Grupo9-entrega 2 Taller De Hid

Universidad de Santiago de Chile Facultad de Ingeniería Departamento de Ingeniería Civil en obras Civiles

ENTREGA Nº 02 DE TALLER DE HIDRAULICA NOTA: 6.0

Integrantes:

Carla Velasco Katherine Gentina Michael Silva

Profesor:

Juan Pablo Schuster

Fecha entrega: 19 de Junio de 2007

Índice NOTA: 6.0.........................................................................................................................1 .......................................................................................................................................1 Índice.................................................................................................................................2 1. ANALISIS DE ALTERNATIVAS DE TRAZADO.......................................................3 2. ANALISIS DE ALTERNATIVAS DE TRAZADO.......................................................4 3. IDENTIFICACIÓN DE PRINCIPALES QUEBRADAS APORTANTES AL TRAZADO DE CANAL Y CÁLCULO DE ÁREA RESPECTIVAS...............................6 4.CÁLCULO DE CRECIDAS PARA PRINCIPALES QUEBRADAS............................9 5. DETERMINACIÓN DE LA EVAPOTRANSPIRACIÓN..........................................14 6. DETERMINACIÓN DE LOS COEFICIENTES DE CULTIVOS (Kc).....................14 7. DETERMINACION DE LA EVAPOTRANSPIRACION REAL..............................15 8. DETERMINACIÓN DE LAS TASAS DE RIEGO....................................................17 9. ESQUEMA DE PROYECTO DE RIEGO ADOPTADO............................................18 10. CALCULO DE LA DEMANDA HIDRICA.............................................................20 11. BIBLIOGRAFIA.......................................................................................................26

2

1. ANALISIS DE ALTERNATIVAS DE TRAZADO Los proyectos son ideas delineadas que dan soluciones a un problema o también mejorar las condiciones ya existentes. En este proyecto en particular se pretende: -

Satisfacer una necesidad de varios años atrás, en donde el gobierno ha realizado varios estudios al respecto, a través de la Dirección General de Aguas a través de una captación de agua para satisfacer una demanda hídrica para riego. Dar una solución adecuada tanto en lo técnico como en lo económico, para satisfacer la demanda.

Se darán distintas soluciones para el trazado y se elegirá la mejor en términos económicos, para posteriormente ser diseñada y analizada. Además de diversas caracterizaciones relevantes en el calculo de la demanda de agua asociada a la demanda evotranspirativa. Los trazados a realizar tienen en común tanto el punto de captación como el punto final de recepción en la zona de interés, siendo esta la correspondiente al sector 1a del proyecto original, específicamente en lo que respecta al sector 2 de la zona en estudio.

3

2. ANALISIS DE ALTERNATIVAS DE TRAZADO Se estudiaron dos alternativas de trazados, la primera alternativa fue propuesta basándose en la entregada como dato, una entregada como dato (alternativa N°1) y otra que se propone en el informe ALTERNATIVA N°1

Las características del trazado son: Longitud del canal: 3194.2 m Longitud del túnel: 4987.1 m.

4

ALTERNATIVA 2

Las características del trazado son: Longitud del canal: 8463.71 m Longitud del túnel: 4767.1 m

Según las características de longitudes del canal y del túnel, es mucho más conveniente la alternativa 1, ya que tiene menor longitud de canal, es una diferencia de 5269.5 m, si bien se disminuye el trazado del túnel en 220 m, comparando la alternativa 2 con la alternativa 1, sigue siendo mejor la alternativa 1. No se puede dejar de mencionar que la proporción entre un túnel y un canal, en términos económicos es aproximadamente 1:4.

5

3. IDENTIFICACIÓN DE PRINCIPALES QUEBRADAS APORTANTES AL TRAZADO DE CANAL Y CÁLCULO DE ÁREA RESPECTIVAS. Quebrada Totoralillo:

Las características de la quebrada Totoralillo Área: 1051700,837 m2 → 1.05 Km2 Longitud del Cauce: 1423,7 m → 1.4237 Km Desnivel: 400-250 =150 m

6

Quebrada Peumillo

Las características de la quebrada Peumillo Área: 1989001.69 m2 → 1.99 Km2 Longitud del Cauce: 1576.6 m → 1.5766 Km Desnivel: 400-250 =150 m

7

Quebrada Seca

Las características de la quebrada Seca Área: 1228319.41 m2 → 1.23 Km2 Longitud del Cauce: 2010.7 m → 2.01 Km Desnivel: 400-250 =150 m

8

4.CÁLCULO DE CRECIDAS PARA PRINCIPALES QUEBRADAS. El cálculo de crecidas se realizó utilizando las disposiciones y tablas del Manual de Carreteras vol.N°3. El registro de precipitaciones máximas anuales de la cuenca, que se utilizó para en el análisis, es: PRECIPITACIONES MAXIMAS EN 24, 48 Y 72 HORAS (Período 1930 - 2000) (mm) ESTACION : CARMEN DE LAS ROSAS : 05740050CODIGO 1 : RIO CUENCA MAIPO

