EDRIS: Software para la Evaluación EDRIS: Software para la Evaluación y el Diseño del Riego por Surcos con y el Diseño del Riego por Surcos con

Flujo Continuo e IntermitenteFlujo Continuo e Intermitente

EDRIS: Software para la Evaluación EDRIS: Software para la Evaluación y el Diseño del Riego por Surcos con y el Diseño del Riego por Surcos con

Flujo Continuo e IntermitenteFlujo Continuo e Intermitente

INSTITUTO DE INVESTIGACIONES DE RIEGO Y DRENAJEINSTITUTO DE INVESTIGACIONES DE RIEGO Y DRENAJE

Los sistemas de Riego por Superficie son buenos

SI...

...y el “SI” implica un número de condiciones.

Cuatro grupos de condiciones pueden ser consideradas:

Condiciones Físicas

Diseños Apropiados

Operación Adecuada

Recursos Suficientes

DISEÑOS APROPIADOSDISEÑOS APROPIADOS

Caracterización del Proceso de Infiltración.Caracterización del Proceso de Infiltración.

Herramientas de Diseño Adecuadas.Herramientas de Diseño Adecuadas.

Optimización de Parámetros de Diseño y Optimización de Parámetros de Diseño y Operación.Operación.

Software EDRISSoftware EDRISEEvaluación y valuación y DDiseño del iseño del RIRIego por ego por SSurcosurcos

Análisis Hidráulico y Análisis Hidráulico y Geométrico de los SurcosGeométrico de los Surcos

A=a1*YA=a1*Ya2 a2 P=b1*YP=b1*Yb2b2 A A22RR4/34/3=p1*A=p1*Ap2p2

A: Area del Surco [m2] P: Perímetro del Surco [m]A: Area del Surco [m2] P: Perímetro del Surco [m]

Y: Tirante [cm] R: Radio Hidráulico [m]Y: Tirante [cm] R: Radio Hidráulico [m]

a1, a2, b1, b2, p1, p2: Coeficientes Empíricosa1, a2, b1, b2, p1, p2: Coeficientes Empíricos

Análisis Hidráulico y Análisis Hidráulico y Geométrico de los SurcosGeométrico de los Surcos

Pantalla de ResultadoPantalla de Resultado

Evaluación I.- InfiltraciónEvaluación I.- Infiltración

•Aproximación de dos puntos para dar solución a la ecuación de Aproximación de dos puntos para dar solución a la ecuación de Balance de Volumen con el modelo de infiltración de Kostiakov.Balance de Volumen con el modelo de infiltración de Kostiakov.

•Procedimiento para cuantificar el efecto del perímetro mojado Procedimiento para cuantificar el efecto del perímetro mojado del surco sobre los parámetros de infiltración.del surco sobre los parámetros de infiltración.

Evaluación I.- InfiltraciónEvaluación I.- Infiltración

AvanceLongitud del campo (L)

Entrada de agua

Flujo superficial

Infiltración

Calado

Lámina Inf.

Se empleó la solución de Valiantzas (1997) para estimar los Se empleó la solución de Valiantzas (1997) para estimar los factores de forma superficial (ry) y subsuperficial (rz) en factores de forma superficial (ry) y subsuperficial (rz) en condiciones de flujo uniforme.condiciones de flujo uniforme.

Evaluación I.- InfiltraciónEvaluación I.- Infiltración

Se analizaron Se analizaron 13121312 perfiles de flujo superficial perfiles de flujo superficial generados con el modelo SIRMODgenerados con el modelo SIRMOD

a - 0.2 y 0.8a - 0.2 y 0.8

p2 - 2.66 y 3.33p2 - 2.66 y 3.33

So - 0 y 0.001So - 0 y 0.001

Se constató para condiciones de flujo no uniforme Se constató para condiciones de flujo no uniforme (So*Ta*<1 y So*Xa*<1)(So*Ta*<1 y So*Xa*<1)

ry solamente depende de a y p2ry solamente depende de a y p2

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

0 5 10 15 20 25 30 35

Tadv*

ry

a=0.8 p2=2.667

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

0 5 10 15 20 25 30 35

Tadv*

ry

a=0.8 p2=2.667

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

0 1 2 3 4 5

Tadv*

ry

a=0.6 p2=2.667

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

0 1 2 3 4 5

Tadv*

ry

a=0.6 p2=2.667

Evaluación I.- InfiltraciónEvaluación I.- Infiltración

0.015ES 923.0R

p377.0a19.0ry

2

577.02

3.2

0.015ES 923.0R

p377.0a19.0ry

2

577.02

3.2

Evaluación I.- InfiltraciónEvaluación I.- Infiltración

2po

22o

o

2a1

2a1

o

A1p

nQS

2aL1a

1ry1

A

Flujo No UniformeFlujo No Uniforme

(So*Ta*<1 y So*Xa*<1)(So*Ta*<1 y So*Xa*<1)

