuando a mane ra de reguera de reparticioacuten
Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
Planos inclinados naturales- Supongamos fig 21 un terreno de pequentildea pendiente S8 construye en terrapleacuten una reguera de d istribucioacuten con los produc tos de la excavacioacuten del colector inmediato E primer antildeo el riego seraacute defectuoshyso pero en los antildeos sucesivos mejoraraacuten los terraplenes y planos incl inados merced a la aportacioacuten del limo por las mismas aguas
0(oacute v lt
o
ltiexcl - =-=~ ~ ~ ~-= -=--=--=-shy~ ~ Fig21
Planos inclinados artificiales-Consisten en cons truiacuterlos directamen te con tierra sacada del terreno m ismo lo cual exige terraplenes y movimientos importantes de tierra (fig 22)
TfrImiddotO)COfi
~S~iacutelllflmiddot ~~f~~
Tts 22
Datos para la formacioacuten de un proyecto de riego por planos inclinados- Se atenderaacute en primer lugar a que las acequias y regueras de reparticioacuten sean capaces de sumishynistrar el agua necesaria y los colectores de desaguar los sobran tes Las regueras de distribucioacuten seguiraacuten sensibleshymente las curvas de nivel a fin de q ue los planos incl inashydos conserven una longitud constante y que las regueras de dis tribucioacuten sigan la direccioacuten de la pendiente del terreshyno La anchura de Jos escalones no seraacute excesiva a fin de evitar los grandes movimientos de tierra En general tienen 4 oacute 5 mts y si el terreno tiene fuerte pendiente lleshygan a tener 10 Oacute 12 mts La pendiente de los planos inclishynados seraacute de 003 como miacutenimum
calcular las dimensiones que debe tener su seccioacuten transshyversal y la velocidad media del agua
CASO iexcl- Se a plican las siguientes foacutermulas
h (1 + h m) (S) S = h (1 + h m) (7) R
1 + 2 h 1 + m~
m
y lueacutego
(2) U = C m 1)Y2 (1) Q _ S C (R 1) 1j~
La foacutermula (S) ncs do e l aacuterea la (1) el radio medio pues h I Y 111 SO1 conocidos Las foacutermulas (2 y 4) permiten ca lcular U y Q
EJEMPLO Calcular el rendimie llto de un canal de ti eshyITU sabiendo que 1 = lmts h = 121 1 = 00002 y la inclinacioacuten de los taludes es 45
La aplicacioacuten de las foacutermulas (5 y 7) nos da
S = 2867 mts~ y R = 060 mts
El valor de C seguacuten la tabla de Bazin es 325 y seguacuten la de Kutte r 35 Tomamos e l promedio de estos dos valoshyres o sea 3375
Aplicando las foacutermulas (4 y 2) obtendremos
Q = 098 mts y U 037 mts
CASO II- Si existen circunstancias que obliguen a adopshytar una profundidad determinada se aplicaraacuten las foacutermushylas de la seccioacuten maacutes ventajosa es decir las foacutermulas sishyguientes bull
Q~m S (9) h b U~ b - shy~ (1 + m~ )11 ) = 2 R (l) R I
12 - 1) S~
Se principiaraacute por adoptar para b un valor provisional y para escogerlo seguacuten el rendimiento se evaluaraacute el vashylor posible de R y por consiguiente el de C seguacuten la tashybla de Bazin La tabla de los valores de b daraacute un valor que se adoptaraacute provisionalmente Una vez hallado el vashy
- 1572 shy
lar da R se rectificaraacute e l de b Se volveraacute a calcular R y
se continuaraacuten estas aproximaciones hasta que se encuenshytren para C y b valores que no difieran sensiblemente de Jos anteriores La ecuacioacuten (1) contendraacute R elevada a la quinta potencia y deberaacute resolverse por logaritmos
EJEMPLO Un canal debe tener un rendimiento de 2 lIltS de agua por segundo con una pendiente de 00002 por mts Cuaacutel debe ser su perfil transversal en la tierra con taludes inclinados 45
Supongamos R = 1 mt entonces seguacuten la tabla d e Bozin C = 378 y seguacuten lo de Kutte r C = 40 Toma mos 81 pro lllcd io C = 389 Para b obtenemos 000066
In
Lu IOacuteI JI1 U 111 (0) du x
Pero s iendo m 1 sacamos
m 0547
y obte ndremos 4R~ S 4W
0547
Lo foacutermula (1) nos da
R X 00002 000066 4
S~
R S~ 132
y sustituyendo S po~ su valor
16 R
(0547F 132 R 075
Seguacuten las tablas de Bazin y Kutter los valores respecshytivos de C pondiente de b tend
son de b remos
348 es
y 00
37 Adoptamos 0077 Sustituyendo
359 este
el valor nuevo
corresshyvalor
- shy 1573 shy
4 4 R~ 0547 S TI X 00002 000077 (
s~
R = 075
Lo vola re s d~ e y de b no difieren sonsibloTrl ento de los que acabamos de adoptar Tomaremos pues para TI el va le r 076 mis entoncos h = 152
4 (076 )~
S 442 Jll l s ~
0547
Q 2
u 047 mts S 422
La foacutermula (8) permite dete rmina r l
2 m h 2 X 152 126 y e l problema
1 + ( + m~)Y2 1 + (2)1
queda resuelto Pero puede ocurrir que por circunstancias especiales no
se pueda adoptar el perfil maacutes econoacutemico Entonces se coshynoc 3 la profundidad h o la anchura 1 por lo tanto
S = h (1 + h m)
Q2
R 1 b --- en que R estaacute expresado en funcioacuten S2
de h y de I y permitiraacute hallar por tanteo h o I y S Supongamos que por causa de la existencia de un submiddot
suelo rocoso la profundidad del canal no debe exceder de un mI y que la descmga sea de 2 mts pOI segundo y la pendiente 00002
Procederemos asiacute
Puesto que h 9S a lo sumo igual Q 1 mI el radio meshydio puede evaluarse en 050 mts Las tablas dan para e 306 y 34 adoptamos 32 y entonces b = 000098
1574
Q2
De la ecuacioacuten R I b --- deducimos S2
000098 X 4 S~ 392 S 625
050 X 00002
La foacutermula S = h (l + h m) da 525
La foacutermula (6) nos da P = 807
s 625 R 077 mts
P 807
Se partiraacute de este nuevo valor de R para repetir los caacutelculos
Las tablas dan para R = 077 mts C = 35 y 37 Adoptamos C = 36 entonces b = 000077
Tenemos
000077 X 4 S 40 S 632 1 532
077 X 00002
P 814 Y R = 077
Adoptaremos para el perfil de este canal de 2 mts de descarga por segundo
1 = 532 h = 1 mI R = 077
La velocidad media del agua seraacute
u = Q S = 2 632 = 031 mts
CAPITULO VII
Sistemas de rieqo
Hay muchos procedimientos de riego seguacuten la naturashyleza del terreno su pendiente los cultivos o la cantidad de agua de que se dispone
- 1575 shy
A continuacioacuten describiremos los siguientes sistemas Por sumersioacuten por filtracioacuten por desbordamiento
El riego por sumersioacuten se dIvide en tres meacutetodos el ri ego por filtracioacuten en dos y el por desbordamiento tambieacuten en dos De todos eros hablaremos separadamente
Riego por sumersioacuten
El sistema d3 riego por sumersioacuten llamado tambieacuten en manta consiste en cubrir el suelo con una capa de agua que permanece sobre eacutel un tiempo maacutes o menos largo
Generalmente requiere que el terreno sea sensiblemenshyte horizontal de pendiente suave 2 0 00 a lo sumo y que no sea impermeable La superficie regable se rodea de peshyquentildeos diques Si la pendiente fuese fuerte habriacutean de ser a l tos y emplear maacutes agua con lo que se perderiacutea la prinshycipal ventaja de este sistema que es su sencillez y ecoshyncmiacutea
Este procedimiento es uno de los mejores para el rieshygo de praderas cuya pendiente sea de 1-15 mmts por metro Comprende tres meacutetodos distintos
IO-La sumersioacuten naturcl que resulta del desbordashymiento espontaacuteneo de una corriente de agua o de la inunshydacioacuten artificial proveniente del levantamiento de las aguas
29- La sumersioacuten artificial 5encilla en que las aguas permanecen estanadas mientras dura el riego
3y- La sumersioacutell atificial con cJrculacioacuten continuiexcl en que el agua ircula suavemente por la superficie del terreno sumergido
Cuando se riaga con aguas que acarrean limos y areshynas estos materiales generalmente corgados de materias fertili~antes se depositan sobre el suelo Entonces el riego por sumersioacuten va acompantildeado del erdorquinamiento
Sumersioacuten natural- Muchos terrenos estaacuten expuestos a las crecidas de las corrientes de agua que los atraviesan Esta sumersioacuten natural es fuente de grandes riquezas Tashyles s)n Egipto y las pompos de la imeacuterica del Sur En Francia grandes extensiones de ter reno deben su fertilidad a riegos perioacutedicos de esto naturaleza
Las condiciones esenciales de estos sumersiones natushy
1576 shy
rales son pendientes longitudinales muy suaves (040- 045
mts por kmt como promedio) y pendientes transversales
bastante aceurontuadus para que las aguas de las crecidas
vuelvan faacutecilmente a su cauce primitivo
Sumersioacuten artificial sencilla- Exige un suelo de poca
pendiente que no exceda de 2 0 00 a menos de restringir
mucho ia extensioacuten dE las parcelas sumergidas
Si la pendiente fuese fuerte no se depositariacutean los seshy
dimentos perdiendo asiacute este meacutetodo su principal ventaja
Ademaacutes se correriacutea el riesgo de que las aguas arrastraran
la tierra vegetal Finalmente seriacutea necesario que las cuenshycas sumergidas estuvieran rodeadas de diques muy altos
lo que hariacutea perder las ventajas econoacutemicas de este sisshy
tema
Consiste en sumergir el suelo bajo una capa de detershy
minado espesor durante un periacuteodo de tiempo variable
El terreno se divide en compartimientos regulares roshy
deados dE pequentildeos diques que retienen el agua
Generalmente las aguas despueacutes de regar un comparshy
timiento superior pasan a regar uno inferior
Los compartimientos tienen extensioacuten variable En geneshy
ral no exceden de 10-30 aacutereas Se les puede dar una anshychura de 50 mts y una longitud variable seguacuten la pendienshy
te del terreno Los diques que los rodean exceden en todas
partes a 25 ctms al nivel del agua
La altura media del agua sobre la superficie del sueshy
lo es de 15 ctms En el punto maacutes alto del nivel del agua
25 ctms
En el centro de cada compartimiento y en sentido de su longitud se abre una atarjea g (lig 15) que sirve a la
vez de conduccioacuten y desecamiento
A este objeto puede ir acompantildeado de pequentildeas a tarshy
jeas h En el origen y en la extremidad de cada compartishy
miento la atarjea g lleva una en trada de madera con comshy
puerta para retener el agua o dejarla pasar
La atarjea g debe tener una pendiente aproximada de
0001 mts mL La anchura en el fondo y su profundidad
dependen de la superficie del compartimiento y de la cantishydad de agua que conduciraacute
--1577-shy
La fig 15 denota la subdivisioacuten del terreno en cuatro recipientes que forman otros tantos saetines cuya longitud depende de la pendiente del terreno
Es preciso que el nivel del agua en el segundo comparshytimiento sea inferigtr de 1- 2 ctms al fondo de la atariea g del primero Asiacute se logra que el agua pase del primero al SEgundo compartimiento
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Hiego por ~lIhm(~r~ ioacuten Planta ltle unn in~tala(- i(ln de cuatro C(Jlllparlimi-(-middotnto~
Ventajas e inconvenientes de este sistema- Permite reshygar superficies de poca pendiente con ca1tidades de agua demasiado pequentildeas para utiliza ras de otro modo Transshyforma en tierras feacutertiles suelos mediocres siempre que no sean impermeables y que las aguas contengan limos carshygados de principios nutritivos Su instalacioacuten y vigilancia son sencillas y baratas
En suelos impermeables da malos resultados Rara vez se puede aplicar en el momento de la vegetacioacuten y mientras dura impide la aireacioacuten del suelo
- - 1578 - shy
El riego por sumersioacuten se emplea principalmpnte en el cultivo del arroz
Riego de los arrozales- EI arrozal ha de estar compleshytamente cubierto por el agua pero sin quedar estancada sino circulando con muy poca velocidad Sin agua no gershyminariacutea la semilla y en cambio si quedara estancada enshyfermaria 0 planta y podriacutea ser causa de una epidemia pashyluacutedica en la regioacuten
El terreno destinado al cultivo del arroz ha de ser enshyteramente llano y con la pendiente necesaria para la lenshyta circulacioacuten del agua El campo se divide en parcelas delimitadas por pequentildeos diques de tierra
Unas como B (Fig 16) estaacuten trazadas longitudinalmenshyte en el sentido de las labores y del movimiento del agua al paso que otras la sentildealadas con la letra e van en dishyreccioacuten perpendicular a las primeras
Una vez construIacutedos los diques se da el agua a las parce las D y J de modo que la capa liacutequida tenga unos 12 ctms de espesor Hecho 6stO se practican en el dique inmediatamente infel ior unas abe rturas E de 20- 30 ctms
de ancho por donde flushyye el agua a las parceshylas inferiores Asiacute se conshytinuacutea hasta regar todo el arrozal El agua se reshycoge en la atariea d e desaguumle A
El consumo de a g ua se calcula en 24 Its por segundo y por hec taacuterea
Sumersioacuten artificial con derrame continuo--Cuanshydo se dispone de gran can tidad de agua la cirshyculacioacuten puede ser conshytinua sin alterar las disshyposiciones precedentegt
El agua de riego desshypueacutes de alcanzar el nishy
ni~po s i c i(lfl dI un arrozal divirl gtln ( 1
lahla~ n -lIadriluacutel erus L ri ego
- - 1579-shy
vel normal en el compartimiento regado pasa lentamente al inferior y se reemplaza con nueva agua Este procedishymiento priva menos del aire a las plantas que e l estallCU miento permanente
El movimiento d8 las aguas se regula dE-~ tal manera que la can tidad siexclJida por la parte inferior sea igual a Jo que Gntra por la superior De 83t8 modo se llega raacutepidashymente a resultados excelentes
Conviene enviar agua nueva o los compartimientos inshyferiores disponiendo alrededor del cqmpo un canal de cirshycunvalacioacuten El agua debe vaciar por encima de las comshypuertas a fin ds qU8 no arrastre los sedimentos En general los compartimientos tienen dimensiones mayores que los de sumersioacuten sencilla Si la pendiente es muy fuerte conviene disponer oblicuamente diques interiores que impidan la erosioacuten del suelo Los diques que bordean las parcelas tieshynen aproximadaments 150 mts de ancho en la corona y un nivel de 30- 40 ctms sobre el de las aguas
Rieqo por filtracioacuten
Este sistema comprende dos subdivisiones
19 Por filtracioacuten del aqua en el suelo por atarieas proshyfundas- Es un procsdimiento muy imperfecto desde el punshyto de vista d3 los resultados pero muy sencillo y econoacuteshymico Em p lea las zanjas excavadas en los terrenos para sanearlos
Esencialmente consiste en cerrar las compuertas que regulan los diferentes canales de desecamiento El agua de lluvia etc fluye asiacute poco a poco pgtr estos canales y si el suelo es permeable lo humedece al atravesar las pareshydes laterales de e llos pudiendo llegar por capilaridad hasshyta las raiacuteces
Este procedimiento soacutelo es practicable cuando el terreshyno es bastante permeable y de poca pendiente En suelos poco permeabls los resulta dos no son satisfactorios el agua fluye bien por los cana ~ es pero no logra humedecer la tierra
La lig 17 muestra la disposicioacuten de los canales a a b b y Ja de la compuerta d que cuando estaacute cerrada deshy
- 1580
termina el retroceso del agua que se va elevando en los canales y penetra en el suelo Abriendo jo compuerta se inicia la salida del agua y consecuentemente el desecashymien~o del terreno
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J i~ Hi middotiexclo po fiJI radmiddotn
29 Filtracioacuten del agua por atarieas abiertas superficiales - middot-Este meacutetodo se aplica sobre todo a Jos tierras labradas y
entre otros a 103 cultivos hortiacutec81as Difiere esencialmente del anterior en que las atarieas estaacuten mucho maacutes proacutexishymas en que son superficiales y el agua penetra en el sueshylo y en el subsuelo p8r las paredes y por el fondo
El agua circula por atarieas paralelas que limitan las parcelas de los cultives No debe tocar ni las hoias ni los tedios Por esta razoacuten se emplea e l agua de cloacas para los cultivos hortelanos Como no se ponen en contacto con as hoias ni con los tallos no pueden contaminar esta parshyte comestible de los vegatales Sin embargo uacuteltimamente se ha dicho que las aguas de cloacas contaminan las parshytes aeacutereas de las hortalizas con geacutermenes nocivos y se ha prohibido su empleo para el cultivo de las hortalizas que se toman sin coccioacuten
Este meacutetodo es tanto maacutes eficaz cuanto maacutes proacuteximas
1581 shy
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esteacuten las zanias que se trazan con el arado y estaacuten seshy
paradas unos 060- 080 mts La lig 18 indico la disposicioacuten del suelo La liacutenea a b
representa el canal de conduccioacuten a c el canal de riego del campo d designan los surcos que no terminan en el canal a c La limpieza que necesita el funcionamiento del sistema deteriora pronto este canal Debe construiacuterse una atari ea auxiliar e f comunicada con el canal a c por meshy
_-1582 - shy
dio de pequentildeos cortes g Este canal auxiliar se abre con el arado y se termina cuidadosamente con la pala Es anshycho y tiene una profundidad de unos la ctms
Riego por desbordamiento
Puede efectuarse de las maneras siguientes con reshygueras de nivel y planos inclinados que describiremos sucesivamente
A shy Por regueras de nivel Fundamentoshy EI terreno a regar estaacute surcado por regueras horizontales de desbordashymiento en que el agua rebosa el borde inferior y se exshytiende en forma de laacutemina continua
Pendiente del terrenoshy No debe ser excesivamente peshyquentildea pues entonces la circulacioacuten de la laacutemina de agua se efectuariacutea defectuosamente se admite como necesaria una pendiente de 3 Si 0 pendiente fuere excesiva en vez de una laacutemina continua se formariacutea una serie de arroshyyos que socavariacutean el terreno este peligro debe evitarse haciendo las regueras suficientemente proacuteximas
Descripcioacuten y funcionatnientoshy Las regueras de reparshyticioacuten se trazan en la direccioacuten aproximada de las liacuteneas de maacutexima pendiente fig 19 Si se interrumpe una regueshyra de distribucioacuten remansando el agua eacutesta entraraacute en la reguera de nivel inmediata anterior la cual se llenaraacute y desbordaraacute invadiendo el terreno el exceso se recogeraacute en el colector inmediato inferior el cual lo transportaraacute al canal de desaguumle
b middotmiddot l~vcro diexclhi Clon
rig 9
Alimentacioacuten de regueras sucesivas por una misma tomashy En vez de recoger las aguas sobrantes de una reshyguera directamente en un colector se recogen en otra reshyguera la cual una vez desbordada las deja pasar a otra y asiacute a varias no pasando de 4 oacute 5 seguacuten el caudal de
-1583 -
agua de que se disponga Parece que asiacute pudiera hacerse extensivo a todo el campo con una sola toma superior en la reguera de reparticioacuten pero no debe olvidarse que el agua que llegase a las regueras inferiores estariacutea escasa en oxiacutegeno y principios fertilizantes Esta es la razoacuten de las tomas sucesivas
Perfil longitudinal de las reguerasshy En la praacutectica no
iexcliexcl~f o UI a
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Uig 19) Riego por curvas de nivel
