PROBLEMAS DERIVADOS DE LA PRESENCIA DE UN NIVEL FREÁTICO ALTO

Transcripción

1 PROBLEMAS DERIVADOS DE LA PRESENCIA DE UN NIVEL FREÁTICO ALTO

2 RESPUESTA A LA EXTRACCIÓN DEL EXCESO DE AGUA

3 RESPUESTA A LA EXTRACCIÓN DEL EXCESO DE AGUA Producción relativa t 0 50 t 1 25 t 2 2,5 5,0 Profundidad del nivel freático (m)

4 RECONOCIMIENTO DE LAS CAUSAS DEL MAL SANEAMIENTO Identificar: > Naturaleza del problema de avenamiento y causas. > Efectos producidos (superficie afectada, frecuencia, disminución producción cultivos ). Inspección in situ : aspecto del cultivo, mala descomposición de la materia orgánica, presencia de charcos... Consulta de mapas topográficos, geológicos, de suelos... Información de los cultivos, infraestructuras de la zona, desagües naturales...

5 CÁLCULO DE NECESIDADES DE AVENAMIENTO Balance hídrico I Et + C R = H t s a) b) pocillo de observación I zona radical Et zona subsaturada ascenso capilar zona subsaturada intermedia h R t= t 1 + t t= t 1 zona saturada nivel freático agua subterránea C

6 CÁLCULO HIDRÁULICO DE DRENES. Régimen permanente ZANJAS DE AVENAMIENTO y I q x = K y dy dx 1 q x = I L x 2 dy/ dx K y dy dx = I 1 2 L x K y dy = I 1 2 L x dx q x L ( H D ) K ( H D ) 2 4 K 4 = Expresión Hooghudt I o q = I = L 2 q 4 K = L ( H + D)( H D) L 8K D h + 4 K h q = 2 L 2 2

7 CÁLCULO HIDRÁULICO DE DRENES. Régimen permanente I DRENES I h h D D d a) 0,7 D 8K d h + 4 K h q = 2 L 2 π L d = 8 Ln L + F π rd F ( x) b) ( x) = 2 Lncoth( n x) n= 1,3,5... donde 2π D x = L Capa imaginaria F ( x) = n= 1,3, e n 2n x 2n x ( 1 e )

8 CÁLCULO HIDRÁULICO DE DRENES. Régimen variable t h V x h K D 2 2 = t h V x h K D = 2 2 Ec. Boussinesq = 1,3,5 0 sen 1 4 ), ( 2 L x n e n h t x h t n π π α Ec. Glover-Dumm = α π = = 1,3,5... n t 2 n 0 t e n 1 4h,t) 2 h( L h t 0 t 0 t e 1,27h e h 4 h α α = π = Si α t > 0,2

9 SISTEMAS DE AVENAMIENTO TRAZADO: # Natural: sigue las condiciones del terreno. Suele ser irregular y aprovecha las depresiones del terreno. Aconsejado en superficies pequeñas y aisladas dentro de la zona. # Regular: forma de parrilla o de espina de pescado. Adaptado a terrenos con numerosas depresiones de pequeña superficie.

10 SISTEMA SINGULAR

11 SISTEMA COMPUESTO cañería río colector dren principal desagüe

12 ELEMENTOS DE LOS SISTEMAS DE AVENAMIENTO Red de escorrederas y/o drenes en el campo de riego. Red de colectores principales, constituida por los azarbes secundarios y primarios. Obras de protección de afluencias exteriores: diques, drenes de interceptación y canales de cintura. Red de emisarios naturales (arroyos y ríos) donde las aguas recogidas de la zona avenada confluyen con las exteriores.

13 SISTEMA DE AVENAMIENTO BAJO GUADALQUIVIR

14 PROCEDIMIENTOS PARA AVENAR Zanjas nivel freático inicial (t= 0) h 0 nivel freático en un tiempo t> 0 h t D L/2

15 PROCEDIMIENTOS PARA AVENAR Cañerías o drenes I p h D 0,7 D

16 PROCEDIMIENTOS PARA AVENAR Pozos a r e n a f i n a a r c i l l a, c a p a s e m i p e r m e a b l e c i e r r e d e c e m e n t o a r e n a g r u e s a g r a v a r e j i l l a d i á m e t r o d e l a p e r f o r a c i ó n

17 TUBERÍAS DE AVENAMIENTO Plástico corrugado. Proporción de aberturas mínima 800 mm 2 /m. Longitud abertura 5 mm y ancho 0,5-2 mm. Ocupan 1-2% total superficie.

18 PROYECTO SISTEMA DE AVENAMIENTO Selección del sistema de avenamiento. Trazado. Cálculo Trazado hidráulico del sistema de (alineación, los elementos localización del sistema. de obras..) Zanjas: Cañerías: forma de la sección y superficie de la misma; solera de la zanja y pendiente; altura del NF alcanzado con el caudal del proyecto. separación y profundidad; diámetros y pendientes; cota del desagüe principal. Materiales y obras hidráulicas

19 PROYECTO SISTEMA AVENAMIENTO Trazado: COLECTORES Siguen los puntos más bajos del terreno. Los de orden superior se situarán más bajos que los de orden inferior. Colocarlos en el perímetro de la zona a avenar. Observar los desagües naturales de la zona: tienen los gradientes más acusados. Situar el desagüe principal del sistema y a partir de él, proyectar el trazado de los colectores.

