CURSO : IRRIGACION Y DRENAJE

TEMA : DRENAJE AGRICOLA

DRENAJE AGRICOLA

Historia del drenaje

Aunque el término de drenaje no fue utilizado sino hasta el siglo XIX, existían ya trabajos

importantes sobre evacuación de aguas en el Medio Oriente y Asia, muchos siglos antes.

Un ejemplo de ello es el control del agua en los ríos Éufrates (Mesopotamia) y Nilo

(Egipto), ríos Amarillo y Azul en China.

En Grecia, Diógenes Laerce (III a.C.), menciona en uno de sus libros sobre las epidemias

que azotaron la población de Celinonte causadas por el exceso de humedad del río que

circundaba la ciudad y sobre cómo fueron recuperadas las grandes llanuras a través del

empleo del drenaje: “Empédocles, hizo drenar la ciudad mediante zanjas eliminando los

excesos de humedad, canalizándolas fuera de los límites y evitando así las enfermedades

causadas por los mosquitos transmisores”.

En Roma, Columela (I d.C.), considerado como uno de los primeros agrónomos, en su obra

de re rústica” habla ya de zanjas de aproximadamente 90 cm. de profundidad ocultas y

superficiales para drenar tierras. 18 siglos más tarde la técnica descrita por Columela es

utilizada para evacuar excesos de humedad en Inglaterra.

Fue precisamente en Inglaterra donde se pusieron en práctica las técnicas de drenaje en

gran parte de su territorio. En los primeros años alrededor de 1833 fue utilizada la teja de

barro como un canal subterráneo con el fin de evacuar la humedad del suelo. En 1843

aparecen las primeras máquinas que fabricaban la teja primero plana y luego en forma

cilíndrica. El gobierno Inglés fue uno de los promotores principales para que la técnica se

extienda en todo el país. En 1852 se habrían drenado cerca de 550,000 ha.

En los años 40´s de este siglo, aparece el empleo del drenaje con drenes de plástico, al

principio la técnica tiene un alto costo y no puede competir con el dren de barro. El uso del

PVC (cloruro de polivinilo) como material primario después de largas investigaciones

empieza a desplazar al barro, inicialmente como tubos lisos y posteriormente en forma

anillada como se le conoce hasta la fecha. Ahora los materiales han cambiado a otro tipo de

materiales plásticos más durables, resistentes y flexibles.

ANTECEDENTES

Los suelos pueden tener alta humedad por causas naturales como: exceso de lluvias,

inundaciones, poca permeabilidad de las capas del subsuelo, obstáculos para las

escorrentías, entre otros factores.

Desde tiempos remotos el hombre aprendió a construir canales, zanjas, desagües, diques y

otras obras para preservar sus suelos agrícolas o para recuperarlos. Estas obras eran

similares para los fines de riego como para el drenaje, y pueden ser superficiales o

subterráneas, abiertas o cerradas. Para extraer y conducir el agua hasta terrenos más bajos o

cauces se aprovecha la fuerza de la gravedad o se emplean bombas u otros dispositivos.

El 35% de las tierras agrícolas cubanas están afectadas por problemas de mal drenaje,

inundaciones y salinidad. En estas áreas para obtener rendimientos estables y económicos,

es necesario regar, pero si no se drenan, la producción se pierde parcial o totalmente. Los

trabajos de drenaje agrícola, están indisolublemente ligados a los de recuperación de suelos

salinos mediante lavado. En Cuba se utiliza comúnmente el término drenaje parcelario, que

indica que se recuperan parcelas destinadas a la producción de cultivos sembrados en

parcelas. La generalización del drenaje superficial parcelario en las plantaciones de caña de

azúcar garantizó incrementos en los rendimientos superiores al 20%.

INTRODUCCIÓN

El drenaje agrícola es el conjunto de obras que es necesario construir en una parcela cuando

existen exce¬sos de agua sobre su superficie o dentro del perfil del suelo, con el objeto de

desalojar dichos excedentes en un tiempo adecuado, para asegurar un contenido de

humedad apro¬piado para las raíces de las plantas y conseguir así su ópti¬mo desarrollo.