debe d6rseles una pendiente superior al 0003 intercalando cascadas si fuere preciso esto se refiere a las regueras de reparticioacuten Las regueras de distribucioacuten deben ser perfecshytamente horizontales
Seccioacuten transversal de las reguerasshy Las regueras de nivel deben ser poco proundas a fin de disminuiacuter la preshysioacuten del agua y por tanto su infiltracioacuten Es aconsejable
- 1584 -
UllO anchura de 20 ctms con una profundidad no mayor
de S clms Las acequias y regueras d e reparticioacuten se calcushy
bn seguacuten las foacutermulas hidraacuteulicas
B shy Por planos inclinadosshy Son tales les ven tajas del
riego por regueras de n ivel que se procura em plear un
sistema anaacutelogo aunque el terreno no tengo lo pendiente
necesaria
Principio--Si lo pendiente es inferior al 003 se terramiddot
1 I
Cor~e por A B F iJ20
I I
I
J
Ri eacuteo t por p la n o~ in(linado pUl dobl e ari5la
plena formando un escolonado d e planos inclinados que
permito el riego por reguera~ de nivel
Descripcioacutenshy la reguera de reparticioacuten se coloca a una
altura conveniente para que el agua pueda en trar a las
regueras de nivel practicadas en la parte superior de los
planos en forma que llena de agua se vierta por ellos
recogiendo el exceso en colectores lig 20 El agua sobranshy
te puede ser muy abundante en tal caso el colector al ishy
- 185 shy
menta a su vez o tra serie de planos actuando a mane ra de reguera de reparticioacuten
Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
Planos inclinados naturales- Supongamos fig 21 un terreno de pequentildea pendiente S8 construye en terrapleacuten una reguera de d istribucioacuten con los produc tos de la excavacioacuten del colector inmediato E primer antildeo el riego seraacute defectuoshyso pero en los antildeos sucesivos mejoraraacuten los terraplenes y planos incl inados merced a la aportacioacuten del limo por las mismas aguas
0(oacute v lt
o
ltiexcl - =-=~ ~ ~ ~-= -=--=--=-shy~ ~ Fig21
Planos inclinados artificiales-Consisten en cons truiacuterlos directamen te con tierra sacada del terreno m ismo lo cual exige terraplenes y movimientos importantes de tierra (fig 22)
TfrImiddotO)COfi
~S~iacutelllflmiddot ~~f~~
Tts 22
Datos para la formacioacuten de un proyecto de riego por planos inclinados- Se atenderaacute en primer lugar a que las acequias y regueras de reparticioacuten sean capaces de sumishynistrar el agua necesaria y los colectores de desaguar los sobran tes Las regueras de distribucioacuten seguiraacuten sensibleshymente las curvas de nivel a fin de q ue los planos incl inashydos conserven una longitud constante y que las regueras de dis tribucioacuten sigan la direccioacuten de la pendiente del terreshyno La anchura de Jos escalones no seraacute excesiva a fin de evitar los grandes movimientos de tierra En general tienen 4 oacute 5 mts y si el terreno tiene fuerte pendiente lleshygan a tener 10 Oacute 12 mts La pendiente de los planos inclishynados seraacute de 003 como miacutenimum
lar da R se rectificaraacute e l de b Se volveraacute a calcular R y
se continuaraacuten estas aproximaciones hasta que se encuenshytren para C y b valores que no difieran sensiblemente de Jos anteriores La ecuacioacuten (1) contendraacute R elevada a la quinta potencia y deberaacute resolverse por logaritmos
EJEMPLO Un canal debe tener un rendimiento de 2 lIltS de agua por segundo con una pendiente de 00002 por mts Cuaacutel debe ser su perfil transversal en la tierra con taludes inclinados 45
Supongamos R = 1 mt entonces seguacuten la tabla d e Bozin C = 378 y seguacuten lo de Kutte r C = 40 Toma mos 81 pro lllcd io C = 389 Para b obtenemos 000066
In
Lu IOacuteI JI1 U 111 (0) du x
Pero s iendo m 1 sacamos
m 0547
y obte ndremos 4R~ S 4W
0547
Lo foacutermula (1) nos da
R X 00002 000066 4
S~
R S~ 132
y sustituyendo S po~ su valor
16 R
(0547F 132 R 075
Seguacuten las tablas de Bazin y Kutter los valores respecshytivos de C pondiente de b tend
son de b remos
348 es
y 00
37 Adoptamos 0077 Sustituyendo
359 este
el valor nuevo
corresshyvalor
- shy 1573 shy
4 4 R~ 0547 S TI X 00002 000077 (
s~
R = 075
Lo vola re s d~ e y de b no difieren sonsibloTrl ento de los que acabamos de adoptar Tomaremos pues para TI el va le r 076 mis entoncos h = 152
4 (076 )~
S 442 Jll l s ~
0547
Q 2
u 047 mts S 422
La foacutermula (8) permite dete rmina r l
2 m h 2 X 152 126 y e l problema
1 + ( + m~)Y2 1 + (2)1
queda resuelto Pero puede ocurrir que por circunstancias especiales no
se pueda adoptar el perfil maacutes econoacutemico Entonces se coshynoc 3 la profundidad h o la anchura 1 por lo tanto
S = h (1 + h m)
Q2
R 1 b --- en que R estaacute expresado en funcioacuten S2
de h y de I y permitiraacute hallar por tanteo h o I y S Supongamos que por causa de la existencia de un submiddot
suelo rocoso la profundidad del canal no debe exceder de un mI y que la descmga sea de 2 mts pOI segundo y la pendiente 00002
Procederemos asiacute
Puesto que h 9S a lo sumo igual Q 1 mI el radio meshydio puede evaluarse en 050 mts Las tablas dan para e 306 y 34 adoptamos 32 y entonces b = 000098
1574
Q2
De la ecuacioacuten R I b --- deducimos S2
000098 X 4 S~ 392 S 625
050 X 00002
La foacutermula S = h (l + h m) da 525
La foacutermula (6) nos da P = 807
s 625 R 077 mts
P 807
Se partiraacute de este nuevo valor de R para repetir los caacutelculos
Las tablas dan para R = 077 mts C = 35 y 37 Adoptamos C = 36 entonces b = 000077
Tenemos
000077 X 4 S 40 S 632 1 532
077 X 00002
P 814 Y R = 077
Adoptaremos para el perfil de este canal de 2 mts de descarga por segundo
1 = 532 h = 1 mI R = 077
La velocidad media del agua seraacute
u = Q S = 2 632 = 031 mts
CAPITULO VII
Sistemas de rieqo
Hay muchos procedimientos de riego seguacuten la naturashyleza del terreno su pendiente los cultivos o la cantidad de agua de que se dispone
- 1575 shy
A continuacioacuten describiremos los siguientes sistemas Por sumersioacuten por filtracioacuten por desbordamiento
El riego por sumersioacuten se dIvide en tres meacutetodos el ri ego por filtracioacuten en dos y el por desbordamiento tambieacuten en dos De todos eros hablaremos separadamente
Riego por sumersioacuten
El sistema d3 riego por sumersioacuten llamado tambieacuten en manta consiste en cubrir el suelo con una capa de agua que permanece sobre eacutel un tiempo maacutes o menos largo
Generalmente requiere que el terreno sea sensiblemenshyte horizontal de pendiente suave 2 0 00 a lo sumo y que no sea impermeable La superficie regable se rodea de peshyquentildeos diques Si la pendiente fuese fuerte habriacutean de ser a l tos y emplear maacutes agua con lo que se perderiacutea la prinshycipal ventaja de este sistema que es su sencillez y ecoshyncmiacutea
Este procedimiento es uno de los mejores para el rieshygo de praderas cuya pendiente sea de 1-15 mmts por metro Comprende tres meacutetodos distintos
IO-La sumersioacuten naturcl que resulta del desbordashymiento espontaacuteneo de una corriente de agua o de la inunshydacioacuten artificial proveniente del levantamiento de las aguas
29- La sumersioacuten artificial 5encilla en que las aguas permanecen estanadas mientras dura el riego
3y- La sumersioacutell atificial con cJrculacioacuten continuiexcl en que el agua ircula suavemente por la superficie del terreno sumergido
Cuando se riaga con aguas que acarrean limos y areshynas estos materiales generalmente corgados de materias fertili~antes se depositan sobre el suelo Entonces el riego por sumersioacuten va acompantildeado del erdorquinamiento
Sumersioacuten natural- Muchos terrenos estaacuten expuestos a las crecidas de las corrientes de agua que los atraviesan Esta sumersioacuten natural es fuente de grandes riquezas Tashyles s)n Egipto y las pompos de la imeacuterica del Sur En Francia grandes extensiones de ter reno deben su fertilidad a riegos perioacutedicos de esto naturaleza
Las condiciones esenciales de estos sumersiones natushy
1576 shy
rales son pendientes longitudinales muy suaves (040- 045
mts por kmt como promedio) y pendientes transversales
bastante aceurontuadus para que las aguas de las crecidas
vuelvan faacutecilmente a su cauce primitivo
Sumersioacuten artificial sencilla- Exige un suelo de poca
pendiente que no exceda de 2 0 00 a menos de restringir
mucho ia extensioacuten dE las parcelas sumergidas
Si la pendiente fuese fuerte no se depositariacutean los seshy
dimentos perdiendo asiacute este meacutetodo su principal ventaja
Ademaacutes se correriacutea el riesgo de que las aguas arrastraran
la tierra vegetal Finalmente seriacutea necesario que las cuenshycas sumergidas estuvieran rodeadas de diques muy altos
lo que hariacutea perder las ventajas econoacutemicas de este sisshy
tema
Consiste en sumergir el suelo bajo una capa de detershy
minado espesor durante un periacuteodo de tiempo variable
El terreno se divide en compartimientos regulares roshy
deados dE pequentildeos diques que retienen el agua
Generalmente las aguas despueacutes de regar un comparshy
timiento superior pasan a regar uno inferior
Los compartimientos tienen extensioacuten variable En geneshy
ral no exceden de 10-30 aacutereas Se les puede dar una anshychura de 50 mts y una longitud variable seguacuten la pendienshy
te del terreno Los diques que los rodean exceden en todas
partes a 25 ctms al nivel del agua
La altura media del agua sobre la superficie del sueshy
lo es de 15 ctms En el punto maacutes alto del nivel del agua
25 ctms
En el centro de cada compartimiento y en sentido de su longitud se abre una atarjea g (lig 15) que sirve a la
vez de conduccioacuten y desecamiento
A este objeto puede ir acompantildeado de pequentildeas a tarshy
jeas h En el origen y en la extremidad de cada compartishy
miento la atarjea g lleva una en trada de madera con comshy
puerta para retener el agua o dejarla pasar
La atarjea g debe tener una pendiente aproximada de
0001 mts mL La anchura en el fondo y su profundidad
dependen de la superficie del compartimiento y de la cantishydad de agua que conduciraacute
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La fig 15 denota la subdivisioacuten del terreno en cuatro recipientes que forman otros tantos saetines cuya longitud depende de la pendiente del terreno
Es preciso que el nivel del agua en el segundo comparshytimiento sea inferigtr de 1- 2 ctms al fondo de la atariea g del primero Asiacute se logra que el agua pase del primero al SEgundo compartimiento
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Ventajas e inconvenientes de este sistema- Permite reshygar superficies de poca pendiente con ca1tidades de agua demasiado pequentildeas para utiliza ras de otro modo Transshyforma en tierras feacutertiles suelos mediocres siempre que no sean impermeables y que las aguas contengan limos carshygados de principios nutritivos Su instalacioacuten y vigilancia son sencillas y baratas
En suelos impermeables da malos resultados Rara vez se puede aplicar en el momento de la vegetacioacuten y mientras dura impide la aireacioacuten del suelo
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El riego por sumersioacuten se emplea principalmpnte en el cultivo del arroz
Riego de los arrozales- EI arrozal ha de estar compleshytamente cubierto por el agua pero sin quedar estancada sino circulando con muy poca velocidad Sin agua no gershyminariacutea la semilla y en cambio si quedara estancada enshyfermaria 0 planta y podriacutea ser causa de una epidemia pashyluacutedica en la regioacuten
El terreno destinado al cultivo del arroz ha de ser enshyteramente llano y con la pendiente necesaria para la lenshyta circulacioacuten del agua El campo se divide en parcelas delimitadas por pequentildeos diques de tierra
Unas como B (Fig 16) estaacuten trazadas longitudinalmenshyte en el sentido de las labores y del movimiento del agua al paso que otras la sentildealadas con la letra e van en dishyreccioacuten perpendicular a las primeras
Una vez construIacutedos los diques se da el agua a las parce las D y J de modo que la capa liacutequida tenga unos 12 ctms de espesor Hecho 6stO se practican en el dique inmediatamente infel ior unas abe rturas E de 20- 30 ctms
de ancho por donde flushyye el agua a las parceshylas inferiores Asiacute se conshytinuacutea hasta regar todo el arrozal El agua se reshycoge en la atariea d e desaguumle A
El consumo de a g ua se calcula en 24 Its por segundo y por hec taacuterea
Sumersioacuten artificial con derrame continuo--Cuanshydo se dispone de gran can tidad de agua la cirshyculacioacuten puede ser conshytinua sin alterar las disshyposiciones precedentegt
El agua de riego desshypueacutes de alcanzar el nishy
ni~po s i c i(lfl dI un arrozal divirl gtln ( 1
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vel normal en el compartimiento regado pasa lentamente al inferior y se reemplaza con nueva agua Este procedishymiento priva menos del aire a las plantas que e l estallCU miento permanente
El movimiento d8 las aguas se regula dE-~ tal manera que la can tidad siexclJida por la parte inferior sea igual a Jo que Gntra por la superior De 83t8 modo se llega raacutepidashymente a resultados excelentes
Conviene enviar agua nueva o los compartimientos inshyferiores disponiendo alrededor del cqmpo un canal de cirshycunvalacioacuten El agua debe vaciar por encima de las comshypuertas a fin ds qU8 no arrastre los sedimentos En general los compartimientos tienen dimensiones mayores que los de sumersioacuten sencilla Si la pendiente es muy fuerte conviene disponer oblicuamente diques interiores que impidan la erosioacuten del suelo Los diques que bordean las parcelas tieshynen aproximadaments 150 mts de ancho en la corona y un nivel de 30- 40 ctms sobre el de las aguas
Rieqo por filtracioacuten
Este sistema comprende dos subdivisiones
19 Por filtracioacuten del aqua en el suelo por atarieas proshyfundas- Es un procsdimiento muy imperfecto desde el punshyto de vista d3 los resultados pero muy sencillo y econoacuteshymico Em p lea las zanjas excavadas en los terrenos para sanearlos
Esencialmente consiste en cerrar las compuertas que regulan los diferentes canales de desecamiento El agua de lluvia etc fluye asiacute poco a poco pgtr estos canales y si el suelo es permeable lo humedece al atravesar las pareshydes laterales de e llos pudiendo llegar por capilaridad hasshyta las raiacuteces
Este procedimiento soacutelo es practicable cuando el terreshyno es bastante permeable y de poca pendiente En suelos poco permeabls los resulta dos no son satisfactorios el agua fluye bien por los cana ~ es pero no logra humedecer la tierra
La lig 17 muestra la disposicioacuten de los canales a a b b y Ja de la compuerta d que cuando estaacute cerrada deshy
- 1580
termina el retroceso del agua que se va elevando en los canales y penetra en el suelo Abriendo jo compuerta se inicia la salida del agua y consecuentemente el desecashymien~o del terreno
A~~J~~Mitrbt~Ir~~M~~1 B
F~( 11 J)i sposieiHl para htlnHd e(~e r IIn 1IITfJ1U drenadu al ail
J i~ Hi middotiexclo po fiJI radmiddotn
29 Filtracioacuten del agua por atarieas abiertas superficiales - middot-Este meacutetodo se aplica sobre todo a Jos tierras labradas y
entre otros a 103 cultivos hortiacutec81as Difiere esencialmente del anterior en que las atarieas estaacuten mucho maacutes proacutexishymas en que son superficiales y el agua penetra en el sueshylo y en el subsuelo p8r las paredes y por el fondo
El agua circula por atarieas paralelas que limitan las parcelas de los cultives No debe tocar ni las hoias ni los tedios Por esta razoacuten se emplea e l agua de cloacas para los cultivos hortelanos Como no se ponen en contacto con as hoias ni con los tallos no pueden contaminar esta parshyte comestible de los vegatales Sin embargo uacuteltimamente se ha dicho que las aguas de cloacas contaminan las parshytes aeacutereas de las hortalizas con geacutermenes nocivos y se ha prohibido su empleo para el cultivo de las hortalizas que se toman sin coccioacuten
Este meacutetodo es tanto maacutes eficaz cuanto maacutes proacuteximas
1581 shy
t ~
1I
I
I
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I
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I
IIII I
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111111111 111111 111111 Vtk11 1 1 1 1 6 ~ iexcl
l Ft 8
ni ego por 5-lIrc()~ Di ~pn ~ iciiexclm de la~ atalj pa~
esteacuten las zanias que se trazan con el arado y estaacuten seshy
paradas unos 060- 080 mts La lig 18 indico la disposicioacuten del suelo La liacutenea a b
representa el canal de conduccioacuten a c el canal de riego del campo d designan los surcos que no terminan en el canal a c La limpieza que necesita el funcionamiento del sistema deteriora pronto este canal Debe construiacuterse una atari ea auxiliar e f comunicada con el canal a c por meshy
_-1582 - shy
dio de pequentildeos cortes g Este canal auxiliar se abre con el arado y se termina cuidadosamente con la pala Es anshycho y tiene una profundidad de unos la ctms
Riego por desbordamiento
Puede efectuarse de las maneras siguientes con reshygueras de nivel y planos inclinados que describiremos sucesivamente
A shy Por regueras de nivel Fundamentoshy EI terreno a regar estaacute surcado por regueras horizontales de desbordashymiento en que el agua rebosa el borde inferior y se exshytiende en forma de laacutemina continua
Pendiente del terrenoshy No debe ser excesivamente peshyquentildea pues entonces la circulacioacuten de la laacutemina de agua se efectuariacutea defectuosamente se admite como necesaria una pendiente de 3 Si 0 pendiente fuere excesiva en vez de una laacutemina continua se formariacutea una serie de arroshyyos que socavariacutean el terreno este peligro debe evitarse haciendo las regueras suficientemente proacuteximas
Descripcioacuten y funcionatnientoshy Las regueras de reparshyticioacuten se trazan en la direccioacuten aproximada de las liacuteneas de maacutexima pendiente fig 19 Si se interrumpe una regueshyra de distribucioacuten remansando el agua eacutesta entraraacute en la reguera de nivel inmediata anterior la cual se llenaraacute y desbordaraacute invadiendo el terreno el exceso se recogeraacute en el colector inmediato inferior el cual lo transportaraacute al canal de desaguumle
b middotmiddot l~vcro diexclhi Clon
rig 9
Alimentacioacuten de regueras sucesivas por una misma tomashy En vez de recoger las aguas sobrantes de una reshyguera directamente en un colector se recogen en otra reshyguera la cual una vez desbordada las deja pasar a otra y asiacute a varias no pasando de 4 oacute 5 seguacuten el caudal de
-1583 -
agua de que se disponga Parece que asiacute pudiera hacerse extensivo a todo el campo con una sola toma superior en la reguera de reparticioacuten pero no debe olvidarse que el agua que llegase a las regueras inferiores estariacutea escasa en oxiacutegeno y principios fertilizantes Esta es la razoacuten de las tomas sucesivas
