Riegos de gravedad y a presión

471 Pages·2020·49.569 MB·Spanish

by  Bernardo Pascual España, Núria Pascual Seva

Riegos de gravedad
va presión
Bernardo Pascual España
Núria Pascual Seva
Bernardo Pascual España
Núria Pascual Seva
Riegos de gravedad y a presión
., Editorial
- Universitat Politecnica
de Valencia
Colección Académica
Para referenciar esta publicación utilice la siguiente cita: Pascual España, B.;
Pascual Seva. N. (2020). Riegos de gravedad y a presión (4ª ed.). Valencia: Editorial
Universitat Politecnica de Valencia
© Bernardo Pascual España
Núria Pascual Seva
© 2020, Editorial Universitat Politecnica de Valencia
Venta: www .lalibreria.upv.es / Ref.:6641_01_01_01
ISBN: 978-84-9048-933-8 (4ªed. versión impresa)
ISBN: 978-84-9048-950-5 (I3ed. versión electrónica)
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RESUMEN
La presente obra iintenta conjugar las funciones fonnativa e informativa, por lo que presenta gran
cantidad de fórmulas de aplicación práctica, analizando su deducción, pero sin perderse en grandes
demostraciones. Todos los apartados son tratados fundamentalmente desde el punto de vista
agronómico.
El libro consta de cinco capítulos: fundamentos del riego, con especial referencia a los apartados de
infiltración y eficiencia; distribución del agua en los regadíos; riegos de gravedad. Hidráulica.
Análisis de los riegos a manta, tablares y sumersión, y por surcos; riegos por aspersión; riego
localizado de alta frecuencia, con especial referencia a su programación.
AUTORES
Bernardo Pascual España
Doctor ingeniero agrónomo por U niversitat Politecnica de Valencia (UPV). Catedrático de
universidad del Departamento de Producción Vegetal de la UPV y director del Centro Valenciano
de Estudios sobre el Riego de la misma universidad. Su principal línea de investigación actual
se basa en el riego deficitario y en la eficiencia del uso del agua de riego en cultivos hortícolas.
Núria Pascual Seva
Doctora ingeniera agrónoma por la Universitat Politecnica de Valencia (UPV). MSc in Water
Management por la Cranfield University. Profesora contratada doctora del Departamento de
Producción Vegetal de la UPV e investigadora del Centro Valenciano de Estudios sobre el Riego
de la citada universidad. Su principal línea de investigación actual se basa en el riego deficitario
y en la eficiencia del uso del agua de riego en cultivos hortícolas.
ÍNDICE
CAPÍTULO 1: FUNDAMENTOS DEL RIEGO .................................................. 1
1. IN'TRODUCCIÓN ................................................................................................ 3
1.1. Evolución del regadío en la antigüedad ...................................................... 3
1.2. Definición de riego ................................................................................ 1O
1.3. Extensión del regadío ................................................................................ 11
1.4. Información básica necesaria para proyectar una puesta
en riego .................................................................................................... 11
1.4.1. Mapas ............................................................................................. 12
1.4.2. Recursos de agua de la explotación ............................................... 12
2. EL SUELO COMO DEPÓSITO DE AGUA ...................................................... 14
2.1. Disponibilidad de agua en el suelo ............................................................ 14
2.2. Potencia] hídrico del suelo ......................................................................... 18
2.3. Factores que afectan a la retención de agua ............................................... 22
2.4. Histéresis .................................................................................................... 24
2.5. Medición del potencial hídrico y del contenido de agua
del suelo ..................................................................................................... 25
3. PROFUNDIDAD DE ENRAIZAMIENTO ........................................................ 28
4. UMBRAL ÓPTIMO DE RIEGO ........................................................................ 35
5. IN'FILTRACIÓN ................................................................................................ 39
5.1. Ecuaciones de la infiltración ...................................................................... 41
5.2. Medida de la infiltración ............................................................................ 59
5.3. La conductividad hidráulica y su determinación ....................................... 62
6. NECESIDADES DE RIEGO. CAUDAL FICTICIO
CONTINUO Y CAUDAL CARACTERÍSTICO ............................................... 67
6.1. Necesidades de riego .................................................................................. 67
6.2. Caudal ficticio continuo y caudal característico ........................................ 69
7. PARÁMETROS DE RENDIMIENTO DEL RIEGO ......................................... 70
7.1. Eficiencia de riego ..................................................................................... 71
7.2. Evaluación de los sistemas de riego ........................................................... 77
