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1. 85 80 754 707 65 60 55 Pendiente nica 50 4 Cambio de pendiente a 3 4 L 45 r gt r r y r r 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 Desnivel del surco en cm Figura 1 Eficiencia de aplicaci n seg n el desnivel del surco desnivel del surco y en el vertical la eficiencia de apli caci n Obs rvese que en todos los casos la eficiencia del riego es mayor en surcos con dos pendientes y el cambio de ellas a 3 4 de la longitud Adem s hay una tendencia a que las eficiencias disminuyan conforme au menta el desnivel del surco esto equivale a decir que en surcos de la misma longitud la eficiencia sea con una o dos pendientes se hace menor al aumentar la pendiente en la cabecera ta min Tr rain n An S Se l 0 3000 0 1000 1 30 Cd 2 0 3200 0 1000 1 40 Cy 3 0 3350 0 1000 1 40 Se 4 0 3500 0 1000 1 45 Cd 5 0 3400 0 1250 1 70 Cy 6 0 3400 0 1400 175 Se 7 0 3600 0 1350 1 65 Cd 8 0 3600 0 1500 1 65 Cy 9 0 3500 0 1750 1 70 Se 10 0 3500 0 1900 1 70 Cd 11 0 3550 0 2000 1 65 Cy i2 0 3700 0 2000 1 70 Se 13 0 3750 0 2100 1 60 Cd 14 0 4000 0 2000 1 50 Cy is 0 4150 0 2000 1 45 Sc 16 0 4300 0 2000 1 40 Cd 17 0 3750 0 2700 1 60 Cy 18 0 4000 0 2600 1 50 Se 19 0 4250 0 2500 1 40 Cd 20 0 4200 0 2700 1 40 Cy 21 0 4300 0 2750 1 40 Se 22 0 4400 0 2800 1 35 Cd 23 0 4300 0 3050 1 40 Cy 4 0 4300 0 3200 1 40 Se 25 0 4400 0 3250 1 35 Cd 26 0 502. s del cambio de pendiente es muy pr xima a la m nima del extremo inferior del surco esta disminuci n de la l mina se produce por las razones expuestas arriba Desde el punto de vista pr ctico la nivelaci n que re quiere dos pendientes en la parcela con la mayor en la parte alta producir a un movimiento de tierras que le vantar a un volumen de capa vegetal posiblemente per judicial para el cultivo Este volumen se calcular a como el producto del rea sombreada comprendida entre las pendientes So S y S2 de la Figura 6 por el ancho de la parcela Figura 6 Capa vegetal removida al usar dos pendientes Seg n los resultados del ap ndice la eficiencia de aplicaci n para dos pendientes con riego continuo Tabla A 3 es mayor a la de riego con recorte en surcos con pendiente nica Tabla 3 es decir con la modificaci n de las pendientes tambi n se puede incrementar la eficiencia del riego continuo sin aplicar el m todo de recorte no obstante es obvio que es preferible emplear este ltimo m todo y si fuera posible modificar las pen dientes como se ha descrito arriba La eficiencia de cualquiera de los surcos presentados en la Tabla 5 se incrementa o iguala si se cierra en su ex tremo m s bajo como puede verse en la Tabla 4 4 del ap ndice Si ante esta posibilidad todav a los surcos se conservan abiertos en parcelas reales los resultados de este trabajo pueden ser tiles CONCLUSIONES La modificaci n
3. fue todav a mayor el incremento al em plear dos pendientes en vez de una En el inciso de an lisis de resultados se presenta un razonamiento que justifica este incremento SIMULACIONES NUM RICAS EN SURCOS CON UNA PENDIENTE Los surcos de secci n transversal parab lica empleados en este trabajo fueron tomados de Bautista y Wallender 199a surco Schwankl V zquez 1996 surco Celaya y Camacho et al 1997 surco C rdoba con los par metros geom tricos mostrados en la Tabla 1 para calcular el rea de la secci n transversal