TESIS5

FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

PROYECTO DE TESIS

“DETERMINACIÓN DE LA EFICIENCIA DE CONDUCCIÓN DEL CANAL DE

RIEGO JESUS – CHUCO-DISTRITO DE JESUS-CAJAMARCA”

AUTOR:

EDUARDO OSWALDO RODRIGUEZ CORREA

ASESOR:

Ing. Fernández Pérez, Josué

LÍNEA DE INVESTIGACIÓN:

DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICAS Y SANEAMIENTO

CAJAMARCA – PERÚ

2015

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PROYECTO DE TESIS

I. GENERALIDADES

I.1. Título:

DETERMINACION DE LA EFICIENCIA DE CONDUCCION DEL CANAL DE RIEGO JESUS –

CHUCO-DISTRITO DE JESUS-CAJAMARCA

I.2. Autores:

Eduardo Oswaldo Rodriguez Correa

I.3. Asesor:

Ing. Fernández Pérez, Josué

I.4. Tipo de investigación:

Investigación Aplicada

I.5. Línea de investigación:

Diseño de obras hidráulicas y saneamiento

I.6. Localidad:

Distrito y provincia de Cajamarca

I.7. Duración de la investigación:

9 Semanas

II. PLAN DE INVESTIGACIÓN.

II.1. Realidad Problemática.

El canal de riego Jesús - Chuco tiene una antigüedad de 20 años de construido, en la

actualidad presenta problemas relacionados a la disminución del agua para riego,

debido al desgaste del canal de concreto, agrietamientos, trayendo enfrentamientos

entre los beneficiarios que riegan sus terrenos, disminuyendo la producción de sus

cultivos y conflictos por el uso de agua para riego.

El principal problema identificado es la filtración que se da en las paredes y fondo del

canal.

Nuestra investigación se centrara en cuantificar las pérdidas de agua diarias, determinar

los principales factores que influyen en las perdidas y proponer alternativas viables que

mejoren la conducción de agua.

Nuestra investigación abarcara la evaluación de 1 km de canal comprendida entre la

progresiva 0+500 a 1+500 del canal Jesús-Chuco del Distrito de Jesús.

El proyecto es viable toda vez que se tiene acceso a la zona y se cuenta con el apoyo de

las autoridades de la zona.

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II.2. Formulación del problema

¿En qué medida la evaluación del canal de riego medirá la eficiencia de conducción de

1.00 km del canal de riego Jesús-Chuco, Distrito de Jesús-Cajamarca, durante el año

2015?

II.3. Objetivos

II.3.1. Objetivo General.

Determinar la eficiencia de conducción de 1.00 km comprendidas entre las progresivas

0+500 al 1+500, del canal de riego Jesús-Chuco, Distrito de Jesús-Cajamarca.

II.3.2. Objetivo Específico.

Determinar los caudales de entrada y salida del canal de riego Jesús-Chuco, en un

tramo de 1.0 km.

Evaluar el estado de agrietamiento del canal de riego Jesús-Chuco, en un tramo de

1.0 km.

Determinar la eficiencia de conducción del canal de riego Jesús-Chuco, en un tramo

de 1.0 km debido a las infiltraciones ocasionadas por el estado del revestimiento.

2.4. Antecedentes

2.4.1. Internacionales.

El setenta por ciento del agua dulce en todo el mundo se usa para el riego (Hotchkisss et

al., 2001, citado por Kinzli et al, 2010). Esta cifra es tres veces la cantidad utilizada para

la industria y diez veces la destinada los usos doméstico y urbano (Hotchkisss et al.,

2001).

El promedio de eficiencia de conducción en los Estados Unidos es del 78% (ITF, 1979,

citado por Kinzli et al, 2010) y significa una infiltración de 104 millones de m3/día

(Herschy y Fairbridge, 1998). A su vez esa infiltración representa diez veces el uso

doméstico en EE.UU. (Herschy y Fairbridge, 1998).

La medición de las filtraciones en los canales de tierra de Pakistán ha demostrado que

una considerable cantidad de agua se pierde; es baja la eficiencia de conducción (Alam y

Bhutta, 2004). Esa baja eficiencia de conducción en los canales de tierra se ha estimado

en un intervalo comprendido entre el 15 y el 45% del volumen total derivada a los

canales de ese país (Van der Leen y ots., 1990).

Por otra parte, las pérdidas por infiltración de los canales en la ex URSS se han

cuantificado entre el 40 al 50 % del agua transportada (Kacimov, 1992).

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En la India, la pérdida por infiltración se ha estimado que representa el 45% del total del

agua derivada en los sistemas de canales (Sharma y Chawla, 1979).

En el Lower Rio Grande Valley, la infiltración de los canales representa el 30- 36% del

total del agua desviada (Fipps, 2001).

En el oasis Norte de Mendoza, el 20 % del agua distribuida se infiltra en los c canales

en terreno natural (Aguas Subterráneas. DGI. 2005).

Un estudio realizado en México (Distrito de Riego del Rio Mayo en Sonora). Se llevó a

cabo un minucioso estudio sobre la eficiencia en el uso del agua (Palacio, 1976), en base

al cual pueden explicarse las metodologías utilizadas para la afirmación de los diferentes

componentes de las perdidas, se estima que en promedio en los Distritos de Riego del

país se pierde un 40% del agua en la conducción; es decir la eficiencia media de

conducción es del orden del 60%. No obstante, debe recordarse que no toda el agua se

desperdicia, ya que parte va a los acuíferos y posteriormente puede ser nuevamente

aprovechada; sin embargo, en los Distritos costeros, la mayor parte del agua perdida se

va hasta el mar, sin que sea posible su utilización.

Las pérdidas en conducción pueden subdividirse de acuerdo a su origen en: a) por

infiltración; b) por evaporación; c) por manejo del agua en la red de distribución.

a) Las pérdidas por infiltración.- se producen principalmente en los cauces naturales de

las corrientes y en los canales no revestidos; sin embargo, en algunos casos de

revestimientos agrietados o con mampostería en mal estado, también pueden ser de

mucha importancia. El monto de estas pérdidas es variable, destacando el caso de los

canales no revestidos, construidos en suelos permeables, donde pueden ser de mucha

consideración.

b) Las debidas a la evaporación.- son relativamente menores que las de infiltración; sin

embargo, en muchos distritos de riego el área expuesta a la evaporación en los cauces

naturales o canales con diques, puede ser grande y en consecuencia las respectivas

pérdidas por evaporación de importancia.

c) Las fugas por las estructuras.- en la actualidad son muy importantes en la mayoría de

los Distritos de Riego debido al mal estado en que se encuentran.

En efecto, en muchas compuertas radiales sobre desfogues de canales principales y de

laterales cerrados que no se utilizan en un momento dado, el agua que se fuga por el

mal estado de los sellos o por las perforaciones que se han producido debido a la

corrosión del fierro por falta de conservación, puede representar un porcentaje

considerable del agua conducida.

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(Monge, 2003). Manifiesta que se ha encontrado altas perdidas en canales que van del

6.9 % al 46% por km recorrido, como se muestra en estudio efectuado en los derivados

de la primera sección de rio Maule.

Tabla 1. Perdida en canales de conducción

Capacidad dl canal Perdida por km (%)

Entre 4 a 16 m3/s 6.9

Entre 1 a 4 m3/s 23

Entre 0.5 a 1 m3/s 30.8

Menores a a.5 m3/s 45.6

Fuente: Universidad de concepción Chile 2003

Se observa que pérdidas registradas son altas, especialmente en los canales prediales

menores a 0.5 m3/s. se pudo establecer que cerca del 40% de los canales en que se

realizaron mediciones de eficiencia causan perdidas por kilómetro inferiores al 20%. Esto

implica que el 60% de los canales pierden más de un 20% de su caudal por kilómetro

recorrido.

