CURSO
AGUA Y RIEGO
DRENAJE DE
SUELOS AGRICOLAS
OBJETIVOS DE LA CLASE
• Definir las situaciones de campo
relacionadas con un drenaje
imperfecto y su efecto sobre la
productividad de los cultivos.
• Explicar como se diseña una red de
drenaje en el campo
DRENAJE ES LA SALIDA DE AGUA
DESDE EL PERFIL DEL SUELO
LOGRADA ARTIFICIALMENTE.
* DRENAJE SUPERFICIAL
* DRENAJE SUBSUPERFICIAL
O SUBTERRANEO
• - Napas temporales, permanentes y
fluctuantes
- Técnicas de diseño de una red de
drenaje: cálculo de la distancia y
profundidad de los drenes
- Riego sub-superficial
ACUMULACION DE AGUA
SOBRE EL NIVEL DEL
SUELO
PERDIDA DE CAPACIDAD PROBLEMAS FITO - DETERIORO DE
DE SOPORTE SANITARIOS INFRAESTRUCTURA
DISMINUCION DE RENDIMIENTOS
PERDIDAS ECONOMICAS
EXCESO DE AGUA EN EL INTERIOR DEL SUELO
MENOR AIREACION MENOR TEMPERATURA
MENOR DESARROLLO RAICES MENOR ACTIVIDAD DE LOS ORGANISMOS DEL SUELO
MENOR ABASTECIMIENTO DE NUTRIENTES MENOR DESCOMPOSICION DE LA MATRERIA ORGANICA
DISMINUCION DE RENDIMIENTOS
PERDIDAS ECONOMICAS
Videos de Drenaje parte 1
• Técnicas de drenaje
• Construcción de Drenes
Videos de Drenaje parte 2
• https://engineering.purdue.edu/~drainage/
DWM-overview/index.html
• https://engineering.purdue.edu/~drainage/
DWM-Purdue1/DWM-Purdue1.html
• http://video.dis.purdue.edu/agriculture/Drai
nField050114.wmv
RECONOCIMIENTO DEL
PROBLEMA
• RECOPILACION DE ANTECEDENTES:
– FOTOS AEREAS, MAPAS DE SUELO
– ESTUDIOS PREVIOS
– PUBLICACIONES
– OPINIONES DE CONOCEDORES DEL AREA
RECONOCIMIENTO DE CAMPO
– OBSERVACION DE SINTOMAS DE MAL
DRENAJE
– ANALISIS DE DESCARGAS NATURALES
– DELIMITACION DEL AREA DE APORTE DE
ESCORRENTIA
– DELIMITACION DE AREAS DE SATURACION E
INUNDACION
– IDENTIFICACION DE LIMITACIONES DE SUELO
– IDENTIFICACION DE LIMITACIONES DE
TOPOGRAFIA
DIAGNOSTICO DEL PROBLEMA
– IDENTIFICACION
– PROPUESTA DE SOLUCIONES
– COSTOS Y BENEFICIOS ESTIMATIVOS
– RECOMENDACION
CAUSAS DEL PROBLEMA
• PRECIPITACIONES
• INUNDACIONES
• RIEGO
• SUELO
• TOPOGRAFIA
• FILTRACIONES
EFECTOS PRINCIPALES DEL
MAL DRENAJE:
1. DISMINUYE LA CONC. DE 02.
AUMENTA LA CONC. DE CO2 y DE
FORMAS REDUCIDAS DE Fe, Mn Y S
QUE SON FOTOTOXICAS.
2. PELIGRO DE SALINIZACION Y
SODIFICACION DEL SUELO.
EFECTOS PRINCIPALES DEL
DRENAJE DEFICIENTE:
3. NO HAY NITRIFICACION DE LA M.O.
4. HAY DESCOMPOSICION
ANAEROBICA DE M.O.
5. SE DESARROLLAN HONGOS,
ESPECIALMENTE PHYTOPHTHORA.
EFECTOS PRINCIPALES DEL
DRENAJE DEFICIENTE:
6. LA PRESENCIA DE UNA NAPA ALTA
PUEDE NO SER EVIDENTE DESDE LA
SUPERFICIE.
7. NAPA FLUCTUANTE Y SU EFECTO
SOBRE LA ACUMULACION DE
FOTOSINTATOS.
8. COMPACTACION DEL SUELO Y
TRANSITABILIDAD RESTRINGIDA.
EFECTOS PRINCIPALES DEL
DRENAJE DEFICIENTE:
9. RETARDO EN LA GERMINACION Y
BROTACION POR PROBLEMAS DE
TEMPERATURA DEL SUELO.
10. RESALINIZACION DEL PERFIL DEL
SUELO.
NO HAY RIEGO SIN DENAJE: EL
CONCEPTO DE FRACCION DE LAVADO.
UMBRAL DE SALINIZACION DE LOS
CULTIVOS.
RECUPERACION DE SUELOS CON
DRENAJE ARTIFICIAL.
REUTILIZACION DEL AGUA DE
DRENAJE. RIEGO SUB-SUPERFICIAL.
POLUCION Y ASPECTOS ECOLOGICOS
Y SANITARIOS.
TIPOS DE DRENES:
ZANJAS ABIERTAS, TUBOS O PIEDRAS.
EL AGUA FLUYE DESDE EL SUELO
POR GRADIENTE DE POTENCIAL
dH / L.
RED DE DRENES Y PUNTO DE
DESCARGA.
EL FLUJO DEL AGUA DEL SUELO
HACIA UN DREN ESTA
DETERMINADO POR:
1. LA CONDUCTIVIDAD
HIDRAULICA DE SATURACION,
LA ESTRATIFICACION Y LA
ANISOTROPIA DEL PERFIL DEL
SUELO.