El drenaje se hace obligado en zonas de riego donde la agricultura es intensiva y el exceso

de agua provoca la elevación de mantos freáticos, algunas veces por la saturación natural

del suelo y otras por la inducción de ésta a través de prácticas deficientes de riego, manejo

inadecuado del suelo, aplicación de agua de riego con baja calidad y algunas veces por la

mezcla de todas ellas provocando un fuente problema a las áreas de cultivo.

OBJETIVOS

El drenaje de los suelos se efectúa con los siguientes objetivos:

1. Evitar el estrés en las plantas por el exceso de humedad

2. Combatir las enfermedades en los cultivos que se favorecen en ambientes húmedos

3. Mantener un régimen de humedad en el suelo favorable para la vida y crecimiento

de las plantas

4. Recuperar terrenos que pueden destinarse a los cultivos, la ganadería u otros usos

5. Proteger los terrenos agrícolas contra las escorrentías producidas por las lluvias u

otras causas

6. Eliminar el exceso de salinidad en el suelo.

Los objetivos del drenaje se pueden resumir en 10 puntos, a continuación se presentan con

el fin de ser específicos:

Incrementar la producción de los cultivos.

Incrementar la calidad de los cultivos.

Controlar el nivel freático.

Aireación optima del suelo.

Incrementar la actividad bacterial y organismo del suelo.

Incrementar la fertibilidad del suelo.

Incrementar el mejor aprovechamiento de la humedad por los cultivos.

Prevenir el ahogamiento de las raíces.

Desalojar las sales nocivas del suelo.

Controlar la polución del suelo.

Objetivos específicos y propósitos de una práctica de drenaje

Restablecer condiciones adecuadas para el desarrollo de los cultivos.

Eliminar el exceso de agua del suelo (superficial o internamente), a fin

de mantener las condiciones de aireación y las actividades biológicas

indispensables para cumplir los procesos fisiológicos relativos al

crecimiento radical. Esto garantizará que los cultivos no se ahoguen y

tengan un mejor desarrollo de las raíces, lo que a su vez significa un

adecuado soporte mecánico y un mayor acceso al agua y a los

nutrientes.

Abatir niveles freáticos someros.

Crear condiciones que permitan mediante la aplicación de lavados,

remover las sales en exceso del perfil del suelo y el mantener un

balance salino.

Objetivos estratégicos de los sistemas de drenaje (en zonas húmedas y

áridas)

Contribuir a conservar y aumentar la productividad agrícola minimizando los impactos

negativos, tanto de excesos de agua y de sales como los ambientales.

Beneficios y desventajas del drenaje agrícola

Beneficios

Los principales beneficios que se obtienen en suelos bien drenados son:

Evitar los impactos ambientales negativos.

Minimizar los efectos negativos en la productividad de las parcelas.

Incrementar la cantidad de oxígeno, favoreciendo el intercambio gaseoso.

Evitar el desarrollo de enfermedades fungosas.

Permitir un mejor y más profundo desarrollo radicular de las plantas,

aumentando la disponibilidad y el aprovechamiento de agua y de

nutrimentos, lo que a su vez las hace más resistentes a la sequía e incrementa

su rendimiento.

Facilitar el acceso a las parcelas y la movilización de maquinaria e

implementos para realizar las labores culturales, colectar la cosecha, manejar

el suelo y los cultivos, etc.

Favorecer las condiciones térmicas del suelo y se puede calentar más rápido

en primavera permitiendo la siembra temprana, ya que un suelo pobremente

drenado requiere 5 veces más de calor para elevar 1° C su temperatura que

un suelo seco.

Disminuir las pérdidas de nitrógeno del suelo ocasionadas por la

desnitirificación.

Propiciar una mayor actividad biológica, que favorece la formación de una

mejor estructura del suelo y una mayor fertilidad.

Desventajas

Las principales desventajas del drenaje agrícola son:

Altos costos de inversión, debido a que se requiere de cierto tipo de obras

(movimiento de tierras, surcos y zanjas, drenes topo, drenes subterráneos,

colectores, etc.),

Existe mayor posibilidad de que se tenga erosión hídrica,

En años secos aumenta el déficit hídrico, por lo que los cultivos reducen sus

rendimientos.