2.4.2. Nacionales.

(Grajales, 1976), la eficiencia de conducción del área de influencia del proyecto del canal

“La Achirana-Ica” varía entre 50 y70%, asumiendo para efectos de cálculos el valor

promedio de 60% y en consecuencia 40% para la pérdida básicamente por infiltración

en los canales de conducción.

(Valdivia, 2007), manifiesta que la eficiencia de conducción más alta se obtuvo en el

sector de Qqantumayu- Arequipa (canal Malcapi), con 85% y la menor en el sector

Coporaque - Arequipa (canal Coporaque - Mossochacra Pampa) con 63%.

Tabla 2. Resultados de eficiencia e conducción

Sector del riego

Canal de riego

Ec parcial Ec promedio

Qqantumayu Malcapi 0,85 0,85Coporaque Coporaque -

MossochacraPampa

0,63 0,63

ChilliwitiraYanchahui 0,67 0,67Chilliwitira 0,67 0,67

Ccachulle Chusñapampa 0,65 0,65Manantial Escalera 1,00 1,00

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(Oviedo, 2009), muestra algunos estudios realizados en la cuenca del rio Chili-Arequipa,

con indicadores de eficiencia de conducción en canales revestidos, clasificándolos según

los parámetros en alta, media y baja.

Estudios realizados en bloques de riego y para el cálculo de las eficiencia de pende de

muchas variables, como son: revestimiento o no de los canales, estado de

mantenimiento de toda la infraestructura (canales, compuertas, obras de arte, etc.),

ubicación del turno de riego, hora de medición, recorrido de los canales, entre otros.

a.- Bloque de riego Alto Cural.- La eficiencia de riego es de 96.86% en un tramo

de 876m, valor considerado como alto para un canal de revestimiento con

concreto simple. El área bajo riego del bloque es de A=500.925 has.

b.- Bloque de riego Bajo Cural.- La eficiencia de riego es de 99% en un tramo de

1535 km, valor considerado como alto para un canal de revestimiento con

concreto simple. El área bajo riego del bloque es de A=1,656.46 has.

c.- Bloque de riego La Cano.- La eficiencia de riego es de 95.32%, el valor de

eficiencia de conducción es considerado como alta, que se sustenta en que el canal

es nuevo en un tramo inicial (0+000 – 7+800) y el resto (6,120 m) es mampostería

de piedra en buen estado de conservación. El área bajo riego del bloque es de

A=828.0 has.

d.- Bloque de riego San Isidro.- La eficiencia de riego es de 93.83% .El valor de

eficiencia de conducción es relativamente alta, se sustenta en que el canal es de

7.750 km de longitud, de los cuales 5.940 km son mampostería de piedra y 1.81

km es de tubería de PVC. El área bajo riego del bloque es de A=1,744.32 has.

(Rojas, 2007), Caso proyecto Chinecas-Chimbote, manifiesta que las pérdidas de

agua por infiltración fueron; para el Canal Principal Cascajal-Nepeña, 1.35 lt/seg/km;

valor que representa una pérdida de agua anual de 2 980 152 metros cúbicos en 70 km

de canal y para el Canal Lateral 29+01, de 0.494 lt/seg/km; lo que representa una

pérdida de agua anual de 233 682 metros cúbicos en 15 km de canal. Estos valores

aumentarían aproximadamente 7 veces más si el canal no se encuentra revestido.

En el contexto actual de la ley de recursos hídricos, en que se da la valoración del agua y

considerando que el costo por metro cubico para fines agrarios es de S/.0.025 nuevos

soles, la pérdida económica debido a la infiltración en al canal principal Cascajal-Nepeña

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sería de S/.74, 504 nuevos soles al año; y en el canal lateral 29+01, de S/. 5, 842 nuevos

soles.

2.4.3. Locales.

En nuestro medio no existe muchos antecedentes en la investigación de la

determinación de la eficiencia de conducción de canales de riego, para nuestro caso se

está considerando la información que se requiere para la elaboración de proyectos de

abastecimiento de agua para riego, los proyectistas calculan la eficiencia de conducción

del canal de riego existente para plantear el estado actual de la infraestructura como

componente de evaluación en los proyectos inversión pública según SNIP, un ejemplo es

la información recolectada en el proyecto “Infraestructura de riego Jesús: Construcción

del canal de riego Poma de la provincia de Cajamarca, en el cual se encontraron las

siguientes características en la eficiencia de conducción de diferentes canales.

Tabla 3.a. Canales Principales y SecundariosCódigo Canal

Nombre Fuente Clasificación Margen Prog. (km)

Q(M37/S) Usuarios Area Serv (Hect.)

167 Mendoza Paccha 1er orden I 0+956 0.01 10 6.00168 Huaripata Paccha 1er orden I 1+058 0.01 20 9.00169 Saldaña Paccha 1er orden D 1+226 0.01 30 8.00170 Naranjo Paccha 1er orden I 1+657 0.009 20 8.00171 Canera Paccha 1er orden I 1+794 0.007 20 7.00

Proyecto: Proyecto de Inversión Pública: “Infraestructura de riego Jesús: Construcción del canal de riego poma”

Tabla 3.b. Eficiencia de conducciónCaudal de Entrada Caudal de Salida

0.010 m3/s 0.007m3/s74.00 %

Fuente: Proyecto de Inversión Pública: “Infraestructura de riego Jesús: Construcción del canal de riego poma


Nombre Fuente Clasificación

Margen Prog. (km)

Q(M37/S) Usuarios

Area Serv (Hect.)

174 Canal 1 Tomacucho 1er orden I 0+956 0.01 10 6.00175 Canal 2 Tomacucho 1er orden I 1+058 0.01 20 9.00176 Canal 3 Tomacucho 1er orden D 1+226 0.01 30 8.00



0.012 m3/s 0.010m3/s83.33 %


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Nombre Fuente Clasificación

Margen Prog. (km)

Q(M37/S) Usuarios

Area Serv (Hect.)

189 Ernesto Cortez

Chaquicocha 1er orden D 0+027 0.01 7 5.00

190 Ernesto Cortez


191 Ernesto Cortez




0.010 m3/s 0.007m3/s74.00 %


Sacando el promedio de estas eficiencias tenemos que la eficiencia de conducción para

la infraestructura de riego, seria aproximadamente de 78%, esta eficiencia está referida

a canales de riego revestidos de concreto.

2.5. Justificación

Se realiza con el propósito de tener conocimiento de la Eficiencia de conducción del

canal de riego y poder lograr una mejor eficiencia del agua, mediante acciones que

permitan mejorar, aplicar nuevas técnicas en la distribución, operación y

mantenimiento de las estructuras del canal de riego y así lograr sus condiciones óptimas

para la conducción de los caudales requeridos.

Esto servirá como un aporte o base a considerar para el diseño de otros canales de

similares características.

Además contribuirá para que los beneficiaros del comité de regantes del canal Jesús

Chuco, la municipalidad Distrital de Jesús y organismos encargados de administrar estos

servicios asuman nuevas políticas que direccionen hacia la sostenibilidad de este

servicio, por tal motivo se considera de relevancia dicha investigación.

2.6. Marco Teórico.

2.6.1. Canal de riego.

Según (Olarte,1987), tiene la función de conducir el agua desde la captación hasta el

campo donde será aplicado a los cultivos.