y el radio hidr ulico R seg n las ecuaciones Nombre del O p P2 Surco Schwankl Se 1 0 1 696 0 333 0 508 Celaya Cy 0 913 ES 0 43 0 555 C rdoba Cd 1 0409 1 6383 0 4981 0 596 Tabla 1 Par metros de los surcos Tabla 2 Datos principales p 276 Vol 6 N 3 septiembre 1999 A 0 y gt 5 R p A 6 Los par metros 0 P p2 se obtienen despu s de tomar logaritmos en ambos lados de las ecuaciones a trav s de un ajuste por regresi n lineal simple El tirante del flujo es y Los par metros de la ecuaci n de Green Ampt K y A longitud L separaci n entre surcos D dosis requerida Zm y desnivel Az se muestran en la Tabla 2 de datos principales para diferentes surcos Estos se identifican en la primera columna por el nombre abreviado de laTabla I asociado con el n mero de simulaci n entre par ntesis El coeficiente de aspereza de Manning no se anota p
4. of the United Natio ns p 125 Camacho E C P rez J Roldan y M Alcaide 1997 Modelo de Manejo y Control en Tiempo Real del Riego por Surcos Ingenier a del Agua Universidad Polit cnica de Valencia Vol 4 No 4 Chu S T 1978 Infiltration During an Unsteady Rain Water Resources Research Vol 14 No 3 Instituto de Ingenier a 1998 Manual del usuario de los programas ejecutables SURCOS A y SURCOS C para el dise o del riego por gravedad con surcos abiertos y cerrados Universidad Nacional Aut noma de M xico Jensen M E ed 1980 Design and Operation of Farm Irrigation Systems American Society of Agri cultural Engineers p 569 Universidad de Utah 1989 SIRMOD Surface Irrigation Simulation Model The Utah State University Foundation RIEGO POR SURCOS ABIERTOS V zquez E 1996 Formulaci n de un criterio para AP NDICE EFICENCIAS DE APLICACI N incrementar la eficiencia del riego por surcos PARA UNA Y DOS PENDIENTES CON RIEGO incluyendo el m todo de corte posterior Tesis CONTINUO EN SURCOS ABIERTOS Y de Doctorado Divisi n de Estudios de Posgra CERRADOS do de la Facultad de Ingenier a UNAM Con el empleo de los datos de la Tabla 2 del texto en la Walker R y G Skogerboe 1987 Surface Irrigation tabla A l se presentan los resultados de las simulaciones Prentice Hall New Jersey USA p 212 num ricas para riego continuo con una pendiente En
5. 00 0 2800 1 20 Cy 27 0 4500 0 3500 1 30 132 1130 69 y 103 916 70 7 91 885 69 7 81 814 70 8 64 654 70 6 56 619 68 6 53 618 69 7 50 577 69 6 43 553 67 6 38 525 66 5 3 498 67 4 31 461 66 5 31 457 66 5 31 441 68 6 26 427 67 6 2 405 67 6 24 333 65 2 23 331 64 3 20 316 66 4 21 288 65 2 20 267 64 3 19 25B 64 3 17 214 65 2 15 102 65 3 14 176 65 3 14 158 70 5 15 136 65 2 Tabla 4 Resultados de las simulaciones num ricas con el cambio dependiente a L 2 p 278 Vol 6 N 3 septiembre 1999 S Q 1 s Se 1 Cd 2 Cy 3 Se 4 Cd S Cy 6 Se 7 Cd 8 Cy 9 Se 10 caq Cy 12 Se 13 Cd 14 Cy 15 Se 16 Ca 17 Cy 18 Se 19 Cd 20 CyQ1 Se 22 Cd 23 Cy 24 Se 25 Cd 26 Cy 27 RIEGO POR SURCOS ABIERTOS ta rain Tr min m An Ag Tabla 5 Resultados de las simulaciones numericas con el cambio de pendiente a 3 4 L AN LISIS DE RESULTADOS El incremento de la eficiencia se explica gracias al efecto del remanso producido por la pendiente de menor valor aguas abajo lo que hace que el tirante del flujo sea ma yor se reduzcan las velocidades y los gastos de salida coleos se aumente la infiltraci n en la parte baja y se logre una mejor distribuci n de la l mina infiltrada Este efecto es m s notorio cuando el cambio de pendiente se hace a 3 4 de la longitud porque la pendiente en el ex 60 al Oo p Y co gt Si Nivel plantilla