Los drenes abiertos ocupan un área que podría aprovecharse para los

cultivos.

Los taludes de los drenes y zanjas abiertas son susceptibles a la erosión, por

lo que requieren obras de protección que son costosas. Además, su

mantenimiento debe ser estricto para evitar la invasión de malezas o el

exceso de sedimentos que les restan capacidad de evacuación.

El drenaje subterráneo contribuye a la pérdida o reducción de nutrientes del

suelo.

Cuando existen terrenos de propiedad particular dentro de la zona de riego,

los drenes deben respetar al máximo posible los linderos de dichas

propiedades, lo que limita al sistema.

DESARROLLO DEL TEMA

Definición. El drenaje agrícola es el conjunto de obras que es necesario

construir en una parcela cuando existen excesos de agua sobre su superficie

o dentro del perfil del suelo, con el objeto de desalojar dichos excedentes en

un tiempo adecuado, para asegurar un contenido de humedad apropiado para

las raíces de las plantas y conseguir así su óptimo desarrollo.

Causas. En general, las causas de los problemas de drenaje son de dos tipos,

por su origen (natural o artificial) y por su tipo de actividad (activa o

pasiva). Las causas calificadas como naturales son más frecuentes en las

zonas húmedas, mientras que las artificiales ocurren más frecuentemente en

las zonas áridas de riego.

Las causas activas están relacionadas con aportaciones abundantes de agua,

ya sean naturales (lluvias intensas, desbordamientos, inundaciones, etc.) o

artificiales (riegos). Las pasivas son cuando existen impedimentos

generalmente naturales para desalojar dichos excesos de agua, ya sean

topográficos, suelos poco permeables, restricciones del perfil del suelo, etc.,

aunque también pueden ser artificiales, como obstrucciones de diferente

tipo, red de drenaje inadecuada, azolvamiento, etc.

Para evaluar la gravedad de un problema de drenaje, ambas causas deben ser

analizadas conjuntamente, lo cual en términos cualitativos se explica con

relativa facilidad, pero se complica considerablemente cuando se pretende

explicar en términos cuantitativos. Por ejemplo, una recarga dada puede no

producir problemas de exceso de agua si no se tienen impedimentos para su

salida y en cambio, la misma recarga con dificultades para desalojarse

producirá un problema.

Efectos. Los problemas de drenaje se presentan cuando las inundaciones

superficiales asfixian a los cultivos, debido a que el aire es reemplazado por

el agua. Esto evita toda posibilidad de provisión de oxígeno y afecta también

a la actividad biológica y al mismo suelo. Además, internamente reduce el

volumen de suelo disponible para las raíces, afectando la aireación y el

desarrollo radicular, por lo que se disminuye la capacidad de absorción de

agua y nutrientes de la mayoría de las plantas.

Un drenaje interno ineficiente en áreas bajo riego, además de afectar la

aireación e intercambio gaseoso, las aguas freáticas generalmente presentan

altos contenidos de sales, originando en muchas ocasiones problemas de

ensalitramiento de los suelos. Aunque también se presentan en zonas

tropicales, las aguas freáticas tienen bajos contenidos de sales, por lo que

más que considerarse como un problema, pueden ser aprovechadas para la

subirrigación de cultivos.

SISTEMA DE DRENAJE AGRICOLA

Drenaje de contención. Se emplea para evitar que el agua procedente de tierras

más altas alcance zonas más bajas, por lo cual también se denomina drenaje de

interceptación. Consiste en diques o drenajes subterráneos que atraviesan las

pendientes, para interceptar el agua y desviarla hacia conductos naturales o

artificiales antes de que alcance las tierras bajas.

Drenaje abierto. También se le denomina drenaje superficial. Es un sistema de

drenaje que se realiza por conductos abiertos en el terreno (zanjas, canales, etc.). La

principal desventaja de estos conductos es que frecuentemente se atascan con

sedimentos, vegetación, grietas o derrumbes.