20 COLECTOR PRINCIPAL

21 colector secundario COLECTORES P1 P 1 colector principal Cálculo de los gradientes hidráulicos: P 2 desagüe principal P 3 Carga total disponible del sistema H t : P 3 -P 1. P 2 =P 1 -Σhf (colectores y obras). P 2 >P 3 desagüe libre. P 2 <P 3 desagüe con bombeo.

22 DESAGÜE PRINCIPAL

23 COMPUERTAS

24 PROYECTO SISTEMA AVENAMIENTO Selección profundidad del dren p= 0,5 m cultivos con raíces poco profundas, poco sensible al exceso de agua. p= 0,75-1 m cultivos con raíces profundas y sensibles al exceso de agua. Se considerará: -Altura del nivel freático. -Estratificación del suelo. -Disponibilidad de maquinaria (profundidades menores de 1,5 m). Se recomienda una profundidad mínima= 0,75m.

25 PROYECTO SISTEMA AVENAMIENTO Determinación diámetro del dren I 0 Gradiente hidráulico medio H Sobrepresión (max. 0,4 H) Gradiente hidráulico real I 0 Movimiento uniforme Movimiento variado Ec. Manning (SI) Q Régimen uniforme Régimen variado = 0, , 6 7 0, 5 2, 67 0, 5 n d I Q =, 54 Q p = Q 1,33 I= 0,001 drenes I = 0,001-0,003 colectores 0 1 n d I

26 ENVOLTURAS Filtrar elementos sueltos del suelo e impedir la obstrucción de las aberturas de las tuberías. Aumentar la conductividad hidráulica del medio circundante y disminuir la pérdida de carga de entrada en el dren. superficie equipotencial Proteger al dren y estabilizar el suelo circundante. Línea corriente (a) (b) (c)

27 ENVOLTURAS Suelo estable: Cu= d 40 /d 90, Índice de plasticidad >2. Curvas granulométricas 100 No se requiere envoltura en suelos con: 90 * 80contenido de arcilla Grava > 60% y K>0,1 m/d. 70 * 60contenido de arcilla > 25-30% en 50 Arena media climas húmedos. 40 * 30Cu > * 1090% tamaño de partículas mayor 0 que las perforaciones de la tubería en suelos sueltos. Diámetro de la abertura de la criba (mm) Partículas retenidas (%) 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7

28 ENVOLTURAS MATERIAL: - Granular (grava, arena) - Orgánicos (fibra de coco) - Sintéticos (poliestireno) Material inerte y uniforme (Cu>4 gravas y >6 arenas). Cc= (D 30 ) 2 /(D 30 D 30 ) entre [1-3]. 10 cm d d 10 cm 10 cm b d d 10 cm suelo material relleno material envoltura Espesor :7-10 cm. La permeabilidad del material dada por el fabricante (0,02-2,2 s -1 ). Calcular K multiplicarla por el espesor. Considerar la resistencia al esfuerzo mecánico de la envuelta

29 INSTALACIÓN DEL SISTEMA DE AVENAMIENTO

30 INSTALACIÓN EN EL BAJO GUADALQUIVIR

31 INSTALACIÓN DEL SISTEMA DE AVENAMIENTO

32 INSTALACIÓN DEL SISTEMA DE AVENAMIENTO

33 INSTALACIÓN DEL SISTEMA DE AVENAMIENTO

34 INSTALACIÓN SISTEMA DE AVENAMIENTO

35 INSTALACIÓN DEL SISTEMA DE AVENAMIENTO

36 INSTALACIÓN DEL SISTEMA DE AVENAMIENTO

37 INSTALACIÓN DE SISTEMA DE AVENAMIENTO

38 INSTALACIÓN DE SISTEMA DE AVENAMIENTO

39 INSTALACIÓN EN EL BAJO GUADALQUIVIR

40 PROYECTO SISTEMA AVENAMIENTO Canal colector Flujo uniforme y permanente. 10 cm Superficie sección: máxima eficiencia hidráulica que cumplan criterio de U M. I= 0, ,0001 (5-10 cm / km). Desnivel entre la altura del agua en la zanja y el punto de desagüe. La altura máxima del agua corresponde a Q p y la altura normal corresponde a un Q= 0,5 Q p.

41 TRAZADO DEL CANAL COLECTOR suelo altura agua cota alcantarilla Capa impermeable

42 Sistema de bombeo Q > 0,5 m 3 /s ; H < 5 m Max: 1,5 m Min: 0,6 m Nivel max. agua Nivel min. agua Colector Nivel comienzo bombeo Nivel de parada Flotador Funcionamiento < 10 ciclos/h. t > 3 min.

43 INSPECCIÓN SISTEMAS DE MANTENIMIENTO L/2 L/2