Año

Máxima en 24 Horas Precipitación

1930

21.4

1931 1932

Fecha

LATITUD

: 33º 45' S

LONGITUD : 71º 09' W ALTITUD : 165 msnm

Máxima en 48 Horas Precipitación

27-Nov

21.4

74.0

7-Jul

72.0

25-Jul

1933

90.0

1934

Fecha

Máxima en 72 Horas Precipitación

27-Nov

22.6

78.0

7-Jul

72.0

25-Jul

16-Jun

90.0

83.0

19-May

1935

61.0

1936 1937

Fecha

Precipitación Anual

25-Nov

37.0

78.0

7-Jul

523.0

72.0

25-Jul

460.0

16-Jun

90.0

16-Jun

441.0

83.0

19-May

94.5

23-May

427.0

8-Jul

61.0

8-Jul

61.0

8-Jul

376.0

110.0

26-May

110.0

26-May

114.0

20-Jul

545.0

84.0

24-Jun

84.0

24-Jun

84.0

24-Jun

501.0

1938

84.0

20-May

84.0

20-May

84.0

20-May

296.0

1939

77.0

23-Jun

77.0

23-Jun

103.0

21-Jun

451.0

1940

84.0

5-Jun

84.0

5-Jun

93.0

3-Jun

484.0

1941

246.0

13-Aug

246.0

13-Aug

246.0

13-Aug

996.0

1942

60.0

15-Jul

60.0

15-Jul

60.0

15-Jul

410.0

1943

72.0

18-Aug

72.0

18-Aug

72.0

18-Aug

325.0

1944

117.0

23-Jun

117.0

23-Jun

117.0

23-Jun

554.0

1945

91.0

3-Feb

91.0

3-Feb

91.0

3-Feb

287.0

1946

33.0

8-Jul

33.0

8-Jul

33.0

8-Jul

263.0

1947

44.0

28-Aug

44.0

28-Aug

44.0

28-Aug

298.0

1948

107.0

12-Jul

107.0

12-Jul

107.0

12-Jul

525.0

1949

145.0

22-May

145.0

22-May

145.0

22-May

401.0

1950

71.0

6-Apr

71.0

6-Apr

71.0

6-Apr

432.0

1951

130.0

19-Jul

130.0

19-Jul

130.0

19-Jul

501.0

1952

93.0

13-May

93.0

13-May

93.0

13-May

354.0

1953

197.0

21-Aug

197.0

21-Aug

197.0

21-Aug

938.0

1954

69.0

24-Jun

69.0

24-Jun

69.0

24-Jun

488.0

1955

75.0

15-Jun

75.0

15-Jun

75.0

15-Jun

309.0

1956

60.0

31-Jul

60.0

31-Jul

60.0

31-Jul

554.0

1957

166.0

20-May

166.0

20-May

166.0

20-May

506.0

1958

94.0

1-Jun

96.0

14-Jun

96.0

14-Jun

521.0

1959

103.0

24-Jun

103.0

24-Jun

103.0

24-Jun

603.0

1960

54.0

20-Jun

79.7

20-Jun

89.9

19-Jun

329.0

1961

0.0

1962

13.5

25-Sep

21.5

25-Sep

21.5

25-Sep

40.0

1963

90.0

19-Aug

99.0

18-Aug

123.0

7-Jul

564.0

0.0

0.0

0.0

9

1964

33.3

1-Jun

44.8

1-Jun

45.5

31-May

216.0

1965

80.0

9-Aug

134.0

9-Aug

156.0

8-Aug

642.0

1966

50.0

20-Jun

87.0

19-Jun

109.0

12-Jun

559.0

1967

49.0

16-Jul

88.5

16-Jul

88.5

16-Jul

290.0

1968

21.0

16-Aug

21.0

16-Aug

21.0

16-Aug

76.0

1969

41.0

2-Aug

61.0

2-Aug

61.0

2-Aug

280.0

1970

62.0

14-Jul

87.0

14-Jul

103.0

14-Jul

385.0

1971

58.0

19-Jun

92.5

18-Jun

118.0

18-Jun

350.0

1972

50.0

8-Jun

63.5

7-Jun

76.9

9-Aug

691.0

1973

36.5

14-Jun

42.9

17-May

64.9

6-Jul

359.0

1974

55.0

20-May

69.0

6-Jun

99.5

18-May

461.0

1975

42.0

4-Jul

67.0

8-Jul

85.0

7-Jul

297.0

1976

34.0

15-Oct

42.5

26-Sep

55.2

13-Oct

289.0

1977

55.5

20-Jul

105.5

20-Jul

126.0

20-Jul

610.0

1978

57.0

19-Jul

85.5

18-Jul

127.5

17-Jul

583.0

1979

54.8

26-Jul

106.0

25-Jul

106.0

25-Jul

338.0

1980

77.0

9-May

137.0

9-May

137.0

9-May

589.0

1981

82.0

11-May

82.0

11-May

82.0

11-May

351.0

1982

91.0

27-Jun

97.0

27-Jun

143.6

25-Jun

859.0

1983

54.3

20-Jun

69.9

17-Jun

106.5

18-Jun

369.0

1985

27.2

28-Jul

45.0

2-Jul

45.0

2-Jul

217.0

1986

64.0

27-May

117.1

26-May

118.1

26-May

501.0

1987

99.2

11-Aug

172.6

13-Jul

218.6

13-Jul

806.0

1988

37.0

18-Aug

37.0

18-Aug

37.0

18-Aug

194.0

1989

66.0

25-Jul

89.0

25-Jul

89.0

25-Jul

325.0

1990

37.5

16-Jul

37.5

16-Jul

37.5

16-Jul

166.0

1991

56.5

18-Jun

106.7

18-Jun

112.9

17-Jun

492.0

1992

97.0

5-May

116.3

5-May

137.5

5-Jun

654.0

1993

42.3

3-Jun

55.8

2-Jun

59.6

30-Jun

334.0

1994

52.5

23-May

92.8

22-May

92.8

22-May

338.0

1995

46.0

13-Aug

56.0

15-Jun

56.0

15-Jun

327.0

1996

40.0

12-Jun

45.0

12-Jun

45.4

4-Jul

201.0

1997

58.5

3-Jun

93.4

19-Jun

112.0

19-Jun

758.0

1998

20.0

5-Jun

20.0

5-Jun

20.0

5-Jun

59.0

1999

33.5

29-Aug

62.0

29-Aug

69.0

4-Sep

321.0

2000

87.0

13-Jun

173.0

12-Jun

211.0

12-Jun

625.0

Para obtener la precipitación con período de retorno T=15 años y duración t=tc horas, se realizó un ajuste a los datos, por el método de Gumbel. La distribución de Gumbel es la siguiente:

En que: x: representa el valor a asumir por la variable aleatoria, con d y u parámetros y e base de los logaritmos neperianos

10

Despejando x de la función distribución de Gumbel, se tiene que:

Además sabemos que:

Aplicando las expresiones indicadas, se obtiene los siguientes valores de los parámetros, para las precipitaciones máximas en 24 horas: X (Prom.) S u d

70.3 39.946 52.287 0.0321

En la tabla, se muestra los valores de distribución de Gumbel, obtenidos para las precipitaciones máximas en 24horas. Ajuste Gumbel 1 PPMáxima en 24 Horas Nº 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

Precipitación 0.0 13.5 20.0 21.0 21.4 27.2 33.0 33.3 33.5 34.0 36.5 37.0 37.5 40.0 41.0 42.0 42.3 44.0 46.0 49.0 50.0

distribucion de probabilidad de Gumbel x-u d+(x-u) e ٨-d(x-u) -52.3 -1.679 5.359 -38.8 -1.245 3.474 -32.3 -1.037 2.820 -31.3 -1.005 2.731 -30.9 -0.992 2.696 -25.1 -0.805 2.238 -19.3 -0.619 1.858 -19.0 -0.610 1.840 -18.8 -0.603 1.828 -18.3 -0.587 1.799 -15.8 -0.507 1.660 -15.3 -0.491 1.634 -14.8 -0.475 1.608 -12.3 -0.394 1.484 -11.3 -0.362 1.437 -10.3 -0.330 1.391 -10.0 -0.321 1.378 -8.3 -0.266 1.305 -6.3 -0.202 1.224 -3.3 -0.106 1.111 -2.3 -0.073 1.076

e ٨-e ٨-d(x-u) 0.0047 0.0310 0.0596 0.0652 0.0675 0.1067 0.1561 0.1589 0.1607 0.1655 0.1901 0.1952 0.2004 0.2268 0.2377 0.2487 0.2521 0.2712 0.2942 0.3291 0.3409

11

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70

Con las expresiones

50.0 -2.3 52.5 0.2 54.0 1.7 54.3 2.0 54.8 2.5 55.0 2.7 55.5 3.2 56.5 4.2 57.0 4.7 58.0 5.7 58.5 6.2 60.0 7.7 60.0 7.7 61.0 8.7 62.0 9.7 64.0 11.7 66.0 13.7 69.0 16.7 71.0 18.7 72.0 19.7 72.0 19.7 74.0 21.7 75.0 22.7 77.0 24.7 77.0 24.7 80.0 27.7 82.0 29.7 83.0 30.7 84.0 31.7 84.0 31.7 84.0 31.7 87.0 34.7 90.0 37.7 90.0 37.7 91.0 38.7 91.0 38.7 93.0 40.7 94.0 41.7 97.0 44.7 99.2 46.9 103.0 50.7 107.0 54.7 110.0 57.7 117.0 64.7 130.0 77.7 145.0 92.7 166.0 113.7 197.0 144.7 246.0 193.7

-0.073 0.007 0.055 0.065 0.081 0.087 0.103 0.135 0.151 0.183 0.199 0.248 0.248 0.280 0.312 0.376 0.440 0.537 0.601 0.633 0.633 0.697 0.729 0.793 0.793 0.890 0.954 0.986 1.018 1.018 1.018 1.115 1.211 1.211 1.243 1.243 1.307 1.339 1.436 1.506 1.628 1.757 1.853 2.078 2.495 2.977 3.651 4.646 6.220

1.076 0.993 0.946 0.937 0.922 0.917 0.902 0.873 0.860 0.832 0.819 0.781 0.781 0.756 0.732 0.687 0.644 0.585 0.548 0.531 0.531 0.498 0.482 0.452 0.452 0.411 0.385 0.373 0.361 0.361 0.361 0.328 0.298 0.298 0.289 0.289 0.271 0.262 0.238 0.222 0.196 0.173 0.157 0.125 0.082 0.051 0.026 0.010 0.002

0.3409 0.3704 0.3881 0.3916 0.3975 0.3999 0.4058 0.4175 0.4233 0.4350 0.4408 0.4581 0.4581 0.4696 0.4809 0.5033 0.5253 0.5573 0.5779 0.5880 0.5880 0.6077 0.6174 0.6362 0.6362 0.6632 0.6803 0.6886 0.6968 0.6968 0.6968 0.7203 0.7423 0.7423 0.7494 0.7494 0.7629 0.7695 0.7882 0.8011 0.8218 0.8415 0.8549 0.8823 0.9208 0.9503 0.9744 0.9904 0.9980

,y

considerando un período de retorno de 15 años, se obtiene P1524.= 135.57(mm)

12

El tiempo de concentración, fue calculado con la expresión de Giandotti. En la tabla, se muestra el tiempo de concentración para las distintas quebradas. Tiempo de Concentración Sector Quebrada

Sector 2

Sector 2

Sector 2

Totoralillo

Peumillo

Seca

Area (Km )

1.05

1.99

1.23

Longitud (Km)

1.423

1.577

2.010

Desnivel (m)

150.00

150.00

150.00

Pendiente (%)

10.54

9.51

7.46

Tiempo Concentr.Giandotti (h)

0.636

1.054

0.810

Tiempo Concentr. US Soil Cons. (h)

0.207

0.234

0.309

2

Luego, con el método racional, se obtiene el caudal de crecida para cada quebrada. La expresión del método, es la siguiente:

C ⋅ I tT ⋅ Ap QT = 3,6 Donde: QT = Caudal máximo para un período de retorno T años (m3/s). C = Coeficiente de escurrimiento de la cuenca. Ap = Área aportante de la cuenca (km2). IT t = Intensidad de la lluvia de diseño asociado a una duración “tc” minutos y período de retorno T años (mm/hora).