6. 6 0 2400 100 173 510 79 0 3000 Se 7 0 2475 100 144 480 78 0 3094 Cd 8 0 2550 1 00 146 455 1 0 3188 Cy 9 0 2625 1 00 130 430 78 0 3281 Se 10 0 2700 1 00 114 415 7 0 3375 Cd 11 0 2775 1 00 111 385 78 0 3469 Cy 2 0 2850 100 93 360 77 0 3563 Se 13 0 2925 1 00 81 340 76 0 3656 Ca 14 0 3000 1 00 77 315 77 0 3750 Cy 15 0 3075 0 90 74 320 76 0 3844 Sc 16 0 3150 0 75 123 360 71 0 3938 Cd 17 0 3225 0 75 146 330 11 0 4031 Cy 18 0 3300 0 75 124 310 76 0 4125 Se 19 0 3375 0 75 75 275 76 0 4219 Cd 20 0 3450 0 75 98 250 17 0 4313 Cy 21 0 3525 0 75 92 235 76 0 4406 Se 22 0 3600 0 75 74 210 76 0 4500 Cd 23 0 3675 0 75 75 180 77 0 4594 Cy 24 0 3750 0 75 50 165 76 0 4688 Se 25 0 3825 0 75 35 150 75 0 4781 Ca 26 0 3900 0 75 29 125 77 0 4875 Cy 27 0 4000 0 75 38 110 76 0 5000 Tabla A 3 Resultados con riego continuo y dos pendientes Tabla A 4 Resultados con riego continuo y una pendiente Cambio dependiente a 3 4 L en surcos cerrados p 282 Vol 6 N 3 septiembre 1999
7. EFICIENCIA DE APLICACI N EN EL RIEGO POR SURCOS ABIERTOS AL EMPLEAR DOS PENDIENTES Ernesto V zquez Fern ndez RESUMEN Se presentan resultados comparativos de eficiencias de aplicaci n en el riego con recorte en surcos abiertos cuando existen una y dos pendientes longitudinales fuertes 0 2 o mayores En surcos de dos pendientes con la menor en la parte baja y el cambio de ellas a 0 75 de la longitud el incremento de la eficiencia con respecto a la de surcos con pendiente nica es del orden del 13 Esto permite concluir que si en el campo se presenta esta situaci n favorable no es conveniente explanar las parcelas con una sola pendiente o bien si ya tienen una pendiente y fuera posible explanar para que los surcos tuvieran dos pendientes la eficiencia ser a m s alta INTRODUCCI N Se han probado con xito dos m todos de riego que in crementan la eficiencia de aplicaci n del riego continuo ptimo con surcos abiertos el de recorte o cut back y el de riego intermitente o surge flow Stringham y Ke ller en Walker y Skogerboe 1987 Humpherys en Jen sen 1980 recomienda un criterio muy pr ctico de aplicar en el campo para hacer el recorte a la mitad del gasto inicial una vez que termina la etapa de avance del agua y es el que se emplea en este trabajo Camacho et al 1997 proponen el manejo y control del riego a trav s de la informaci n que se env a al modelo num rico MEPI para decidir con oportunidad la mag
8. acumu lada en cm Dado que la l mina de infiltraci n acumulada se encuen tra en el denominador del lado derecho de la ecuaci n 1 se requiere un valor inicial diferente a cero por tanto en todas las simulaciones num ricas de los dos incisos siguientes y del ap ndice se usa un valor constante de 3 cm El procedimiento de c lculo seguido para obtener la l mina de infiltraci n acumulada en el modelo num rico que usa un esquema en diferencias finitas es primero multiplicar la velocidad de infiltraci n vertical por el per metro mojado del surco P en m y la longitud del tramo considerado Ax en m para determinar el gasto de infiltraci n vertical Qz en m s Esto es 1 dZ Oz AS Paro 2 Despu s al multiplicarse el gasto de infiltraci n por el intervalo de tiempo 4t en s el volumen de