A lo largo del canal de riego se sitúan muchas y variadas estructuras, llamadas "obras de

arte", estas son:

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• Obras de Derivación. Se usan para derivar el agua, desde un canal principal a uno

secundario, o de este último hacia un canal terciario, o desde el terciario hacia el canal

de campo. Generalmente se construyen en hormigón, o en mampostería de piedra, y

están equipadas con compuertas, algunas simples, manuales, y otras que pueden llegar

a ser sofisticadas.

• Controles de Nivel. Muchas veces asociadas a las obras de derivación, son destinadas

a mantener siempre, en el canal, el nivel de agua dentro de un cierto rango.

• Controles de Seguridad. Estos deben funcionar en forma automática, para evitar

daños en el sistema. Existen básicamente dos tipos de controles de seguridad: los

vertederos, y los sifones.

• Secciones de Aforo. Destinadas a medir la cantidad de agua que entra en un

determinado canal, en base al cual el usuario del agua pagará, por el servicio.

Existen diversos tipos de secciones de aforo, algunas muy sencillas, constan de una regla

graduada que es leída por el operador a intervalos preestablecidos, hasta sistemas

complejos, asociados con compuertas autorregulables, que registran el caudal en forma

continua y lo trasmiten a la central de operación computarizada.

2.6.1.1. Canales con revestimiento de concreto simple.

Según el ministerio de Agricultura de Chile-INIA, boletín Nª44, los canales son

estructuras básicas para conducir el agua de riego hacia los puntos de entrega en las

parcelas, lotes o chacras.

El canal de revestimiento de concreto simple es el canal en el cual se emplaza el

concreto simple en la sección del canal antes perfilada, de acuerdo a la geometría.

Este tipo de revestimiento puede instalarse usando encofrados normales (madera) o

modernos (metálicos), además de materiales como cemento, agregados, asfalto,

entre otros, con lo que se obtiene un canal estable y con mínimas pérdidas de agua

durante su vida de operatividad.

Es un revestimiento de mayor costo porque la construcción es relativamente

compleja y de gran envergadura, donde se utilizad una alta cantidad de mano de

obra. En su mayoría el canal adopta una sección trapezoidal o cuadrada por facilidad

en la obra.

Según Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación de

México, los revestimientos en un canal se construyen de varios tipos de material. El

llamado de superficie dura puede ser a base de concreto simple, reforzado o lanzado

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a alta presión, de concreto asfáltico, de mampostería (piedra, ladrillo, bloques

prefabricados, etc). En general, dichos materiales satisfacen todos los propósitos

antes expuestos y ofrecen gran resistencia a la acción erosiva del agua. Otros

revestimientos son a base de materiales granulares, como arcilla, tierra compactada

o grava, que ofrecen menor resistencia a la erosión, pero superpuestos o no, sobre

una membrana impermeable, disminuyen de modo importante las pérdidas de agua

por infiltración.

El revestimiento de un canal satisface uno o varios de los objetivos que a

continuación se mencionan:

a.- Permitir la conducción del agua, a costos adecuados y velocidades mayores, en

áreas de excavación profunda o difícil corte.

b.- Disminuir la filtración y fugas de agua a través del cuerpo del canal y evitar el

anegamiento u obras de drenaje costosas en terrenos adyacentes.

c.- Reducir y homogeneizar la rugosidad, con ello las dimensiones de la sección y

los volúmenes de excavación.

d.- Asegurar la estabilidad de la sección hidráulica y proteger los taludes del

intemperismo y de la acción del agua de lluvia.

e.- Evitar el crecimiento de vegetación y reducir la destrucción de los bordos por el

paso de animales.

2.6.1.2. Canales de riego por su función

(Olarte,1987), los canales de riego por sus diferentes funciones adoptan las

siguientes denominaciones:

Canal de primer orden.- Llamado también canal madre o de derivación y se le

traza siempre con pendiente mínima, normalmente es usado por un solo lado ya

que por el otro lado da con terrenos altos.

Canal de segundo orden.- Llamados también laterales, son aquellos que salen del

canal madre y el caudal que ingresa a ellos, es repartido hacia los sub – laterales,

el área de riego que sirve un lateral se conoce como unidad de riego.

Canal de tercer orden.- Llamados también sub – laterales y nacen de los canales

laterales, el caudal que ingresa a ellos es repartido hacia las propiedades

individuales a través de las tomas del solar, el área de riego que sirve un sub –

lateral se conoce como unidad de rotación.

2.6.1.3. Elementos de un canal

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(Lopez, 2013), para el diseño de un canal de riego son necesarios los siguientes

elementos:

a.- Área Hidráulica (A)

Es el área ocupada por el fluido en el canal y es normal al piso a fondo del

mismo.

b.- Perímetro mojado (P)

Es la suma de las longitudes del polígono de las paredes que moja el fluido.

c.- Radio Hidráulico (R)

Es igual al área hidráulica dividido entre el perímetro mojado.

d.- Tirante del flujo (a) o (y)

Es la altura de la lámina del flujo que discurre sobre el canal.

e.- Ancho superficial superior (v) o (t)

Es el ancho superior que corresponde a la lámina del fluido que está en

contacto con la atmósfera, se le llama también espejo de agua

f.- Pendiente del canal (s)

Es la pendiente de inclinación que adopta un canal de acuerdo a la topografía

del terreno; se define también como la pendiente de la rasante o piso del

canal.

g.- Talud de canal (Z)

Es la inclinación de las paredes de un canal.

h.- Fondo de canal (f)

Es el ancho del fondo de la sección transversal.

h.- Borde libre (F)

Es un elemento de seguridad del canal que evita que el agua se rebalse y

ocasione daños al terreno que soporta el propio canal.

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Figura N° 1 Tipos de sección de Canales

2.6.1.4. Velocidad de flujo superficial.

La velocidad de flujo superficial se considera como la velocidad en la lámina de la

superficie del flujo. (Torres Sotelo, 1995).

2.6.1.5. Velocidad media.

El diseño de canales, recubiertos o no, que conducen agua con material fino es

suspensión, debe considerar que la velocidad media del flujo para el caudal mínimo

de operación, sea mayor o igual que la necesidad para evitar la sedimentación del

material transportado. Empíricamente se considera a la velocidad media el 80% de la

velocidad superficial. Diseño Hidráulico de un canal de Llama, (SEGARPA 2012) .

Vmedia = 0.80 V superficial

2.6.2. Eficiencia de conducción

Según (Palacios, 2004), respecto a la eficiencia de conducción, considera las siguientes

definiciones:

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Es la relación entre el volumen de agua realmente utilizado, necesario para la planta y el

volumen de agua que se entrega. Tiene distintos valores. La eficiencia es el concepto

contrario de la perdida.

La eficiencia de conducción de un canal se puede determinar si se aforan todas las

formas y desfogues que cubre el canal y la toma donde se abastece ese canal; esa

eficiencia solo se puede medir realizando muchos aforos, por lo que la operación

eficiente va a estar muy relacionada con la hidrometría del distrito.

La eficiencia de conducción se puede expresar por medio de la siguiente ecuación:

VpEc =--------

VtDónde:

Vp: Volumen de agua entregado a nivel de parcela

Vt: Volumen total derivado de la fuente de abastecimiento.

Según (Sosa, 1999). Respecto a la eficiencia de conducción, considera las siguientes

definiciones:

La eficiencia de conducción representa la capacidad de las obras hidráulicas para

conducir el agua hasta las parcelas; y es la relación que existe entre el volumen de agua

que se entrega o que se sirva al final de determinado canal y el volumen de agua que se

derivó o que entra en la cabecera del canal.