Finalmente, utilizando un período de retorno de 15 años, los tiempos de concentración de cada quebrada, P15tc y el método racional, se obtiene el caudal de crecida para cada quebrada. Quebradas Totoralillo Peumillo Seca

T 15 15 15

t 0.636 1.054 0.81

CDt 0.12 0.12 0.12

CFT 1.09 1.09 1.09

P10D (D=24 hrs)

PT t (mm)

I (mm/h)

A

C

Q (m3/s)

135.57 135.57 135.57

19.506 19.506 19.506

30.670 18.506 24.081

1.05 1.99 1.23

0.3 0.3 0.3

2.684 3.069 2.468

13

5. DETERMINACIÓN DE LA EVAPOTRANSPIRACIÓN La evaporación potencial, Eto, se obtuvo de los antecedentes entregados por el “Estudio Agroclimático Proyecto Maipo”, CNR, 1987 definida para las zonas agroclimáticas consideradas para el área de estudio, en este caso en particular trabajaremos con la zona que corresponde a Curacaví, que es una de las zonas cercanas a la de estudio, la cual da una referencia aproximada de las condiciones.

ZONAS AGROCLIMATICAS Curacaví

EVAPOTRANSPIRACION POTENCIAL Eto(mm/mes) Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Ene Feb Mar

103 63,5 34,6

24

34,6 63,5

10 3

143

17 1

182

TOTAL

171 143

1236

6. DETERMINACIÓN DE LOS COEFICIENTES DE CULTIVOS (Kc) Los coeficientes de cultivo, Kc, que relacionan la evapotranspiración potencial del cultivo específico con la del cultivo de referencia, se obtuvieron analizando la información existente de la zona, de diferentes estudios como el manual FAO Nº24 y FAO Nº56, la tesis de grado “Evapotranspiración potencial y necesidades netas de agua de riego en Chile” Ing. Agr. Sr. Horacio Merlet 1986, en la cual se presenta las variaciones mensuales de los coeficientes de los cultivos en 5 regiones de Chile, incluida el área de estudio, y del Estudio Integral de Riego Proyecto de Aprovechamiento de Aguas Servidas Planta de Tratamiento Santiago Sur Región Metropolitana. Estos coeficientes se presentan en la siguiente tabla: CULTIVOS FRUTALES Almendro Cítricos Palto Vid Arándano Manzano Duraznero CULTIVOS ANUALES Alcachofa Papas Maíz Cebolla Frejol Zapallo Tomate Repollo-Tomate Papa-Maíz Choclo Huerta Familiar CEREALES Trigo PRADERAS Alfalfa Gramíneas

Abr

COEFICIENTES DE CULTIVO(Kc) May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic

Ene

Feb

Mar

0,75 0,60 0,60 0,50 0,65 0,85 0,75

0,65 0,55 0,55 0,30 0,00 0,70 0,65

0,00 0,55 0,55 0,00 0,00 0,00 0,00

0,00 0,50 0,50 0,00 0,00 0,00 0,00

0,00 0,50 0,50 0,00 0,00 0,00 0,00

0,50 0,55 0,55 0,00 0,40 0,50 0,50

0,70 0,55 0,55 0,45 0,60 0,75 0,70

0,85 0,55 0,55 0,60 0,75 0,95 0,85

0,90 0,60 0,60 0,70 0,80 1,00 0,90

0,90 0,60 0,60 0,70 0,80 1,00 0,90

0,90 0,60 0,60 0,70 0,75 0,95 0,90

0,80 0,60 0,60 0,65 0,70 0,90 0,80

0,65 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,61

0,75 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

0,75 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

0,75 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

0,75 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

0,75 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,50 0,50 0,00 0,71

0,75 0,50 0,50 0,50 0,50 0,41 0,81 0,81 0,33 0,83

0,75 0,78 0,74 0,70 0,74 0,73 1,01 1,01 0,60 0,95

0,75 1,05 1,00 1,00 0,95 0,92 0,87 0,87 0,91 0,85

0,75 1,15 1,14 0,80 1,15 0,83 0,31 0,31 0,33 0,68

0,25 0,75 1,12 0,00 0,75 0,70 0,00 0,00 0,00 0,65

0,45 0,00 0,55 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,64

0,00 0,00 0,65 0,82 1,00 1,15 1,15 0,94 0,56 0,00 0,00 0,00 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,95 0,20 0,20 0,20 0,60 0,70 0,75 0,80 0,60 0,40 0,20 0,20 0,20

14

Pradera Natural

0,20 0,20 0,20 0,60 0,70 0,75 0,80 0,60 0,40 0,20 0,20 0,20

7. DETERMINACION DE LA EVAPOTRANSPIRACION REAL La evapotranspiración real Etm, se obtiene a partir de la evapotranspiración potencial y de los coeficientes de cultivo (Kc), a través de la siguiente ecuación: Etm= Eto x Kc Donde: Etm= Evapotranspiración máxima del cultivo. Eto= Evapotranspiración potencial del sector Kc= Coeficiente de cultivo A partir de estos antecedentes se puede determinar la evapotranspiración real para los diferentes distritos agroclimáticos definidos en el valle. Es de interés para este proyecto, conocer la evapotranspiración real en la zona agroclimática de Curacaví y se presenta en la tabla siguiente: EVAPOTRANSPIRACION REAL DE LOS CULTIVOS(mm/mes)-CURACAVÍ CULTIVOS FRUTALES Almendro Cítricos Palto Vid Arándano Manzano Duraznero CULTIVOS ANUALES Alcachofa Papas Maíz Cebolla Frejol Zapallo Tomate Repollo-Tomate Papa-Maíz Choclo Huerta Familiar CEREALES Trigo PRADERAS Alfalfa Gramíneas Pradera Natural

