T.E.N°1

UNIVERSIDAD NACIONAL DE

INGENIERA

FACULTAD DE INGENIERA CIVIL

DEPARTAMENTO ACADMICO DE HIDRAULICA E HIDROLOGA

TRABAJO ESCALONADO 1

UNI - 2015 -I

Curso : IRRIGACIN (HH413-G)

Docentes :

Ing. Mansen Valderrama Alfredo (Teora en Aula) Ing. Leonardo Castillo (Prctica en Aula)

Estudiante: Rogger Villasante Guzmn.

Christian Chavez Arroyo. Roger Tuesta Bautista.

Ren Dvalos Navarro.

Presentacin de Informe: 24/04/2015

INDICE 1. UBICACION ............................................................................................................................... 1

1.1 Caractersticas del Suelo ......................................................................................... 2

1.2 Clima ........................................................................................................................ 3

1.3 Seleccin del rea de Riego ................................................................................... 4

1.4 Cultivo a Emplear:.................................................................................................... 6

1.5 Calculo de la Evapotranspiracin .......................................................................... 11

2. CALCULO DEL CAUDAL Y VOLUMEN DE RIEGO .........................................................15

2.1 Cuadro resumen: ................................................................................................... 15

2.2 Calculo del riego: ................................................................................................... 15

3. LINEA DE IMPULSION..........................................................................................................17

3.1 Diseo del Sistema de Impulsin del Reservorio ................................................. 17

3.2 Calculo de Potencia de los Resorvios ................................................................... 18

1. UBICACION

UBICACIN DE LA ZONA A IRRIGAR.

El rea a irrigar se encuentra en el departamento de Puno, provincia de Huancan, distrito

de Cojata.

Para saber los cultivos ms deseables de la zona se busc proyectos similares que hayan

sido realizados en la provincia de Huancan. Con estas referencias se encontr el Proyecto

de irrigacin con cdigo SNIP: 310422; donde indican los cultivos ms relevantes como:

- Papa amarga.

- Haba.

- Avena Forrajera.

- Cebada

- Quinua.

De todos los indicados elegimos como alternativas a la Quinua, ya que son de los cultivos

ms resistentes que soportan muy bajas temperaturas y se acomodan a muy bajas

temperaturas.

1.1 Caractersticas del Suelo

El suelo en el que se desea proyectar el rea de riego presenta un suelo Franco

Limoso, de acuerdo a un estudio de la zona cercana al proyecto, el cual presenta

las siguientes propiedades fsicas segn el Estudio FAO Riego y Drenaje (Cuadro

19):

Capacidad de Campo (CC) 22 - 36 %

Punto de Marchitez (PM) 9 - 21 %

Densidad del suelo (Ds) 1.40 gr/cm3

Dimetro de Humedecimiento

0.50 m

Tasa mx. de Infiltracin 30 mm/da

Asumimos los siguientes valores:

Capacidad de Campo: 30% o 300 mm/da

Punto de Marchitez: 15% o 150 mm/da

Profundidad radicular mxima: 900 cm

1.2 Clima

Se tomaron datos de una estacin cerca al proyecto: Estacin Huaraya-Moho.

Resumiendo los datos de las estaciones tenemos:

Estacion HUARAYA-MOHO

Latitud 1523'17'' Altitud 3890 msnm

Longitud 6929'29''

Tmin (C) Tmx (C) Humedad Viento (Km/da) Horas de Sol

ENERO 8.8 11.7 69 138.24 192.1

FEBRERO 8.8 11.4 67 129.6 185.4

MARZO 8.6 11 66 129.6 211.3

ABRIL 7.3 10.1 63 138.24 249.4

MAYO 6.5 8.7 58.5 155.52 285.5

JUNIO 5.2 7.6 55 172.8 276.2

JULIO 5.1 8.1 51 172.8 295.9

AGOSTO 6 8.9 52 190.08 291.1

SETIEMBRE 7.5 9.5 52 190.08 270.4

OCTUBRE 8.5 10.8 54.5 181.44 278

NOVIEMBRE 8.3 11 57.5 181.44 253.8

DICIEMBRE 8.8 10.8 63 216 223.7

1.3 Seleccin del rea de Riego

El rea de terreno escogida para el proyecto de riego consistir en la totalidad del rea

asignada, la misma que tiene una extensin aproximada de 47 Ha y un permetro de 5km

aproximadamente.

El rea total del terreno fue subdivida en 3 sectores.