La eficiencia de conducción varía según la estructura y el material utilizado, así tenemos

eficiencia que pueden ser del 100% cuando se efectúa en tuberías de 10 a 20% cuando

se efectúa en canales en mal estado y terrenos ligeros, llegando hasta el 10% cuando el

agua no llega al terreno debido a fugas; en canales revestidos con cemento la eficiencia

varia de 80 a 90%.

La eficiencia de un canal se puede conocer realizando para ello una serie de aforos. En la

programación de riego se requiere conocer la eficiencia del canal o de todo el sistema de

conducción, siendo un auxiliar valioso la elaboración de gráficas para que muestren los

cambios de le eficiencia con el tiempo, ayudando en esta forma a pronosticar la

eficiencia en el futuro.

(Castillo, 2010). La eficiencia de Conducción, es un concepto utilizado para evaluar las

pérdidas de agua en un sistema de riego, como es el indicado en la figura 1, con la

finalidad de realizar mejoras en la infraestructura hidráulica de un canal, así como

mejorar la operación del sistema y disminución de costos respectivos.

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Grafico. 1 Esquema Hidráulica de un sector de Riego

FUENTE: (Castillo,2010)

La eficiencia de conducción permite evaluar el estado de operación y mantenimiento del

canal principal o de derivación en el tramo desde la fuente de abastecimiento hasta que

se empieza a distribuir el agua en los canales laterales L1, L2, L3,..., Ln (Grafico 1). Es

mayor cuanto mejor sea el estado del canal o cauce que conduce el agua. Esto quiere

decir lo siguiente:

Que, de preferencia sea revestido, para evitar que haya pérdidas por filtración.

Que no tenga roturas, ni en la base, ni en los taludes ni en los bordos.

Que no tenga mucho espejo de agua expuesto a la evaporación.

Que no se produzcan hurtos o sustracción de agua en el recorrido, como el caso de

usuarios informales, carguío de agua en cisternas, abastecimiento permanente de

uso pecuario etc.

Que se deriven los caudales mínimos recomendables técnicamente, para tener

velocidad aceptable y no producir sedimentación que reduce la capacidad del canal o

erosión que deforma la sección, exponiendo una mayor superficie a la filtración.

La eficiencia de conducción (Ec) está dada por la relación entre la cantidad de agua

que entra al canal o tramo de canal de derivación y la cantidad de agua que sale del

canal o tramo del canal mediante la siguiente expresión:

Ó ………………..(1)

QE = caudal que entra al canal o tramo del canal

QS = caudal que sale del canal o tramo del canal.

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En los proyectos de riego nuevos, no se concibe solamente llevar el agua hasta nivel de

bocatoma, sino que está dando énfasis al sistema de distribución interna en la parcela,

lo que redundara en un aumento en las eficiencias de riego. En la medida que se

conozcan las pérdidas de conducción y aplicación se mejorar la programación de los

riegos y el control de la operación, pues permitirá atender los pedidos en el menor

tiempo posible. Las pérdidas en un canal se pueden resumir en cuatro formas y son:

a. Perdida por infiltración.- son las de más importancia, dependen del perímetro

mojado, longitudinal del canal, coeficiente de infiltración y carga hidráulica. A este

nivel se reportan pérdidas que oscilan de 15 a 45%.

b. Perdida por evaporación.- usualmente son de poca dimensión y no se toman en

cuenta.

c. Perdidas por fuga.- se producen por el mal estado de las estructuras, desajustes en

las compuertas, empaques viejos. Si no se les da importancia pueden ser de grandes

dimensiones.

d. Perdidas por mal manejo de la operación.- se producen por descuido del personal,

que abren las compuertas más de lo debido o bajan el tirante sin haber terminado el

ciclo de riego, entre otros.

2.6.2.1. Perdida por Infiltración.

Estas pérdidas son las que cobran mayor importancia. El perímetro mojado puede

disminuirse no elevando el tirante de operación y concentrándose en áreas pequeñas

de recorrido de agua por la red de riego en determinadas épocas cuando sea posible.

El mantenimiento de los caudales con régimen continuo asegura un menor volumen

de pérdida. (Sosa, 1999).

(Alam y Bhutta, 2004)., manifiestan que la infiltración es afectada por la antigüedad y

la forma del canal, por la longitud de su perímetro mojado, por la profundidad del

agua en el canal, por la proximidad de acuíferos freáticos o la presencia fronteras

impermeables en el subsuelo (filtración sujeta), y por la cercanía de drenes. Otro

factor de menor importancia menciona la viscosidad, la carga de sedimentos y su

distribución de tamaño, la presencia de plantas acuáticas y la edad del canal.

Según (Herna, 2010). Los diferentes tipos de revestimiento no garantizan la

impermeabilidad del canal, existiendo algunas fórmulas empíricas para estimar las

perdidas por infiltración. Una de las fórmulas más utilizadas es de Davis y Wilson:

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SL = 0,45 C PW L

4x 106 + 3650 √vHW

1/3

……………(2)

Donde:

SL = pérdidas por infiltración (m3 por longitud del canal por día)

L = longitud del canal (m)

PW = perímetro mojado (m)

HW = altura del agua en el canal (m)

v = velocidad del agua en el canal (m/s)

C = constante que depende del tipo de revestimiento:

Tabla 6. Constante C según el tipo de revestimiento

REVESTIMIENTO CONSTANTE “C”

Hormigón (10 cm) 1

Arcilla en masa (15 cm) 4

Asfalto ligero 5

Arcilla (7,6 cm) 8

Mortero de cemento o asfalto 10

Fuente: Herna, 2010

Las pérdidas de agua por filtración en conducciones naturales, según estudios

realizados por Moritz para US Bureau of Reclamation puede ser expresado mediante

la siguiente relación:

Pl = 0.0375 C A0.5 …………….(3)

Donde:

Pl = perdidas en m3/s por km. de canal

C = coeficiente de perdida, depende del tipo de material del canal (en m3 /m2 / dia)

A = Q/V = área mojada en m2

Tabla 7. Constante C según el tipo de suelo

TIPO DE SUELO C

Suelo limo arcilloso impermeable 0.08 – 0.13

Suelo limo arcilloso común 0.13 – 0.23

Suelo limo arcilloso arenoso 0.23 – 0.30

Suelo limo arenoso 0.30 – 0.49

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Suelo limo arenoso suelto 0.49 – 0.61

Suelo arenoso con grava 0.61 – 0.76

Suelo de grava poroso 0.76 – 0.92

Suelo de grava dominante 0.92 – 1.83

Canales revestidos con concreto 0.1

Fuente: Moritz 2008

Según (Gustavo, 2011), menciona que las pérdidas por infiltración pueden medirse

directamente o estimarse en base a procedimientos analíticos y empíricos. Estas

pérdidas se expresan comúnmente como:

Caudal infiltración por unidad de longitud, en m3/s/km.

Volumen por unidad de superficie de área mojada del canal y por unidad de

tiempo en m3/m2/dia

Caudal infiltración con relación al caudal que conduce el canal por unidad de

longitud, en tanto por ciento por km.