Abr May Jun

Jul

Ago Sep

Nov

Dic

Ene

Feb

Mar

72,1

121,1 154,3 163,8 154,3

114

56,65 78,38 102,8 109,2 102,8

85,5

56,65 78,38 102,8 109,2 102,8

85,5

46,35

85,5

92,63

61,8

106,9 137,1 145,6 128,6 99,75

7 7,3 6 1,8 6 1,8 5 1,5 67

41,3

0

0

0

34,9

19

12

34,9

19

12

19,1

0

0

1 7,3 1 7,3 0

0

0

0

0

8 7,6 7 7,3

44,5

0

0

0

41,3

0

0

0

67

47,6

26

18

26

0

0

0

0

0

4 7,6 0

51,5

111,2

0

0

0

0

0

0

51,5

105,5 171,4 207,5

192

78,38

0

0

0

0

0

0

51,5

99,75 171,4 145,6

0

0

0

0

0

0

0

0

51,5

105,5 162,8 209,3 128,6

0

0

0

0

0

0

42,23

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

3 1,8 3 1,8 0

6 2,8

0

0

0

0

4 5,1

85,49 135,4 145,7 123,8 111,4

0

0

2 2,5

1 9,7

3 4,6

73

118,5

9 7,9 2 0,6 2 0,6

60,3

3 2,9 6 ,92 6 ,92

2 2,8 1 4,4 1 4,4

3 2,9 2 4,2 2 4,2

54

87,55 121,1 145,7 154,7 145,7 135,4

4 7,6 4 7,6

82,4

85,5

68,56

36,4

34,28

28,5

82,4

85,5

68,56

36,4

34,28

28,5

12,7 12,7

3 1,8 3 4,9 3 4,9 0

Oct

2 5,4 3 1,8 3 1,8

120

77,25 135,4 171,4 72,1

127,4

182

120

162,8 128,3

121,1 154,3 163,8 154,3

114

77,25 106,9 128,6 136,5 42,85 64,13

104

180

209,3 128,6

0

120

0

83,43 143,9 149,1 56,42

0

0

83,43 143,9 149,1 56,42

0

0

33,99

0

85,5

134

157,7 151,1

0

156

95,98

60,06

0

0

0 91,2

0

15

16

8. DETERMINACIÓN DE LAS TASAS DE RIEGO La tasa de riego es el consumo efectivo de agua que se produce en una superficie de una hectárea cubierta por un determinado cultivo, durante cada mes de su desarrollo. Estas tasas de riego son dependientes de los factores climáticos, que actúan sobre el cultivo de que se trate, a lo largo de su periodo de desarrollo y de un factor de técnicas de aplicación de agua al cultivo (Eficiencia de aplicación). La relación para la determinación de la tasa de riego a nivel mensual por hectárea a nivel de cultivo para cada sector, considerando la eficiencia de aplicación, es la siguiente: T .R. =

ETr (mm) Ea

T.R.= Tasa de riego (mm) Etr = Evapotranspiración potencial del cultivo (mm) Ea = Eficiencia de aplicación del riego. Los métodos de riego asociados a los cultivos y las eficiencias de riego que se adoptaron, fueron los siguientes: -

Goteo (frutales)-90% Aspersión (praderas)-75% Surco (frutales y cultivos anuales)-45% Tendido (praderas, cereales)-30%

A continuación en la tabla siguiente, se entrega los consumos de los cultivos para la zona agroclimática de Curacaví, sin considerar las precipitaciones efectivas ni la eficiencia de aplicación, puesto que estos parámetros son variables del modelo, es decir, se muestran las evapotranspiraciones de los cultivos por unidad de área.

17

CONSUMO DE AGUA SECTOR (m3/há)-CURACAVí CULTIVOS FRUTALES Almendro Cítricos Palto Vid Arándano Manzano Duraznero CULTIVOS ANUALES Alcachofa Papas Maíz Cebolla Frejol Zapallo Tomate Repollo-Tomate Papa-Maíz Choclo Huerta Familiar CEREALES Trigo PRADERAS Alfalfa Gramíneas Pradera Natural

Abr May Jun

Jul

Ago

Sep

Oct

Nov

Dic

Ene

Feb

Mar

Total

769 615 615 513 666 871 769

417 353 353 193 0 449 417

0 199 20 0 0 0 0

0 130 130 0 0 0 0

0 181 181 0 0 0 0

322 354 354 0 257 322 322

718 564 564 461 615 769 718

1197 774 774 845 1056 1338 1197

1519 1013 1013 1182 1350 1688 1519

1611 1074 1074 1253 1432 1790 1611

1519 1013 1013 1182 1266 1604 1519

1126 844 844 915 985 1266 1126

9198 7114 6935 6544 7627 10097 9198

666 0 0 0 0 0 0 0 0 625

482 0 0 0 0 0 0 0 0 0

27 0 0 0 0 0 0 0 0 0

195 0 0 0 0 0 0 0 0 0

272 0 0 0 0 0 0 0 0 0

482 0 0 0 0 0 322 322 0 457

769 513 513 513 513 420 830 830 338 851

1056 1098 1042 986 1042 1028 1422 1422 845 1338

1266 1772 1688 1688 1604 1553 1469 1469 1536 1435

1343 2059 2041 1432 2059 1486 555 555 591 1217

422 1266 1891 0 1266 1182 0 0 0 1097

633 0 774 0 0 0 0 0 0 900

7613 6708 7949 4619 6484 5669 4598 4598 3310 7920

0

0

235

213

362

739

1179

1324

945

0

0

0

4997

974 205 205

610 128 128

344 72 72

247 156 156

344 253 253

547 482 482

871 820 820

1197 845 845

1435 675 675

1522 358 358

1435 338 338

1337 281 281

10863 4613 4613

9. ESQUEMA DE PROYECTO DE RIEGO ADOPTADO La distribución superficial se presenta con la identificación de cada predio tipo según el sub-sector y el estrato que corresponde. La aptitud agrícola es muy variada, presentando condiciones para el cultivo de frutales como almendros, manzanero, durazneros, paltos y cítricos, siendo estos dos últimos especialmente favorecidos por la ausencia de temperaturas extremas y la moderada oscilación térmica a lo largo del año. Para el riego de paltos los sistemas mas utilizados en orden de eficiencia y además los más usados son: el riego por surcos (50%) y el riego por goteo (hasta un 90%), en que se debe considerar la uniformidad, los usos alternativos y la relación beneficio / costo. Para el riego de cultivos como frutales, paltos, vides existentes en la zona, se utiliza sistemas tecnificados, los cuales permiten controlar de mejor forma situaciones de excesos o déficit hídricos en las plantas. En relación al sistema radicular de los cítricos, de menor extensión que el de paltos y más superficial, resulta adecuado el método de riego por goteo por cuanto se aplica el agua en forma más eficiente. La superficie cultivada corresponde a la superficie regada actualmente y los métodos de riego que se utilizan en la zona de estudio son: • • •