SECTOR 1: De forma rectangular

largo: 770.784 m

ancho: 202.500 m

rea: 156013.518 m2 =15.6 Ha

permetro: 1946.477 m

elevaciones: 4010-4030 m.s.n.m.

Se usar el reservorio N1 para regar esta zona


largo: 770.784m

ancho: 202.500 m

rea: 156013.518 m2 =15.6 Ha





largo: 770.784m

ancho: 202.500 m

rea: 156013.518 m2 = 15.6 Ha




1.4 Cultivo a Emplear:

QUINUA

Generalidades

El cultivo de la quinua se caracteriza por una alta variabilidad climtica y uso de

tecnologa tradicional que se traduce en actividades agrcolas altamente

diversificadas como condicin de eficiencia econmica que les permite disminuir el

riesgo climtico, de plagas y enfermedades.

La produccin de quinua en enero del 2015 fue de 6,7mil toneladas, cifra mayor en

337% (5,2 mil toneladas) a la registrada en similar mes del 2014 (1,5 mil toneladas),

como resultado de la mayor produccin en el departamento de Arequipa (339%),

por las mayores reas sembradas durante la campaa agrcola 2014-2015,

principalmente, en la zona de la Irrigacin Majes.

En este caso especial, la produccin anual de quinua se viene incrementado

exponencialmente a partir del ao 2013; de all que la produccin del mes de enero

de este ao es la ms alta de las registradas a la fecha. No obstante lo sealado, el

precio promedio en chacra de la quinua en enero de este ao lleg a S/. 5,96 el kg;

precio ligeramente superior al alcanzado en el mes anterior (S/. 5,62); pero, bastante

ms bajo (-42%) que el alcanzado en enero del ao 2014, que fue S/. 10,33.

Cuadro 1. Fuente. Sistema Integrado de Estadstica Agraria SIEA-Ministerio de Agricultura y Riego. Enero 2015.

En el departamento de Puno se concentra aproximadamente el 68.3% de la

produccin nacional de quinua, aqu se encuentra la mayor biodiversidad, superficie

sembrada y cosechada. Sin embargo, los rendimientos an son bajos. En esta

actividad se generan alrededor de 2, 659,575 de jornales, con una superficie

sembrada en la ltima campaa agrcola 2011-2012 de 42,074 hectreas.

Los costos de produccin son relativamente bajos, no se requiere de infraestructura

compleja para el lavado, secado y almacenamiento, ni de gran cantidad de mano de

obra para su produccin.

Su importancia social, econmica y cultural radica en garantizar seguridad

alimentaria y porque representa una oportunidad para generar mayores ingresos a

las comunidades campesinas.

El cultivo tiene una amplia adaptacin agroecolgica, pero las condiciones ptimas

son entre 3,000 y 4,000 m.s.n.m. y precipitacin de 300 a 750 mm.

Cantidad de semilla por hectrea y siembra del cultivo.

La cantidad de semilla por hectrea en quinua es de 8 a 15 kg/ha (Mujica, 1977); los

mismos que se reajustan de acuerdo al tamao de la semilla, modalidades de

siembra y del tipo de agroecosistema. En densidades mayores, se emplean

variedades de tamao grande (dimetros de semilla mayores a 2 mm), as como en

siembras al voleo y en agroecosistema pampa; mientras que en bajas densidades,

agroecosistema waru waru (se descuenta el rea que corresponde a los canales),

para la modalidad de siembra en surcos y en hoyos, se usan variedades de semillas

pequeas.

En todo caso, un distanciamiento entre plantas de 0.08 a 0.10 m, que significa

10 a 12 plantas por metro lineal, son de mayor tendencia a mayor produccin

de grano (Mujica, 1977).

Se recomienda dejar plantas vigorosas de la variedad separadas de 5 a 10 cm entre

ellas; debido a que todava tendrn prdidas de plantas durante las fases posteriores

de desarrollo del cultivo (ver figura 1).

Las altas densidades resultan con plantas pequeas y dbiles con mejor rendimiento

por planta, por otra parte las bajas densidades da lugar a plantas ramificadas de

prolongan su ciclo de vida y proveen el espacio para crecimiento de maleza. La

finalidad es obtener una densidad final de 25 a 30 plantas por m2 (250 a 270 mil

plantas por ha).

Muchas veces, la planta no llega a madurar por quedar fuera del periodo vegetativo,

debido a la presencia de las primeras heladas.