I
RIEGOS DE GRAVEDAD Y A PRESIÓN
7 .2.1. Déficit de hu1nedad ........................................................................ 77
7 .2.2. Déficit permisible de humedad ...................................................... 77
7 .2.3. Eficiencia de almacenamiento en el suelo ..................................... 78
7 .2.4. Suficiencia referida al 25% de las observaciones más
desfavorables ................................................................................. 78
7.2.5. Uniformidad de riego .................................................................. 78
7.2.5. l. Coeficiente de uniformidad de Christiansen .................. 79
7.2.5.2. Uniformidad de distribución .......................................... 79
7.2.5.3. Coeficiente estadístico de uniformidad .......................... 80
8. SALINIDAD, REQUERIMIENTO DE LIXIVIACIÓN .................................... 80
9. ELECCIÓN DEL MÉTODO DE RIEGO .......................................................... 85
CAPÍTULO 11: DISTRIBUCIÓN DEL AGUA EN LOS REGADÍOS ............ 89
l. INTRoD·u·ccIÓN .............................................................................................. 91
2. CAUDAL DE DERIVACIÓN ............................................................................ 91
3. DISTRIBUCIÓN DEL AGUA ........................................................................... 97
3 .1. Distribución continua. ................................................................................ 97
3.2. Distribución por rotación o turno ............................................................... 99
3.3. Distribución a la demanda ....................................................................... 100
4. CAUDAL DE LAS CONDUCCIONES ............................................................ 101
4.1. Distribución por rotación ......................................................................... 1O 1
4.2. Distribución a la demanda ....................................................................... 102
4.2.1. Valores normales de los parámetros ............................................ 106
4.2.1.1. Rendimiento de empleo ................................................ 106
4.2.1.2. Calidad de funcionamiento .......................................... 106
4.2.2. Aumento relativo de caudal ......................................................... 106
5. EL TRIBUNAL DE LAS AGUAS DE LA VEGA DE VALENCIA. ............. 108
II
ÍNDICE
CAPÍTULO 111: RIEGOS DE GRAVEDAD O SUPERFICIE ...................... 115
1. INTRODUCCIÓN ............................................................................................ 117
2. HIDRÁULICA DEL RIEGO POR SUPERFICIE ............................................ 121
2.1. Introducción ............................................................................................. 121
2.2. Fases de un riego típico de superficie ...................................................... 124
3. RIEGO A MANTA ........................................................................................... 131
3.1. Riego por tablares .................................................................................... 132
3.1.1. Condiciones que favorecen la instalación
del riego por tablares ................................................................ 132
3.1.1.1. Cultivos ........................................................................ 132
3.1.1.2. Suelos ........................................................................... 132
3.1.1.3. Pendientes .................................................................... 133
3.1.1.4. Ventajas ........................................................................ 134
3.1.1.5. Inconvenientes .............................................................. 134
3.1.2. Diseño de tablares con salida del agua al pie ............................... 134
3.1.2.1. Caudal unitario ............................................................. 135
3.1.2.2. Tiempo de aplicación ................................................... 136
3.1.2.3. Longitud del tablar ....................................................... 136
3.1.2.4. Limitaciones en el diseño ............................................. 136
3 .1.3. Diseño de tablares con retención de agua al pie .......................... 145
3 .1.3. l. Bloqueo de la salida y aumento de la longitud ............. 146
3.1.3.2. Bloqueo de la salida y reducción del caudal ................ 147
3.1.3.3. Ejemplo de cálculo. Diseño de tablares ....................... 140
3.2. Riego por sumersión ................................................................................ 150
3 .2.1. Condiciones que favorecen la instalación del riego
por sumersión ........................................................................... 151
3.2.1.1. Cultivos ........................................................................ 152
3 .2.1.2. Suelos ........................................................................... 152
3.2.1.3. Ventajas ........................................................................ 152
3 .2.1.4. Inconvenientes .............................................................. 152