Perfil longitudinal de las reguerasshy En la praacutectica no
iexcliexcl~f o UI a
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Uig 19) Riego por curvas de nivel
debe d6rseles una pendiente superior al 0003 intercalando cascadas si fuere preciso esto se refiere a las regueras de reparticioacuten Las regueras de distribucioacuten deben ser perfecshytamente horizontales
Seccioacuten transversal de las reguerasshy Las regueras de nivel deben ser poco proundas a fin de disminuiacuter la preshysioacuten del agua y por tanto su infiltracioacuten Es aconsejable
- 1584 -
UllO anchura de 20 ctms con una profundidad no mayor
de S clms Las acequias y regueras d e reparticioacuten se calcushy
bn seguacuten las foacutermulas hidraacuteulicas
B shy Por planos inclinadosshy Son tales les ven tajas del
riego por regueras de n ivel que se procura em plear un
sistema anaacutelogo aunque el terreno no tengo lo pendiente
necesaria
Principio--Si lo pendiente es inferior al 003 se terramiddot
1 I
Cor~e por A B F iJ20
I I
I
J
Ri eacuteo t por p la n o~ in(linado pUl dobl e ari5la
plena formando un escolonado d e planos inclinados que
permito el riego por reguera~ de nivel
Descripcioacutenshy la reguera de reparticioacuten se coloca a una
altura conveniente para que el agua pueda en trar a las
regueras de nivel practicadas en la parte superior de los
planos en forma que llena de agua se vierta por ellos
recogiendo el exceso en colectores lig 20 El agua sobranshy
te puede ser muy abundante en tal caso el colector al ishy
- 185 shy
menta a su vez o tra serie de planos actuando a mane ra de reguera de reparticioacuten
Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
Planos inclinados naturales- Supongamos fig 21 un terreno de pequentildea pendiente S8 construye en terrapleacuten una reguera de d istribucioacuten con los produc tos de la excavacioacuten del colector inmediato E primer antildeo el riego seraacute defectuoshyso pero en los antildeos sucesivos mejoraraacuten los terraplenes y planos incl inados merced a la aportacioacuten del limo por las mismas aguas
0(oacute v lt
o
ltiexcl - =-=~ ~ ~ ~-= -=--=--=-shy~ ~ Fig21
Planos inclinados artificiales-Consisten en cons truiacuterlos directamen te con tierra sacada del terreno m ismo lo cual exige terraplenes y movimientos importantes de tierra (fig 22)
TfrImiddotO)COfi
~S~iacutelllflmiddot ~~f~~
Tts 22
Datos para la formacioacuten de un proyecto de riego por planos inclinados- Se atenderaacute en primer lugar a que las acequias y regueras de reparticioacuten sean capaces de sumishynistrar el agua necesaria y los colectores de desaguar los sobran tes Las regueras de distribucioacuten seguiraacuten sensibleshymente las curvas de nivel a fin de q ue los planos incl inashydos conserven una longitud constante y que las regueras de dis tribucioacuten sigan la direccioacuten de la pendiente del terreshyno La anchura de Jos escalones no seraacute excesiva a fin de evitar los grandes movimientos de tierra En general tienen 4 oacute 5 mts y si el terreno tiene fuerte pendiente lleshygan a tener 10 Oacute 12 mts La pendiente de los planos inclishynados seraacute de 003 como miacutenimum
4 4 R~ 0547 S TI X 00002 000077 (
s~
R = 075
Lo vola re s d~ e y de b no difieren sonsibloTrl ento de los que acabamos de adoptar Tomaremos pues para TI el va le r 076 mis entoncos h = 152
4 (076 )~
S 442 Jll l s ~
0547
Q 2
u 047 mts S 422
La foacutermula (8) permite dete rmina r l
2 m h 2 X 152 126 y e l problema
1 + ( + m~)Y2 1 + (2)1
queda resuelto Pero puede ocurrir que por circunstancias especiales no
se pueda adoptar el perfil maacutes econoacutemico Entonces se coshynoc 3 la profundidad h o la anchura 1 por lo tanto
S = h (1 + h m)
Q2
R 1 b --- en que R estaacute expresado en funcioacuten S2
de h y de I y permitiraacute hallar por tanteo h o I y S Supongamos que por causa de la existencia de un submiddot
suelo rocoso la profundidad del canal no debe exceder de un mI y que la descmga sea de 2 mts pOI segundo y la pendiente 00002
Procederemos asiacute
Puesto que h 9S a lo sumo igual Q 1 mI el radio meshydio puede evaluarse en 050 mts Las tablas dan para e 306 y 34 adoptamos 32 y entonces b = 000098
1574
Q2
De la ecuacioacuten R I b --- deducimos S2
000098 X 4 S~ 392 S 625
050 X 00002
La foacutermula S = h (l + h m) da 525
La foacutermula (6) nos da P = 807
s 625 R 077 mts
P 807
Se partiraacute de este nuevo valor de R para repetir los caacutelculos
Las tablas dan para R = 077 mts C = 35 y 37 Adoptamos C = 36 entonces b = 000077
Tenemos
000077 X 4 S 40 S 632 1 532
077 X 00002
P 814 Y R = 077
Adoptaremos para el perfil de este canal de 2 mts de descarga por segundo
1 = 532 h = 1 mI R = 077
La velocidad media del agua seraacute
u = Q S = 2 632 = 031 mts
CAPITULO VII
Sistemas de rieqo
Hay muchos procedimientos de riego seguacuten la naturashyleza del terreno su pendiente los cultivos o la cantidad de agua de que se dispone
- 1575 shy
A continuacioacuten describiremos los siguientes sistemas Por sumersioacuten por filtracioacuten por desbordamiento
El riego por sumersioacuten se dIvide en tres meacutetodos el ri ego por filtracioacuten en dos y el por desbordamiento tambieacuten en dos De todos eros hablaremos separadamente
Riego por sumersioacuten
El sistema d3 riego por sumersioacuten llamado tambieacuten en manta consiste en cubrir el suelo con una capa de agua que permanece sobre eacutel un tiempo maacutes o menos largo
Generalmente requiere que el terreno sea sensiblemenshyte horizontal de pendiente suave 2 0 00 a lo sumo y que no sea impermeable La superficie regable se rodea de peshyquentildeos diques Si la pendiente fuese fuerte habriacutean de ser a l tos y emplear maacutes agua con lo que se perderiacutea la prinshycipal ventaja de este sistema que es su sencillez y ecoshyncmiacutea
Este procedimiento es uno de los mejores para el rieshygo de praderas cuya pendiente sea de 1-15 mmts por metro Comprende tres meacutetodos distintos
IO-La sumersioacuten naturcl que resulta del desbordashymiento espontaacuteneo de una corriente de agua o de la inunshydacioacuten artificial proveniente del levantamiento de las aguas
29- La sumersioacuten artificial 5encilla en que las aguas permanecen estanadas mientras dura el riego
3y- La sumersioacutell atificial con cJrculacioacuten continuiexcl en que el agua ircula suavemente por la superficie del terreno sumergido
Cuando se riaga con aguas que acarrean limos y areshynas estos materiales generalmente corgados de materias fertili~antes se depositan sobre el suelo Entonces el riego por sumersioacuten va acompantildeado del erdorquinamiento
Sumersioacuten natural- Muchos terrenos estaacuten expuestos a las crecidas de las corrientes de agua que los atraviesan Esta sumersioacuten natural es fuente de grandes riquezas Tashyles s)n Egipto y las pompos de la imeacuterica del Sur En Francia grandes extensiones de ter reno deben su fertilidad a riegos perioacutedicos de esto naturaleza
Las condiciones esenciales de estos sumersiones natushy
1576 shy
rales son pendientes longitudinales muy suaves (040- 045
mts por kmt como promedio) y pendientes transversales
bastante aceurontuadus para que las aguas de las crecidas
vuelvan faacutecilmente a su cauce primitivo
Sumersioacuten artificial sencilla- Exige un suelo de poca
pendiente que no exceda de 2 0 00 a menos de restringir
mucho ia extensioacuten dE las parcelas sumergidas
Si la pendiente fuese fuerte no se depositariacutean los seshy
dimentos perdiendo asiacute este meacutetodo su principal ventaja
Ademaacutes se correriacutea el riesgo de que las aguas arrastraran
la tierra vegetal Finalmente seriacutea necesario que las cuenshycas sumergidas estuvieran rodeadas de diques muy altos
lo que hariacutea perder las ventajas econoacutemicas de este sisshy
tema
Consiste en sumergir el suelo bajo una capa de detershy
minado espesor durante un periacuteodo de tiempo variable
El terreno se divide en compartimientos regulares roshy
deados dE pequentildeos diques que retienen el agua
Generalmente las aguas despueacutes de regar un comparshy
timiento superior pasan a regar uno inferior
Los compartimientos tienen extensioacuten variable En geneshy
ral no exceden de 10-30 aacutereas Se les puede dar una anshychura de 50 mts y una longitud variable seguacuten la pendienshy
te del terreno Los diques que los rodean exceden en todas
partes a 25 ctms al nivel del agua
La altura media del agua sobre la superficie del sueshy
lo es de 15 ctms En el punto maacutes alto del nivel del agua
25 ctms
En el centro de cada compartimiento y en sentido de su longitud se abre una atarjea g (lig 15) que sirve a la
vez de conduccioacuten y desecamiento
A este objeto puede ir acompantildeado de pequentildeas a tarshy
jeas h En el origen y en la extremidad de cada compartishy
miento la atarjea g lleva una en trada de madera con comshy
puerta para retener el agua o dejarla pasar
La atarjea g debe tener una pendiente aproximada de
0001 mts mL La anchura en el fondo y su profundidad
dependen de la superficie del compartimiento y de la cantishydad de agua que conduciraacute
--1577-shy
La fig 15 denota la subdivisioacuten del terreno en cuatro recipientes que forman otros tantos saetines cuya longitud depende de la pendiente del terreno
Es preciso que el nivel del agua en el segundo comparshytimiento sea inferigtr de 1- 2 ctms al fondo de la atariea g del primero Asiacute se logra que el agua pase del primero al SEgundo compartimiento
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Hiego por ~lIhm(~r~ ioacuten Planta ltle unn in~tala(- i(ln de cuatro C(Jlllparlimi-(-middotnto~
Ventajas e inconvenientes de este sistema- Permite reshygar superficies de poca pendiente con ca1tidades de agua demasiado pequentildeas para utiliza ras de otro modo Transshyforma en tierras feacutertiles suelos mediocres siempre que no sean impermeables y que las aguas contengan limos carshygados de principios nutritivos Su instalacioacuten y vigilancia son sencillas y baratas
En suelos impermeables da malos resultados Rara vez se puede aplicar en el momento de la vegetacioacuten y mientras dura impide la aireacioacuten del suelo
- - 1578 - shy
El riego por sumersioacuten se emplea principalmpnte en el cultivo del arroz
Riego de los arrozales- EI arrozal ha de estar compleshytamente cubierto por el agua pero sin quedar estancada sino circulando con muy poca velocidad Sin agua no gershyminariacutea la semilla y en cambio si quedara estancada enshyfermaria 0 planta y podriacutea ser causa de una epidemia pashyluacutedica en la regioacuten
El terreno destinado al cultivo del arroz ha de ser enshyteramente llano y con la pendiente necesaria para la lenshyta circulacioacuten del agua El campo se divide en parcelas delimitadas por pequentildeos diques de tierra
Unas como B (Fig 16) estaacuten trazadas longitudinalmenshyte en el sentido de las labores y del movimiento del agua al paso que otras la sentildealadas con la letra e van en dishyreccioacuten perpendicular a las primeras
Una vez construIacutedos los diques se da el agua a las parce las D y J de modo que la capa liacutequida tenga unos 12 ctms de espesor Hecho 6stO se practican en el dique inmediatamente infel ior unas abe rturas E de 20- 30 ctms
de ancho por donde flushyye el agua a las parceshylas inferiores Asiacute se conshytinuacutea hasta regar todo el arrozal El agua se reshycoge en la atariea d e desaguumle A
El consumo de a g ua se calcula en 24 Its por segundo y por hec taacuterea
Sumersioacuten artificial con derrame continuo--Cuanshydo se dispone de gran can tidad de agua la cirshyculacioacuten puede ser conshytinua sin alterar las disshyposiciones precedentegt
El agua de riego desshypueacutes de alcanzar el nishy
ni~po s i c i(lfl dI un arrozal divirl gtln ( 1
lahla~ n -lIadriluacutel erus L ri ego
- - 1579-shy
vel normal en el compartimiento regado pasa lentamente al inferior y se reemplaza con nueva agua Este procedishymiento priva menos del aire a las plantas que e l estallCU miento permanente
El movimiento d8 las aguas se regula dE-~ tal manera que la can tidad siexclJida por la parte inferior sea igual a Jo que Gntra por la superior De 83t8 modo se llega raacutepidashymente a resultados excelentes
Conviene enviar agua nueva o los compartimientos inshyferiores disponiendo alrededor del cqmpo un canal de cirshycunvalacioacuten El agua debe vaciar por encima de las comshypuertas a fin ds qU8 no arrastre los sedimentos En general los compartimientos tienen dimensiones mayores que los de sumersioacuten sencilla Si la pendiente es muy fuerte conviene disponer oblicuamente diques interiores que impidan la erosioacuten del suelo Los diques que bordean las parcelas tieshynen aproximadaments 150 mts de ancho en la corona y un nivel de 30- 40 ctms sobre el de las aguas
Rieqo por filtracioacuten
Este sistema comprende dos subdivisiones
19 Por filtracioacuten del aqua en el suelo por atarieas proshyfundas- Es un procsdimiento muy imperfecto desde el punshyto de vista d3 los resultados pero muy sencillo y econoacuteshymico Em p lea las zanjas excavadas en los terrenos para sanearlos
Esencialmente consiste en cerrar las compuertas que regulan los diferentes canales de desecamiento El agua de lluvia etc fluye asiacute poco a poco pgtr estos canales y si el suelo es permeable lo humedece al atravesar las pareshydes laterales de e llos pudiendo llegar por capilaridad hasshyta las raiacuteces
Este procedimiento soacutelo es practicable cuando el terreshyno es bastante permeable y de poca pendiente En suelos poco permeabls los resulta dos no son satisfactorios el agua fluye bien por los cana ~ es pero no logra humedecer la tierra
La lig 17 muestra la disposicioacuten de los canales a a b b y Ja de la compuerta d que cuando estaacute cerrada deshy
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termina el retroceso del agua que se va elevando en los canales y penetra en el suelo Abriendo jo compuerta se inicia la salida del agua y consecuentemente el desecashymien~o del terreno
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29 Filtracioacuten del agua por atarieas abiertas superficiales - middot-Este meacutetodo se aplica sobre todo a Jos tierras labradas y
entre otros a 103 cultivos hortiacutec81as Difiere esencialmente del anterior en que las atarieas estaacuten mucho maacutes proacutexishymas en que son superficiales y el agua penetra en el sueshylo y en el subsuelo p8r las paredes y por el fondo
El agua circula por atarieas paralelas que limitan las parcelas de los cultives No debe tocar ni las hoias ni los tedios Por esta razoacuten se emplea e l agua de cloacas para los cultivos hortelanos Como no se ponen en contacto con as hoias ni con los tallos no pueden contaminar esta parshyte comestible de los vegatales Sin embargo uacuteltimamente se ha dicho que las aguas de cloacas contaminan las parshytes aeacutereas de las hortalizas con geacutermenes nocivos y se ha prohibido su empleo para el cultivo de las hortalizas que se toman sin coccioacuten
Este meacutetodo es tanto maacutes eficaz cuanto maacutes proacuteximas
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dio de pequentildeos cortes g Este canal auxiliar se abre con el arado y se termina cuidadosamente con la pala Es anshycho y tiene una profundidad de unos la ctms
Riego por desbordamiento
Puede efectuarse de las maneras siguientes con reshygueras de nivel y planos inclinados que describiremos sucesivamente
A shy Por regueras de nivel Fundamentoshy EI terreno a regar estaacute surcado por regueras horizontales de desbordashymiento en que el agua rebosa el borde inferior y se exshytiende en forma de laacutemina continua
Pendiente del terrenoshy No debe ser excesivamente peshyquentildea pues entonces la circulacioacuten de la laacutemina de agua se efectuariacutea defectuosamente se admite como necesaria una pendiente de 3 Si 0 pendiente fuere excesiva en vez de una laacutemina continua se formariacutea una serie de arroshyyos que socavariacutean el terreno este peligro debe evitarse haciendo las regueras suficientemente proacuteximas
Descripcioacuten y funcionatnientoshy Las regueras de reparshyticioacuten se trazan en la direccioacuten aproximada de las liacuteneas de maacutexima pendiente fig 19 Si se interrumpe una regueshyra de distribucioacuten remansando el agua eacutesta entraraacute en la reguera de nivel inmediata anterior la cual se llenaraacute y desbordaraacute invadiendo el terreno el exceso se recogeraacute en el colector inmediato inferior el cual lo transportaraacute al canal de desaguumle
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Alimentacioacuten de regueras sucesivas por una misma tomashy En vez de recoger las aguas sobrantes de una reshyguera directamente en un colector se recogen en otra reshyguera la cual una vez desbordada las deja pasar a otra y asiacute a varias no pasando de 4 oacute 5 seguacuten el caudal de
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agua de que se disponga Parece que asiacute pudiera hacerse extensivo a todo el campo con una sola toma superior en la reguera de reparticioacuten pero no debe olvidarse que el agua que llegase a las regueras inferiores estariacutea escasa en oxiacutegeno y principios fertilizantes Esta es la razoacuten de las tomas sucesivas
Perfil longitudinal de las reguerasshy En la praacutectica no
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Uig 19) Riego por curvas de nivel
debe d6rseles una pendiente superior al 0003 intercalando cascadas si fuere preciso esto se refiere a las regueras de reparticioacuten Las regueras de distribucioacuten deben ser perfecshytamente horizontales
Seccioacuten transversal de las reguerasshy Las regueras de nivel deben ser poco proundas a fin de disminuiacuter la preshysioacuten del agua y por tanto su infiltracioacuten Es aconsejable
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UllO anchura de 20 ctms con una profundidad no mayor
de S clms Las acequias y regueras d e reparticioacuten se calcushy
bn seguacuten las foacutermulas hidraacuteulicas
B shy Por planos inclinadosshy Son tales les ven tajas del
riego por regueras de n ivel que se procura em plear un
sistema anaacutelogo aunque el terreno no tengo lo pendiente
necesaria
Principio--Si lo pendiente es inferior al 003 se terramiddot
1 I
Cor~e por A B F iJ20
I I
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Ri eacuteo t por p la n o~ in(linado pUl dobl e ari5la
plena formando un escolonado d e planos inclinados que
permito el riego por reguera~ de nivel
Descripcioacutenshy la reguera de reparticioacuten se coloca a una
altura conveniente para que el agua pueda en trar a las
regueras de nivel practicadas en la parte superior de los
planos en forma que llena de agua se vierta por ellos