Drenaje soterrado. También se le denomina drenaje subterráneo o drenaje

subsuperficial. El método más utilizado es la colocación de tubos en los cuales el

exceso de agua en la tierra se filtra en ellos a través de agujeros que se perforan

expresamente para este fin. También se usan elementos filtrantes enterrados en el

suelo como grava, piedras y otros. En cualquiera de estos sistemas con el tiempo se

producen obstrucciones que es necesario eliminar con trabajos adicionales

complicados y caros.

Red interno

Llamada también red parcelaria o red de campo. Son los elementos del sistema de drenaje

superficial que recogen directamente las aguas interiores del campo sembrado (drenaje

parcelario). Está compuesta por:

Surcos. Pueden ser los surcos naturales que requiere la agrotecnia del cultivo o los

llamados surcos de drenaje en el caso de terrenos conformados para la siembra en

canteros o bancales.

Cunetas. Son zanjas de sección triangular que se construyen junto al camino o

guardarraya que divide un campo típico de otro.

Canal lateral o cabecera de campo. Se ubican en el lado aguas abajo del campo y

tienen la categoría de un canal terciario.

Red externo

Llamada también red sistemática. Son los elementos que reciben los escurrimientos

superficiales de los campos, a través de los canales laterales o terciarios. Está compuesta

por:

Canales colectores. Según su categoría pueden ser colectores secundarios o

colectores primarios, en dependencia de los elementos de donde reciben las aguas

drenadas.

Canal magistral. También llamado desagüe final o colector principal. Es el canal

encargado de conducir fuera del área agrícola las aguas recolectadas.

Receptor. Es el elemento final del sistema de drenaje, hacia donde van todas las

aguas que captó la red y recibe estas directamente del colector magistral.

Generalmente es un arroyo, río, lago, o un sistema de pozos de recarga al manto

freático, pero también puede ser el mar.

CARACTERISTICAS DE LOS DOS TIPOS DE DRENAJE

AGRICOLA

Sistemas de drenaje, superficial y subterráneo, se presentan a continuación.

Sistema de drenaje superficial

Son obras o acciones que se realizan sobre la superficie del terreno, para propiciar el

escurrimiento por gravedad de los excesos de agua a velocidades no erosivas y que

tampoco cause problemas de sedimentación, así como para interceptar y desviar el agua que

se dirige hacia la parcela desde terrenos colindantes más altos.

Las condiciones que generalmente se presentan para que ocurra este tipo de

problemas son:

Precipitaciones de “alta” intensidad,

“Baja” velocidad de infiltración del agua en el suelo, inferior a la intensidad

de la precipitación.

“Poca” pendiente de los suelos que no propicia el escurrimiento.

Un sistema de drenaje superficial tiene tres componentes básicos

1) el sistema de recolección,

2) el sistema de desagüe y

3) el sistema de colección (drenes superficiales colectores), que reciben el escurrimiento

captado para trasladarlo fuera de los límites de los terrenos protegidos y posteriormente a

algún cauce natural, reservorio, mar, etc. El sistema de recolección del agua puede ser uno

o componerse de varias de las siguientes obras:

Nivelación, emparejamiento o “conformación” de la superficie del terreno,

con el fin de suprimir las hondonadas o depresiones que acumulen agua o

bien dando pendientes suaves al terreno para que propiciar el escurrimiento

del agua.

Surcos profundos y con pendiente continúa hacia una zanja conectada con

los colectores de drenaje.

Zanjas, canales o desagües, ya sean para interceptar, captar y desalojar el

agua o para unir las partes bajas de los terrenos con los colectores de

drenaje.

Bordos para protección o encauzamiento del agua hacia las zanjas

colectoras.

Se puede complementar con drenes “topo” o con drenaje subterráneo

entubado.

Colectores de drenaje.

Pozos de absorción o drenaje vertical.

Una combinación de los anteriores.

Los canales, zanjas, bordos y drenes subterráneos pueden construirse de tres formas:

En paralelo en terrenos casi planos con topografía uniforme.

Con pendiente cruzada que siguen el contorno de la pendiente en terrenos

moderadamente inclinados de topografía irregular (espina de pescado).

Figura 2. Espina de pescado

Localizado para drenar las depresiones donde existen encharcamientos en terrenos

relativamente planos de topografía ondulada.