3.2.2. Diseño .......................................................................................... 152
3.2.2.1. Limitaciones del diseño ................................................ 153
3.2.2.2. Método del SCS ......................................................... 154
3.2.2.3. Método empírico de Booher.. ....................................... 163
3.2.2.4. Riego continuo o permanente ....................................... 166
3.3. Riego por desbordamiento natural. .......................................................... 176
III
RIEGOS DE GRAVEDAD Y A PRESIÓN
4. RIEGO POR SURCOS ..................................................................................... 177
4.1. Condiciones que favorecen la instalación del riego
por surcos ............................................................................................... 177
4.1.1. Cultivos ........................................................................................ 177
4.1.2. Suelos. ....................................................................... 178
4.1.3. Pendientes .................................................................................... 178
4.1.4. Ventajas ....................................................................................... 179
4.1.5. Inconvenientes .............. ................................................ 179
4.2. Diseño ...................................................................................................... 180
4.2.1. Surcos en pendiente y con salida de agua al pie .......................... 185
4.2.2. Ejemplo de cálculo. Diseño de surcos en pendiente
y con salida al pie ..................................................................... 191
4.2.3. Surcos en pendiente con reducción de caudal ............................. 193
4.2.4. Ejemplo de cálculo. Diseño de surcos en pendiente
con reducción de caudal ........................................................... 197
4.2.5. Surcos nivelados y con retención del agua al pie ........................ 200
4.2.6. Ejemplo de cálculo. Diseño de surcos nivelados
y con retención del agua al pie ................................................. 203
5. APLICACIÓN DE LOS MODELOS MATEMÁTICOS EN LOS
PROGRAMAS INFORMÁTICOS .................................................................. 204
5.1. WinSRFR ...................................................................................... 210
5.2. Utilización del programa WinSRFR en la modelización y
diseño del riego por surcos en L'Horta de Valencia ..................... 212
6. CASOS ESPECIALES .................................................................................... 213
6.1. Riego por surcos a pulsos .............................................................. 213
6.2. Riego por surcos con sistema de cable .......................................... 215
6.3. Surcos en contorno ......................................................................... 216
6.4. Surcos en zigzag ............................................................................. 217
6.5. Riego por alcorques ........................................................................ 218
CAPÍTULO IV: RIEGO POR ASPERSIÓN ................................................... 221
1. INTRODUCCIÓN ............................................................................................ 223
2. VENTAJAS E INCONVENIENTES DEL RIEGO
POR ASPERSIÓN .......................................................................................... 223
2.1. Ventajas ................................................................................................... 223
2.2. Inconvenientes ......................................................................................... 224
IV
ÍNDICE
3. COMPONENTES DE LOS SISTEMAS DE ASPERSIÓN ............................. 224
3.1. Grupo de bombeo ..................................................................................... 226
3.2. Conducciones ........................................................................................... 226
3.2.1. Conducciones móviles ................................................................. 227
3.2.2. Conducciones fijas ....................................................................... 228
3 .2.2.1. Materiales plásticos ...................................................... 228
3.2.2.2. Fibrocemento. ............................................................... 229
3 .2.2.3. Hormigón armado y pretensado ................................... 229
3 .2.2.4. Acero y fundición ......................................................... 229
3.3. Aspersores ................................................................................................ 229
3 .3 .1. Aspersores rotativos ..................................................................... 23 O
3 .3 .1.1. Introducción ................................................................. 23 O
3 .3 .1.2. Clasificaciones de los aspersores rotativos .................. 234
3.3.1.3.Espaciamiento de los aspersores: Distribución del
agua y tamaño de las gotas; efecto del viento en la
distribución del agua .................................................... 23 8