infiltraci n vertical Vz en m es Vz Qz At 3 Finalmente si cada volumen infiltrado se acumula desde el primer instante j 1 hasta el ltimo j u durante el tiempo de contacto del agua y se divide al final Art culo publicado en Ingenier a del Agua Vol 6 Num 3 septiembre 1999 p ginas 275 282 recibido el 7 de octubre de 1998 y aceptado para su publicaci n el 14 de abril de 1999 Pueden ser remitidas discusiones sobre el art culo hasta seis meses despu s de la publicaci n del mismo En el caso de ser aceptadas las discusiones ser n publicadas conjuntamente con la respuesta de los autores en el p
9. de las pendientes en el campo no es pr ctica com n porque se procura explanar las tierras con la pendiente natural sin embargo cuando se tenga una parcela con surcos abiertos y dos pendientes fuertes p 280 Vol 6 N 3 septiembre 1999 Longitud m 0 16 5 33 49 5 66 82 5 99 115 5 132 148 5 165 1 80 min t 395 min 1 430 min 1441 E a yt o L mina de infiltraci n cm a 18 4 20 Figura 5 L minas de infiltracti n para dos pendientes con el cambio a 3 4 Surco Cd 14 mayores o iguales que 0 2 diferentes situ ndose la mayor en la parte alta los resultados de este trabajo per miten concluir que conviene conservarlas Ahora bien si fuera posible cambiar las pendientes de una sola a dos con la mayor en la parte alta sin afectar al cultivo por la remoci n de la capa vegetal el ahorro de agua puede llegar a ser significativo hasta del 20 Los resultados te ricos de este trabajo podr an ser veri ficados con otro modelo num rico diferente al empleado aqu o bien ser evaluados en el campo AGRADECIMIENTOS Al Dr Jes s Gracia S nchez por sus opiniones y sugerencias REFERENCIAS Bautista E y W W Wallender 1993a Reliability of Optimized Furrow Infiltration Parameters Jo urnal of Irrigation and Drainage Engineering Vol 119 No 5 Booher L J 1974 Surface Irrigation Land and Water Development Series Food and Agriculture Organization
10. las Tablas A 2 y A 3 pueden verse los incrementos Surco Q 1 s ta min Tr min n Si S Q ta Tr Surco 1 s min min Se 1 0 80 134 1108 58 Ca 2 0 90 105 919 60 Cy 3 0 90 92 901 58 Se 4 81 811 58 Cd 5 o 63 60 Cy 6 55 58 Se 7 A 52 58 Cd 8 50 59 Cy 9 43 58 Se 10 A 38 58 Cd 11 A 57 59 Cy 12 i 31 58 Se 13 31 58 Cd 14 i 31 59 Cy 15 26 57 Se 16 A 2 58 Cd 17 24 60 Cy 18 i 23 58 Se 19 A 21 58 Cd 20 21 60 Cy Q1 20 58 Se 22 19 58 Cd 23 18 60 Cy 24 A 16 58 Se 25 15 59 Cd 26 o 15 61 Cy 27 13 59 Tabla A 1 Resultados con riego continuo y una pendiente Tabla A 2 Resultados con riego continuo y dos pendientes Cambio de pendiente a L 2 Vol 6 N 3 septiembre 1999 p 281 RIEGO POR SURCOS ABIERTOS de la eficiencia cuando se usan dos pendientes La Tabla Obs rvese que los gastos para surcos abiertos son id n A 4 muestra los resultados de las eficiencias para los ticos adem s que las eficiencias de la Tabla 4 4 son mismos surcos cuando se cierran aguas abajo mayores o iguales a las m ximas para el corte posterior de ka Tabla 5 de texto S Q ta Tr n An Surco So Q l s ta min Tr min n l s min min Se 0 2000 0 80 308 800 81 0 2500 Cd 2 0 2100 0 90 266 685 82 0 2625 Cy 3 0 2175 0 90 232 655 79 0 2719 Se 4 0 2250 0 95 194 590 79 0 2813 Cd 5 0 2325 1 00 190 535 80 0 2906 Cy