Riego por aspersión Riego por goteo Riego por surco 18

• Riego por tendido A continuación se presenta el cuadro correspondiente a la estructura actual de cultivos en el subsector de riego en estudio (superficie en Hectáreas). Riego por Goteo Frutales Almendro

Há 3

Cítricos 76 Palto 52 Vid 0 Manzano 0 Duraznero 55 Otros frutales 0 Cultivos anuales Alcachofa 0 Papas 1,1 Maiz grano 70 Cebolla 0 Frejol 46,2 Zapallo 14,3 Tomate 9,9 Repollo - Tomate 0 Maiz - Choclo 46,2 Huerta Familiar 0

Riego por Riego por Surcos Há Tendido Há Frutales Cereales Almendro 19 Trigo 0 Otros Cítricos 60 cereales 0 Palto 34 Praderas Vid 0 Alfalfa 289 Berries 0 Gramíneas 72,1 Manzano 0 Duraznero 2 Otros frutales 0

Riego aspersión Há Praderas Alfalfa 35

19

10. CALCULO DE LA DEMANDA HIDRICA La evapotranspiración máxima o real Etm, se obtiene a partir de la evapotranspiración potencial y de los coeficientes de cultivo (Kc), a través de la siguiente ecuación: Etm = Eto * Kc Donde: Etm: Evapotranspiración máxima o real del cultivo Eto: Evapotranspiracion potencial del sector Kc: Coeficiente de cultivo Para el sector en estudio se tienen la siguiente evapotranspiración potencial la cual se obtiene de los antecedentes del “Estudio Agroclimático Proyecto Maipo”, CNR, 1987. Evapotranspiración Potencial Eto (mm/mes)

ABR

MAY

JUN

JUL

AGO

SEP

OCT

NOV

DIC

ENE

FEB

MAR

TOTAL

103

63,5

34,6

24

34,6

63,5

103

143

171

182

171

143

1236

Para calcular la evapotranspiración potencial ponderada debemos tener la superficie total del sector a cultivar o sea At el cual lo obtenemos de la siguiente tabla,ademas de esta misma tabla se obtienen las superficies de cada uno de los cultivos y su metodo de riego, los cuales los uyilizaremos para el calculo de la evapotranspiración real: RUBROS

P RODUCTIVOS FRUTALES A lmendro (surco)

Sector P uangue CULTIVOS ANUA LES Superficies Alcachofa (surco) (há)

0

P apas (surco)

1.1

M aiz grano (surco) 3 Cebolla (surco)

70 0

A lmendro (goteo)

19 Frejol (surco)

46.2

Cítricos (surco)

76 Zapallo (surco)

14.3

Cítricos (goteo)

60 Tomate (surco)

9.9

P alto (surco)

52 Repollo - Tomate (surco) 34 M aiz - Choclo

P alto (goteo) Vid (surco)

0 46.2 0

Vid (goteo)

0 Huerta Familiar (surco) 0 CEREA LES

Berries (goteo)

0 Trigo (tendido)

0

M anzano (surco)

0

M anzano (goteo)

0 Otros cereales (tendido) 0 P RA DERA S

Duraznero (surco)

55 Alfalfa (tendido)

Duraznero (goteo) Otros frutales (surco) Otros frutales (goteo)

Entonces At=884,8 ha.

2 Alfalfa (A spersión) 0 Gramíneas (tendido) 0 SUP ERFICIE TOTAL

289 35 72.1

884.8

20

Por lo que la evapotranspiración potencial ponderada es la siguiente:

Evapotranspiración Potencial Ponderada (m3/s) Eto*At (m3/s)

ABR

MAY

JUN

JUL

AGO

SEP

OCT

NOV

DIC

ENE

FEB

MAR

TOTAL

0,352

0,217

0,118

0,082

0,118

0,217

0,352

0,488

0,584

0,621

0,584

0,488

4,22

Además, los coeficientes de cultivo para cada uno de los cultivos en la zona de estudio son:

Coeficientes de Cultivo (Kc) CULTIVOS

ABR

MAY

JUN

JUL

AGO

SEP

OCT

NOV

DIC

ENE

FEB

MAR

Almendro

0,75

0,65

0,00

0,00

0,00

0,50

0,70

0,85

0,90

0,90

0,90

0,80

Cítricos

0,60

0,55

0,55

0,50

0,50

0,55

0,55

0,55

0,60

0,60

0,60

0,60

Palto

0,60

0,55

0,55

0,50

0,50

0,55

0,55

0,55

0,60

0,60

0,60

0,60

Vid

0,50

0,30

0,00

0,00

0,00

0,00

0,45

0,60

0,70

0,70

0,70

0,65

Arándano

0,65

0,00

0,00

0,00

0,00

0,40

0,60

0,75

0,80

0,80

0,75

0,70

Manzano

0,85

0,70

0,00

0,00

0,00

0,50

0,75

0,95

1,00

1,00

0,95

0,90

Duraznero

0,75

0,65

0,00

0,00

0,00

0,50

0,70

0,85

0,90

0,90

0,90

0,80

Alcachofa

0,65

0,75

0,75

0,75

0,75

0,75

0,75

0,75

0,75

0,75

0,25

0,45

Papas

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,50

0,78

1,05

1,15

0,75

0,00

Maíz

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,50

0,74

1,00

1,14

1,12

0,55

Cebolla

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,50

0,70

1,00

0,80

0,00

0,00

Frejol

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,50

0,74

0,95

1,15

0,75

0,00

Zapallo

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,41

0,73

0,92

0,83

0,70

0,00

Tomate

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,50

0,81

1,01

0,87

0,31

0,00

0,00

Repollo-Tomate

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,50

0,81

1,01

0,87

0,31

0,00

0,00

Papa-Maíz Choclo

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,33

0,60

0,91

0,33

0,00

0,00

Huerta Familiar

0,61

0,00

0,00

0,00

0,00

0,71

0,83

0,95

0,85

0,68

0,65

0,64

0,00

0,00

0,65

0,82

1,00

1,15

1,15

0,94

0,56

0,00

0,00

0,00

Alfalfa

0,95

0,95

0,95

0,95

0,95

0,85

0,85

0,85

0,85

0,85

0,85

0,95

Gramíneas

0,20

0,20

0,20

0,60

0,70

0,75

0,80

0,60

0,40

0,20

0,20

0,20

Pradera Natural

0,20

0,20

0,20

0,60

0,70

0,75

0,80

0,60

0,40

0,20

0,20

0,20

FRUTALES

CULTIVOS ANUALES

CEREALES Trigo PRADERAS

21

Entonces, Et real se calcula de la siguiente manera: Et real=Eto pond * Kc y los resultados se muestran a continuación: Et real (m3/s) ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC ENE FEB MAR FRUTALES Almendro Cítricos Palto Vid Arándano Manzano Duraznero CULTIVOS ANUALES Alcachofa Papas Maíz Cebolla Frejol Zapallo Tomate Repollo-Tomate Papa-Maíz Choclo Huerta Familiar CEREALES Trigo PRADERAS Alfalfa Gramíneas Pradera Natural

0,264

0,141

0,000 0,000

0,000

0,109 0,246

0,415

0,526 0,559 0,526

0,390

0,211

0,119

0,065 0,041

0,059

0,119

0,194

0,268

0,350 0,373 0,350

0,293

0,211

0,119

0,065 0,041

0,059

0,119

0,194

0,268

0,350 0,373 0,350

0,293

0,176

0,065

0,000 0,000

0,000

0,000 0,158

0,293

0,409 0,435 0,409

0,317

0,229

0,000

0,000 0,000

0,000

0,087

0,211

0,366

0,467 0,497 0,438

0,342

0,299

0,152

0,000 0,000

0,000

0,109 0,264

0,464

0,584 0,621 0,555

0,439

0,264

0,141

0,000 0,000

0,000

0,109 0,246

0,415

0,526 0,559 0,526

0,390

0,229

0,163

0,089 0,062

0,089

0,163 0,264

0,366

0,438 0,466 0,146

0,220

0,000

0,000

0,000 0,000

0,000

0,000 0,176

0,381

0,613 0,714 0,438

0,000

0,000

0,000

0,000 0,000

0,000

0,000 0,176

0,361

0,584 0,708 0,654

0,268

0,000

0,000

0,000 0,000

0,000

0,000 0,176

0,342

0,584 0,497 0,000

0,000

0,000

0,000

0,000 0,000

0,000

0,000 0,176

0,361

0,555 0,714 0,438

0,000

0,000

0,000

0,000 0,000

0,000

0,000 0,144

0,356

0,537 0,515 0,409

0,000

0,000

0,000

0,000 0,000

0,000

0,109 0,285

0,493

0,508 0,193 0,000

0,000

0,000

0,000

0,000 0,000

0,000

0,109 0,285

0,493

0,508 0,193 0,000

0,000

0,000

0,000

0,000 0,000

0,000

0,000

0,116

0,293

0,531 0,205 0,000

0,000

0,215

0,000

0,000 0,000

0,000

0,154 0,292

0,464

0,496 0,422 0,380

0,312

0,000

0,000

0,077 0,067

0,118

0,250 0,405

0,459

0,327 0,000 0,000

0,000

0,334

0,206

0,112 0,078

0,112

0,184 0,299

0,415

0,496 0,528 0,496

0,464

0,070

0,043

0,024 0,049

0,083

0,163 0,282

0,293

0,234 0,124 0,117

0,098

0,070

0,043

0,024 0,049

0,083

0,163 0,282

0,293

0,234 0,124 0,117

0,098

22

Luego, para obtener la evapotraspiración real ponderada se utilizara la formula siguiente: Et real *Ai / At, para luego obtener los valores que se presentan en la tabla que sigue: Et real ponderado (m3/s) Rubro Productivo FRUTALES Cítricos (surco) Cítricos (goteo) Palto (surco) Palto (goteo) Vid (surco) Vid (goteo) Duraznero (surco) Duraznero (goteo) CUL. ANUALES Alcachofa (surco) Papas (surco) Maíz (surco) Frejol (surco) Zapallo (surco) Tomate (surco) Maiz-Choclo CEREALES Trigo (tendido) PRADERAS Alfalfa (tendido) Alfalfa (aspersión) Gramíneas(tendido) SUP. TOTAL

Ai

Ai/At

ABR

MAY

JUN

JUL

AGO

SEP

OCT

NOV

DIC

ENE

FEB

MAR

76,0000

0,0859

0,0181 0,0102 0,0056 0,0035 0,0051 0,0102 0,0167 0,0230 0,0301 0,0320 0,0301 0,0252

60,0000

0,0678

0,0143 0,0081 0,0044 0,0028 0,0040 0,0081 0,0132 0,0182 0,0237 0,0253 0,0237 0,0199

52,0000

0,0588

0,0124 0,0070 0,0038 0,0024 0,0035 0,0070 0,0114 0,0158 0,0206 0,0219 0,0206 0,0172