3 .3 .1.4. Pérdidas por evaporación ............................................. 248
3.3.1.5. Pluviometría ................................................................. 252
3.3.1.6. Coeficiente de uniformidad de la aplicación de agua. .. 257
3.3.2. Torniquetes hidráulicos ............................................................... 260
3.3.3. Aspersores de boquilla fija .......................................................... 261
3.3.4. Tuberías perforadas ..................................................................... 262
4. TIPOS DE SISTEMAS DE ASPERSIÓN ........................................................ 264
4.1. Sistemas convencionales .......................................................................... 265
4.1.1. Sistemas móviles ......................................................................... 267
4.1.2. Tipos de sistemas convencionales ............................................... 269
4.1.3. Sistemas semifijos ....................................................................... 270
4.1.2.1. Sistemas móviles .......................................................... 264
4.1.2.3. Sistemas semifijos ........................................................ 267
4.2. Sistemas mecanizados .............................................................................. 274
4.2.1. Torniquetes hidráulicos ............................................................... 274
4.2.2. Enrolladores ................................................................................. 277
4.2.3. Alas de riego con desplazamiento ............................................... 282
4.2.3.1. Ala de riego sobre ruedas ............................................. 283
4.2.3.2. Sistemas de pivote central (Pivotes) ............................ 286
4.2.3.3. Unidad desplazable de avance frontal (Laterales) ........ 302
4.2.3.4. Tendencias en la actualidad ......................................... 306
V
RIEGOS DE GRAVEDAD Y A PRESIÓN
5. ELECCIÓN DEL SISTEMA DE ASPERSIÓN ............................................... 306
5.1. Topografía ................................................................................................ 306
5.2. Tipos de suelos ......................................................................................... 307
5.3. Cultivos .................................................................................................... 307
5.4. Mano de obra ........................................................................................... 307
5.5. Forma de la parcela .................................................................................. 307
5.6. Tendencias ................................................................................................ 308
CAPÍTULO V: RIEGO LOCALIZADO .......................................................... 309
1. INTRODUCCIÓN ............................................................................................ 311
2. EVOLUCIÓN HISTÓRICA ............................................................................. 311
3. VENTAJAS E INCONVENIENTES ............................................................... 312
3.1. Ventajas ................................................................................................ 312
3 .2. Inconvenientes ......................................................................................... 314
4. SISTEMAS DE RIEGO LOCALIZADO ......................................................... 315
5. ESQUEMA DE UNA INSTALACIÓN
DE RIEGO LOCALIZADO ........................................................................... 315
5.1. Cabeza de riego ................................................................................... 317
5.1.1. Unidad de bombeo ....................................................................... 317
5.1.2. Equipo de filtrado ........................................................................ 318
5.1.2.1. Prefiltros ....................................................................... 321
5.1.2.2. Filtros ........................................................................... 321
5.1.3. Equipo de fertilización ................................................................. 341
5.1.3.1. Tanques de fertilización ............................................... 342
5.1.3.2. Inyector Venturi ........................................................... 344
5.1.3.3. Inyectores dosificadores .............................................. 345
5 .1.3 .4. Elección de los diferentes equipos
de fertilización ........................................................... 348
5.1 .4. Depósitos de abono ...................................................................... 348
5.1.5. Control de presiones y caudales .................................................. 349
5.1.6. Automatización ............................................................................ 351
5.2. Red de tuberías ......................................................................................... 357
5.2.1. Tuberías de PVC .......................................................................... 359
5.2.2. Tuberías de polietileno ................................................................ 359
VI