Por ser pequeo el tamao de la semilla de quinua, la profundidad de su siembra no

debe ser mayor de 3 cm. Debido a esta caracterstica, se sugiere una profundidad

de siembra que vare de 1 a 3 cm, de acuerdo a la humedad del suelo. As, a mayor

humedad del suelo, menos profundidad de siembra. Cabe indicar que si la

profundidad es mayor que la recomendada, las plantas no llegan a emerger por

asfixia y poca fuerza para superar la tierra que las cubre. Si la siembra es superficial,

los rayos solares las afectan, muriendo el embrin. Los surcos deben tener una

profundidad de 15 a 20 cm.

La siembra se puede realizar en forma manual (al voleo o en lneas a chorro

continuo), o en forma mecanizada (uso de las sembradoras), debiendo utilizarse un

distanciamiento entre surcos de 35 40 cm (con yunta) y 40 a 60 cm (con

maquinaria).

Es preferible que la profundidad del suelo sea de 80 cm o ms, ya que las races

pueden llegar hasta los 1.20 m de profundidad. El pH ptimo para el cultivo de

quinua flucta en un rango de 6.5 a 8.0.

Figura 1. Distanciamiento ideal entre plantas

Requerimiento Hdrico del Cultivo

El requerimiento mnimo de precipitacin pluvial para la germinacin de la semilla

de quinua es entre 30 a 45 mm durante dos a cinco das, inclusive para el posterior

establecimiento de la planta; aunque, despus de establecido, ocurra una sequa o

veranillo, de 40 a 60 das, que es normal en la cuenca del Titicaca.

El cultivo de quinua requiere de 300 a 500 mm de agua en los 161 das de su

periodo vegetativo. Pero tambin se produce quinua con una precipitacin

promedio de 250 mm/a y 360 mm/a en el altiplano sur y centro de Bolivia

respectivamente. Soporta el dficit hdrico, excepto en las fases fenolgicas de

germinacin a 4 hojas verdaderas y floracin.

El cultivo de quinua demanda mayor requerimiento de agua durante la floracin y la

fructificacin (M Garca, Hidalgo).

En caso de riego por goteo se debe efectuar siembras a dos hileras para aprovechar

mejor las cintas conductoras de agua y del nmero de goteros a utilizarse.

El agua se infiltra mejor aplicando el riego por goteo (40 centmetros en 5 horas), en

cambio por aspersin solamente penetra 8 centmetros en 5 horas de riego. La

distribucin del agua es localizado y uniforme en el riego por goteo y desuniforme

por aspersin. En el riego por goteo se usa menos agua, en comparacin a lo que

se aplica en el riego por aspersin.

El sistema de riego por goteo requiere menos presin para la fluidez y aplicacin del

agua que el sistema por aspersin. Los rendimientos (Kg/ha) con sistemas de riego

tecnificado es superior (300%), que cuando se cultiva en secano (M Garca,

Hidalgo).

poca de siembra.

Estas varan de acuerdo a la zona y las variedades que se van a cultivar (precoces

o tardas), tambin depende de la presencia de la lluvia y del grado de humedad del

suelo; por ejemplo variedades sajama, Salcedo INIA, Illpa INIA, que son precoces

de 140 150 das, se deben sembrar en los meses de octubre a primera semana

de noviembre; Mientras que las variedades Kancolla, chewecca, tahuaco, que son

tardas de 170 a 180 das de periodo vegetativo deben sembrarse en los meses de

septiembre y la variedad Blanca de Juli, que es semitardia con 170 das de periodo

vegetativo, se recomienda sembrar en octubre.

Fases fenolgicas del cultivo quinua

Consiste en la aparicin de las diferentes fases vegetativas cuya sucesin constituye

el crecimiento y desarrollo de la planta durante su ciclo biolgico. Segn la variedad

y condiciones del medio ambiente, el ciclo biolgico de quinua es de 145 a 180 das.

Sobre el desarrollo de la planta influye tanto el genotipo como el ambiente.

o Germinacin

El grano de quinua se hincha con cierta cantidad de humedad despus de 4h

15min. A las 72 horas germina el grano, con el desplazamiento de la radcula y

la plmula, que an se abastecen de las reservas nutritivas de la semilla.

o Emergencia de plntulas

De 6 a 8 das de la siembra los cotiledones emergen a la superficie del suelo, la

raz empieza a desarrollarse por el cual la plntula inicia a abastecerse de agua

y nutrientes del suelo, se inicia el proceso de fotosntesis. La altura promedio de

plntula es de 0.7 cm, longitud de cotiledones 1.4cm y longitud de raz 3.5 cm.