Figura 3. Sistema localizado

Sistema de drenaje subterráneo

Consiste de obras que se construyen bajo la superficie del suelo, para captar y desalojar

excesos de agua derivados de filtraciones o de niveles freáticos elevados.

Pueden ser drenes interceptores colocados perpendicular o transversalmente a las líneas de

corriente para recoger los flujos de agua libre y drenes colectores o de desagüe, orientados

según las líneas de pendiente para conducir el agua fuera de la parcela. Estos a su vez,

también deben desembocar a drenes superficiales colectores

Hay cuatro tipos de drenaje subterráneo:

Zanjas abiertas profundas

Zanjas profundas cubiertas con filtros de grava, arena, etc., así como con tubos.

Drenes internos cilíndricos o tubulares sin revestimiento: drenes topo.

Drenes internos cilíndricos revestidos o drenaje entubado, que es el más común en

la actualidad.

ESPECIFICACIONES

Diseño de la red

El diseño de un sistema de drenaje superficial comprende dos fases principales, el

trazo y el diseño de las secciones hidráulicas.

Trazo de la red

El trazo de la red de drenaje, consiste en la elaboración de un plano con la ubicación

de cada uno de los drenes primarios y secundarios. Para dicho trazo se tomarán en

cuenta según las siguientes especificaciones:

Localización

Los drenes deberán localizarse siempre sobre cauces naturales, con los

acondicionamientos que requieran para darles la capacidad y funcionamiento

adecuados, ya que en esta forma se logrará una economía en vías, obras y se evitan

afectaciones innecesarias.

Parcela miento

El trazado debe facilitar en lo posible un parcela miento adecuado, ya que la

tenencia de la tierra influye en la densidad de la red básica de drenaje. Así, mientras

mayor sea el tamaño de los predios o lotes, menor será el número de los mismos y

por lo tanto, la longitud de los canales de desagüe.

Trazo

señala que para tener un mejor funcionamiento hidráulico, es deseable que los

canales de desagüe tengan trazo recto y que se eviten en lo posible cambios de

dirección. Sin embargo, es mejor el que se obtiene mediante canales que sigan las

partes de bajas de los terrenos encharcados, en cuyo caso es necesario construir

curvas en cada cambio de dirección. En general, deberán evitarse las curvas muy

cerradas, eligiendo curvas suaves a fin de mejorar las características hidráulicas y la

estabilidad de las secciones de los canales de desagüe.

Él recomienda para el diseño de curvas las siguientes curvaturas mínimas señaladas

en el Cuadro 1.

Cuadro 1. Radios mínimos de curvatura (m) en suelos estables y sin protección en los

márgenes.

La disposición de los desagües y colectores parcelarios bajo distintas condiciones de

pendiente de los terrenos son:

Pendiente mínima. Los desagües y los colectores deben ser perpendiculares, que

sus longitudes sean moderadas, con espaciamientos homogéneos y sus

pendientes deben ser continuas.

Distribución de planos de escurrimiento y desagües en terrenos sin pendiente.

Con pendiente hacia una sola dirección. Se deben ajustar los drenes de modo

que las longitudes sean las adecuadas, de tal manera que no se alcancen

velocidades de escurrimiento que provoquen erosión. Los colectores se colocan

perpendiculares a la pendiente, en forma de tajos que captan los escurrimientos.

Distribución de planos de escurrimiento y desagües en terrenos con pendiente.

El diseño del sistema de desagües de acuerdo con Palacios (2002), consiste en:

Localizar el sitio, generalmente de un colector, que puede ser una zona baja,

donde se recibirán los volúmenes de agua removidos. Cuando las condiciones

topográficas no permiten la salida gravitacional del agua, tiene que considerarse

una estación de bombeo, con todo lo que esto implica.

Definir la ubicación en planta de los desagües, lo que implica definir su

espaciamiento y localización.

Definir la capacidad de conducción y dimensiones de la sección hidráulica de

los desagües y colectores de drenaje superficial.

Estructuras

Al momento de realizar los levantamientos topográficos, se localizan estructuras del

sistema de desagüe y entre las principales están los puentes, alcantarillas, caídas, entradas

de agua, vados, remates finales, etc.