recogiendo el exceso en colectores lig 20 El agua sobranshy
te puede ser muy abundante en tal caso el colector al ishy
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menta a su vez o tra serie de planos actuando a mane ra de reguera de reparticioacuten
Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
Planos inclinados naturales- Supongamos fig 21 un terreno de pequentildea pendiente S8 construye en terrapleacuten una reguera de d istribucioacuten con los produc tos de la excavacioacuten del colector inmediato E primer antildeo el riego seraacute defectuoshyso pero en los antildeos sucesivos mejoraraacuten los terraplenes y planos incl inados merced a la aportacioacuten del limo por las mismas aguas
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Planos inclinados artificiales-Consisten en cons truiacuterlos directamen te con tierra sacada del terreno m ismo lo cual exige terraplenes y movimientos importantes de tierra (fig 22)
TfrImiddotO)COfi
~S~iacutelllflmiddot ~~f~~
Tts 22
Datos para la formacioacuten de un proyecto de riego por planos inclinados- Se atenderaacute en primer lugar a que las acequias y regueras de reparticioacuten sean capaces de sumishynistrar el agua necesaria y los colectores de desaguar los sobran tes Las regueras de distribucioacuten seguiraacuten sensibleshymente las curvas de nivel a fin de q ue los planos incl inashydos conserven una longitud constante y que las regueras de dis tribucioacuten sigan la direccioacuten de la pendiente del terreshyno La anchura de Jos escalones no seraacute excesiva a fin de evitar los grandes movimientos de tierra En general tienen 4 oacute 5 mts y si el terreno tiene fuerte pendiente lleshygan a tener 10 Oacute 12 mts La pendiente de los planos inclishynados seraacute de 003 como miacutenimum
Q2
De la ecuacioacuten R I b --- deducimos S2
000098 X 4 S~ 392 S 625
050 X 00002
La foacutermula S = h (l + h m) da 525
La foacutermula (6) nos da P = 807
s 625 R 077 mts
P 807
Se partiraacute de este nuevo valor de R para repetir los caacutelculos
Las tablas dan para R = 077 mts C = 35 y 37 Adoptamos C = 36 entonces b = 000077
Tenemos
000077 X 4 S 40 S 632 1 532
077 X 00002
P 814 Y R = 077
Adoptaremos para el perfil de este canal de 2 mts de descarga por segundo
1 = 532 h = 1 mI R = 077
La velocidad media del agua seraacute
u = Q S = 2 632 = 031 mts
CAPITULO VII
Sistemas de rieqo
Hay muchos procedimientos de riego seguacuten la naturashyleza del terreno su pendiente los cultivos o la cantidad de agua de que se dispone
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A continuacioacuten describiremos los siguientes sistemas Por sumersioacuten por filtracioacuten por desbordamiento
El riego por sumersioacuten se dIvide en tres meacutetodos el ri ego por filtracioacuten en dos y el por desbordamiento tambieacuten en dos De todos eros hablaremos separadamente
Riego por sumersioacuten
El sistema d3 riego por sumersioacuten llamado tambieacuten en manta consiste en cubrir el suelo con una capa de agua que permanece sobre eacutel un tiempo maacutes o menos largo
Generalmente requiere que el terreno sea sensiblemenshyte horizontal de pendiente suave 2 0 00 a lo sumo y que no sea impermeable La superficie regable se rodea de peshyquentildeos diques Si la pendiente fuese fuerte habriacutean de ser a l tos y emplear maacutes agua con lo que se perderiacutea la prinshycipal ventaja de este sistema que es su sencillez y ecoshyncmiacutea
Este procedimiento es uno de los mejores para el rieshygo de praderas cuya pendiente sea de 1-15 mmts por metro Comprende tres meacutetodos distintos
IO-La sumersioacuten naturcl que resulta del desbordashymiento espontaacuteneo de una corriente de agua o de la inunshydacioacuten artificial proveniente del levantamiento de las aguas
29- La sumersioacuten artificial 5encilla en que las aguas permanecen estanadas mientras dura el riego
3y- La sumersioacutell atificial con cJrculacioacuten continuiexcl en que el agua ircula suavemente por la superficie del terreno sumergido
Cuando se riaga con aguas que acarrean limos y areshynas estos materiales generalmente corgados de materias fertili~antes se depositan sobre el suelo Entonces el riego por sumersioacuten va acompantildeado del erdorquinamiento
Sumersioacuten natural- Muchos terrenos estaacuten expuestos a las crecidas de las corrientes de agua que los atraviesan Esta sumersioacuten natural es fuente de grandes riquezas Tashyles s)n Egipto y las pompos de la imeacuterica del Sur En Francia grandes extensiones de ter reno deben su fertilidad a riegos perioacutedicos de esto naturaleza
Las condiciones esenciales de estos sumersiones natushy
1576 shy
rales son pendientes longitudinales muy suaves (040- 045
mts por kmt como promedio) y pendientes transversales
bastante aceurontuadus para que las aguas de las crecidas
vuelvan faacutecilmente a su cauce primitivo
Sumersioacuten artificial sencilla- Exige un suelo de poca
pendiente que no exceda de 2 0 00 a menos de restringir
mucho ia extensioacuten dE las parcelas sumergidas
Si la pendiente fuese fuerte no se depositariacutean los seshy
dimentos perdiendo asiacute este meacutetodo su principal ventaja
Ademaacutes se correriacutea el riesgo de que las aguas arrastraran
la tierra vegetal Finalmente seriacutea necesario que las cuenshycas sumergidas estuvieran rodeadas de diques muy altos
lo que hariacutea perder las ventajas econoacutemicas de este sisshy
tema
Consiste en sumergir el suelo bajo una capa de detershy
minado espesor durante un periacuteodo de tiempo variable
El terreno se divide en compartimientos regulares roshy
deados dE pequentildeos diques que retienen el agua
Generalmente las aguas despueacutes de regar un comparshy
timiento superior pasan a regar uno inferior
Los compartimientos tienen extensioacuten variable En geneshy
ral no exceden de 10-30 aacutereas Se les puede dar una anshychura de 50 mts y una longitud variable seguacuten la pendienshy
te del terreno Los diques que los rodean exceden en todas
partes a 25 ctms al nivel del agua
La altura media del agua sobre la superficie del sueshy
lo es de 15 ctms En el punto maacutes alto del nivel del agua
25 ctms
En el centro de cada compartimiento y en sentido de su longitud se abre una atarjea g (lig 15) que sirve a la
vez de conduccioacuten y desecamiento
A este objeto puede ir acompantildeado de pequentildeas a tarshy
jeas h En el origen y en la extremidad de cada compartishy
miento la atarjea g lleva una en trada de madera con comshy
puerta para retener el agua o dejarla pasar
La atarjea g debe tener una pendiente aproximada de
0001 mts mL La anchura en el fondo y su profundidad
dependen de la superficie del compartimiento y de la cantishydad de agua que conduciraacute
--1577-shy
La fig 15 denota la subdivisioacuten del terreno en cuatro recipientes que forman otros tantos saetines cuya longitud depende de la pendiente del terreno
Es preciso que el nivel del agua en el segundo comparshytimiento sea inferigtr de 1- 2 ctms al fondo de la atariea g del primero Asiacute se logra que el agua pase del primero al SEgundo compartimiento
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Hiego por ~lIhm(~r~ ioacuten Planta ltle unn in~tala(- i(ln de cuatro C(Jlllparlimi-(-middotnto~
Ventajas e inconvenientes de este sistema- Permite reshygar superficies de poca pendiente con ca1tidades de agua demasiado pequentildeas para utiliza ras de otro modo Transshyforma en tierras feacutertiles suelos mediocres siempre que no sean impermeables y que las aguas contengan limos carshygados de principios nutritivos Su instalacioacuten y vigilancia son sencillas y baratas
En suelos impermeables da malos resultados Rara vez se puede aplicar en el momento de la vegetacioacuten y mientras dura impide la aireacioacuten del suelo
- - 1578 - shy
El riego por sumersioacuten se emplea principalmpnte en el cultivo del arroz
Riego de los arrozales- EI arrozal ha de estar compleshytamente cubierto por el agua pero sin quedar estancada sino circulando con muy poca velocidad Sin agua no gershyminariacutea la semilla y en cambio si quedara estancada enshyfermaria 0 planta y podriacutea ser causa de una epidemia pashyluacutedica en la regioacuten
El terreno destinado al cultivo del arroz ha de ser enshyteramente llano y con la pendiente necesaria para la lenshyta circulacioacuten del agua El campo se divide en parcelas delimitadas por pequentildeos diques de tierra
Unas como B (Fig 16) estaacuten trazadas longitudinalmenshyte en el sentido de las labores y del movimiento del agua al paso que otras la sentildealadas con la letra e van en dishyreccioacuten perpendicular a las primeras
Una vez construIacutedos los diques se da el agua a las parce las D y J de modo que la capa liacutequida tenga unos 12 ctms de espesor Hecho 6stO se practican en el dique inmediatamente infel ior unas abe rturas E de 20- 30 ctms
de ancho por donde flushyye el agua a las parceshylas inferiores Asiacute se conshytinuacutea hasta regar todo el arrozal El agua se reshycoge en la atariea d e desaguumle A
El consumo de a g ua se calcula en 24 Its por segundo y por hec taacuterea
Sumersioacuten artificial con derrame continuo--Cuanshydo se dispone de gran can tidad de agua la cirshyculacioacuten puede ser conshytinua sin alterar las disshyposiciones precedentegt
El agua de riego desshypueacutes de alcanzar el nishy
ni~po s i c i(lfl dI un arrozal divirl gtln ( 1
lahla~ n -lIadriluacutel erus L ri ego
- - 1579-shy
vel normal en el compartimiento regado pasa lentamente al inferior y se reemplaza con nueva agua Este procedishymiento priva menos del aire a las plantas que e l estallCU miento permanente
El movimiento d8 las aguas se regula dE-~ tal manera que la can tidad siexclJida por la parte inferior sea igual a Jo que Gntra por la superior De 83t8 modo se llega raacutepidashymente a resultados excelentes
Conviene enviar agua nueva o los compartimientos inshyferiores disponiendo alrededor del cqmpo un canal de cirshycunvalacioacuten El agua debe vaciar por encima de las comshypuertas a fin ds qU8 no arrastre los sedimentos En general los compartimientos tienen dimensiones mayores que los de sumersioacuten sencilla Si la pendiente es muy fuerte conviene disponer oblicuamente diques interiores que impidan la erosioacuten del suelo Los diques que bordean las parcelas tieshynen aproximadaments 150 mts de ancho en la corona y un nivel de 30- 40 ctms sobre el de las aguas
Rieqo por filtracioacuten
Este sistema comprende dos subdivisiones
19 Por filtracioacuten del aqua en el suelo por atarieas proshyfundas- Es un procsdimiento muy imperfecto desde el punshyto de vista d3 los resultados pero muy sencillo y econoacuteshymico Em p lea las zanjas excavadas en los terrenos para sanearlos
Esencialmente consiste en cerrar las compuertas que regulan los diferentes canales de desecamiento El agua de lluvia etc fluye asiacute poco a poco pgtr estos canales y si el suelo es permeable lo humedece al atravesar las pareshydes laterales de e llos pudiendo llegar por capilaridad hasshyta las raiacuteces
Este procedimiento soacutelo es practicable cuando el terreshyno es bastante permeable y de poca pendiente En suelos poco permeabls los resulta dos no son satisfactorios el agua fluye bien por los cana ~ es pero no logra humedecer la tierra
La lig 17 muestra la disposicioacuten de los canales a a b b y Ja de la compuerta d que cuando estaacute cerrada deshy
- 1580
termina el retroceso del agua que se va elevando en los canales y penetra en el suelo Abriendo jo compuerta se inicia la salida del agua y consecuentemente el desecashymien~o del terreno
A~~J~~Mitrbt~Ir~~M~~1 B
F~( 11 J)i sposieiHl para htlnHd e(~e r IIn 1IITfJ1U drenadu al ail
J i~ Hi middotiexclo po fiJI radmiddotn
29 Filtracioacuten del agua por atarieas abiertas superficiales - middot-Este meacutetodo se aplica sobre todo a Jos tierras labradas y
entre otros a 103 cultivos hortiacutec81as Difiere esencialmente del anterior en que las atarieas estaacuten mucho maacutes proacutexishymas en que son superficiales y el agua penetra en el sueshylo y en el subsuelo p8r las paredes y por el fondo
El agua circula por atarieas paralelas que limitan las parcelas de los cultives No debe tocar ni las hoias ni los tedios Por esta razoacuten se emplea e l agua de cloacas para los cultivos hortelanos Como no se ponen en contacto con as hoias ni con los tallos no pueden contaminar esta parshyte comestible de los vegatales Sin embargo uacuteltimamente se ha dicho que las aguas de cloacas contaminan las parshytes aeacutereas de las hortalizas con geacutermenes nocivos y se ha prohibido su empleo para el cultivo de las hortalizas que se toman sin coccioacuten
Este meacutetodo es tanto maacutes eficaz cuanto maacutes proacuteximas
1581 shy
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l Ft 8
ni ego por 5-lIrc()~ Di ~pn ~ iciiexclm de la~ atalj pa~
esteacuten las zanias que se trazan con el arado y estaacuten seshy
paradas unos 060- 080 mts La lig 18 indico la disposicioacuten del suelo La liacutenea a b
representa el canal de conduccioacuten a c el canal de riego del campo d designan los surcos que no terminan en el canal a c La limpieza que necesita el funcionamiento del sistema deteriora pronto este canal Debe construiacuterse una atari ea auxiliar e f comunicada con el canal a c por meshy
_-1582 - shy
dio de pequentildeos cortes g Este canal auxiliar se abre con el arado y se termina cuidadosamente con la pala Es anshycho y tiene una profundidad de unos la ctms
Riego por desbordamiento
Puede efectuarse de las maneras siguientes con reshygueras de nivel y planos inclinados que describiremos sucesivamente
A shy Por regueras de nivel Fundamentoshy EI terreno a regar estaacute surcado por regueras horizontales de desbordashymiento en que el agua rebosa el borde inferior y se exshytiende en forma de laacutemina continua
Pendiente del terrenoshy No debe ser excesivamente peshyquentildea pues entonces la circulacioacuten de la laacutemina de agua se efectuariacutea defectuosamente se admite como necesaria una pendiente de 3 Si 0 pendiente fuere excesiva en vez de una laacutemina continua se formariacutea una serie de arroshyyos que socavariacutean el terreno este peligro debe evitarse haciendo las regueras suficientemente proacuteximas
Descripcioacuten y funcionatnientoshy Las regueras de reparshyticioacuten se trazan en la direccioacuten aproximada de las liacuteneas de maacutexima pendiente fig 19 Si se interrumpe una regueshyra de distribucioacuten remansando el agua eacutesta entraraacute en la reguera de nivel inmediata anterior la cual se llenaraacute y desbordaraacute invadiendo el terreno el exceso se recogeraacute en el colector inmediato inferior el cual lo transportaraacute al canal de desaguumle
b middotmiddot l~vcro diexclhi Clon
rig 9
Alimentacioacuten de regueras sucesivas por una misma tomashy En vez de recoger las aguas sobrantes de una reshyguera directamente en un colector se recogen en otra reshyguera la cual una vez desbordada las deja pasar a otra y asiacute a varias no pasando de 4 oacute 5 seguacuten el caudal de
-1583 -
agua de que se disponga Parece que asiacute pudiera hacerse extensivo a todo el campo con una sola toma superior en la reguera de reparticioacuten pero no debe olvidarse que el agua que llegase a las regueras inferiores estariacutea escasa en oxiacutegeno y principios fertilizantes Esta es la razoacuten de las tomas sucesivas
Perfil longitudinal de las reguerasshy En la praacutectica no
iexcliexcl~f o UI a
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Uig 19) Riego por curvas de nivel
debe d6rseles una pendiente superior al 0003 intercalando cascadas si fuere preciso esto se refiere a las regueras de reparticioacuten Las regueras de distribucioacuten deben ser perfecshytamente horizontales
Seccioacuten transversal de las reguerasshy Las regueras de nivel deben ser poco proundas a fin de disminuiacuter la preshysioacuten del agua y por tanto su infiltracioacuten Es aconsejable
- 1584 -
UllO anchura de 20 ctms con una profundidad no mayor
de S clms Las acequias y regueras d e reparticioacuten se calcushy
bn seguacuten las foacutermulas hidraacuteulicas
B shy Por planos inclinadosshy Son tales les ven tajas del
riego por regueras de n ivel que se procura em plear un
sistema anaacutelogo aunque el terreno no tengo lo pendiente
necesaria
Principio--Si lo pendiente es inferior al 003 se terramiddot
1 I
Cor~e por A B F iJ20
I I
I
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Ri eacuteo t por p la n o~ in(linado pUl dobl e ari5la
plena formando un escolonado d e planos inclinados que
permito el riego por reguera~ de nivel
Descripcioacutenshy la reguera de reparticioacuten se coloca a una
altura conveniente para que el agua pueda en trar a las
regueras de nivel practicadas en la parte superior de los
planos en forma que llena de agua se vierta por ellos
recogiendo el exceso en colectores lig 20 El agua sobranshy
te puede ser muy abundante en tal caso el colector al ishy
- 185 shy
menta a su vez o tra serie de planos actuando a mane ra de reguera de reparticioacuten
Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
Planos inclinados naturales- Supongamos fig 21 un terreno de pequentildea pendiente S8 construye en terrapleacuten una reguera de d istribucioacuten con los produc tos de la excavacioacuten del colector inmediato E primer antildeo el riego seraacute defectuoshyso pero en los antildeos sucesivos mejoraraacuten los terraplenes y planos incl inados merced a la aportacioacuten del limo por las mismas aguas
0(oacute v lt
o
ltiexcl - =-=~ ~ ~ ~-= -=--=--=-shy~ ~ Fig21
Planos inclinados artificiales-Consisten en cons truiacuterlos directamen te con tierra sacada del terreno m ismo lo cual exige terraplenes y movimientos importantes de tierra (fig 22)
TfrImiddotO)COfi
~S~iacutelllflmiddot ~~f~~
Tts 22
Datos para la formacioacuten de un proyecto de riego por planos inclinados- Se atenderaacute en primer lugar a que las acequias y regueras de reparticioacuten sean capaces de sumishynistrar el agua necesaria y los colectores de desaguar los sobran tes Las regueras de distribucioacuten seguiraacuten sensibleshymente las curvas de nivel a fin de q ue los planos incl inashydos conserven una longitud constante y que las regueras de dis tribucioacuten sigan la direccioacuten de la pendiente del terreshyno La anchura de Jos escalones no seraacute excesiva a fin de evitar los grandes movimientos de tierra En general tienen 4 oacute 5 mts y si el terreno tiene fuerte pendiente lleshygan a tener 10 Oacute 12 mts La pendiente de los planos inclishynados seraacute de 003 como miacutenimum
A continuacioacuten describiremos los siguientes sistemas Por sumersioacuten por filtracioacuten por desbordamiento