o Dos hojas verdaderas

Esta fase ocurre de 16 a 20 das de la siembra, las plntulas miden de 1.5 a 2.0

cm de altura, longitud de hoja 0.7 a 1.0 cm, ancho de hoja 0.3 a 0.6 cm y longitud

de raz 6.5 a 8.3 cm.

o Cuatro a seis hojas verdaderas

Ocurre entre 38 a 42 das de la siembra. Fase fenolgica crtica en presencia de

veranillos prolongados, competencia de malezas y ataque de gusano

cortadores.

o Ramificacin

Esta fase se presenta a 52 das de la siembra, definicin de la fase vegetativa.

o Inicio de panoja

Inicio de la fase reproductiva, desde los 57 a 61 das de la siembra. Esta fase

puede ser crtica para el ataque de mildiu.

o Inicio de floracin

La floracin inicia en la parte apical de la panoja y continua hasta la base, se da

a los 80 a 90 das de la siembra.

o Floracin

Esta fase es crtica para el ataque de mildiu, presencia de heladas, granizo y

veranillos prolongados, que hacen infrtil al polen. Es adecuado para la

evaluacin de la incidencia de mildiu. La floracin se da a los 95 a 132 das de

la siembra.

o Madurez fisiolgica

La planta pierde su coloracin original, gira a un color amarillo hay defoliacin

de hojas que se inicia en la base, el contenido de humedad es de 18 a 22%. Con

esta fase concluye el periodo biolgico de la planta (150 a 180 das de la

siembra).

En resumen tenemos para la Quinua, los siguientes datos para el proyecto de riego:

Espaciamiento lateral = 80 cm Espaciamiento entre plantas = 10 cm Profundidad de races = 1.20 m

Etapas Inicio Desarrollo Media Final Total

Das 35 40 40 50 165

Se tiene los valores de Kc:

Etapas Inicio Media Final

Kc 0.87 1.14 0.78

Fuente: Evapotranspiracin mxima del cultivo de la quinua por lisimetria y su relacin

con la evapotranspiracin potencial en el altiplano boliviano

Tambin se presentan algunos parmetros segn el Estudio FAO Riego y Drenaje

(Cuadro 22):

Profundidad radicular mxima = 1.20 m Fraccin de agotamiento = 0.55 Fecha de inicio de sembro: Mes de octubre.

1.5 Calculo de la Evapotranspiracin

Para calcular la Evapotranspiracin, haremos uso del programa CROPWAT 8.0.

o Datos Climatologicos: Estacin HUARAYA-MOHO 3890 msnm.

o Datos de Precipitacin: Asumimos cero milmetros para todos los meses.

o Datos del Cultivo.

o Datos del Suelo.

o Finalmente obtenemos los clculos de EVAPOTRANSPIRACION DE LA

QUINUA

Obtenindose una Evapotranspiracin Mxima de 4.05 mm/da, en el mes de

enero.

2. CALCULO DEL CAUDAL Y VOLUMEN DE RIEGO

2.1 Cuadro resumen:

Resumen Tipo de Suelo Franco Limoso

Capacidad de Campo (%) 30

Punto de Marchitez (%) 15

Densidad del Suelo (gr/cm3) 1.4

%HD 50

EVT mx. (mm/da) 4.05

Prof. de la raz (m) 1.2

Dist. entre plantas (m) 0.1

Dist. entre laterales (m) 0.8

Eficiencia (%) 80

2.2 Calculo del riego:

rea de riego: 15.50 Ha

Suelo: Franco Limoso.

Capacidad de Campo (CC) 30.00%

Punto de Marchites (Pm) 15.00%

Densidad del Suelo (Ds) 1.40 gr/cm3

% HD 50.00%

ET max 4.05 mm/dia

n 80.00%

Cultivo: Quinua.

Esp. Lateral 0.80 m

Esp. Plantas 0.10 m

Prof. Raices 1200.00 mm

CLCULO DE RIEGO.

R 5.06 mm/dia

CPACIDAD DE RETENCIN DEL SUELO.

Ln 126.00 mm

Ln 1260.00 m3/Ha

ESPACIAMIENTO DE GOTEROS

humedo 0.50 m

rhumedo 0.25 m

Opcin1 0.40 m Garantiza un traslape del 40%

Opcin2 0.45 m Garantiza un traslape del 20%

Se 40% 45.00 cm

Se 20% 40.00 cm

CLCULO DE PORCENTAJE DE REA MOJADA.

rea Mojada 0.20

rea Total 0.32

% AM 62.50 %

LMINA NETA CORREGIDA.

