1. Sistemas de Drenaje
1.1. Se utilizan para drenar el flujo el exceso de agua. Permiten eliminar el exceso de sales de la zona radicular. Permiten mantener la profundidad de la tabla de agua hasta cierta profundidad.
1.2. Drenaje Superficial
1.2.1. Sirve para drenar el agua proveniente de las inundaciones y de la escorrentía superficial.
1.2.1.1. Zanjas/surcos en parcela
1.2.1.2. Canal colector
1.3. Drenaje Sub -Superficial
1.3.1. Se utilizan para drenar el flujo del agua
1.3.1.1. Drenes subterráneos en parcela
1.3.1.2. Canal colector
1.4. Trazado de sistemas de drenaje
1.4.1. En sectores muy planos, se requiere de estaciones de bombeo para drenar el agua
2. Estudios para Drenaje
2.1. Estudio de Topografía
2.1.1. •Las curvas de nivel deben ser cada 0.5 metros. •Debe cubrir las áreas aledañas al terreno a drenar. •Debe integrar el levantamiento detallado de los drenes naturales (cauces). •Catastro detallado de las áreas cubiertas por cultivos o bosques. •Carreteras, puentes, etc. •Preferible utilizar estación total.
2.2. Hidrogeología
2.2.1. •Características de formación del área •Tipos de materiales que conforman el subsuelo •Características de la cuenca y cursos de agua •Origen de las formaciones •Permeabilidad o conductividad hidráulica de saturación •Acuíferos libres, semiconfinados, confinados y estratos impermeables
2.2.2. Estudio del subsuelo; acuíferos libres (tabla de agua); acuíferos confinados; profundidad de los estratos duros; estratigrafía del subsuelo; análisis de calidad del agua.
2.2.3. El drenaje agrícola se desarrolla en el acuífero libre
2.2.3.1. Acuífero libre: es una capa de suelo saturada por el agua, la cual descansa sobre un estrato impermeable; un estrato impermeable es aquella capa que no permite el flujo horizontal y vertical
2.2.3.2. Acuífero confinado: es una capa de suelo saturada por agua la cual se encuentra ubicada entre dos estratos impermeables .el agua se encuentra a una presión mayor a la atmosférica, el agua asciende hasta la superficie y existe el riesgo de asentamientos por la sobre explotación del acuífero
2.2.3.3. Acuífero semiconfinado: es una capa de suelo saturada por agua la cual se encuentra ubicada entre un estrato impermeable y un estrato permeable
2.2.4. Estudio de la Tabla Freática
2.2.4.1. La profundidad de la tabla de agua varía a lo largo del tiempo; se ubica a una menor profundidad durante el invierno y a una mayor profundidad en verano
2.2.4.1.1. Perforación de pozos •El número de pozos es de uno por cada 20 -25 hectáreas •Profundidad de 3 metros •Tubería de PVC de 90 a 110 mm
2.2.4.1.2. Perforación de pozos •El número de pozos es de uno por cada 20 -25 hectáreas •Profundidad de 3 metros •Tubería de PVC de 90 a 110 mm
2.2.4.2. Pozo de observación de la tabla de agua
2.2.4.2.1. La lectura del nivel del agua puede ser manual o automatizada; en forma manual las lecturas se realizan una vez por semana y en forma automatizada, cada 30 minutos.
2.2.4.3. Mapa de Isohipsas e Isobatas
2.2.4.3.1. La información del nivel del agua en invierno y verano, sirve para determinar los niveles del agua mínimo y máximo en el suelo; mapas de Isohipsas e Isobatas.
2.2.4.4. Zona saturada y no saturada
2.2.4.4.1. La zona de estudio esta compuesta por tres zonas; zona saturada; zona húmeda o de capilaridad y por la zona no saturada (ideal para las plantas).
2.2.4.4.2. En la zona saturada la presión del agua incrementa con la profundidad; en la zona saturada, el agua es retenida por las fuerzas matriciales (pF).
2.2.4.5. Ascenso capilar
2.2.4.5.1. En el análisis de la profundidad de los drenes, se debe analizar en forma detallada el ascenso capilar del agua; si la tabla freática se encuentra a una profundidad de 1 metro, el contenido de humedad en la superficie del suelo es “capacidad de campo”
2.2.4.6. Permeabilidad (K)
2.2.4.6.1. q = v . A = k iA
2.2.4.7. Información K y u
2.2.4.7.1. El programa “Soil Water Characteristics”, permite estimar la conductividad hidráulica (k) y la porosidad drenable; en el laboratorio puede determinarse por medio del permeámetro de carga constante y en el campo, por el método del pozo barrenado (barrenado inverso, zona no saturada).
2.3. Suelos
2.3.1. •Descripción detallada de los horizontes del suelo •Análisis físico –químico de los horizontes del suelo •Mapa de textura •Mapa de profundidad efectiva •Mapa de uso actual del suelo •Mapa de pH y Ce.
2.3.2. Para cada tipo de textura se debe determinar el tiempo que el suelo necesita para alcanzar una oxigenación del 10%.