El riego por sumersioacuten se dIvide en tres meacutetodos el ri ego por filtracioacuten en dos y el por desbordamiento tambieacuten en dos De todos eros hablaremos separadamente
Riego por sumersioacuten
El sistema d3 riego por sumersioacuten llamado tambieacuten en manta consiste en cubrir el suelo con una capa de agua que permanece sobre eacutel un tiempo maacutes o menos largo
Generalmente requiere que el terreno sea sensiblemenshyte horizontal de pendiente suave 2 0 00 a lo sumo y que no sea impermeable La superficie regable se rodea de peshyquentildeos diques Si la pendiente fuese fuerte habriacutean de ser a l tos y emplear maacutes agua con lo que se perderiacutea la prinshycipal ventaja de este sistema que es su sencillez y ecoshyncmiacutea
Este procedimiento es uno de los mejores para el rieshygo de praderas cuya pendiente sea de 1-15 mmts por metro Comprende tres meacutetodos distintos
IO-La sumersioacuten naturcl que resulta del desbordashymiento espontaacuteneo de una corriente de agua o de la inunshydacioacuten artificial proveniente del levantamiento de las aguas
29- La sumersioacuten artificial 5encilla en que las aguas permanecen estanadas mientras dura el riego
3y- La sumersioacutell atificial con cJrculacioacuten continuiexcl en que el agua ircula suavemente por la superficie del terreno sumergido
Cuando se riaga con aguas que acarrean limos y areshynas estos materiales generalmente corgados de materias fertili~antes se depositan sobre el suelo Entonces el riego por sumersioacuten va acompantildeado del erdorquinamiento
Sumersioacuten natural- Muchos terrenos estaacuten expuestos a las crecidas de las corrientes de agua que los atraviesan Esta sumersioacuten natural es fuente de grandes riquezas Tashyles s)n Egipto y las pompos de la imeacuterica del Sur En Francia grandes extensiones de ter reno deben su fertilidad a riegos perioacutedicos de esto naturaleza
Las condiciones esenciales de estos sumersiones natushy
1576 shy
rales son pendientes longitudinales muy suaves (040- 045
mts por kmt como promedio) y pendientes transversales
bastante aceurontuadus para que las aguas de las crecidas
vuelvan faacutecilmente a su cauce primitivo
Sumersioacuten artificial sencilla- Exige un suelo de poca
pendiente que no exceda de 2 0 00 a menos de restringir
mucho ia extensioacuten dE las parcelas sumergidas
Si la pendiente fuese fuerte no se depositariacutean los seshy
dimentos perdiendo asiacute este meacutetodo su principal ventaja
Ademaacutes se correriacutea el riesgo de que las aguas arrastraran
la tierra vegetal Finalmente seriacutea necesario que las cuenshycas sumergidas estuvieran rodeadas de diques muy altos
lo que hariacutea perder las ventajas econoacutemicas de este sisshy
tema
Consiste en sumergir el suelo bajo una capa de detershy
minado espesor durante un periacuteodo de tiempo variable
El terreno se divide en compartimientos regulares roshy
deados dE pequentildeos diques que retienen el agua
Generalmente las aguas despueacutes de regar un comparshy
timiento superior pasan a regar uno inferior
Los compartimientos tienen extensioacuten variable En geneshy
ral no exceden de 10-30 aacutereas Se les puede dar una anshychura de 50 mts y una longitud variable seguacuten la pendienshy
te del terreno Los diques que los rodean exceden en todas
partes a 25 ctms al nivel del agua
La altura media del agua sobre la superficie del sueshy
lo es de 15 ctms En el punto maacutes alto del nivel del agua
25 ctms
En el centro de cada compartimiento y en sentido de su longitud se abre una atarjea g (lig 15) que sirve a la
vez de conduccioacuten y desecamiento
A este objeto puede ir acompantildeado de pequentildeas a tarshy
jeas h En el origen y en la extremidad de cada compartishy
miento la atarjea g lleva una en trada de madera con comshy
puerta para retener el agua o dejarla pasar
La atarjea g debe tener una pendiente aproximada de
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dependen de la superficie del compartimiento y de la cantishydad de agua que conduciraacute
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La fig 15 denota la subdivisioacuten del terreno en cuatro recipientes que forman otros tantos saetines cuya longitud depende de la pendiente del terreno
Es preciso que el nivel del agua en el segundo comparshytimiento sea inferigtr de 1- 2 ctms al fondo de la atariea g del primero Asiacute se logra que el agua pase del primero al SEgundo compartimiento
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Ventajas e inconvenientes de este sistema- Permite reshygar superficies de poca pendiente con ca1tidades de agua demasiado pequentildeas para utiliza ras de otro modo Transshyforma en tierras feacutertiles suelos mediocres siempre que no sean impermeables y que las aguas contengan limos carshygados de principios nutritivos Su instalacioacuten y vigilancia son sencillas y baratas
En suelos impermeables da malos resultados Rara vez se puede aplicar en el momento de la vegetacioacuten y mientras dura impide la aireacioacuten del suelo
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El riego por sumersioacuten se emplea principalmpnte en el cultivo del arroz
Riego de los arrozales- EI arrozal ha de estar compleshytamente cubierto por el agua pero sin quedar estancada sino circulando con muy poca velocidad Sin agua no gershyminariacutea la semilla y en cambio si quedara estancada enshyfermaria 0 planta y podriacutea ser causa de una epidemia pashyluacutedica en la regioacuten
El terreno destinado al cultivo del arroz ha de ser enshyteramente llano y con la pendiente necesaria para la lenshyta circulacioacuten del agua El campo se divide en parcelas delimitadas por pequentildeos diques de tierra
Unas como B (Fig 16) estaacuten trazadas longitudinalmenshyte en el sentido de las labores y del movimiento del agua al paso que otras la sentildealadas con la letra e van en dishyreccioacuten perpendicular a las primeras
Una vez construIacutedos los diques se da el agua a las parce las D y J de modo que la capa liacutequida tenga unos 12 ctms de espesor Hecho 6stO se practican en el dique inmediatamente infel ior unas abe rturas E de 20- 30 ctms
de ancho por donde flushyye el agua a las parceshylas inferiores Asiacute se conshytinuacutea hasta regar todo el arrozal El agua se reshycoge en la atariea d e desaguumle A
El consumo de a g ua se calcula en 24 Its por segundo y por hec taacuterea
Sumersioacuten artificial con derrame continuo--Cuanshydo se dispone de gran can tidad de agua la cirshyculacioacuten puede ser conshytinua sin alterar las disshyposiciones precedentegt
El agua de riego desshypueacutes de alcanzar el nishy
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vel normal en el compartimiento regado pasa lentamente al inferior y se reemplaza con nueva agua Este procedishymiento priva menos del aire a las plantas que e l estallCU miento permanente
El movimiento d8 las aguas se regula dE-~ tal manera que la can tidad siexclJida por la parte inferior sea igual a Jo que Gntra por la superior De 83t8 modo se llega raacutepidashymente a resultados excelentes
Conviene enviar agua nueva o los compartimientos inshyferiores disponiendo alrededor del cqmpo un canal de cirshycunvalacioacuten El agua debe vaciar por encima de las comshypuertas a fin ds qU8 no arrastre los sedimentos En general los compartimientos tienen dimensiones mayores que los de sumersioacuten sencilla Si la pendiente es muy fuerte conviene disponer oblicuamente diques interiores que impidan la erosioacuten del suelo Los diques que bordean las parcelas tieshynen aproximadaments 150 mts de ancho en la corona y un nivel de 30- 40 ctms sobre el de las aguas
Rieqo por filtracioacuten
Este sistema comprende dos subdivisiones
19 Por filtracioacuten del aqua en el suelo por atarieas proshyfundas- Es un procsdimiento muy imperfecto desde el punshyto de vista d3 los resultados pero muy sencillo y econoacuteshymico Em p lea las zanjas excavadas en los terrenos para sanearlos
Esencialmente consiste en cerrar las compuertas que regulan los diferentes canales de desecamiento El agua de lluvia etc fluye asiacute poco a poco pgtr estos canales y si el suelo es permeable lo humedece al atravesar las pareshydes laterales de e llos pudiendo llegar por capilaridad hasshyta las raiacuteces
Este procedimiento soacutelo es practicable cuando el terreshyno es bastante permeable y de poca pendiente En suelos poco permeabls los resulta dos no son satisfactorios el agua fluye bien por los cana ~ es pero no logra humedecer la tierra
La lig 17 muestra la disposicioacuten de los canales a a b b y Ja de la compuerta d que cuando estaacute cerrada deshy
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termina el retroceso del agua que se va elevando en los canales y penetra en el suelo Abriendo jo compuerta se inicia la salida del agua y consecuentemente el desecashymien~o del terreno
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29 Filtracioacuten del agua por atarieas abiertas superficiales - middot-Este meacutetodo se aplica sobre todo a Jos tierras labradas y
entre otros a 103 cultivos hortiacutec81as Difiere esencialmente del anterior en que las atarieas estaacuten mucho maacutes proacutexishymas en que son superficiales y el agua penetra en el sueshylo y en el subsuelo p8r las paredes y por el fondo
El agua circula por atarieas paralelas que limitan las parcelas de los cultives No debe tocar ni las hoias ni los tedios Por esta razoacuten se emplea e l agua de cloacas para los cultivos hortelanos Como no se ponen en contacto con as hoias ni con los tallos no pueden contaminar esta parshyte comestible de los vegatales Sin embargo uacuteltimamente se ha dicho que las aguas de cloacas contaminan las parshytes aeacutereas de las hortalizas con geacutermenes nocivos y se ha prohibido su empleo para el cultivo de las hortalizas que se toman sin coccioacuten
Este meacutetodo es tanto maacutes eficaz cuanto maacutes proacuteximas
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paradas unos 060- 080 mts La lig 18 indico la disposicioacuten del suelo La liacutenea a b
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dio de pequentildeos cortes g Este canal auxiliar se abre con el arado y se termina cuidadosamente con la pala Es anshycho y tiene una profundidad de unos la ctms
Riego por desbordamiento
Puede efectuarse de las maneras siguientes con reshygueras de nivel y planos inclinados que describiremos sucesivamente
A shy Por regueras de nivel Fundamentoshy EI terreno a regar estaacute surcado por regueras horizontales de desbordashymiento en que el agua rebosa el borde inferior y se exshytiende en forma de laacutemina continua
Pendiente del terrenoshy No debe ser excesivamente peshyquentildea pues entonces la circulacioacuten de la laacutemina de agua se efectuariacutea defectuosamente se admite como necesaria una pendiente de 3 Si 0 pendiente fuere excesiva en vez de una laacutemina continua se formariacutea una serie de arroshyyos que socavariacutean el terreno este peligro debe evitarse haciendo las regueras suficientemente proacuteximas
Descripcioacuten y funcionatnientoshy Las regueras de reparshyticioacuten se trazan en la direccioacuten aproximada de las liacuteneas de maacutexima pendiente fig 19 Si se interrumpe una regueshyra de distribucioacuten remansando el agua eacutesta entraraacute en la reguera de nivel inmediata anterior la cual se llenaraacute y desbordaraacute invadiendo el terreno el exceso se recogeraacute en el colector inmediato inferior el cual lo transportaraacute al canal de desaguumle
b middotmiddot l~vcro diexclhi Clon
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Alimentacioacuten de regueras sucesivas por una misma tomashy En vez de recoger las aguas sobrantes de una reshyguera directamente en un colector se recogen en otra reshyguera la cual una vez desbordada las deja pasar a otra y asiacute a varias no pasando de 4 oacute 5 seguacuten el caudal de
-1583 -
agua de que se disponga Parece que asiacute pudiera hacerse extensivo a todo el campo con una sola toma superior en la reguera de reparticioacuten pero no debe olvidarse que el agua que llegase a las regueras inferiores estariacutea escasa en oxiacutegeno y principios fertilizantes Esta es la razoacuten de las tomas sucesivas
Perfil longitudinal de las reguerasshy En la praacutectica no
iexcliexcl~f o UI a
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Uig 19) Riego por curvas de nivel
debe d6rseles una pendiente superior al 0003 intercalando cascadas si fuere preciso esto se refiere a las regueras de reparticioacuten Las regueras de distribucioacuten deben ser perfecshytamente horizontales
Seccioacuten transversal de las reguerasshy Las regueras de nivel deben ser poco proundas a fin de disminuiacuter la preshysioacuten del agua y por tanto su infiltracioacuten Es aconsejable
- 1584 -
UllO anchura de 20 ctms con una profundidad no mayor
de S clms Las acequias y regueras d e reparticioacuten se calcushy
bn seguacuten las foacutermulas hidraacuteulicas
B shy Por planos inclinadosshy Son tales les ven tajas del
riego por regueras de n ivel que se procura em plear un
sistema anaacutelogo aunque el terreno no tengo lo pendiente
necesaria
Principio--Si lo pendiente es inferior al 003 se terramiddot
1 I
Cor~e por A B F iJ20
I I
I
J
Ri eacuteo t por p la n o~ in(linado pUl dobl e ari5la
plena formando un escolonado d e planos inclinados que
permito el riego por reguera~ de nivel
Descripcioacutenshy la reguera de reparticioacuten se coloca a una
altura conveniente para que el agua pueda en trar a las
regueras de nivel practicadas en la parte superior de los
planos en forma que llena de agua se vierta por ellos
recogiendo el exceso en colectores lig 20 El agua sobranshy
te puede ser muy abundante en tal caso el colector al ishy
- 185 shy
menta a su vez o tra serie de planos actuando a mane ra de reguera de reparticioacuten
Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
Planos inclinados naturales- Supongamos fig 21 un terreno de pequentildea pendiente S8 construye en terrapleacuten una reguera de d istribucioacuten con los produc tos de la excavacioacuten del colector inmediato E primer antildeo el riego seraacute defectuoshyso pero en los antildeos sucesivos mejoraraacuten los terraplenes y planos incl inados merced a la aportacioacuten del limo por las mismas aguas
0(oacute v lt
o
ltiexcl - =-=~ ~ ~ ~-= -=--=--=-shy~ ~ Fig21
Planos inclinados artificiales-Consisten en cons truiacuterlos directamen te con tierra sacada del terreno m ismo lo cual exige terraplenes y movimientos importantes de tierra (fig 22)
TfrImiddotO)COfi
~S~iacutelllflmiddot ~~f~~
Tts 22
Datos para la formacioacuten de un proyecto de riego por planos inclinados- Se atenderaacute en primer lugar a que las acequias y regueras de reparticioacuten sean capaces de sumishynistrar el agua necesaria y los colectores de desaguar los sobran tes Las regueras de distribucioacuten seguiraacuten sensibleshymente las curvas de nivel a fin de q ue los planos incl inashydos conserven una longitud constante y que las regueras de dis tribucioacuten sigan la direccioacuten de la pendiente del terreshyno La anchura de Jos escalones no seraacute excesiva a fin de evitar los grandes movimientos de tierra En general tienen 4 oacute 5 mts y si el terreno tiene fuerte pendiente lleshygan a tener 10 Oacute 12 mts La pendiente de los planos inclishynados seraacute de 003 como miacutenimum
rales son pendientes longitudinales muy suaves (040- 045
mts por kmt como promedio) y pendientes transversales
bastante aceurontuadus para que las aguas de las crecidas
vuelvan faacutecilmente a su cauce primitivo
Sumersioacuten artificial sencilla- Exige un suelo de poca
pendiente que no exceda de 2 0 00 a menos de restringir
mucho ia extensioacuten dE las parcelas sumergidas
Si la pendiente fuese fuerte no se depositariacutean los seshy
dimentos perdiendo asiacute este meacutetodo su principal ventaja
Ademaacutes se correriacutea el riesgo de que las aguas arrastraran
la tierra vegetal Finalmente seriacutea necesario que las cuenshycas sumergidas estuvieran rodeadas de diques muy altos
lo que hariacutea perder las ventajas econoacutemicas de este sisshy
tema
Consiste en sumergir el suelo bajo una capa de detershy
minado espesor durante un periacuteodo de tiempo variable
El terreno se divide en compartimientos regulares roshy
deados dE pequentildeos diques que retienen el agua
Generalmente las aguas despueacutes de regar un comparshy
timiento superior pasan a regar uno inferior
Los compartimientos tienen extensioacuten variable En geneshy
ral no exceden de 10-30 aacutereas Se les puede dar una anshychura de 50 mts y una longitud variable seguacuten la pendienshy
te del terreno Los diques que los rodean exceden en todas
partes a 25 ctms al nivel del agua
La altura media del agua sobre la superficie del sueshy
lo es de 15 ctms En el punto maacutes alto del nivel del agua
25 ctms
En el centro de cada compartimiento y en sentido de su longitud se abre una atarjea g (lig 15) que sirve a la
vez de conduccioacuten y desecamiento
A este objeto puede ir acompantildeado de pequentildeas a tarshy
jeas h En el origen y en la extremidad de cada compartishy
miento la atarjea g lleva una en trada de madera con comshy
puerta para retener el agua o dejarla pasar
La atarjea g debe tener una pendiente aproximada de
0001 mts mL La anchura en el fondo y su profundidad
dependen de la superficie del compartimiento y de la cantishydad de agua que conduciraacute
--1577-shy
La fig 15 denota la subdivisioacuten del terreno en cuatro recipientes que forman otros tantos saetines cuya longitud depende de la pendiente del terreno
Es preciso que el nivel del agua en el segundo comparshytimiento sea inferigtr de 1- 2 ctms al fondo de la atariea g del primero Asiacute se logra que el agua pase del primero al SEgundo compartimiento
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Hiego por ~lIhm(~r~ ioacuten Planta ltle unn in~tala(- i(ln de cuatro C(Jlllparlimi-(-middotnto~
Ventajas e inconvenientes de este sistema- Permite reshygar superficies de poca pendiente con ca1tidades de agua demasiado pequentildeas para utiliza ras de otro modo Transshyforma en tierras feacutertiles suelos mediocres siempre que no sean impermeables y que las aguas contengan limos carshygados de principios nutritivos Su instalacioacuten y vigilancia son sencillas y baratas
En suelos impermeables da malos resultados Rara vez se puede aplicar en el momento de la vegetacioacuten y mientras dura impide la aireacioacuten del suelo
- - 1578 - shy
El riego por sumersioacuten se emplea principalmpnte en el cultivo del arroz
Riego de los arrozales- EI arrozal ha de estar compleshytamente cubierto por el agua pero sin quedar estancada sino circulando con muy poca velocidad Sin agua no gershyminariacutea la semilla y en cambio si quedara estancada enshyfermaria 0 planta y podriacutea ser causa de una epidemia pashyluacutedica en la regioacuten