FORMULAS DE DRENAJE

Darcy y Dupuit en el siglo XIX, fueron los primeros en formular las ecuaciones básicas

para el flujo subsuperficial de agua a través de medios porosos y aplicarla en pozos. Rothe

a principios del siglo XX, aplicó estas ecuaciones a flujo subsuperficial hacia los drenes,

deduciendo así la primera fórmula de drenaje. Hooghoudt, en los años treinta dio un

estímulo real a un análisis racional del problema del drenaje, estudiándola en el contexto

del sistema agua-suelo-planta.

Desde ese entonces, científicos de todo el mundo como Childs en Inglaterra, Donnan,

Luthin y Kirkham en los Estados Unidos y Ernst y Wesseling en Holanda, han contribuido

hacia un perfeccionamiento adicional de este análisis racional.

Los factores anteriormente mencionados, se interrelacionan por ecuaciones de drenaje que

se basan en dos suposiciones:

Flujo bidimensional, es decir el flujo es el mismo en cualquier sección

transversal perpendicular a los drenes.

Distribución uniforme de la recarga permanente o variable, sobre el área

comprendida entre los drenes.

La mayoría de las ecuaciones que se presentan, se basan además en las suposiciones de

Dupuit-Forchheimer, por lo que tienen que considerarse únicamente como soluciones

aproximadas. Sin embargo, estas soluciones aproximadas tienen por lo general tan alto

grado de exactitud, que se justifica completamente su aplicación en la práctica.

Estas fórmulas se emplean fundamentalmente para el dimensionamiento de los sistemas de

drenaje, ya que relacionan algunas características de diseño (espaciamiento y profundidad)

con ciertas características de los suelos, clima, etc. Estas últimas características son:

Conductividad hidráulica (K), espesor de los estratos, espacio poroso drenable o

macroporosidad (m), profundidad optima de la capa freática o ve locidad de descenso de la

misma y caudal procedente de la lluvia, riego u otros orígenes.

Las fórmulas de drenaje, se pueden agrupar en las dos clases siguientes:

Fórmulas de régimen permanente

Fórmulas de régimen variable o transitorio.

Las fórmulas para régimen permanente, se deducen basándose en la suposición de que la

intensidad de la recarga es igual al caudal de descarga de los drenes y que

consecuentemente, la capa de agua freática permanece en la misma posición.

Las ecuaciones de drenaje para régimen variable, consideran las fluctuaciones de la capa de

agua con el tiempo, bajo la influencia de una recarga variable.

ECUACIONES DE DRENAJE PARA REGIMEN PERMANENTE

En las ecuaciones de drenaje de régimen permanente, se supone que la capa freática se

encuentra estabilizada: la cantidad de agua que la alimenta es igual a la eliminada por los

drenes.

Tal situación correspondería al caso de una lluvia constante durante un largo periodo de

tiempo. En la práctica no se da esta situación, pero sin embargo, la aplicación de las

correspondientes formulas suelen dar resultados aceptables en regiones de régimen

pluviométrico caracterizado por la regularidad de las precipitaciones y por su baja

intensidad.

FLUJO PERMANENTE DEL AGUA SUBTERRÁNEA CON RECARGA

UNIFORME HACIA ZANJAS QUE LLEGAN HASTA UNA CAPA

IMPERMEABLE

Esta situación es típica para el drenaje en su caso más simplificado, cuando la

conductividad hidráulica en cualquier parte del perfil suelo es la misma y los drenes

alcanzan la capa impermeable.

Esta fórmula es conocida como la ecuación de la elipse y en relación con el cálculo de

espaciamiento de drenes, es más conocida como la fórmula de Donnan.

FORMULA DE DONNAN

Anteriormente se ha demostrado que con la llamada ecuación de Donnan (Donnan, 1946),

se puede describir el flujo de agua hacia zanjas verticales, basándose en las suposiciones de

flujo horizontal unidimensional, es decir, líneas de corriente horizontales y paralelas:

Como se comprende, la fórmula más sencilla para el cálculo del espaciamiento de drenes es

la de Donnan cuyos puntos de partida son:

• El flujo hacia los drenes es permanente. Esto quiere decir que la cantidad de agua

que alimenta la napa freática en forma constante, es la misma que fluye hacia los drenes y

sale por ellos sin variaciones en el tiempo.