Lnc 78.75 mm

Lnc 787.50 m3/Ha

FRECUENCIA DE RIEGO

Fr Goteo 19.44 dias Riego por Goteo

Fr Aspersin 31.11 dias Riego por Aspersin

LAMINA BRUTA

Lb 5.06 mm/dia

CAUDAL PREELIMINAR DEL SISTEMA

H/D 1 15.00 h Opcion 1



Q 1 14.54 l/s Opcion 1



CLCULO DEL VOLUMEN DE AGUA REQUERIDO

Volmen 785.32 m3

DISEO DEL RESERVORIO

1.- Reservorio Nocturno con el objeto de permitir el riego solo durante el dia.

2.- El volumen calculado ser para el rea total y luego sera dividido en 3 reas iguales.

3.- El reservorio serade forma circular para obtener un mejor comportamiento de la estructura.

Volumen del Reservorio

TAlmacenamiento 15.00 h

VTotal 785.32 m3

Dimensiones del Reservorio Circular.

D 10.00 m

H 10.00 m

3. LINEA DE IMPULSION

3.1 Diseo del Sistema de Impulsin del Reservorio

Para el llenado del reservorio 1, se deber almacenar un volumen de 785.32 m3 en un

tiempo de 12 horas (El tiempo de llenado fue estimado de tal manera para que el caudal no

sea alto y no se generen altas velocidades).

Clculo de caudal de llenado y dimetro de tuberas:

El caudal es calculado de la siguiente forma:

Debido a la posicin de los puntos de captacin se establecern 2 estaciones de bombeo.

3.2 Calculo de Potencia de los Resorvios

RESERVORIO 1. (Estacin de Bombeo 1)

SELECCIN DEL DIAMETRO ECONOMICO

Diametro economico segn Bresse

D = 1.3 x X1/4 x Qb 1/2

Caudal: Q = 18.28 lps

Numero de horas de bombeo N = 12.00 h

Caudal de bombeo: Qb = 36.56 lps

Diametro economico D = 209.02 mm

PERDIDA DE CARGA EN LA LINEA DE IMPULSION

Perdida de carga por friccion en la tuberia

hf = [ Qb / ( 0.2785 x C x D2.63 ) ]1/0.54 x L


Coeficiente de H&W: C = 140

Diametro nominal DN = 219 mm

Espesor de la tuberia e = 7.9 mm

Diemetro interior de la tuberia: D = 203.20 mm Longitud de la linea de impulsion: L = 250.00 m

Perdida de carga por friccion: hf = 1.45 m

ALTURA GEOMETRICA

Hg = CD - CB

Cota de llegada al punto de descarga CD = 4065.00 m Cota nivel de bombeo (nivel de parada) CB =

4030.00 m

Altura geometrica Hg = 35.00 m

ALTURA DINAMICA TOTAL

HDT = Hg + Hf + Ps

Altura geometrica: Hg = 35.00 m

Perdida de carga total: Hf = 1.45 m

Pesion de descarga: Ps = 2.00 m

Altura Dinamica Total: HDT = 38.45 m 39.00 m

Potencia del motor POT= 21.63 HP 21.50 HP




D = 1.3 x X1/4 x Qb 1/2







hf = [ Qb / ( 0.2785 x C x D2.63 ) ]1/0.54 x L





Diemetro interior de la tuberia: D = 203.20 mm Longitud de la linea de impulsion: L = 400.00 m


ALTURA GEOMETRICA

Hg = CD - CB

Cota de llegada al punto de descarga CD = 4056.00 m Cota nivel de bombeo (nivel de parada) CB = 4010.00 m

Altura geomtrica Hg = 46.00 m


HDT = Hg + Hf + Ps

Altura geomtrica: Hg = 46.00 m








D = 1.3 x X1/4 x Qb 1/2







hf = [ Qb / ( 0.2785 x C x D2.63 ) ]1/0.54 x L





Diemetro interior de la tuberia: D = 203.20 mm

Longitud de la linea de impulsion: L = 450.00 m


ALTURA GEOMETRICA

Hg = CD - CB

Cota de llegada al punto de descarga CD = 4037.00 m Cota nivel de bombeo (nivel de parada) CB = 4010.00 m

Altura geometrica Hg = 27.00 m


HDT = Hg + Hf + Ps

Altura geometrica: Hg = 27.00 m





CARATULA.pdfULTIMO.pdf

Documents

T.E.N°1