El terreno destinado al cultivo del arroz ha de ser enshyteramente llano y con la pendiente necesaria para la lenshyta circulacioacuten del agua El campo se divide en parcelas delimitadas por pequentildeos diques de tierra
Unas como B (Fig 16) estaacuten trazadas longitudinalmenshyte en el sentido de las labores y del movimiento del agua al paso que otras la sentildealadas con la letra e van en dishyreccioacuten perpendicular a las primeras
Una vez construIacutedos los diques se da el agua a las parce las D y J de modo que la capa liacutequida tenga unos 12 ctms de espesor Hecho 6stO se practican en el dique inmediatamente infel ior unas abe rturas E de 20- 30 ctms
de ancho por donde flushyye el agua a las parceshylas inferiores Asiacute se conshytinuacutea hasta regar todo el arrozal El agua se reshycoge en la atariea d e desaguumle A
El consumo de a g ua se calcula en 24 Its por segundo y por hec taacuterea
Sumersioacuten artificial con derrame continuo--Cuanshydo se dispone de gran can tidad de agua la cirshyculacioacuten puede ser conshytinua sin alterar las disshyposiciones precedentegt
El agua de riego desshypueacutes de alcanzar el nishy
ni~po s i c i(lfl dI un arrozal divirl gtln ( 1
lahla~ n -lIadriluacutel erus L ri ego
- - 1579-shy
vel normal en el compartimiento regado pasa lentamente al inferior y se reemplaza con nueva agua Este procedishymiento priva menos del aire a las plantas que e l estallCU miento permanente
El movimiento d8 las aguas se regula dE-~ tal manera que la can tidad siexclJida por la parte inferior sea igual a Jo que Gntra por la superior De 83t8 modo se llega raacutepidashymente a resultados excelentes
Conviene enviar agua nueva o los compartimientos inshyferiores disponiendo alrededor del cqmpo un canal de cirshycunvalacioacuten El agua debe vaciar por encima de las comshypuertas a fin ds qU8 no arrastre los sedimentos En general los compartimientos tienen dimensiones mayores que los de sumersioacuten sencilla Si la pendiente es muy fuerte conviene disponer oblicuamente diques interiores que impidan la erosioacuten del suelo Los diques que bordean las parcelas tieshynen aproximadaments 150 mts de ancho en la corona y un nivel de 30- 40 ctms sobre el de las aguas
Rieqo por filtracioacuten
Este sistema comprende dos subdivisiones
19 Por filtracioacuten del aqua en el suelo por atarieas proshyfundas- Es un procsdimiento muy imperfecto desde el punshyto de vista d3 los resultados pero muy sencillo y econoacuteshymico Em p lea las zanjas excavadas en los terrenos para sanearlos
Esencialmente consiste en cerrar las compuertas que regulan los diferentes canales de desecamiento El agua de lluvia etc fluye asiacute poco a poco pgtr estos canales y si el suelo es permeable lo humedece al atravesar las pareshydes laterales de e llos pudiendo llegar por capilaridad hasshyta las raiacuteces
Este procedimiento soacutelo es practicable cuando el terreshyno es bastante permeable y de poca pendiente En suelos poco permeabls los resulta dos no son satisfactorios el agua fluye bien por los cana ~ es pero no logra humedecer la tierra
La lig 17 muestra la disposicioacuten de los canales a a b b y Ja de la compuerta d que cuando estaacute cerrada deshy
- 1580
termina el retroceso del agua que se va elevando en los canales y penetra en el suelo Abriendo jo compuerta se inicia la salida del agua y consecuentemente el desecashymien~o del terreno
A~~J~~Mitrbt~Ir~~M~~1 B
F~( 11 J)i sposieiHl para htlnHd e(~e r IIn 1IITfJ1U drenadu al ail
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29 Filtracioacuten del agua por atarieas abiertas superficiales - middot-Este meacutetodo se aplica sobre todo a Jos tierras labradas y
entre otros a 103 cultivos hortiacutec81as Difiere esencialmente del anterior en que las atarieas estaacuten mucho maacutes proacutexishymas en que son superficiales y el agua penetra en el sueshylo y en el subsuelo p8r las paredes y por el fondo
El agua circula por atarieas paralelas que limitan las parcelas de los cultives No debe tocar ni las hoias ni los tedios Por esta razoacuten se emplea e l agua de cloacas para los cultivos hortelanos Como no se ponen en contacto con as hoias ni con los tallos no pueden contaminar esta parshyte comestible de los vegatales Sin embargo uacuteltimamente se ha dicho que las aguas de cloacas contaminan las parshytes aeacutereas de las hortalizas con geacutermenes nocivos y se ha prohibido su empleo para el cultivo de las hortalizas que se toman sin coccioacuten
Este meacutetodo es tanto maacutes eficaz cuanto maacutes proacuteximas
1581 shy
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esteacuten las zanias que se trazan con el arado y estaacuten seshy
paradas unos 060- 080 mts La lig 18 indico la disposicioacuten del suelo La liacutenea a b
representa el canal de conduccioacuten a c el canal de riego del campo d designan los surcos que no terminan en el canal a c La limpieza que necesita el funcionamiento del sistema deteriora pronto este canal Debe construiacuterse una atari ea auxiliar e f comunicada con el canal a c por meshy
_-1582 - shy
dio de pequentildeos cortes g Este canal auxiliar se abre con el arado y se termina cuidadosamente con la pala Es anshycho y tiene una profundidad de unos la ctms
Riego por desbordamiento
Puede efectuarse de las maneras siguientes con reshygueras de nivel y planos inclinados que describiremos sucesivamente
A shy Por regueras de nivel Fundamentoshy EI terreno a regar estaacute surcado por regueras horizontales de desbordashymiento en que el agua rebosa el borde inferior y se exshytiende en forma de laacutemina continua
Pendiente del terrenoshy No debe ser excesivamente peshyquentildea pues entonces la circulacioacuten de la laacutemina de agua se efectuariacutea defectuosamente se admite como necesaria una pendiente de 3 Si 0 pendiente fuere excesiva en vez de una laacutemina continua se formariacutea una serie de arroshyyos que socavariacutean el terreno este peligro debe evitarse haciendo las regueras suficientemente proacuteximas
Descripcioacuten y funcionatnientoshy Las regueras de reparshyticioacuten se trazan en la direccioacuten aproximada de las liacuteneas de maacutexima pendiente fig 19 Si se interrumpe una regueshyra de distribucioacuten remansando el agua eacutesta entraraacute en la reguera de nivel inmediata anterior la cual se llenaraacute y desbordaraacute invadiendo el terreno el exceso se recogeraacute en el colector inmediato inferior el cual lo transportaraacute al canal de desaguumle
b middotmiddot l~vcro diexclhi Clon
rig 9
Alimentacioacuten de regueras sucesivas por una misma tomashy En vez de recoger las aguas sobrantes de una reshyguera directamente en un colector se recogen en otra reshyguera la cual una vez desbordada las deja pasar a otra y asiacute a varias no pasando de 4 oacute 5 seguacuten el caudal de
-1583 -
agua de que se disponga Parece que asiacute pudiera hacerse extensivo a todo el campo con una sola toma superior en la reguera de reparticioacuten pero no debe olvidarse que el agua que llegase a las regueras inferiores estariacutea escasa en oxiacutegeno y principios fertilizantes Esta es la razoacuten de las tomas sucesivas
Perfil longitudinal de las reguerasshy En la praacutectica no
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Seccioacuten transversal de las reguerasshy Las regueras de nivel deben ser poco proundas a fin de disminuiacuter la preshysioacuten del agua y por tanto su infiltracioacuten Es aconsejable
- 1584 -
UllO anchura de 20 ctms con una profundidad no mayor
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riego por regueras de n ivel que se procura em plear un
sistema anaacutelogo aunque el terreno no tengo lo pendiente
necesaria
Principio--Si lo pendiente es inferior al 003 se terramiddot
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plena formando un escolonado d e planos inclinados que
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Descripcioacutenshy la reguera de reparticioacuten se coloca a una
altura conveniente para que el agua pueda en trar a las
regueras de nivel practicadas en la parte superior de los
planos en forma que llena de agua se vierta por ellos
recogiendo el exceso en colectores lig 20 El agua sobranshy
te puede ser muy abundante en tal caso el colector al ishy
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Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
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Datos para la formacioacuten de un proyecto de riego por planos inclinados- Se atenderaacute en primer lugar a que las acequias y regueras de reparticioacuten sean capaces de sumishynistrar el agua necesaria y los colectores de desaguar los sobran tes Las regueras de distribucioacuten seguiraacuten sensibleshymente las curvas de nivel a fin de q ue los planos incl inashydos conserven una longitud constante y que las regueras de dis tribucioacuten sigan la direccioacuten de la pendiente del terreshyno La anchura de Jos escalones no seraacute excesiva a fin de evitar los grandes movimientos de tierra En general tienen 4 oacute 5 mts y si el terreno tiene fuerte pendiente lleshygan a tener 10 Oacute 12 mts La pendiente de los planos inclishynados seraacute de 003 como miacutenimum
La fig 15 denota la subdivisioacuten del terreno en cuatro recipientes que forman otros tantos saetines cuya longitud depende de la pendiente del terreno
Es preciso que el nivel del agua en el segundo comparshytimiento sea inferigtr de 1- 2 ctms al fondo de la atariea g del primero Asiacute se logra que el agua pase del primero al SEgundo compartimiento
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Ventajas e inconvenientes de este sistema- Permite reshygar superficies de poca pendiente con ca1tidades de agua demasiado pequentildeas para utiliza ras de otro modo Transshyforma en tierras feacutertiles suelos mediocres siempre que no sean impermeables y que las aguas contengan limos carshygados de principios nutritivos Su instalacioacuten y vigilancia son sencillas y baratas
En suelos impermeables da malos resultados Rara vez se puede aplicar en el momento de la vegetacioacuten y mientras dura impide la aireacioacuten del suelo
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El riego por sumersioacuten se emplea principalmpnte en el cultivo del arroz
Riego de los arrozales- EI arrozal ha de estar compleshytamente cubierto por el agua pero sin quedar estancada sino circulando con muy poca velocidad Sin agua no gershyminariacutea la semilla y en cambio si quedara estancada enshyfermaria 0 planta y podriacutea ser causa de una epidemia pashyluacutedica en la regioacuten
El terreno destinado al cultivo del arroz ha de ser enshyteramente llano y con la pendiente necesaria para la lenshyta circulacioacuten del agua El campo se divide en parcelas delimitadas por pequentildeos diques de tierra
Unas como B (Fig 16) estaacuten trazadas longitudinalmenshyte en el sentido de las labores y del movimiento del agua al paso que otras la sentildealadas con la letra e van en dishyreccioacuten perpendicular a las primeras
Una vez construIacutedos los diques se da el agua a las parce las D y J de modo que la capa liacutequida tenga unos 12 ctms de espesor Hecho 6stO se practican en el dique inmediatamente infel ior unas abe rturas E de 20- 30 ctms
de ancho por donde flushyye el agua a las parceshylas inferiores Asiacute se conshytinuacutea hasta regar todo el arrozal El agua se reshycoge en la atariea d e desaguumle A
El consumo de a g ua se calcula en 24 Its por segundo y por hec taacuterea
Sumersioacuten artificial con derrame continuo--Cuanshydo se dispone de gran can tidad de agua la cirshyculacioacuten puede ser conshytinua sin alterar las disshyposiciones precedentegt
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Conviene enviar agua nueva o los compartimientos inshyferiores disponiendo alrededor del cqmpo un canal de cirshycunvalacioacuten El agua debe vaciar por encima de las comshypuertas a fin ds qU8 no arrastre los sedimentos En general los compartimientos tienen dimensiones mayores que los de sumersioacuten sencilla Si la pendiente es muy fuerte conviene disponer oblicuamente diques interiores que impidan la erosioacuten del suelo Los diques que bordean las parcelas tieshynen aproximadaments 150 mts de ancho en la corona y un nivel de 30- 40 ctms sobre el de las aguas
Rieqo por filtracioacuten
Este sistema comprende dos subdivisiones
19 Por filtracioacuten del aqua en el suelo por atarieas proshyfundas- Es un procsdimiento muy imperfecto desde el punshyto de vista d3 los resultados pero muy sencillo y econoacuteshymico Em p lea las zanjas excavadas en los terrenos para sanearlos
Esencialmente consiste en cerrar las compuertas que regulan los diferentes canales de desecamiento El agua de lluvia etc fluye asiacute poco a poco pgtr estos canales y si el suelo es permeable lo humedece al atravesar las pareshydes laterales de e llos pudiendo llegar por capilaridad hasshyta las raiacuteces
Este procedimiento soacutelo es practicable cuando el terreshyno es bastante permeable y de poca pendiente En suelos poco permeabls los resulta dos no son satisfactorios el agua fluye bien por los cana ~ es pero no logra humedecer la tierra
La lig 17 muestra la disposicioacuten de los canales a a b b y Ja de la compuerta d que cuando estaacute cerrada deshy
- 1580
termina el retroceso del agua que se va elevando en los canales y penetra en el suelo Abriendo jo compuerta se inicia la salida del agua y consecuentemente el desecashymien~o del terreno
A~~J~~Mitrbt~Ir~~M~~1 B
F~( 11 J)i sposieiHl para htlnHd e(~e r IIn 1IITfJ1U drenadu al ail
J i~ Hi middotiexclo po fiJI radmiddotn
29 Filtracioacuten del agua por atarieas abiertas superficiales - middot-Este meacutetodo se aplica sobre todo a Jos tierras labradas y
entre otros a 103 cultivos hortiacutec81as Difiere esencialmente del anterior en que las atarieas estaacuten mucho maacutes proacutexishymas en que son superficiales y el agua penetra en el sueshylo y en el subsuelo p8r las paredes y por el fondo
El agua circula por atarieas paralelas que limitan las parcelas de los cultives No debe tocar ni las hoias ni los tedios Por esta razoacuten se emplea e l agua de cloacas para los cultivos hortelanos Como no se ponen en contacto con as hoias ni con los tallos no pueden contaminar esta parshyte comestible de los vegatales Sin embargo uacuteltimamente se ha dicho que las aguas de cloacas contaminan las parshytes aeacutereas de las hortalizas con geacutermenes nocivos y se ha prohibido su empleo para el cultivo de las hortalizas que se toman sin coccioacuten
Este meacutetodo es tanto maacutes eficaz cuanto maacutes proacuteximas
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dio de pequentildeos cortes g Este canal auxiliar se abre con el arado y se termina cuidadosamente con la pala Es anshycho y tiene una profundidad de unos la ctms
Riego por desbordamiento
Puede efectuarse de las maneras siguientes con reshygueras de nivel y planos inclinados que describiremos sucesivamente
A shy Por regueras de nivel Fundamentoshy EI terreno a regar estaacute surcado por regueras horizontales de desbordashymiento en que el agua rebosa el borde inferior y se exshytiende en forma de laacutemina continua
Pendiente del terrenoshy No debe ser excesivamente peshyquentildea pues entonces la circulacioacuten de la laacutemina de agua se efectuariacutea defectuosamente se admite como necesaria una pendiente de 3 Si 0 pendiente fuere excesiva en vez de una laacutemina continua se formariacutea una serie de arroshyyos que socavariacutean el terreno este peligro debe evitarse haciendo las regueras suficientemente proacuteximas
Descripcioacuten y funcionatnientoshy Las regueras de reparshyticioacuten se trazan en la direccioacuten aproximada de las liacuteneas de maacutexima pendiente fig 19 Si se interrumpe una regueshyra de distribucioacuten remansando el agua eacutesta entraraacute en la reguera de nivel inmediata anterior la cual se llenaraacute y desbordaraacute invadiendo el terreno el exceso se recogeraacute en el colector inmediato inferior el cual lo transportaraacute al canal de desaguumle
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Alimentacioacuten de regueras sucesivas por una misma tomashy En vez de recoger las aguas sobrantes de una reshyguera directamente en un colector se recogen en otra reshyguera la cual una vez desbordada las deja pasar a otra y asiacute a varias no pasando de 4 oacute 5 seguacuten el caudal de
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agua de que se disponga Parece que asiacute pudiera hacerse extensivo a todo el campo con una sola toma superior en la reguera de reparticioacuten pero no debe olvidarse que el agua que llegase a las regueras inferiores estariacutea escasa en oxiacutegeno y principios fertilizantes Esta es la razoacuten de las tomas sucesivas
Perfil longitudinal de las reguerasshy En la praacutectica no
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Seccioacuten transversal de las reguerasshy Las regueras de nivel deben ser poco proundas a fin de disminuiacuter la preshysioacuten del agua y por tanto su infiltracioacuten Es aconsejable
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de S clms Las acequias y regueras d e reparticioacuten se calcushy
bn seguacuten las foacutermulas hidraacuteulicas
B shy Por planos inclinadosshy Son tales les ven tajas del
riego por regueras de n ivel que se procura em plear un
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necesaria
Principio--Si lo pendiente es inferior al 003 se terramiddot
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Descripcioacutenshy la reguera de reparticioacuten se coloca a una
altura conveniente para que el agua pueda en trar a las
regueras de nivel practicadas en la parte superior de los
planos en forma que llena de agua se vierta por ellos
recogiendo el exceso en colectores lig 20 El agua sobranshy
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- 185 shy
menta a su vez o tra serie de planos actuando a mane ra de reguera de reparticioacuten
Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
Planos inclinados naturales- Supongamos fig 21 un terreno de pequentildea pendiente S8 construye en terrapleacuten una reguera de d istribucioacuten con los produc tos de la excavacioacuten del colector inmediato E primer antildeo el riego seraacute defectuoshyso pero en los antildeos sucesivos mejoraraacuten los terraplenes y planos incl inados merced a la aportacioacuten del limo por las mismas aguas
0(oacute v lt
o
ltiexcl - =-=~ ~ ~ ~-= -=--=--=-shy~ ~ Fig21
