Es común, en el estudio de los balances hídricos, comparar las precipitaciones P y la evapotranspiración potencial ETP, lo cual permite distinguir situaciones diferentes en función de umbrales que son directamente significativos para un lugar o un período dado: Si P < ETP, la evaporación real será igual a P; habrá deducción sobre las reservas, ausencia de escurrimiento; el período se denominará deficitario. Si P > ETP, la evaporación real será igual al ETP, habrá escurrimiento y constitución de reservas; el período se llamará excedente. Los problemas prácticos relativos a las mediciones, a los órdenes de magnitud considerados, imponen variaciones en los métodos de estudio y de presentación de los balances hídricos. Las precipitaciones son en general medidas por una densa red de estaciones de observación antiguas, bastante confiables y comparables. Las medidas de evapotranspiración potencial son posibles, con aparatos como el evapómetro de Piche (al abrigo) o el barco Colorado. Pero la red de observación no incluye los mismos caracteres de densidad, de comparabilidad y de fiabilidad que la de las precipitaciones, tanto que frecuentemente se tiende a proceder, para el cálculo de los balances, a evaluaciones de la evapotranspiración potencial, las cuales se hacen partiendo de factores de esa evapotranspiración potencial relativamente bien conocidos.
Tabla 2. Resultados del Balance Hídrico por el Método de Kostiakov para la zona de Tipitapa, donde se define la Norma Parcial Neta (Mp) para el Distrito de Riego en estudio.
Régimen Hídrico de los Suelos
El régimen hídrico del suelo es una característica generalizada del conjunto de fenómenos de ingreso de humedad en el suelo, de su movimiento, del cambio en su estado físico y su gasto. Entre los elementos del régimen hídrico están la infiltración de la humedad en el suelo, la condensación, la evaporación, la toma de humedad por parte del sistema radicular de las plantas, la filtración de la humedad hacia las capas que yacen profundamente, la absorción capilar, el congelamiento y el derretimiento, la porción de humedad por parte de la fase sólida, etc. Desde el punto de vista cuantitativo, el régimen hídrico se representa por la ecuación del balance hídrico y la ecuación del movimiento de la humedad.
El régimen hídrico del suelo es uno de los factores fundamentales en la formación de los suelos; de él dependen muchas de las propiedades del suelo, y entre ellas la más importante: la fertilidad. El régimen hídrico determina en gran medida los regímenes de aire, térmico y de alimentación del suelo; por eso al mejorarlo con ayuda de la irrigación es posible mejorar también estos regímenes.
Las diferentes proporciones de los elementos del régimen hídrico crean tipos diferentes de regímenes hídricos. Para cubrirlos, se utilizan los índices más generales del régimen hídrico, los cuales se reducen a la comparación de dos factores fundamentales, que son las precipitaciones atmosféricas y el riego, como componentes principales de ingreso, y la evaporación total, como componente principal de gasto de balance. En este caso, la evaporación total se iguala con la capacidad de evaporación más determinada desde la superficie del agua EO, cuyos datos se obtienen en las estaciones meteorológicas. G. N. Visotski propuso utilizar para dar la característica de los tipos de regímenes hídricos el coeficiente de humectación:
Donde Oc es la lluvia promedio de muchos años, y Eo es la evaporación media de muchos años desde la superficie del agua.
La magnitud del coeficiente de humectación puede ser mayor que la unidad, lo que demuestra la preponderancia de la lluvia sobre la evaporación. Esto da lugar al humedecimiento excesivo y a la inundación de los suelos o a un lavado intenso cuando existe un buen escurrimiento de las aguas subterráneas. Cuando Kh < 1, las precipitaciones atmosféricas no son suficientes para garantizar totalmente la humedad de las plantas, se observa el secado de los suelos o gasto considerable por evaporación de aguas subterráneas que yacen a pequeña profundidad.
Para una mejor precisión en la determinación del régimen de riego se tomaran base de datos meteorológicas tomando como mínimo 10 años, de la zona correspondiente en donde se encuentra ubicado el proyecto Zona 1 de explotación de riego, a la vez utilizando software especializados y validos para la determinación del régimen
(FAO CROPWAT 4 WINDOWS).
Tabla 1. La evapotranspiración se calculo con el software CROPWAT 4 Windows, utilizando los datos de la estación tipo PV; 69 115 (INETER)
Plan de riego de una unidad agrícola
El plan de riego asegura el régimen de riego de los cultivos y es parte integrante del plan de producción de cada unidad agrícola. El objetivo principal del plan anual de la utilización del agua es hacer un balance de ésta y del trabajo para comprobar si las fuentes de abasto pueden o no suministrar el agua necesaria y para determinar la necesidad de regadores y equipos de riego.
Los planes de aprovechamiento del agua dependen de los factores siguientes:
1. Capacidad de la fuente de abasto.
2. Cantidad y numero de cultivo diferentes que se regarán.
3. Tipo y estado de las tierras a regar.
4. Estado técnico del sistema de riego.
5. Organización del trabajo en el riego.
Para componer un plan de riego para una unidad agrícola son necesarios los materiales y datos siguientes:
1. Plan esquema del área del riego en escala de 1:10000 ó 1:5000, que contenga los límites de cada parcela, lote, distrito o plan, es decir, cada unidad agrícola debe de estar bien delimitada, así como la fuente, los canales y las cajas distribuidoras para cada parcela de riego en función de la extensión del sistema de riego. Deben señalarse en el esquema los puestos hidrométricos y los pozos de observación de los niveles de agua subterráneas. En caso de no haber planos en las escalas indicadas se utilizarán otros o simplemente un esquema.