EL FLUJO DEL AGUA DEL SUELO
HACIA UN DREN ESTA
DETERMINADO POR:
2. LA FORMA DE LA NAPA Y LA
PRESION (VELOCIDAD) DE
RECARGA:
* NAPA CONFINADA, PRESION
ARTESIANA.
* NAPA NO CONFINADA: RIEGO
EXCESIVO O APORTE DE LA
CUENCA.
EL FLUJO DEL AGUA DEL SUELO
HACIA UN DREN ESTA
DETERMINADO POR:
3. PROFUNDIDAD DE LOS DRENES
EN RELACION CON LA
PROFUNDIDAD A QUE SE
ENCUENTRA LA NAPA: PENDIENTE
DE LA RED DE DRENES Y COTA DEL
PUNTO DE SALIDA.
EL FLUJO DEL AGUA DEL SUELO
HACIA UN DREN ESTA DETERMINADO
POR:
4. ESPACIAMIENTO O DISTANCIA
HORIZONTAL ENTRE LOS DRENES.
5. TIPO DE DREN (ABIERTOS, TUBOS
ENTERRADOS, PIEDRAS).
EL FLUJO DEL AGUA DEL SUELO
HACIA UN DREN ESTA DETERMINADO
POR:
6. ABERTURAS DE LA CONDUCCION
SUBTERRANEA DE AGUA: DISTANCIA
ENTRE TUBOS O PERFORACIONES.
7. MATERIAL ENVOLVENTE DE LA
CONDUCCIÓN DE AGUA.
EL FLUJO DEL AGUA DEL SUELO
HACIA UN DREN ESTA DETERMINADO
POR:
8. DIAMETRO DE LOS DRENES EN
RELACION CON SU CAPACIDAD DE
CONDUCCION DE AGUA.
9. VELOCIDAD DE RECARGA DE LA
NAPA, POR INFILTRACION >
EVAPOTRANSPIRACION, O POR
FLUJOS EXTERNOS.
EL AGUA NO SALTA
ESPONTANEAMENTE DESDE EL
SUELO HACIA EL DREN: DEBE
HABER UNA PRESION POSITIVA AL
INTERIOR DEL SUELO.
h
• LOS DRENES DEBEN QUEDAR BAJO EL
NIVEL DE LA NAPA Y LA NAPA NO PUEDE
BAJAR MAS QUE LA PROFUNDIDAD DEL
DREN.
PROFUNDIDADES y ESPACIAMIENTOS
DE TUBERIAS DE DRENAJE EN
DIFERENTES SUELOS:
Ks (cm/día) Dist. (m) Prof. (m)
Arcilla 0,15 10 - 20 1-1,5
Franco A 0,15 - 0,5 15 - 25 1-1,5
Franco 0,50 - 2,0 20 - 35 1-1,5
F. A. fino 2,00 - 6,5 30 - 40 1-1,5
Franco a 6,50 - 12,5 30 - 70 1-2,0
arenoso 12,5 - 25,0 30 - 100 1-2,0
COMO LA PROFUNDIDAD DE LOS
DRENES ESTA LIMITADA POR UN
ASPECTO ECONOMICO, LO QUE SE
PUEDE HACER ES:
1. DISMINUIR LA DISTANCIA ENTRE
LOS DRENES PARA QUE
H máxima EN EL PLANO CENTRAL
SEA LA MINIMA POSIBLE.
ZANJA DE DRENAJE DE
SECCION TRAPEZOIDAL
• FIGURA 5 PAG 68
DISEÑO DE UNA RED DE
DRENAJE
LA ECUACION DE HOOGOUDT
PREDICE LA ALTURA DE LA NAPA
CON UN REGIMEN DE LLUVIA O
RIEGO ESPECIFICO, CUANDO LA
Ks, LA PROFUNDIDAD y EL
ESPACIAMIENTO ENTRE DRENES
ES CONOCIDO
DESCRIPCION DE VARIABLES
• Q = A* V caudal de drenaje (m3/s)
• A = b * d + Z * d2
Area transversal de conducción (m2 )
• b = base (m)
• d = tirante hidráulico (m)
• Z = talud de la pared (adimensional)
DESCRIPCION DE VARIABLES
• V = (1/n) * (A/P)^2/3 * So^1/2 Velocidad
de flujo (m/s) Manning
• n = coeficiente de rugosidad de
Manning (adimensional)
• P = b + 2 *d * (1 + Z2)^1/2
• P = Perímetro mojado (m)
• So = pendiente de la rasante (m/m)
DESCRIPCION DE VARIABLES
• H = d + r Altura del agua (m)
• d = distancia del fondo al nivel de agua
• r = distancia del nivel del agua al nivel
del suelo
• B = (b + 2) * Z * H (m)
• B = ancho de la zanja en la superficie
• H = profundidad de la zanja (m)
PARAMETROS
• Q = estudio hidrológico y de
precipitaciones
• n coeficiente de Manning 0.022 - 0.20
• So = plano topográfico
• Z de tablas: roca 0.25 - arena 3.0
• Velocidad máxima no erosiva:
Velocidad maxima no erosiva
pag 70
EJEMPLO DE CALCULO
RESUMEN DE LA CLASE
• Una presentación resumida de mucho
interés sobre el Drenaje de Suelos
agrícolas
RESUMEN DE LA CLASE
Hemos descrito los problemas
de drenaje, estimado las
características de diseño de
una red de drenaje.
RESUMEN DE LA CLASE
Hemos definido las principales
situaciones de campo
relacionadas con un drenaje
imperfecto y su efecto sobre la
productividad de los cultivos.