Durante el proceso de conducción de agua a la explotación las mayores pérdidas

ocurren por infiltración en el canal principal. Esta puede reducirse enormemente

implementando acciones tales como revestir el canal, haciendo limpieza de los

canales permanentemente y dando a la sección del canal una forma que asegure

mínima infiltración. Los canales presentan valores, de eficiencia de conducción (Ec),

que varían entre 30 y 85%, dependiendo de las condiciones físicas del suelo

2.6.2.1. Perdida por evaporación.

Perdidas tiene poca importancia debido a que el área evaporante esta reducida, en

general es la representación del sistema de operación de una propiedad durante el

riego por gravedad. La superficie expuesta a la perdida por evaporación está

constituida por los canales principales y laterales de riego y drenaje, que constituyen

aproximadamente del 5 al 10% del área cultivada. (Sosa, 1999).

2.6.2.2. Desperdicios por fugas en las estructuras.

Reducir los desperdicios de agua es importante por lo que se recomienda revisar

periódicamente los sellos de las compuertas, pues la suma caudales de todas las

fugas puede representar un porcentaje bastante alto. (Sosa, 1999).

2.6.3. Caudal

Según (CEPIS, 2002). El caudal es la cantidad de agua que fluye en una unidad de tiempo

por un conducto abierto o cerrado como un rio, un riachuelo, una acequia, un canal o

una tubería.

pág. 17

El caudal se expresa en volumen por tiempo. De esta manera se puede decir que el

caudal de entrada es de tantos litros por segundo (L/S) o de tantos metros por día

(m3/día).

Las formas más usuales de expresar el caudal son:

Metros cúbicos por día (m3/día), donde la expresión metros cúbicos representa el

volumen y la expresión día el tiempo.

Litros por segundo (L/S), donde la expresión litros representa el volumen y la

expresión segundo el tiempo.

Litros por minuto (L/min), donde la expresión litros representa el volumen y la

expresión minuto el tiempo.

Es importante tener el caudal (Q) que fluye por una determinada fuente de agua,

porque el caudal fluctúa según determinadas épocas del año así como las condiciones

meteorológicas.

Tenemos que cuantificar el caudal de agua, se puede utilizar la siguiente formula:

Q = A x V

Donde:

Q = Caudal o gasto (m3/S)

A = Área de la sección transversal (m2)

V = Velocidad media del agua en la sección hidráulica (m/s)

2.6.3.1. Métodos para la medición de caudales.

Según (Lux, 2010) entre los métodos de medición para caudales se tiene los

siguientes:

a.- Método del flotador.

El método del flotador se utiliza en los canales, acequias y da solo una medida

aproximada de los caudales. Su uso es limitado debido a que los valores que se

obtiene son estimaciones del caudal, siendo necesario el uso de otros métodos

cuando se requiere una mayor precisión.

Para efectuar la medición se elige un tramo del canal que sea recto y de sección

transversal uniforme, de alrededor de 30 metros de largo o el que se ajuste a las

condiciones del canal, donde el agua escurra libremente. Ministerio de agricultura de

Chile (INIA boletín Nª28)

pág. 18

Usado cuando no se cuenta con equipos de medición; para medir la velocidad del

agua se usa un flotador con él se mide la velocidad superficial del agua; pudiendo

utilizarse flotador, un pequeño pedazo de madera, corcho o botella lastrada.

Para el cálculo del caudal se utiliza la siguiente formula:

Q = V x A ……………..(4)

V = e/t ………………(5)

Donde:

V = Velocidad (m/s)

e = Espacio recorrido por el flotador (m)

t = Tiempo recorrido por el flotador (s)

A = Área de sección transversal (m2)

Q = caudal (m3/s)

Se recomienda utilizar el método del flotador para aforos de caudales no

menores de 0.250 m/s ni mayores de 0.900 m3/s.

Grafico N°2

b. Método Volumétrico.

Método permite medir pequeños caudales de agua, en surcos de riego o pequeñas

acequias. Se debe contar con un deposito (balde) de volumen conocido, en el cual se

colecta el agua, anotando el tiempo que demoro en llenarse. Operación que se

puede repetir 2 ò 3 veces y se promedia para asegurar una mayor exactitud.

Grafico 3

Fuente: Lux M, 2010.

pág. 19

c. Vertedero hidráulico.- Los vertederos pueden ser definidos como simples

aberturas, sobre los cuales un líquido fluye. El término se aplica también a obstáculos

en el paso de la corriente y a las excedencias de los embalses.

La medición del caudal se puede realizar por diferentes métodos, pero los sistemas

más eficientes y exactos son aquellos que utilizan estructuras especiales.

Casi todas las clases de obstáculos que restringen parcialmente la corriente de agua

en un canal, pueden ser utilizados para medición de caudales, siempre que se les

calibre apropiadamente.

Los vertederos son por así decirlo orificios sin el borde superior y ofrecen las

siguientes ventajas en la medición del agua:

Se logra con ellos precisión en los aforos

La construcción de la estructura es sencilla

No son obstruidos por materiales que flotan en el agua

La duración del dispositivo es relativamente larga

Los vertederos son utilizados, intensiva y satisfactoriamente en la medición del

caudal de pequeños cursos de agua y conductos libres, así como en el control del

flujo en galerías y canales, razón por la cual su estudio es de gran importancia.

Terminología de vertederos:

Cresta (L).- Se denomina al borde horizontal del vertedero

Contracción.- Lo constituyen los bordes o caras verticales.

Carga (H).- Es la altura alcanzada por el agua a partir de la cresta del vertedero.

Debido a la depresión de la lámina vertiente junto al vertedero, la carga H debe ser

medida aguas arriba a una distancia aproximadamente igual o superior a 4H(Grafico

4).

Ancho (B).- Ancho del canal de acceso al vertedero

Grafico 4 partes de un vertedero de sección rectangular

pág. 20

Grafico 5

Fuente: Rojas, 2006. Elevación

Grafico 6

Fuente: Rojas, 2006

c.1. Vertederos de pared delgada

Un vertedero de pared delgada consiste básicamente de una lámina, rígida, colocada

perpendicularmente a la dirección del flujo y al fondo del canal. Son dispositivos

sencillos y de bajo costo de construcción y mantenimiento. Presentan un amplio

rango de medición, cuyo valor máximo puede ser 20 veces superior al caudal mínimo,

manteniendo en todo momento la precisión requerida.

De modo general puede decirse que los vertederos de pared delgada son las

instalaciones más adecuadas para la precisa determinación del caudal, ya que el

pág. 21

error debido a la relación de descarga y carga varía entre 1 y 3%, mientras que para

otros dispositivos primarios es de mayor al 3% (vertedero de cresta ancha, Parshall,

Palmer – Bowles.)

(Rocha, 2006), manifiesta que los vertederos de pared delgada se diferencian por el

tipo o forma de la placa de descarga, por ejemplo trapezoidal, triangular, rectangular,

orificios calibrados, entre otros.

El ancho de la cresta, medido perpendicularmente a cara de la placa, debe medir

entre 1 y 2 mm. La pared de agua arriba de la placa del vertedero debe ser lisa; la

cara de agua abajo deberá ser cortada en cuña con un ángulo no menor de

45°(Grafico 7). Los bordes de la placa del vertedero deberán ser pulidos y

perpendicularmente a la cara de aguas arriba.

Grafico 7. Detalle del corte de la placa en su extremo superior.

Fuente: Rocha,2006

En los vertederos de pared delgada el contacto entre el agua y la cresta es solo una

línea, es decir una arista.