11. nitud del recorte y el tiempo de riego y as lograr incrementar la eficiencia El modelo SIRMOD Universidad de Utah 1989 puede dise ar la magnitud del recorte y el tiempo de riego En cuanto al riego intermitente el dise o debe ser m s preciso porque interviene adem s del gasto el tiempo de activaci n de las v lvulas electr nicas En el dise o del riego con surcos abiertos la pendiente longitudinal siempre se ha tratado como par metro y tie ne una influencia importante si la pendiente es nica V zquez 1996 sin embargo cuando se da el mismo desnivel de una pendiente fuerte medido desde la cabecera a la parte m s baja con dos pendientes diferentes esta inftuencia se hace m s significativa repercutiendo en la posibilidad de incrementar la eficiencia de aplicaci n si la pendiente mayor se ubica en la cabecera de los surcos El modelo num rico empleado llamado SURCOS A Instituto de Ingenier a 1998 resuelve las ecuaciones completas de Saint Venant y usa para calcular el gasto de infiltraci n vertical el per metro mojado del surco y la f rmula te rica de Green Ampt Chu 1978 Instituto de Ingenier a UNAM dZ A Zorik 1 Donde dZ dr es la velocidad de infiltraci n vertical en cm min t es el tiempo de contacto del agua con el suelo en min K la conductividad hidr ulica en cm min A es el producto de las diferencias de humedades y tensiones del suelo en cm y Z es la l mina de infiltraci n
12. one el suelo en el tramo de mayor pendiente Booher 1974 recomienda que este gasto en 1 s no sea mayor que 0 6 S donde S Ta min Tr min n Tabla 3 Resultados de las simulaciones num ricas con una pendiente Vol 6 N 3 septiembre 1999 p 277 RIEGO POR SURCOS ABIERTOS es la pendiente en La eficiencia se anota como n y el incremento de la eficiencia como An n n En la Tabla 5 se presentan los resultados de las simula ciones num ricas con la pendiente aguas abajo S2 igual a 1 4 de la pendiente nica de la Tabla 3 as el valor de la pendiente aguas arriba S queda obligado para cum plir con el desnivel 4Z de la Tabla 2 Estas relaciones de pendientes son las que han producido las eficiencias m s altas El cambio de pendiente se hace a los 3 4 de la longitud del surco medida desde la cabecera En la an tepen ltima columna se identifica a la eficiencia de apli caci n como np para diferenciarla de las anotadas en las tablas 3 y 4 Obs rvese que n gt n gt n El incremento de la eficiencia con respecto a los resultados de la Tabla 3 vale Ah n2 1 El ahorro de agua Ag tambi n con respecto al riego con una pendiente puede calcularse con la ecuaci n 4 12 100 n2 Las eficiencias de los 27 surcos de las Tablas 3 y 5 as como las de otros 83 que suman un total de 110 se mues tran en la Figura 1 en el eje horizontal se identifica el 8 Q 1 s Eficiencia de aplicaci n en
13. orque se ha usado un valor igual a 0 05 s m en todos los casos En la Tabla 3 se muestran los resultados para diferentes valores de la pendiente S y gasto O Ah ta es la dura ci n de la etapa de avance del agua Tr el tiempo de riego y n la eficiencia de aplicaci n En todos los casos se satisface la dosis y el error en la ecuaci n de conti nuidad volumen de ingreso volumen infiltrado vo Surco Sa Q Us Se I Cd 2 Cy 3 Se 4 Cd 5 Cy 6 Se 7 Cd 8 Cy 9 Se 10 Ca 11 Cy 12 Se 13 Cy 15 Cd 14 S e 16 Cd 17 Cy 18 Se 19 Cd 20 Cy Q1 Se 22 Cd 23 Cy 24 Se 25 Cd 26 Cy 27 RIEGO POR SURCOS ABIERTOS lumen escurrido es menor del 3 adem s se reproduce un riego con recorte donde el gasto despu