34,0000

0,0384

0,0081 0,0046 0,0025 0,0016 0,0023 0,0046 0,0075 0,0103 0,0134 0,0143 0,0134 0,0113

0,0000

0,0000

0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000

0,0000

0,0000

0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000

55,0000

0,0622

0,0164 0,0088 0,0000 0,0000 0,0000 0,0068 0,0153 0,0258 0,0327 0,0347 0,0327 0,0242

2,0000

0,0023

0,0006 0,0003 0,0000 0,0000 0,0000 0,0002 0,0006 0,0009 0,0012 0,0013 0,0012 0,0009

0,0000

0,0000

0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000

1,1000

0,0012

0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0002 0,0005 0,0008 0,0009 0,0005 0,0000

70,0000

0,0791

0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0139 0,0286 0,0462 0,0560 0,0517 0,0212

46,2000

0,0522

0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0092 0,0188 0,0290 0,0373 0,0229 0,0000

14,3000

0,0162

0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0023 0,0058 0,0087 0,0083 0,0066 0,0000

9,9000

0,0112

0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0012 0,0032 0,0055 0,0057 0,0022 0,0000 0,0000

46,2000

0,0522

0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0061 0,0153 0,0277 0,0107 0,0000 0,0000

0,0000

0,0000

0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000

0,0000 289,0000

0,3266

0,1091 0,0673 0,0366 0,0255 0,0366 0,0601 0,0977 0,1356 0,1620 0,1725 0,1620 0,1516

35,0000

0,0396

0,0132 0,0081 0,0044 0,0031 0,0044 0,0073 0,0118 0,0164 0,0196 0,0209 0,0196 0,0184

72,1000

0,0815

0,0272 0,0168 0,0091 0,0064 0,0091 0,0150 0,0244 0,0338 0,0404 0,0430 0,0404 0,0378

862,8000

23

Luego sumando la evapotranspiración de todos los cultivos mensualmente se obtiene lo siguiente: Et real ponderado (m3/s)

ABR MAY JUN

JUL AGO SEP OCT NOV DIC

0,7243

0,1166

0,3859

0,2325

0,0802

0,1152

0,2111

0,4181

ENE

0,6413 0,8358

FEB MAR 0,8692

Necesitamos la necesidad neta (Nn) y esta se obtiene de la siguiente forma: Nn = Etr – Qp Siendo: Etr: Evapotranspiración ponderada mensual (m3/s) Qp: Caudal aportado por pozos existentes (m3/s) Debemos tener información sobre los diferentes pozos que se encuentran en la zona de estudio, para así poder obtener el caudal que aporta cada pozo, la cual nos dará la necesidad neta. Ante la poca información debemos buscar otra forma de calcular la necesidad neta por lo que se hará lo siguiente: Nb = Nn / Ea (m3/s) Ea: eficiencia que correspondiente a cada método. -

Goteo (frutales)-90% Aspersión (praderas)-75% Surco (frutales y cultivos anuales)-45% Tendido (praderas, cereales)-30%

24

0,7630

Se debe obtener la eficiencia ponderada para cada uno de los cultivos y la formula es la siguiente: Ei * Ai Eaponderada = ∑ At

Rubro Productivo FRUTALES Cítricos (surco) Cítricos (goteo) Palto (surco) Palto (goteo) Vid (surco) Vid (goteo) Duraznero (surco) Duraznero (goteo) CUL. ANUALES Alcachofa (surco) Papas (surco) Maíz (surco) Frejol (surco) Zapallo (surco) Tomate (surco) Maiz-Choclo CEREALES Trigo (tendido) PRADERAS Alfalfa (tendido) Alfalfa (aspersión) Gramíneas(tendido) SUP. TOTAL

Ai

Ai/At

Eficiencia

Eficiencia Ponderada

76,0000

0,0859

0,45

0,038655

60,0000

0,0678

0,9

0,06102

52,0000

0,0588

0,45

0,02646

34,0000

0,0384

0,9

0,03456

0,0000

0,0000

0,45

0

0,0000

0,0000

0,9

0

55,0000

0,0622

0,45

0,02799

2,0000

0,0023

0,9

0,00207

0,0000

0,0000

0,45

0 0

1,1000

0,0012

0,45

0,00054

70,0000

0,0791

0,45

0,035595

46,2000

0,0522

0,45

0,02349

14,3000

0,0162

0,45

0,00729

9,9000

0,0112

0,45

0,00504

46,2000

0,0522

0,45

0,02349

0,0000

0,0000

0,3

0 0,09798

0 0,0000

0

289,0000

0,3266

0,3

35,0000

0,0396

0,75

0,0297

72,1000

0,0815

0,3

0,02445

862,8000

0,43833

De la tabla se obtiene el valor de la Eficiencia Eaponderada=0,43833 Finalmente, para el calculo de la Necesidad bruta se utilizará la siguiente formula: Nb = Na / Epon (m3/s) y los valores son los siguientes:

Nb (m3/s)

ABR

MAY

JUN

JUL

AGO

SEP

OCT

NOV

DIC

ENE

FEB

MAR

1,652 4

0,880 4

0,530 4

0,266 0

0,183 0

0,262 8

0,481 6

0,953 8

1,463 1

1,906 8

1,983 0

1,7407

Por lo tanto el caudal a tomar es el mayor de los caudales mensuales, correspondiente al mes de Febrero. → Q =1,983(m3/s)

25

11. BIBLIOGRAFIA - Resumen ejecutivo del “Estudio integral de optimización del regadío de la 3º sección del Río Maipo Y ALHUÉ”.y valles de Yali y Alhue”. - Memoria sobre “Diseño e implementación de riego tecnificado en un huerto de paltos y cítricos en la localidad de Mallarauco” de Alejandra Marín. - Manual de Carreteras en el Volumen 3 referente a Hidrología y Drenaje.

26