Para que un vertedero se considere de pared delgada no es indispensable que la

cresta sea delgadísima. La pared puede tener un cierto espesor e < 2/3 H, se

considera que el vertedero es de pared delgada.

pág. 22

Grafico 8. Características geométricas de la napa vertiente en un vertedero de

pared delgada

Fuente: Rocha, 2006

El más usado para la medición de caudales y además el que se va a usar en este

trabajo de investigación es el siguiente:

c.1.1. Vertedero de Pared Delgada de sección rectangular

Según (Lux, 2010), los vertederos de pared delgada de sección rectangular lo define

de la siguiente manera:

Conocidos como vertederos de cresta delgada o pared aguda.

Son los vertederos construidos de una hoja de metal, de otro material de pequeño

espesor o de madera biselada, de tal manera que el chorro salte con libertad

conforme deja la cara aguas arriba del vertedero.

Debe haber una poza de amortiguación o un canal de acceso aguas arriba para

calmar cualquier turbulencia y lograr que el agua se acerque al vertedero lenta y

suavemente.

La precisión de la lectura que ofrece está determinada por su nivel de error que

oscila entre 3 y 5%

La ecuación más usada, según De Azevedo y Acosta en el manual de Hidráulica es la

de Francis:

…………………(6)

Donde:

Q = Caudal que fluye por el vertedero, en m3/s

L = Ancho de la cresta, en m

pág. 23

H = Carga del vertedero, en m

n = Número de contracciones (0, 1, o 2)

c.1.1.2 Vertedero rectangular con dos contracciones.

Este es un vertedero con una longitud de cresta (L) menor que el ancho del canal de

acceso (B). Teniendo un valor de n = 2, la ecuación queda de la siguiente forma para

caudales en m3/s.

………………………..(7)

Efectuando la conversión para caudales en l/s:

………………………(8)

Grafico 9. Vertedero rectangular con dos contracciones

Fuente: Lux 2010.

(Sotelo, 2006). Los vertederos de pared delgada de sección rectangular lo definen de

la siguiente manera:

Para esta forma de vertedero la ecuación x= ƒ(y), es del tipo x = b/2 donde b es la

longitud de la cresta, la ecuación es :

Q=23 √2∗g ¿ μ∗b∗h 3

2 …………………………..(9)

Donde:

Q = Caudal (m3/s)

g = Aceleración de la gravedad (9.81 m/s) (m/s)

u = Coeficiente de descarga

b = Ancho de la cresta (m)

h = Carga del vertedero (m)

pág. 24

Que es la ecuación general para calcular el gasto en un vertedero rectangular cuya

carga de velocidad de llegada es despreciable. En los países que utilizan al sistema

ingles de unidades se acostumbra agrupar los términos 2/3 V2xg x u, en un solo

coeficiente C, d tal manera que:

Q = C x b x h2/3………………………..(10)

Donde :

C= 2/3xV2xg x u = 2.952 u.

Formulas empíricas para determinar el coeficiente de gasto (u) aplicable para

vertedores rectangulares con contracciones laterales o sin ellas. En el caso de

vertedores sin contracciones laterales haga b=B, en las formulas.

Tabla8. Formulas para la determinación del coeficiente de gasto.

pág. 25

Según (Rocha, 2006), cita a algunos autores y fórmulas para el cálculo de vertederos

de pared delgada de sección rectangular:

a. Formula de Bazin ampliada por Hegly

Esta formulas son aplicables si se cumplen con las condiciones siguientes. Carga

comprendida entre 0.1m y 0.6m y longitud encuentra entre 0.5m y 2.0m además altura

de lumbral este comprendida entre 0.2m y 2.0m.

……………………..(11)

En donde C para un vertedero con contracciones laterales es:

pág. 26

………(12)

Si el vertedero fuese sin contracciones laterales entonces B=L y el coeficiente de

descarga seria:

---------(13)b. Formulas de la Sociedad Suiza de Ingenieros y Arquitectos

La fórmula fundamental es la misma los cambios son el valor de C para cada

investigador. Fue adoptada en 1924

En este caso el valor de C se expresa, para un vertedero con contracción.

…….(14)El coeficiente de descarga c para un vertedero sin contracción es:

……(15)

c.- Formula de Francis

Q = 1.84 (L- NH/10) * H 3/2………………………………………………..(16)

Si además no hubiera contracciones laterales, entonces n=0 y la formula de Francis quedaría reducida a:

…………………………..(17)

Para aplicar la fórmula de Francis es necesario recurrir a un método de tanteo y

aproximaciones sucesivas, puesto que para calcular V se requiere conocer la carga H.

2.6.3.2.2. Calibración de vertederos hidráulicos de sección rectangular.

Para la calibración de este tipo de vertederos hidráulicos como lo es el vertedero de

pared delgada de sección rectangular, se lo puede realizar usando dos métodos,

como son: la calibración en laboratorios especializados de hidráulica haciendo el uso

de bancos hidráulicos y la calibración in situ del vertedero.

pág. 27

Para el caso de la calibración in situ, podemos usar cualquier método para obtención

de caudales, usando las metodologías establecidas para estos métodos.

Una vez determinando el caudal con cualquier de los métodos, se lo compara con el

caudal obtenido con la fórmula para vertederos de sección rectangular; si se da el

caso que los resultados difieran, entonces se calcula un factor de corrección para la

formula usada en el cálculo del caudal con el vertedero, este factor de corrección

seria el resultado obtenido por uno de los métodos entre el resultado obtenido con

el método del vertedero de sección rectangular. Finalmente afectando con el factor

de corrección a la formula usada para el cálculo de caudal con vertedero de sección

rectangular, queda el vertedero calibrado y apto para ser usado.

2.6.3.2.3. Evaluación.

La evaluación es la acción de estimar, apreciar, calcular o señalar el valor de algo. La

evaluación es la determinación sistemática del mérito, el valor y el significado de algo

o alguien en función de unos criterios respecto a un conjunto de normas.

La evaluación normalmente se usa para caracterizar y evaluar temas de interés en

una amplia gama de las empresas humanas, incluyendo las artes, la educación, la

justicia, la salud, las fundaciones y organizaciones sin fines de lucro, los gobiernos y

otros servicios humanos (Pedro Ahumado Acevedo, 1983). Principios y

Procedimientos de Evaluación Educacional, Cap. I-II-III. Pag.13-37. Impreso en Chile.

2.6.3.2.4. Evaluación del estado de estructuras de concreto.

El propósito de esta inspección entra el estado del revestimiento del canal. Se trata

de recorrer el canal y mediante una fundamentada observación formarse una idea

clara y precisa del estado general, evaluar el tipo de problemas que la afectan con lo

cual, se determina si es necesario pasar a una inspección más rigurosa. Para su

realización es importante poseer la anuencia de los beneficiarios y solo es necesaria

la presencia de un profesional experto en los temas de patología en estructuras de

concreto quien con la simple observación determina de manera general el estado del

revestimiento. (Instituto de concreto ASOCRETO, seminario evaluación y diagnóstico

de las estructuras en concreto, Ing. Harold Alberto Muños M. Bogotá D.C.,

Noviembre 22 y 23 de 2001)

2.6.4. Juntas en canales de concreto.

Según (Castillo, 2010), define a las juntas en canales de concreto de la siguiente

manera:

pág. 28

El concreto se expande y contrae con los cambios de humedad y temperatura. La

tendencia general es a contraerse y este causa el agrietamiento a edad temprana.

Las grietas irregulares son feas y difíciles de manejar, pero generalmente no afectan

la integridad del concreto. Las juntas son simplemente grietas planificadas

previamente, que pueden ser creados mediante modelos, herramientas, aserrados y

con la colocación de formadores de juntas.