• El flujo solamente es horizontal.

• El suelo es homogéneo hasta la capa impermeable.

• Hay un sistema de drenes paralelos infinito en ambas direcciones.

• La recarga es homogéneamente distribuida.

De los estudios de campo, se obtiene la conductividad hidráulica del suelo y la profundidad

de la capa impermeable. Las normas de drenaje, dan la profundidad de la napa freática en el

punto medio entre los drenes y la descarga de drenaje “R”. “H” se obtiene de las

informaciones de campo y normas de drenaje. “h” en cambio, aunque está limitado por la

profundidad de la capa impermeable y en cierta forma por las normas de drenaje, depende

generalmente de las condiciones de diseño del sistema, como niveles de los drenes

troncales, pendientes necesarias, condiciones de construcción, etc.

La fórmula será por lo tanto aplicable cuando (H-h)<<h y L >>h. Además el perfil debe

tener una conductividad hidráulica más o menos homogénea hasta la capa impermeable.

ECUACIONES DE DRENAJE PARA REGIMEN VARIABLE

Las fórmulas de régimen variable consideran el movimiento de la capa freática, tanto para

carga del acuífero como durante la descarga, en consecuencia existe una variación en el

nivel de esta.

Como anteriormente se indicó, trataremos la situación de carga instantánea del acuífero

(por ejemplo, en riego por gravedad). Si la cantidad de agua aportada, expresada en altura

es "R", la capa freática se eleva en una altura R/m y a continuación comienza a descender.

La fórmula de Glover Dumn estudia esta situación.

FORMULA DE GLOVER DUMN

Las fórmulas de Donnan, Hooghoudt y Ernst anteriormente tratadas están basadas en una

situación de flujo con recarga permanente. Esto significa que tanto la altura de la napa

freática como la velocidad del flujo que ingresa a los drenes no cambia durante el proceso

de drenaje. La recarga de la napa, proveniente de las precipitación y la descarga de los

drenes es igual en estas condiciones y ambas son indicadas con el mismo símbolo "R".

Aunque, estas condiciones no son exactamente satisfechas en la realidad, la suposición de

una situación de flujo permanente ha probado producir muy satisfactoriamente resultados

en climas húmedos, cuando las variaciones en precipitación no son extremas.

Sin embargo, cuando nos enfrentamos con problemas de drenaje conectados con irrigación,

la recarga es evidentemente no permanente, ya que ocurre a intervalos que son

determinados por la frecuencia de riegos. En estas condiciones, puede ocurrir una notoria

elevación de la napa freática como resultado de la inevitable precolación de parte del agua

aplicada en el riego, seguido por una gradual declinación de la napa en los períodos

comprendidos entre dos riegos consecutivos. En estos casos la recarga R y la velocidad de

descarga Rt evidentemente no son iguales.

Una fórmula de drenaje desarrollado para estas condiciones deberá dar respuesta a la

pregunta: ¿Cuánto descenderá la napa freática y cuál será la velocidad de descarga de los

drenes como función del distanciamiento de los drenes y de la recarga no permanente? Tal

formula ha sido derivado por numerosos autores.

La primera fórmula que aquí se muestra fue obtenida por los estudios de Glover Dumn y

presentada por Dumn en 1954:

CONCLUCIONES

El sistema de drenaje del perfil con tuberías perforada, mostro funcionar

adecuadamente en las condiciones de suelo de nuestro país, en que los drenes se

deben ubicar necesariamente dentro del horizonte.

Con los tubos separados a 3 m se logró mantener la napa freática en dota la

superficie a una profundidad tal que no es perjudicial para la mayoría de los

cultivos.

Con los tubos separados a 6 m la situación tiene más variación transversal. Sobre

los tubos la napa se comportó igual que en él. En el centro de ellos, luego de una

recarga la napa sube hasta niveles similares al testigo no drenado, pero el

abatimiento del nivel freático es mucho más rápido.