2.4. Cultivos
2.4.1. •Tipos de cultivos a explotarse •Profundidad radicular efectiva •Ciclo Vegetativo •Rotación de cultivos •Tiempo de resistencia de los cultivos a la saturación
2.4.2. Resistencia del cultivo a la inundación.
2.5. Clima (Balance hídrico)
2.5.1. •Cálculo de la precipitación efectiva. •Cálculo de la evapotranspiración potencial y real •El Balance Hídrico debe determinarse para conocer la variación de los excesos y déficits a lo largo del año
2.5.2. Para el drenaje superficial agrícola, el estudio de hidrología debe realizarse para determinar el módulo de drenaje (l/s/ha).
2.5.3. Para la modelación hidráulica de inundaciones, el estudio de hidrología debe realizarse para determinar el caudal de máxima crecida y el tirante del agua en el cauce (m3/s).
2.5.4. Evapotranspiración potencial
2.5.4.1. •Tanque Evaporímetro •Penman–Monteith(temperatura, humedad relativa, heliofaníay v. del viento). •Hargreaves(temperatura) •Thornwhite(temperatura)
2.5.5. Balance hídrico
2.5.5.1. Para el cálculo del módulo de drenaje, solo se considera la precipitación, tomando en cuenta que, en el período lluvioso, la Eto. es mínima; sin embargo para determinar la variación de la tabla de agua a lo largo del año, debe realizarse el balance hídrico
2.6. Materiales y equipos
2.6.1. El flujo del agua en tuberías es radial; en la tubería perforada, el ingreso es uniforme a lo largo de la tubería; en tubos de arcilla o de asbesto cemento, el drenaje del agua se realiza solo por el espacio entre tubos
2.6.2. Materiales sintéticos
2.6.2.1. Manguera corrugada: diámetros de 40 a 200 mm; manguera de polietileno de alta densidad, diámetros de 2 hasta 24”.
2.6.3. Tubería corrugada
2.6.3.1. Manguera corrugada: diámetros de 40 a 200 mm; manguera de polietileno de alta densidad, diámetros de 2 hasta 24”.
2.6.4. Accesorios PVC
2.6.4.1. Cada tipo de tubería o manguera, tiene sus propios accesorios
2.6.5. Pozos de revisión
2.6.5.1. Pozos de revisión se requieren en redes de drenaje de tuberías.
2.6.6. Descarga de drenes
2.6.6.1. Se requiere proteger la parte del talud en donde descargan los drenes en sistemas de drenaje compuestos
2.6.7. Estaciones de bombeo
2.6.7.1. Estaciones de bombeo en sectores con pendientes muy bajas.
2.6.8. Mecanización agrícola
2.6.8.1. Maquinaria para la construcción de zanjas o drenes abiertos
2.7. Operación y mantenimiento
2.7.1. Maquinaria para el mantenimiento de las tuberías.
2.7.2. Maquinaria para el mantenimiento de las zanjas.
2.7.3. El movimiento de tierras es necesario para uniformizar la pendiente y mejorar el drenaje superficial
3. Diseño de Sistemas de Drenaje
3.1. Un sistema de drenaje esta compuesto por canales cuaternarios, terciarios, secundarios, primarios y una salida o punto de descarga.
4. El Drenaje en el Ecuador
4.1. En la sierra ecuatoriana existen problemas de drenaje en la zona de Lasso (Cotopaxi); valle con poca pendiente. En la costa ecuatoriana existen problemas en Manabí (Valle Chone) y toda la parte baja de la costa (Bananeras); suelos arcillosos y planos. En la zona de Esmeraldas (parte norte), problemas de drenaje por las altas precipitaciones, tierras bajas y planas. En la Amazonía ecuatoriana los principales problemas de drenaje están relacionados con altas precipitaciones, crecidas de los ríos (inundaciones) y por que en muchas zonas la cota del terreno es igual o menor a la cota del río, produciéndose una filtración lateral desde los ríos.
5. Conceptos de Drenaje Agrícola
5.1. Inundaciones
5.1.1. Desbordamiento de ríos en la costa y en la Amazonía; daños: sedimentos, saturación, salinización de los suelos, daño de los cultivos y en la infraestructura civil
5.2. Causas para el anegamiento de los suelos
5.2.1. Altas tasas de Precipitación •Pendiente del terreno menor al 3% y depresiones •Suelos pesados o arcillosos •Filtraciones laterales •Desbordamiento de ríos •Riego excesivo (sistemas gravitacionales)
5.3. El Drenaje consiste en remover el agua de los horizontes superficiales del suelo, para mejorar las condiciones ambientales y promover el crecimiento de las raíces y por lo tanto, la producción de los cultivos.
5.3.1. El drenaje permite incorporar a la agricultura, suelos anegados e improductivos
5.4. Necesidad de Drenaje
5.4.1. Un cultivo, para su crecimiento necesita: luz, calor, dióxido de carbono, agua, nutrientes y oxígeno; el oxígeno es absorbido desde el sistema radicular y ausente en zonas anegadas, de allí la necesidad de drenar el agua.