2.6.2.1.1. Juntas de contracciones

Son juntas planas que sirven para prevenir las fisuras (agrietamientos) por

disminución del volumen de concreto o esfuerzos de contracción. Normalmente se

proyecta cada 3.0 a 3.5 m.

2.6.2.1.2. Juntas de Construcción.

No son juntas de movimiento, se usan para facilitar la construcción, se originan por

diferentes bloques de vaciado de concreto, por lo general deben coincidir con los

otros tipos de juntas, se recomienda ubicarlas en la zona del cortante mínimo.

2.6.2.1.3. Juntas de dilatación.

Son juntas de expansión, se colocan en canales de concreto y en estructuras de

concreto armado tales como obras de arte que separan la estructura del canal. En el

Perú no se tiene ninguna norma específica para usar o no usar en la construcción de

canales, pero normalmente se usa específicamente en proyectos realizados por el

Programa Su sectorial de Irrigación (PSI) y otros.

El espaciamiento entre juntas para canales esta entre los 14 m a 30 m.

Para muros se colocan entre 10 a 15 m.

Las juntas de dilatación con Water Stop (W.S) se emplean en muros o

estructuras de concreto armado, pueden ser de jebe y PVC.

2.6.5. Revestimiento.

El revestimiento del canal nos ayuda a:

Evitar la erosión del material

Disminuye las perdidas por filtración

Disminuye las labores de mantenimiento.

Disminuye la rugosidad, por ende aumenta la velocidad de flujo y

disminuye el tirante.

En cuanto a los tipos de revestimiento lo más común es de concreto y Mampostería

de piedra. Cuyos espesores varían entre e=5.0 cm. a 20 cm. Para canales

rectangulares los espesores son mayores que para los trapezoidales.

pág. 29

Las resistencias de los concretos mas comunes para el revestimiento son:

Fć=100 kg/cm2 para solados, Fć=175 kg/cm2 y Fć=210 kg/cm2 para concreto

armado.

2.6.6. Marco Legal

2.6.6.1.1. Ley Nª29338, Ley de Recurso Hídrico.

El 31 de marzo del año 2009 se promulgo la Ley N°29338 (Ley de Recurso Hídrico), la

misma que:

Artículo 3.- Declaratoria de interés nacional y necesidad pública

Declárase de interés nacional y necesidad pública la gestión integrada de los recursos

hídricos con el propósito de lograr eficiencia y sostenibilidad en el manejo de las

cuencas hidrográficas y los acuíferos para la conservación e incremento del agua, así

como asegurar su calidad fomentando una nueva cultura del agua, para garantizar la

satisfacción de la demanda de las actuales y futuras generaciones.

Art. N° 15, ítem 13.- Establecer los parámetros de eficiencia aplicables al

aprovechamiento de dichos recursos, en concordancia con la política nacional del

ambiente.

Artículo 97.- Objetivo de la planificación de la gestión del agua.

La planificación de la gestión del agua tiene por objetivo equilibrar y armonizar la

oferta y demanda de agua, protegiendo su cantidad y calidad, propiciando su

utilización eficiente y contribuyendo con el desarrollo local, regional y nacional.

La autoridad nacional del agua programo establecer los parámetros de eficiencia

aplicables al aprovechamiento de los recursos hídricos de las cuencas. Se ha

establecido en el Plan Operativo 2009 de la Dirección de Conservación y

Planeamiento de Recurso Hídricos la realización de la Actividad: Aspectos

Generales(I), dentro de la cual se ha considerado la Tarea N°1, denominada

“Evaluación de la Eficiencia del Uso del Agua”.

2.7. Marco Conceptual.

Infiltración.- Es el proceso por el cual el agua penetra desde la superficie del terreno

hacia el suelo. En una primera etapa satisface la deficiencia de humedad del suelo en

una zona cercana a la superficie y posteriormente superado cierto nivel de humedad,

pasa a formar parte del agua subterránea, saturando los espacios vacíos. Castillo,

2010.

Aforara.- Medir la cantidad de agua que lleva una corriente en una unidad de tiempo.

pág. 30

Aforo.- Acción y efecto de aforar.

Canal.- Es un conducto en el que el líquido fluye con una superficie sometida a la

presión atmosférica. El flujo se origina por la pendiente del canal y de la superficie

del líquido.

Caudal.- Volumen de agua que pasa por unidad de tiempo por una sección normal

determinada de una corriente liquida.

Corriente.- Movimiento de traslación continua y permanente o accidental de las

aguas de un canal, rio o del mar, en dirección determinada.

Cresta (L).- Es el borde horizontal por donde fluye el agua también llamada umbral.

Carga (H).- Es la altura alcanzada por el agua a partir de la cresta del vertedero.

Debido a la depresión de la lámina vertiente junto al vertedero, la carga H debe ser

medida aguas arriba a una distancia aproximadamente igual o superior a 4H.

Estructura.- Elemento o conjunto de ellos que forman parte resistente y sustentante

de una construcción.

Fluido.- Sustancia que se deforma continuamente al ser sometida a esfuerzos de

corte.

Flujo.- Movimiento de un fluido.

Vertedero.- Dispositivo utilizado para regular y medir caudales en cauces de ríos y

canales abiertos.

Altura.- Es la diferencia de cotas entre el fondo del canal de aproximación y la cresta

medida aguas arriba y junto al vertedero. Es lo mismo que la profundidad.

Carga Hidráulica.- Es la altura alcanzada por el agua, la cual se considera desde la

cota de la cresta o solera del vertedero.

Coeficiente de descarga.- Es la relación entre el caudal medido y el caudal calculado

teóricamente.

Contracción de fondo.- Es la reducción de la altura efectiva del flujo en un vertedero

de pared delgada.

Contracción lateral.- Es la reducción del ancho del flujo en un vertedero de pared

delgada como consecuencia de su angostamiento lateral con relación al ancho del

canal de aproximación.

Cresta de solera.- Es el punto más bajo del corte. En el vertedero triangular, la cresta

es el vértice del corte; en el vertedero rectangular, la cresta es el borde horizontal del

corte.

pág. 31

Lados.- Son los bordes verticales del corte en un vertedero rectangular o los bordes

inclinados del corte en un vertedero triangular.

Ancho del vertedero.- En un vertedero rectangular, es la longitud del borde

horizontal del corte.

Ancho del curso de agua.- Es el ancho entre los extremos laterales del curso de agua.

Velocidad de aproximación.- Es la velocidad promedio en un corte transversal situado

aguas arriba a una distancia de 10 veces el ancho de la solera del vertedero.

III. METODOLOGÍA.

3.1. Tipo de estudio

La presente investigación es Descriptiva cuantitativa porque se tendrá valores

numéricos para la eficiencia de conducción y cualitativa porque se describe el estado

de agrietamiento del tramo del canal.

3.2. Diseño de Investigación

Es no experimental, transeccioinal y descriptivo porque se recolectan datos sobre

cada una de las, variables y reportaremos los datos que se obtienen.

3.3. Hipótesis

La eficiencia de conducción del canal de riego Jesús Chuco, es deficiente debido a las

filtraciones ocasionadas por el estado del canal. Manifiesta (Palacio, 1976), estima

que en promedio en los Distritos de Riego del Rio Mayo en Sonora-México se pierde

un 40% del agua en la conducción; es decir la eficiencia media de conducción es del

orden del 60%.

3.4. Identificación de variables.

Variables Independientes

Conducción del Canal

Variable dependiente

Eficiencia del Canal

Tabla 8. Operacionalización de variables

Variable Definición conceptual Definición Operacional INDICADOR Escalas

Independiente

pág. 32

Conducción del canal

Volumen de agua que pasa por una sección normal determinada en una unidad de tiempo de una corriente liquida.