Flujo UniformeFlujo Uniforme

(So*Ta*>1 y So*Xa*>1)(So*Ta*>1 y So*Xa*>1)

2p

1

oSo1p

nQA

ry Propuestory Propuesto ry Valiantzasry Valiantzas

Evaluación I.- InfiltraciónEvaluación I.- Infiltración

0.5

0.52

0.54

0.56

0.58

0.6

0.62

0.64

0.66

0.68

0.7

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3

So*Xadv*

ry

So*Tadv* >1

Zona de Transición

a=0.6 p2=2.667

ry Propuesto ry Valiantzas

0.5

0.52

0.54

0.56

0.58

0.6

0.62

0.64

0.66

0.68

0.7

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3

So*Xadv*

ry

So*Tadv* >1

Zona de Transición

a=0.6 p2=2.667

ry Propuesto ry Valiantzas

0

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

0.035

0.04

0.045

0.05

0.055

0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0.045 0.05 0.055

Ao (m2)

An

(m

2 )

Y=1.08X+0.0022

R2=0.924Zona de Transición

0

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

0.035

0.04

0.045

0.05

0.055

0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0.045 0.05 0.055

Ao (m2)

An

(m

2 )

Y=1.08X+0.0022

R2=0.924Zona de Transición

Evaluación I.- InfiltraciónEvaluación I.- Infiltración

e

neaene PM

PMtKz

Evaluación I.- InfiltraciónEvaluación I.- Infiltración

Pantalla de ResultadoPantalla de Resultado

A partir de las curvas de avance y recesión, la geometría del A partir de las curvas de avance y recesión, la geometría del surco y los parámetros de infiltración; se determinan los sgtes. surco y los parámetros de infiltración; se determinan los sgtes. índices:índices:

Eficiencia de Aplicación y de Almacenamiento, Pérdidas por Eficiencia de Aplicación y de Almacenamiento, Pérdidas por Percolación Profunda y Escurrimiento Superficial, Uniformidad Percolación Profunda y Escurrimiento Superficial, Uniformidad de Distribución Absoluta y del Cuarto Inferior, Dosis de Riego de Distribución Absoluta y del Cuarto Inferior, Dosis de Riego Máxima, Media y MínimaMáxima, Media y Mínima

Evaluación II.- Indices de Evaluación II.- Indices de IdoneidadIdoneidad

L

VZR

VPP Vd

ZRVES

Longitud Máxima Admisible de Longitud Máxima Admisible de los Surcoslos Surcos

•Escurrimiento Superficial: Método RacionalEscurrimiento Superficial: Método Racional•Coefiente de Escurrimiento: Número de la CurvaCoefiente de Escurrimiento: Número de la Curva•Tiempo de Concentración: Ecuación de ManningTiempo de Concentración: Ecuación de Manning•Intensidad de la Lluvia: Precipitación del 20%/T.ConcentraciónIntensidad de la Lluvia: Precipitación del 20%/T.Concentración•Area Tributaria: Longitud de Surco*EspaciamientoArea Tributaria: Longitud de Surco*Espaciamiento

Longitud Máxima Admisible de Longitud Máxima Admisible de los Surcoslos Surcos

CC ll aa ss ee HH ii dd rr oo ll óó gg ii cc aa VV ee ll oo cc ii dd aa dd MM áá xx ii mm aa(( mm // ss ))

A 0 . 1 3

B 0 . 1 7

C 0 . 2 1

D 0 . 2 5

_ Velocidades Antierosivas _ _ Velocidades Antierosivas _

De acuerdo a la correspondencia entre los suelos De acuerdo a la correspondencia entre los suelos cubanos y las Clases Hidrológicas del Método del cubanos y las Clases Hidrológicas del Método del Número de la Curva, se establecieron las velocidades Número de la Curva, se establecieron las velocidades admisibles del flujo superficial:admisibles del flujo superficial:

Longitud Máxima Admisible de Longitud Máxima Admisible de los Surcoslos Surcos

UU ss oo dd ee TT ii ee rr rr aa LL aa bb oo rr ee oo

B a r b e c h o S u r c o s R e c t o s

C u l t i v o s e n h i l e r a s S u r c o s R e c t o s

C u l t i v o s e n h i l e r a s S u r c o s e n C o n t o r n o

_ Condiciones Hidrológicas _ _ Condiciones Hidrológicas _

Para el cálculo de la retención máxima potencial se Para el cálculo de la retención máxima potencial se emplearon las combinaciones más desfavorables de uso emplearon las combinaciones más desfavorables de uso de tierra y laboreo para la condición de humedad de tierra y laboreo para la condición de humedad antecedente III:antecedente III:

Longitud Máxima Admisible de Longitud Máxima Admisible de los Surcoslos Surcos

R ed u c ir Tc1A u m en ta r Tc1

A u m en ta r LR ed u c ir L

s in o

s in o

Tc1 = Tc2

L=Longitud M áxim a

Velocidad < Velocidad M áx.o

T irante < T irante M áx.