Planos inclinados artificiales-Consisten en cons truiacuterlos directamen te con tierra sacada del terreno m ismo lo cual exige terraplenes y movimientos importantes de tierra (fig 22)
TfrImiddotO)COfi
~S~iacutelllflmiddot ~~f~~
Tts 22
Datos para la formacioacuten de un proyecto de riego por planos inclinados- Se atenderaacute en primer lugar a que las acequias y regueras de reparticioacuten sean capaces de sumishynistrar el agua necesaria y los colectores de desaguar los sobran tes Las regueras de distribucioacuten seguiraacuten sensibleshymente las curvas de nivel a fin de q ue los planos incl inashydos conserven una longitud constante y que las regueras de dis tribucioacuten sigan la direccioacuten de la pendiente del terreshyno La anchura de Jos escalones no seraacute excesiva a fin de evitar los grandes movimientos de tierra En general tienen 4 oacute 5 mts y si el terreno tiene fuerte pendiente lleshygan a tener 10 Oacute 12 mts La pendiente de los planos inclishynados seraacute de 003 como miacutenimum
El riego por sumersioacuten se emplea principalmpnte en el cultivo del arroz
Riego de los arrozales- EI arrozal ha de estar compleshytamente cubierto por el agua pero sin quedar estancada sino circulando con muy poca velocidad Sin agua no gershyminariacutea la semilla y en cambio si quedara estancada enshyfermaria 0 planta y podriacutea ser causa de una epidemia pashyluacutedica en la regioacuten
El terreno destinado al cultivo del arroz ha de ser enshyteramente llano y con la pendiente necesaria para la lenshyta circulacioacuten del agua El campo se divide en parcelas delimitadas por pequentildeos diques de tierra
Unas como B (Fig 16) estaacuten trazadas longitudinalmenshyte en el sentido de las labores y del movimiento del agua al paso que otras la sentildealadas con la letra e van en dishyreccioacuten perpendicular a las primeras
Una vez construIacutedos los diques se da el agua a las parce las D y J de modo que la capa liacutequida tenga unos 12 ctms de espesor Hecho 6stO se practican en el dique inmediatamente infel ior unas abe rturas E de 20- 30 ctms
de ancho por donde flushyye el agua a las parceshylas inferiores Asiacute se conshytinuacutea hasta regar todo el arrozal El agua se reshycoge en la atariea d e desaguumle A
El consumo de a g ua se calcula en 24 Its por segundo y por hec taacuterea
Sumersioacuten artificial con derrame continuo--Cuanshydo se dispone de gran can tidad de agua la cirshyculacioacuten puede ser conshytinua sin alterar las disshyposiciones precedentegt
El agua de riego desshypueacutes de alcanzar el nishy
ni~po s i c i(lfl dI un arrozal divirl gtln ( 1
lahla~ n -lIadriluacutel erus L ri ego
- - 1579-shy
vel normal en el compartimiento regado pasa lentamente al inferior y se reemplaza con nueva agua Este procedishymiento priva menos del aire a las plantas que e l estallCU miento permanente
El movimiento d8 las aguas se regula dE-~ tal manera que la can tidad siexclJida por la parte inferior sea igual a Jo que Gntra por la superior De 83t8 modo se llega raacutepidashymente a resultados excelentes
Conviene enviar agua nueva o los compartimientos inshyferiores disponiendo alrededor del cqmpo un canal de cirshycunvalacioacuten El agua debe vaciar por encima de las comshypuertas a fin ds qU8 no arrastre los sedimentos En general los compartimientos tienen dimensiones mayores que los de sumersioacuten sencilla Si la pendiente es muy fuerte conviene disponer oblicuamente diques interiores que impidan la erosioacuten del suelo Los diques que bordean las parcelas tieshynen aproximadaments 150 mts de ancho en la corona y un nivel de 30- 40 ctms sobre el de las aguas
Rieqo por filtracioacuten
Este sistema comprende dos subdivisiones
19 Por filtracioacuten del aqua en el suelo por atarieas proshyfundas- Es un procsdimiento muy imperfecto desde el punshyto de vista d3 los resultados pero muy sencillo y econoacuteshymico Em p lea las zanjas excavadas en los terrenos para sanearlos
Esencialmente consiste en cerrar las compuertas que regulan los diferentes canales de desecamiento El agua de lluvia etc fluye asiacute poco a poco pgtr estos canales y si el suelo es permeable lo humedece al atravesar las pareshydes laterales de e llos pudiendo llegar por capilaridad hasshyta las raiacuteces
Este procedimiento soacutelo es practicable cuando el terreshyno es bastante permeable y de poca pendiente En suelos poco permeabls los resulta dos no son satisfactorios el agua fluye bien por los cana ~ es pero no logra humedecer la tierra
La lig 17 muestra la disposicioacuten de los canales a a b b y Ja de la compuerta d que cuando estaacute cerrada deshy
- 1580
termina el retroceso del agua que se va elevando en los canales y penetra en el suelo Abriendo jo compuerta se inicia la salida del agua y consecuentemente el desecashymien~o del terreno
A~~J~~Mitrbt~Ir~~M~~1 B
F~( 11 J)i sposieiHl para htlnHd e(~e r IIn 1IITfJ1U drenadu al ail
J i~ Hi middotiexclo po fiJI radmiddotn
29 Filtracioacuten del agua por atarieas abiertas superficiales - middot-Este meacutetodo se aplica sobre todo a Jos tierras labradas y
entre otros a 103 cultivos hortiacutec81as Difiere esencialmente del anterior en que las atarieas estaacuten mucho maacutes proacutexishymas en que son superficiales y el agua penetra en el sueshylo y en el subsuelo p8r las paredes y por el fondo
El agua circula por atarieas paralelas que limitan las parcelas de los cultives No debe tocar ni las hoias ni los tedios Por esta razoacuten se emplea e l agua de cloacas para los cultivos hortelanos Como no se ponen en contacto con as hoias ni con los tallos no pueden contaminar esta parshyte comestible de los vegatales Sin embargo uacuteltimamente se ha dicho que las aguas de cloacas contaminan las parshytes aeacutereas de las hortalizas con geacutermenes nocivos y se ha prohibido su empleo para el cultivo de las hortalizas que se toman sin coccioacuten
Este meacutetodo es tanto maacutes eficaz cuanto maacutes proacuteximas
1581 shy
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1I
I
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I o
I
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IIII I
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ni ego por 5-lIrc()~ Di ~pn ~ iciiexclm de la~ atalj pa~
esteacuten las zanias que se trazan con el arado y estaacuten seshy
paradas unos 060- 080 mts La lig 18 indico la disposicioacuten del suelo La liacutenea a b
representa el canal de conduccioacuten a c el canal de riego del campo d designan los surcos que no terminan en el canal a c La limpieza que necesita el funcionamiento del sistema deteriora pronto este canal Debe construiacuterse una atari ea auxiliar e f comunicada con el canal a c por meshy
_-1582 - shy
dio de pequentildeos cortes g Este canal auxiliar se abre con el arado y se termina cuidadosamente con la pala Es anshycho y tiene una profundidad de unos la ctms
Riego por desbordamiento
Puede efectuarse de las maneras siguientes con reshygueras de nivel y planos inclinados que describiremos sucesivamente
A shy Por regueras de nivel Fundamentoshy EI terreno a regar estaacute surcado por regueras horizontales de desbordashymiento en que el agua rebosa el borde inferior y se exshytiende en forma de laacutemina continua
Pendiente del terrenoshy No debe ser excesivamente peshyquentildea pues entonces la circulacioacuten de la laacutemina de agua se efectuariacutea defectuosamente se admite como necesaria una pendiente de 3 Si 0 pendiente fuere excesiva en vez de una laacutemina continua se formariacutea una serie de arroshyyos que socavariacutean el terreno este peligro debe evitarse haciendo las regueras suficientemente proacuteximas
Descripcioacuten y funcionatnientoshy Las regueras de reparshyticioacuten se trazan en la direccioacuten aproximada de las liacuteneas de maacutexima pendiente fig 19 Si se interrumpe una regueshyra de distribucioacuten remansando el agua eacutesta entraraacute en la reguera de nivel inmediata anterior la cual se llenaraacute y desbordaraacute invadiendo el terreno el exceso se recogeraacute en el colector inmediato inferior el cual lo transportaraacute al canal de desaguumle
b middotmiddot l~vcro diexclhi Clon
rig 9
Alimentacioacuten de regueras sucesivas por una misma tomashy En vez de recoger las aguas sobrantes de una reshyguera directamente en un colector se recogen en otra reshyguera la cual una vez desbordada las deja pasar a otra y asiacute a varias no pasando de 4 oacute 5 seguacuten el caudal de
-1583 -
agua de que se disponga Parece que asiacute pudiera hacerse extensivo a todo el campo con una sola toma superior en la reguera de reparticioacuten pero no debe olvidarse que el agua que llegase a las regueras inferiores estariacutea escasa en oxiacutegeno y principios fertilizantes Esta es la razoacuten de las tomas sucesivas
Perfil longitudinal de las reguerasshy En la praacutectica no
iexcliexcl~f o UI a
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Uig 19) Riego por curvas de nivel
debe d6rseles una pendiente superior al 0003 intercalando cascadas si fuere preciso esto se refiere a las regueras de reparticioacuten Las regueras de distribucioacuten deben ser perfecshytamente horizontales
Seccioacuten transversal de las reguerasshy Las regueras de nivel deben ser poco proundas a fin de disminuiacuter la preshysioacuten del agua y por tanto su infiltracioacuten Es aconsejable
- 1584 -
UllO anchura de 20 ctms con una profundidad no mayor
de S clms Las acequias y regueras d e reparticioacuten se calcushy
bn seguacuten las foacutermulas hidraacuteulicas
B shy Por planos inclinadosshy Son tales les ven tajas del
riego por regueras de n ivel que se procura em plear un
sistema anaacutelogo aunque el terreno no tengo lo pendiente
necesaria
Principio--Si lo pendiente es inferior al 003 se terramiddot
1 I
Cor~e por A B F iJ20
I I
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plena formando un escolonado d e planos inclinados que
permito el riego por reguera~ de nivel
Descripcioacutenshy la reguera de reparticioacuten se coloca a una
altura conveniente para que el agua pueda en trar a las
regueras de nivel practicadas en la parte superior de los
planos en forma que llena de agua se vierta por ellos
recogiendo el exceso en colectores lig 20 El agua sobranshy
te puede ser muy abundante en tal caso el colector al ishy
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menta a su vez o tra serie de planos actuando a mane ra de reguera de reparticioacuten
Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
Planos inclinados naturales- Supongamos fig 21 un terreno de pequentildea pendiente S8 construye en terrapleacuten una reguera de d istribucioacuten con los produc tos de la excavacioacuten del colector inmediato E primer antildeo el riego seraacute defectuoshyso pero en los antildeos sucesivos mejoraraacuten los terraplenes y planos incl inados merced a la aportacioacuten del limo por las mismas aguas
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Datos para la formacioacuten de un proyecto de riego por planos inclinados- Se atenderaacute en primer lugar a que las acequias y regueras de reparticioacuten sean capaces de sumishynistrar el agua necesaria y los colectores de desaguar los sobran tes Las regueras de distribucioacuten seguiraacuten sensibleshymente las curvas de nivel a fin de q ue los planos incl inashydos conserven una longitud constante y que las regueras de dis tribucioacuten sigan la direccioacuten de la pendiente del terreshyno La anchura de Jos escalones no seraacute excesiva a fin de evitar los grandes movimientos de tierra En general tienen 4 oacute 5 mts y si el terreno tiene fuerte pendiente lleshygan a tener 10 Oacute 12 mts La pendiente de los planos inclishynados seraacute de 003 como miacutenimum
vel normal en el compartimiento regado pasa lentamente al inferior y se reemplaza con nueva agua Este procedishymiento priva menos del aire a las plantas que e l estallCU miento permanente
El movimiento d8 las aguas se regula dE-~ tal manera que la can tidad siexclJida por la parte inferior sea igual a Jo que Gntra por la superior De 83t8 modo se llega raacutepidashymente a resultados excelentes
Conviene enviar agua nueva o los compartimientos inshyferiores disponiendo alrededor del cqmpo un canal de cirshycunvalacioacuten El agua debe vaciar por encima de las comshypuertas a fin ds qU8 no arrastre los sedimentos En general los compartimientos tienen dimensiones mayores que los de sumersioacuten sencilla Si la pendiente es muy fuerte conviene disponer oblicuamente diques interiores que impidan la erosioacuten del suelo Los diques que bordean las parcelas tieshynen aproximadaments 150 mts de ancho en la corona y un nivel de 30- 40 ctms sobre el de las aguas
Rieqo por filtracioacuten
Este sistema comprende dos subdivisiones
19 Por filtracioacuten del aqua en el suelo por atarieas proshyfundas- Es un procsdimiento muy imperfecto desde el punshyto de vista d3 los resultados pero muy sencillo y econoacuteshymico Em p lea las zanjas excavadas en los terrenos para sanearlos
Esencialmente consiste en cerrar las compuertas que regulan los diferentes canales de desecamiento El agua de lluvia etc fluye asiacute poco a poco pgtr estos canales y si el suelo es permeable lo humedece al atravesar las pareshydes laterales de e llos pudiendo llegar por capilaridad hasshyta las raiacuteces
Este procedimiento soacutelo es practicable cuando el terreshyno es bastante permeable y de poca pendiente En suelos poco permeabls los resulta dos no son satisfactorios el agua fluye bien por los cana ~ es pero no logra humedecer la tierra
La lig 17 muestra la disposicioacuten de los canales a a b b y Ja de la compuerta d que cuando estaacute cerrada deshy
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termina el retroceso del agua que se va elevando en los canales y penetra en el suelo Abriendo jo compuerta se inicia la salida del agua y consecuentemente el desecashymien~o del terreno
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29 Filtracioacuten del agua por atarieas abiertas superficiales - middot-Este meacutetodo se aplica sobre todo a Jos tierras labradas y
entre otros a 103 cultivos hortiacutec81as Difiere esencialmente del anterior en que las atarieas estaacuten mucho maacutes proacutexishymas en que son superficiales y el agua penetra en el sueshylo y en el subsuelo p8r las paredes y por el fondo
El agua circula por atarieas paralelas que limitan las parcelas de los cultives No debe tocar ni las hoias ni los tedios Por esta razoacuten se emplea e l agua de cloacas para los cultivos hortelanos Como no se ponen en contacto con as hoias ni con los tallos no pueden contaminar esta parshyte comestible de los vegatales Sin embargo uacuteltimamente se ha dicho que las aguas de cloacas contaminan las parshytes aeacutereas de las hortalizas con geacutermenes nocivos y se ha prohibido su empleo para el cultivo de las hortalizas que se toman sin coccioacuten
Este meacutetodo es tanto maacutes eficaz cuanto maacutes proacuteximas
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esteacuten las zanias que se trazan con el arado y estaacuten seshy
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dio de pequentildeos cortes g Este canal auxiliar se abre con el arado y se termina cuidadosamente con la pala Es anshycho y tiene una profundidad de unos la ctms
Riego por desbordamiento
Puede efectuarse de las maneras siguientes con reshygueras de nivel y planos inclinados que describiremos sucesivamente
A shy Por regueras de nivel Fundamentoshy EI terreno a regar estaacute surcado por regueras horizontales de desbordashymiento en que el agua rebosa el borde inferior y se exshytiende en forma de laacutemina continua
Pendiente del terrenoshy No debe ser excesivamente peshyquentildea pues entonces la circulacioacuten de la laacutemina de agua se efectuariacutea defectuosamente se admite como necesaria una pendiente de 3 Si 0 pendiente fuere excesiva en vez de una laacutemina continua se formariacutea una serie de arroshyyos que socavariacutean el terreno este peligro debe evitarse haciendo las regueras suficientemente proacuteximas
Descripcioacuten y funcionatnientoshy Las regueras de reparshyticioacuten se trazan en la direccioacuten aproximada de las liacuteneas de maacutexima pendiente fig 19 Si se interrumpe una regueshyra de distribucioacuten remansando el agua eacutesta entraraacute en la reguera de nivel inmediata anterior la cual se llenaraacute y desbordaraacute invadiendo el terreno el exceso se recogeraacute en el colector inmediato inferior el cual lo transportaraacute al canal de desaguumle
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Alimentacioacuten de regueras sucesivas por una misma tomashy En vez de recoger las aguas sobrantes de una reshyguera directamente en un colector se recogen en otra reshyguera la cual una vez desbordada las deja pasar a otra y asiacute a varias no pasando de 4 oacute 5 seguacuten el caudal de
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agua de que se disponga Parece que asiacute pudiera hacerse extensivo a todo el campo con una sola toma superior en la reguera de reparticioacuten pero no debe olvidarse que el agua que llegase a las regueras inferiores estariacutea escasa en oxiacutegeno y principios fertilizantes Esta es la razoacuten de las tomas sucesivas
Perfil longitudinal de las reguerasshy En la praacutectica no
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Uig 19) Riego por curvas de nivel
debe d6rseles una pendiente superior al 0003 intercalando cascadas si fuere preciso esto se refiere a las regueras de reparticioacuten Las regueras de distribucioacuten deben ser perfecshytamente horizontales
Seccioacuten transversal de las reguerasshy Las regueras de nivel deben ser poco proundas a fin de disminuiacuter la preshysioacuten del agua y por tanto su infiltracioacuten Es aconsejable
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UllO anchura de 20 ctms con una profundidad no mayor
de S clms Las acequias y regueras d e reparticioacuten se calcushy
bn seguacuten las foacutermulas hidraacuteulicas
B shy Por planos inclinadosshy Son tales les ven tajas del
riego por regueras de n ivel que se procura em plear un
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necesaria
Principio--Si lo pendiente es inferior al 003 se terramiddot
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altura conveniente para que el agua pueda en trar a las
regueras de nivel practicadas en la parte superior de los
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recogiendo el exceso en colectores lig 20 El agua sobranshy
te puede ser muy abundante en tal caso el colector al ishy
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menta a su vez o tra serie de planos actuando a mane ra de reguera de reparticioacuten
Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
Planos inclinados naturales- Supongamos fig 21 un terreno de pequentildea pendiente S8 construye en terrapleacuten una reguera de d istribucioacuten con los produc tos de la excavacioacuten del colector inmediato E primer antildeo el riego seraacute defectuoshyso pero en los antildeos sucesivos mejoraraacuten los terraplenes y planos incl inados merced a la aportacioacuten del limo por las mismas aguas
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Planos inclinados artificiales-Consisten en cons truiacuterlos directamen te con tierra sacada del terreno m ismo lo cual exige terraplenes y movimientos importantes de tierra (fig 22)
TfrImiddotO)COfi
~S~iacutelllflmiddot ~~f~~
Tts 22
Datos para la formacioacuten de un proyecto de riego por planos inclinados- Se atenderaacute en primer lugar a que las acequias y regueras de reparticioacuten sean capaces de sumishynistrar el agua necesaria y los colectores de desaguar los sobran tes Las regueras de distribucioacuten seguiraacuten sensibleshymente las curvas de nivel a fin de q ue los planos incl inashydos conserven una longitud constante y que las regueras de dis tribucioacuten sigan la direccioacuten de la pendiente del terreshyno La anchura de Jos escalones no seraacute excesiva a fin de evitar los grandes movimientos de tierra En general tienen 4 oacute 5 mts y si el terreno tiene fuerte pendiente lleshygan a tener 10 Oacute 12 mts La pendiente de los planos inclishynados seraacute de 003 como miacutenimum
termina el retroceso del agua que se va elevando en los canales y penetra en el suelo Abriendo jo compuerta se inicia la salida del agua y consecuentemente el desecashymien~o del terreno
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29 Filtracioacuten del agua por atarieas abiertas superficiales - middot-Este meacutetodo se aplica sobre todo a Jos tierras labradas y
entre otros a 103 cultivos hortiacutec81as Difiere esencialmente del anterior en que las atarieas estaacuten mucho maacutes proacutexishymas en que son superficiales y el agua penetra en el sueshylo y en el subsuelo p8r las paredes y por el fondo
El agua circula por atarieas paralelas que limitan las parcelas de los cultives No debe tocar ni las hoias ni los tedios Por esta razoacuten se emplea e l agua de cloacas para los cultivos hortelanos Como no se ponen en contacto con as hoias ni con los tallos no pueden contaminar esta parshyte comestible de los vegatales Sin embargo uacuteltimamente se ha dicho que las aguas de cloacas contaminan las parshytes aeacutereas de las hortalizas con geacutermenes nocivos y se ha prohibido su empleo para el cultivo de las hortalizas que se toman sin coccioacuten
Este meacutetodo es tanto maacutes eficaz cuanto maacutes proacuteximas
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paradas unos 060- 080 mts La lig 18 indico la disposicioacuten del suelo La liacutenea a b
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Riego por desbordamiento
Puede efectuarse de las maneras siguientes con reshygueras de nivel y planos inclinados que describiremos sucesivamente
A shy Por regueras de nivel Fundamentoshy EI terreno a regar estaacute surcado por regueras horizontales de desbordashymiento en que el agua rebosa el borde inferior y se exshytiende en forma de laacutemina continua
Pendiente del terrenoshy No debe ser excesivamente peshyquentildea pues entonces la circulacioacuten de la laacutemina de agua se efectuariacutea defectuosamente se admite como necesaria una pendiente de 3 Si 0 pendiente fuere excesiva en vez de una laacutemina continua se formariacutea una serie de arroshyyos que socavariacutean el terreno este peligro debe evitarse haciendo las regueras suficientemente proacuteximas
Descripcioacuten y funcionatnientoshy Las regueras de reparshyticioacuten se trazan en la direccioacuten aproximada de las liacuteneas de maacutexima pendiente fig 19 Si se interrumpe una regueshyra de distribucioacuten remansando el agua eacutesta entraraacute en la reguera de nivel inmediata anterior la cual se llenaraacute y desbordaraacute invadiendo el terreno el exceso se recogeraacute en el colector inmediato inferior el cual lo transportaraacute al canal de desaguumle
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Alimentacioacuten de regueras sucesivas por una misma tomashy En vez de recoger las aguas sobrantes de una reshyguera directamente en un colector se recogen en otra reshyguera la cual una vez desbordada las deja pasar a otra y asiacute a varias no pasando de 4 oacute 5 seguacuten el caudal de
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agua de que se disponga Parece que asiacute pudiera hacerse extensivo a todo el campo con una sola toma superior en la reguera de reparticioacuten pero no debe olvidarse que el agua que llegase a las regueras inferiores estariacutea escasa en oxiacutegeno y principios fertilizantes Esta es la razoacuten de las tomas sucesivas
Perfil longitudinal de las reguerasshy En la praacutectica no
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debe d6rseles una pendiente superior al 0003 intercalando cascadas si fuere preciso esto se refiere a las regueras de reparticioacuten Las regueras de distribucioacuten deben ser perfecshytamente horizontales
Seccioacuten transversal de las reguerasshy Las regueras de nivel deben ser poco proundas a fin de disminuiacuter la preshysioacuten del agua y por tanto su infiltracioacuten Es aconsejable
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UllO anchura de 20 ctms con una profundidad no mayor
de S clms Las acequias y regueras d e reparticioacuten se calcushy
bn seguacuten las foacutermulas hidraacuteulicas
B shy Por planos inclinadosshy Son tales les ven tajas del
riego por regueras de n ivel que se procura em plear un
sistema anaacutelogo aunque el terreno no tengo lo pendiente
necesaria
Principio--Si lo pendiente es inferior al 003 se terramiddot
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Cor~e por A B F iJ20
I I
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J
Ri eacuteo t por p la n o~ in(linado pUl dobl e ari5la
plena formando un escolonado d e planos inclinados que
permito el riego por reguera~ de nivel
Descripcioacutenshy la reguera de reparticioacuten se coloca a una
altura conveniente para que el agua pueda en trar a las
regueras de nivel practicadas en la parte superior de los
planos en forma que llena de agua se vierta por ellos
recogiendo el exceso en colectores lig 20 El agua sobranshy
te puede ser muy abundante en tal caso el colector al ishy
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Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
Planos inclinados naturales- Supongamos fig 21 un terreno de pequentildea pendiente S8 construye en terrapleacuten una reguera de d istribucioacuten con los produc tos de la excavacioacuten del colector inmediato E primer antildeo el riego seraacute defectuoshyso pero en los antildeos sucesivos mejoraraacuten los terraplenes y planos incl inados merced a la aportacioacuten del limo por las mismas aguas
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Planos inclinados artificiales-Consisten en cons truiacuterlos directamen te con tierra sacada del terreno m ismo lo cual exige terraplenes y movimientos importantes de tierra (fig 22)
TfrImiddotO)COfi
~S~iacutelllflmiddot ~~f~~
Tts 22
Datos para la formacioacuten de un proyecto de riego por planos inclinados- Se atenderaacute en primer lugar a que las acequias y regueras de reparticioacuten sean capaces de sumishynistrar el agua necesaria y los colectores de desaguar los sobran tes Las regueras de distribucioacuten seguiraacuten sensibleshymente las curvas de nivel a fin de q ue los planos incl inashydos conserven una longitud constante y que las regueras de dis tribucioacuten sigan la direccioacuten de la pendiente del terreshyno La anchura de Jos escalones no seraacute excesiva a fin de evitar los grandes movimientos de tierra En general tienen 4 oacute 5 mts y si el terreno tiene fuerte pendiente lleshygan a tener 10 Oacute 12 mts La pendiente de los planos inclishynados seraacute de 003 como miacutenimum
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paradas unos 060- 080 mts La lig 18 indico la disposicioacuten del suelo La liacutenea a b
representa el canal de conduccioacuten a c el canal de riego del campo d designan los surcos que no terminan en el canal a c La limpieza que necesita el funcionamiento del sistema deteriora pronto este canal Debe construiacuterse una atari ea auxiliar e f comunicada con el canal a c por meshy
_-1582 - shy
dio de pequentildeos cortes g Este canal auxiliar se abre con el arado y se termina cuidadosamente con la pala Es anshycho y tiene una profundidad de unos la ctms
Riego por desbordamiento
Puede efectuarse de las maneras siguientes con reshygueras de nivel y planos inclinados que describiremos sucesivamente
A shy Por regueras de nivel Fundamentoshy EI terreno a regar estaacute surcado por regueras horizontales de desbordashymiento en que el agua rebosa el borde inferior y se exshytiende en forma de laacutemina continua
Pendiente del terrenoshy No debe ser excesivamente peshyquentildea pues entonces la circulacioacuten de la laacutemina de agua se efectuariacutea defectuosamente se admite como necesaria una pendiente de 3 Si 0 pendiente fuere excesiva en vez de una laacutemina continua se formariacutea una serie de arroshyyos que socavariacutean el terreno este peligro debe evitarse haciendo las regueras suficientemente proacuteximas
Descripcioacuten y funcionatnientoshy Las regueras de reparshyticioacuten se trazan en la direccioacuten aproximada de las liacuteneas de maacutexima pendiente fig 19 Si se interrumpe una regueshyra de distribucioacuten remansando el agua eacutesta entraraacute en la reguera de nivel inmediata anterior la cual se llenaraacute y desbordaraacute invadiendo el terreno el exceso se recogeraacute en el colector inmediato inferior el cual lo transportaraacute al canal de desaguumle
b middotmiddot l~vcro diexclhi Clon
rig 9
Alimentacioacuten de regueras sucesivas por una misma tomashy En vez de recoger las aguas sobrantes de una reshyguera directamente en un colector se recogen en otra reshyguera la cual una vez desbordada las deja pasar a otra y asiacute a varias no pasando de 4 oacute 5 seguacuten el caudal de
-1583 -
agua de que se disponga Parece que asiacute pudiera hacerse extensivo a todo el campo con una sola toma superior en la reguera de reparticioacuten pero no debe olvidarse que el agua que llegase a las regueras inferiores estariacutea escasa en oxiacutegeno y principios fertilizantes Esta es la razoacuten de las tomas sucesivas
Perfil longitudinal de las reguerasshy En la praacutectica no
iexcliexcl~f o UI a
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I D--1 t~uHO c o tor
- I 001 I 00 I
I 0 bull ___ J
-shy ---_ -i
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Uig 19) Riego por curvas de nivel
debe d6rseles una pendiente superior al 0003 intercalando cascadas si fuere preciso esto se refiere a las regueras de reparticioacuten Las regueras de distribucioacuten deben ser perfecshytamente horizontales
Seccioacuten transversal de las reguerasshy Las regueras de nivel deben ser poco proundas a fin de disminuiacuter la preshysioacuten del agua y por tanto su infiltracioacuten Es aconsejable
- 1584 -
UllO anchura de 20 ctms con una profundidad no mayor
de S clms Las acequias y regueras d e reparticioacuten se calcushy
bn seguacuten las foacutermulas hidraacuteulicas
B shy Por planos inclinadosshy Son tales les ven tajas del
riego por regueras de n ivel que se procura em plear un
sistema anaacutelogo aunque el terreno no tengo lo pendiente
necesaria
Principio--Si lo pendiente es inferior al 003 se terramiddot
1 I
Cor~e por A B F iJ20
I I
I
J
Ri eacuteo t por p la n o~ in(linado pUl dobl e ari5la
plena formando un escolonado d e planos inclinados que
permito el riego por reguera~ de nivel
Descripcioacutenshy la reguera de reparticioacuten se coloca a una
altura conveniente para que el agua pueda en trar a las
regueras de nivel practicadas en la parte superior de los
planos en forma que llena de agua se vierta por ellos
recogiendo el exceso en colectores lig 20 El agua sobranshy
te puede ser muy abundante en tal caso el colector al ishy
- 185 shy
menta a su vez o tra serie de planos actuando a mane ra de reguera de reparticioacuten
Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
Planos inclinados naturales- Supongamos fig 21 un terreno de pequentildea pendiente S8 construye en terrapleacuten una reguera de d istribucioacuten con los produc tos de la excavacioacuten del colector inmediato E primer antildeo el riego seraacute defectuoshyso pero en los antildeos sucesivos mejoraraacuten los terraplenes y planos incl inados merced a la aportacioacuten del limo por las mismas aguas
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Planos inclinados artificiales-Consisten en cons truiacuterlos directamen te con tierra sacada del terreno m ismo lo cual exige terraplenes y movimientos importantes de tierra (fig 22)
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Datos para la formacioacuten de un proyecto de riego por planos inclinados- Se atenderaacute en primer lugar a que las acequias y regueras de reparticioacuten sean capaces de sumishynistrar el agua necesaria y los colectores de desaguar los sobran tes Las regueras de distribucioacuten seguiraacuten sensibleshymente las curvas de nivel a fin de q ue los planos incl inashydos conserven una longitud constante y que las regueras de dis tribucioacuten sigan la direccioacuten de la pendiente del terreshyno La anchura de Jos escalones no seraacute excesiva a fin de evitar los grandes movimientos de tierra En general tienen 4 oacute 5 mts y si el terreno tiene fuerte pendiente lleshygan a tener 10 Oacute 12 mts La pendiente de los planos inclishynados seraacute de 003 como miacutenimum
dio de pequentildeos cortes g Este canal auxiliar se abre con el arado y se termina cuidadosamente con la pala Es anshycho y tiene una profundidad de unos la ctms
Riego por desbordamiento
Puede efectuarse de las maneras siguientes con reshygueras de nivel y planos inclinados que describiremos sucesivamente
A shy Por regueras de nivel Fundamentoshy EI terreno a regar estaacute surcado por regueras horizontales de desbordashymiento en que el agua rebosa el borde inferior y se exshytiende en forma de laacutemina continua
Pendiente del terrenoshy No debe ser excesivamente peshyquentildea pues entonces la circulacioacuten de la laacutemina de agua se efectuariacutea defectuosamente se admite como necesaria una pendiente de 3 Si 0 pendiente fuere excesiva en vez de una laacutemina continua se formariacutea una serie de arroshyyos que socavariacutean el terreno este peligro debe evitarse haciendo las regueras suficientemente proacuteximas
Descripcioacuten y funcionatnientoshy Las regueras de reparshyticioacuten se trazan en la direccioacuten aproximada de las liacuteneas de maacutexima pendiente fig 19 Si se interrumpe una regueshyra de distribucioacuten remansando el agua eacutesta entraraacute en la reguera de nivel inmediata anterior la cual se llenaraacute y desbordaraacute invadiendo el terreno el exceso se recogeraacute en el colector inmediato inferior el cual lo transportaraacute al canal de desaguumle
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Alimentacioacuten de regueras sucesivas por una misma tomashy En vez de recoger las aguas sobrantes de una reshyguera directamente en un colector se recogen en otra reshyguera la cual una vez desbordada las deja pasar a otra y asiacute a varias no pasando de 4 oacute 5 seguacuten el caudal de
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agua de que se disponga Parece que asiacute pudiera hacerse extensivo a todo el campo con una sola toma superior en la reguera de reparticioacuten pero no debe olvidarse que el agua que llegase a las regueras inferiores estariacutea escasa en oxiacutegeno y principios fertilizantes Esta es la razoacuten de las tomas sucesivas
Perfil longitudinal de las reguerasshy En la praacutectica no
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debe d6rseles una pendiente superior al 0003 intercalando cascadas si fuere preciso esto se refiere a las regueras de reparticioacuten Las regueras de distribucioacuten deben ser perfecshytamente horizontales
Seccioacuten transversal de las reguerasshy Las regueras de nivel deben ser poco proundas a fin de disminuiacuter la preshysioacuten del agua y por tanto su infiltracioacuten Es aconsejable
- 1584 -
UllO anchura de 20 ctms con una profundidad no mayor
de S clms Las acequias y regueras d e reparticioacuten se calcushy
bn seguacuten las foacutermulas hidraacuteulicas
B shy Por planos inclinadosshy Son tales les ven tajas del
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necesaria
Principio--Si lo pendiente es inferior al 003 se terramiddot
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plena formando un escolonado d e planos inclinados que
permito el riego por reguera~ de nivel
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altura conveniente para que el agua pueda en trar a las
regueras de nivel practicadas en la parte superior de los
planos en forma que llena de agua se vierta por ellos
recogiendo el exceso en colectores lig 20 El agua sobranshy
te puede ser muy abundante en tal caso el colector al ishy
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Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
Planos inclinados naturales- Supongamos fig 21 un terreno de pequentildea pendiente S8 construye en terrapleacuten una reguera de d istribucioacuten con los produc tos de la excavacioacuten del colector inmediato E primer antildeo el riego seraacute defectuoshyso pero en los antildeos sucesivos mejoraraacuten los terraplenes y planos incl inados merced a la aportacioacuten del limo por las mismas aguas
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Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
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Para establec~r el escalonado de planos se siguen dos sistemas Planos inclinados naturales y planos inclinados artificiales
Planos inclinados naturales- Supongamos fig 21 un terreno de pequentildea pendiente S8 construye en terrapleacuten una reguera de d istribucioacuten con los produc tos de la excavacioacuten del colector inmediato E primer antildeo el riego seraacute defectuoshyso pero en los antildeos sucesivos mejoraraacuten los terraplenes y planos incl inados merced a la aportacioacuten del limo por las mismas aguas
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