Mediciones del conjunto Caudales de ingreso obtenido por el método de vertedero de pared delgada de sección rectangular

Caudal de Ingreso l/s

Mediciones del conjunto de Caudales de salida obtenido por el método de vertedero de pared delgada de sección rectangular

Caudal de salida l/s

Evaluación del estado del concreto que se usó para la construcción del canal

Observaciones del deterioro en el revestimiento del canal

Cantidad de fallas en el revestimiento del canal

Nominal

Dependiente

Eficiencia del Canal

Es la relación entre el volumen de agua que ingresa al punto de inicio del tramo en estudio y el volumen de agua que sale en el punto final del tramo.

Mediciones de volúmenes de caudal

Eficiencia de conducción %

3.5. Población, muestra y muestreo.

3.5.1. Identificación de la Población.

En el presente estudio la población tiene dos categorías:

a.- El canal Jesús Chuco tiene una longitud de 6 km

b.- Los caudales de entrada y de salida en un tramo de 1 km.

3.5.2. Tamaño de muestra

a.- El Tramo de estudio de 1.00 km de longitud del canal de riego Jesús-

chuco.

b.- Conjunto de caudales medidos a entrada y a la salida del tramo en

estudio

3.7. Técnicas e instrumentos de recolección de datos.

3.5.2. Fuente primaria

En el presente estudio se utilizara la técnica de la observación directa, se

realiza mediciones del conjunto de caudales de entrada y salida del canal,

datos que serán anotados en la ficha de chequeo de datos, para la

determinación de caudales se realizara lo siguiente:

pág. 33

Ubicamos el tramo de canal (1.00 km) a ser estudiado y evaluado,

debiendo ser un tramo representativo del total del canal de riego. Debe

de tener accesibilidad a la zona, que el tramo se lo mas recto posible.

Se obtendrá las medidas reales de la sección del canal del punto de inicio

del tramo (caudal de ingreso), además el punto final del tramo (caudal de

salida).

Se realizara el aforo del canal utilizando el flotador, en un tramo recto de

10 m de longitud, para el cálculo aproximado del caudal del canal,

siendo importante para el diseño de los vertederos.

Se diseña dos vertederos de pared delgada de sección rectangular, para

el punto de inicio y para el punto final del tramo en estudio, con la

finalidad de determinar el caudal de ingreso y salida, esto en condiciones

de tirante de agua normal.

Se determinara los caudales de ingreso y salida del tramo en estudio, se

tomara tres medidas en un día, las mediciones se realizaran durante dos

semanas e inter diario.

Se tomaran fotos de cada toma de medidas.

Finalmente e sacara un promedio de las eficiencias para finalmente

determinar la eficiencia de conducción del canal de riego de Jesús-Chuco

del tramo en estudio.

Así mismo se realizaran observaciones directas para la recolección de

información para la evaluación del agrietamiento del tramo de canal a

estudiar, se realizara lo siguiente:

Realizar el recorrido del canal en estudio, se ubica las principales roturas,

grietas y juntas en mal estado.

Se realizara la medición y descripción de la condición de las principales

roturas, grietas y juntas en mal estado. Haciendo uso de fichas de

evaluación.

Se tomara fotografías en todo el tramo en estudio.

3.8. Métodos de análisis de datos.

Los datos obtenidos en la determinación de la eficiencia de conducción del canal,

serán procesados y analizados con los programas; Minitab 15 y el Microsoft Excel.

pág. 34

Los datos obtenidos en la evaluación del estado de agrietamiento del canal basado

en: roturas, grietas y estado de juntas, serán llenados en fichas por el programa

Microsoft Excel

IV. ASPECTOS ADMINISTRATIVOS

4.1. Recursos y Presupuesto

Tabla 9 Recursos y Presupuesto

Rubro Unidad Cantidad Costo Uni. Total NSEquipos 1510Lap Top Unidad 1 500 500

GPS Unidad 1 200 200

Cámara Fotog. Unidad 1 100 100

Wincha 50m Unidad 1 50 50

Aforador Unidad 1 50 50

Vertederos Unidad 2 600 600

Boya Unidad 1 10 10Útiles de oficina 183

Cuadreno Unidad 1 12 12

Marcadores Unidad 10 4 40

Papel B. Millar 5 22 110

CDs Unidad 6 2 12

Lapiceros Unidad 3 3 9Servicios 2335

Asesor Unidad 1 600 600

Pasajes Unidad 15 5 75

Internet Horas 200 1 200

Combustible Gl. 40 14 560

Alquiler Moto Unidad 20 30 600

Alimentación Unidad 15 20 300Gastos Administrativos 5320

Impresión Millar 3 100 300

Fotocopias Millar 2 60 120

Empastado Unidad 4 100 400

Otros Varios 1 4500 4500

TOTAL s/. 9,348.004.2. Financiamiento

El financiamiento de la investigación estará a cargo del investigador, siendo total de S/.

9,348.00 NS.

4.3. Cronograma de EjecuciónActividades Tri

1Tri 2

Tri3

Formulación Elaboración y aprobación del proyecto de Tesis

X

Corrección de observaciones X

pág. 35

Confeccionar equipos de campo y fichas de datos XVisita a Campo XToma de datos en campo XProcesamiento de datos decampo en gabinete, análisis, interpretación.

X

Elaboración de informe y documento final XPresentación y sustentación. X

El trabajo de investigación durara 9 meses

V. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS:

Castillo, M. 2010. Lima. Mejoramiento del Canal Palpa Alta en tramos críticos-

Huaral. Universidad Nacional Mayor de San Marcos. 156p.

De Azeveto, J. M y Guillermo Acosta A. Manual de Hidráulica. 6° ed. México: Harla,

1976.578p.

Gustavo, J. 2011.Mendoza. Infiltración y erosión: sus efectos sobre la red decanales

a partir dela regulación del rio Mendoza. Universidad Nacional de Cuyo. 67p.

pág. 36

Grajales, G. 1976. Lima. Regulación de riego e incorporación de áreas nuevas en la

margen izquierda del rio Ica. IICA/BIO/OSPAL. 128p.

Grassi, C. Riego por surcos en suelos pesados. Mérida, Ven., CIDIAT. 1973. 165 p

(Materiales de enseñanza. Doc.73).

Herna, B. 2010.Lima Perdida infiltración canales revestidos. 21p.

López, M. 2013. Ecuador. Tesis “ Bases para el diseño hidráulico dela estructura de

salida, canal de recolección y tanque de carga para desarenador”.115p

Lux, M. 2010. Medidores de flujo en canales abiertos. Guatemala. Universidad de

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NORMAS LEGALES DEL PERÚ

Ley N°29338. Ley de Recursos Hídricos, marzo 2009

VI. ANEXOS.

pág. 37

http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/sedes/palmira/prueba/webpalmira/index-htl

FICHA DE CHQUEO DE DATOS PARA EVALUAR EL ESTADO DE AGRIETAMIENTO DEL CANAL

INVESTIGADOR:

NOMBRE DEL CANAL:

NUMERO DE FICHA:

LUGAR:

FECHA:

DIA:

TRAMO INICIAL km:

TRAMO FINAL km:

NUMERO PROGRESIVA km TIPO CODIGOPROFUNDIDAD (cm) ESPESOR (cm) LONGITUD (cm)

OBSERVACION Y/O GRAFICAGRIETA ROTURA JUNTAS

pág. 38

TESIS5

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