T c2 < T c1

Calcular T iem po de ConcentraciónT c2

Calcular Escurrim iento Pico,Escurrim iento M edio y

Velocidad del Flujo

Calcular Lluvia con T c1

Suponer T iem po de ConcentraciónT c1

Suponer Longitud de Surco: L

100 mm100 mm160 m160 m

Diseño con Flujo ContinuoDiseño con Flujo Continuo

•Fase de Avance: Solución a la ecuación de Balance de Volumen Fase de Avance: Solución a la ecuación de Balance de Volumen con factores de forma superficial y subsuperficial de Valiantzas con factores de forma superficial y subsuperficial de Valiantzas para condiciones de flujo uniforme, y factor de forma superficial para condiciones de flujo uniforme, y factor de forma superficial propuesto para condiciones de flujo no uniforme.propuesto para condiciones de flujo no uniforme.

•Fases de Agotamiento y Recesión: Se desarrolló un sencilla Fases de Agotamiento y Recesión: Se desarrolló un sencilla solución a la ecuación de Balance de Volumen.solución a la ecuación de Balance de Volumen.

Diseño con Flujo ContinuoDiseño con Flujo Continuo

DistanciaDistanciaLL

TiempoTiempo

T.AvanceT.Avance

T.CorteT.Corte

T.AgotamientoT.Agotamiento

T.RecesiónT.Recesión

T.Req.T.Req.T.Recesión= Volumen Superficial/QT.Recesión= Volumen Superficial/QT.Recesión= Volumen Superficial/QT.Recesión= Volumen Superficial/QT.Agotamiento= Volumen1/QT.Agotamiento= Volumen1/QT.Agotamiento= Volumen1/QT.Agotamiento= Volumen1/Q

DistanciaDistanciaLL

TiempoTiempo

T.AvanceT.Avance

T.CorteT.Corte

T.AgotamientoT.Agotamiento

T.RecesiónT.Recesión

T.Req.T.Req.

Diseño con Flujo ContinuoDiseño con Flujo Continuo

Presentación de Resultados FinalesC u rvas d e A van ce y R eces ió n

In d ices d e Id on e id adE vo lu c ió n d e T iran tes , D os is d e R ieg o

Selección de Solución Optim a

Cálculo de Indices de IdoneidadE fic ien c ia d e A p licac ió n

U n ifo rm id ad d e D is trib u c ió n

Cálculo de las Fases de Agotam iento y Recesión

Cálculo de la Fase de Avance

Ajuste de Parám etros de Infiltración

Desde Qm in hasta Qm ax

Entrada de Datos BásicosL on g itu d , In filtrac ió n , R u g os id ad

G eom etría y E sp ac iam ien toD os is d e R ieg o

Diseño con Flujo IntermitenteDiseño con Flujo Intermitente

•Se desarrolló un procedimiento analítico que permite estimar los Se desarrolló un procedimiento analítico que permite estimar los índices de idoneidad del riego por pulsos a partir de un diseño de índices de idoneidad del riego por pulsos a partir de un diseño de riego por surcos convencional riego por surcos convencional

Diseño con Flujo IntermitenteDiseño con Flujo Intermitente

Diseño con Flujo IntermitenteDiseño con Flujo Intermitente

0

1 0

2 0

3 0

4 0

5 0

6 0

7 0

8 0

9 0

1 0 0

0 0 .0 4 0 .0 8 0 .1 2 0 .1 6 0 .2 0 .2 4 0 .2 8 0 .3 2 0 .3 6 0 .4T a 1 /T A

Red

ucci

ón V

A (%

)

2 C ic lo s

3 C ic lo s

4 C ic lo s

8 C ic lo s0

1 0

2 0

3 0

4 0

5 0

6 0

7 0

8 0

9 0

1 0 0

0 0 .0 4 0 .0 8 0 .1 2 0 .1 6 0 .2 0 .2 4 0 .2 8 0 .3 2 0 .3 6 0 .4T a 1 /T A

Red

ucci

ón V

A (%

)

2 C ic lo s

3 C ic lo s

4 C ic lo s

8 C ic lo s

0

5 0

1 0 0

1 5 0

2 0 0

2 5 0

3 0 0

3 5 0

4 0 0

4 5 0

5 0 0

0 0 .0 4 0 .0 8 0 .1 2 0 .1 6 0 .2 0 .2 4 0 .2 8 0 .3 2 0 .3 6 0 .4T a 1 /T A

Incr

emen

to E

A (%

)

2 C ic lo s

3 C ic lo s

4 C ic lo s

8 C ic lo s0

5 0

1 0 0

1 5 0

2 0 0

2 5 0

3 0 0

3 5 0

4 0 0

4 5 0

5 0 0

0 0 .0 4 0 .0 8 0 .1 2 0 .1 6 0 .2 0 .2 4 0 .2 8 0 .3 2 0 .3 6 0 .4T a 1 /T A

Incr

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to E

A (%

)

2 C ic lo s

3 C ic lo s

4 C ic lo s

8 C ic lo s