s de la etapa de avance es la mitad del inicial As la eficiencia de aplicaci n en resulta 2 L D Zm 6 Q ta Tr 7 n Donde L est dado en m Zm y D en cm ta y Tr en min y O en l s SIMULACIONES NUM RICAS EN SURCOS CON DOS PENDIENTES La Tabla 4 de la p gina siguiente muestra los resultados de las simulaciones num ricas donde hay un cambio de pendiente a la mitad del surco cumpliendo siempre con el desnivel 4z de la Tabla 2 La pendiente de aguas arri ba S es mayor y la de aguas abajo Sz es menor Estas son las posiciones para lograr un incremento de la efi ciencia Las pendientes son las que producen la m xima eficiencia para un gasto que no erosi
14. rimer n mero de la revista que aparezca una vez transcurrido el plazo indicado Vol 6 N 3 septiembre 1999 p 275 RIEGO POR SURCOS ABIERTOS entre un rea formada por la misma longitud Ax y la separaci n entre surcos D en m se obtiene la l mina de infiltraci n acumulada Z en m para cada tramo i j u y j Ax D Cuando alg n valor Z es igual a la dosis Zm que de seaba infiltrarse el riego es satisfactorio i PROCEDIMIENTO EN LAS SIMULACIONES NUM RICAS En las simulaciones num ricas del riego continuo con surcos abiertos al emplear el modelo SURCOS A se obtienen eficiencias m ximas del orden del 58 por ello se buscaron ejemplos de riego continuo con una determinada secci n transversal del surco longitud pen diente nica coeficiente de aspereza de Manning datos param tricos de la f rmula de Green Ampt y gasto para que la eficiencia fuera pr xima a este valor ver Tabla A 1 del ap ndice Para obtener los resultados del m todo de recorte que se anotan en las tablas de los siguientes incisos se aument el gasto inicial y se recort a la mitad una vez terminada K cm min Se 1 Cd 2 CyG Sc 4 Cd 5 Cy 6 Se 7 Cd 8 Cy 9 Se 10 Cadi Cy 12 Se 13 Cd 14 Cy 15 Sc 16 Cd 17 Cy 18 Se 19 Cd 20 CyQ1 Se 22 Cd 23 Cy 24 Se 25 Cd 26 Cy 27 la duraci n de la etapa de avance de agua Las eficien cias comparadas con las del riego continuo aumen taron pero
15. t 31 ma o t 4 5min sD S o Elevaci n cm kl o 4 O 16 5 33 49 5 66 82 5 99 115 5 132 148 5 165 Longitud m Figura 2 Perfil del flujo para una pendiente Surco Cd 14 tremo final del surco es m s suave que cuando el cambio se hace a la mitad produciendo un remanso m s alto En las Figuras 2 y 3 se muestran los perfiles del flujo al final de las fases de avance del agua y llenado para el surco Cd 14 con una y dos pendientes respectivamente El cambio de la pendiente para la Figura 3 corresponde a 3 4 de la longitud en donde se aprecia la modificaci n del tirante ah mismo y uno mayor aguas abajo o o m A 0 O O Nivel plantilla t 30 min t 395 min Elevaci n c Nm 9 o O E o 0 O 165 33 495 66 82 5 99 115 5 132 148 5 165 Longitud m Figura 3 Perfil del flujo para dos pendientes con el cambio a 3 4 L Surco Cd 14 Vol 6 N 3 septiembre 1999 p 279 RIEGO POR SURCOS ABIERTOS Longitud m O 165 33 495 66 825 99 115 5 132 148 5 165 04 2 4 6 8 10 12 4 444 16 4 18 20 Figura 4 L minas de infiltraci n para una pendiente Surco Cd 14 mina de infiltraci n cm En las Figuras 4 y 5 se muestran las l minas de infiltra ci n calculadas al final de las fases ya mencionadas y la de receso Obs rvese que al t rmino del proceso de riego con dos pendientes Figura 5 la l mina infiltrada despu
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