2. Datos sobre el tipo y área ocupada, o los cultivos sembrados y su localización en las parcelas.
3. Cantidades de agua necesaria en función de los cultivos y las normas consideradas en el plan.
4. Datos sobre la filtración en los canales y su coeficiente de utilidad y aprovechamiento útil del agua, así como la de las normas brutas.
5. Características de los suelos en cada campo y, además, la profundidad de humedecimiento, la pendiente y la técnica de riego utilizada en dicho campo.
6. Datos sobre la capacidad de los canales.
7. Números de regadores, bombas y equipos de aspersión en existencia y necesarios.
Plan de riego del sistema
Se elabora después de preparado los planes de riego de las unidades agrícolas y presentadas las solicitudes de agua. Por otra parte estas solicitudes de agua se comparan con las posibilidades de la fuente.
El plan de riego del sistema consta de 3 partes:
1. Suma de todos los planes de los consumidores (planes, distritos).
2. Comparación del volumen de agua disponible por el sistema con las necesidades de agua.
3. Plan de distribución de agua dentro del sistema, para cada partidor de cada unidad agrícola.
En este caso se definieron para el proyecto de riego Zona 1, ocho lotes que constan de 218 ha cada uno, los cuales estarán cultivado por plátano y caña de azúcar
Distribución del agua
La distribución correcta del agua absorbe especial importancia tanto en un sistema de riego grande como en una unidad agrícola. Cuando las necesidades de agua están por encimas de las cantidades disponible es necesario hacer un régimen de distribución de agua para los cultivos priorizados. Se hacen cálculos económicos para ver qué medidas tomar. Algunas veces se toman la alternativa de efectuar solamente aquellos riegos que producen menos pérdidas de agua.
Cuando hay un gran déficit de agua se suele hacer, en algunos casos, un régimen de distribución d agua en tanto por ciento de las cantidades planteadas para cada consumidor y este gasto se mantiene durante todo el tiempo en los partidores. La distribución del agua dentro de la unidad agrícola se hace según las necesidades interiores.
Para el proyecto de riego Zona 1, se cuenta con la fuente del Embalse las Canoas, que posee un canal principal que deriva el agua al sector, donde se tomara el caudal necesario requerido por los 8 lotes cultivados por ambos cultivos realizando los cálculos correspondientes (Ver Tablas 1 y 2)
En la práctica existen varios métodos de distribución del agua en un sistema de riego:
1. Distribución con gasto constante. Asegura un gasto determinado, constante para cada consumidor (plan, distrito, lote), durante toda la temporada de riego. Las ventajas de este método consisten en que por cada canal corre un caudal de agua constante y su capacidad se puede reducir al mínimo, así como las perdidas de agua. El consumo del agua dentro de la unidad agrícola puede organizarse según las conveniencias de la misma unidad. Este método es especialmente ventajoso cuando se conduce el agua por tuberías con secciones transversales mínimas.
2. Distribución por turnos. Se aplica obre todo en los canales menores (terciarios y secundarios). Para cada lote y parcela se determina el periodo en que se deben recibir agua (horas diarias o días en la semana). Este método tiene sus ventajas y desventajas. Entre estas ultimas se encuentra la de no satisfacer bien las necesidades de agua y el desperdicio de esta; además, no se tienen e cuenta las lluvias, la temperatura existente y los vientos.
3. Distribución de agua por solicitudes. Asegura el agua siempre que se requiere. Entre sus ventajas se pueden citar la correspondencia con las necesidades de agua, aunque requiere canales de mayor capacidad.
Este método también es exigente en conocimientos profundos de las necesidades reales de agua por parte de las plantas.
Para el caso del proyecto se tomara la distribución por gasto constante, ya que se tomara agua durante el tiempo que sea determinado por los regímenes de riego y delimitado por los hidromódulo calculados para dicha temporada
Hidromódulos
Una vez establecido el régimen de riego calculado para cada cultivo se determina la jornada del hidromódulo en el cual en su primera variante de construcción suele llamarse preliminar o incompleto. Cuando se tiene terreno cultivado y terreno en rotación de cultivos con diferente régimen de riego, los gráficos del hidromódulo se construyen para todos los terrenos cultivados y en rotación.
Para el caso del proyecto de riego se definieron 8 lotes cada uno con 218 ha de extensión, dato de suma importancia para el calculo y delimitación de los hidromódulo, donde los lotes 1, 2, 4, 6 están cultivados de caña de azúcar y los lotes 3,5 con plátano (Ver Tablas 1 y 2).
El hidromódulo es el índice técnico-económico más importante en un sistema de riego ya que determina la capacidad máxima posible del riego de la fuente.
Donde 
es el área posible de irrigación neta desde la fuente de riego dada (ha), 
es el gasto entregado al riego desde una fuente dada (m3/s), n es el coeficiente de rendimiento del sistema de riego, q es la ordenada de calculo máxima del hidromódulo (l/s/ha).
Es necesario lograr la disminución de q dentro del límite óptimo permisible.
El grafico preliminar o incompleto del hidromódulo, se caracteriza por tener:
Grandes variaciones de las ordenadas cuando se presentan gastos máximos momentáneos (picos) y gastos mínimos (huecos).
Irregularidades de las ordenadas en el tiempo.
Existencia de interrupciones de corta duración en la entrega de agua para los riegos.
El trabajo de un sistema de riego según este grafico de suministro de agua no puede ser calificado de satisfactorio, por eso se lleva a cabo el completamente del grafico del hidromódulo definitivo o completo, cuya finalidad es:
Disminuir las ordenadas máximas
Elevar las ordenadas mínimas hasta el valor
Eliminar las interrupciones de corta duración en la entrega de agua
(días).Nivelar las irregularidades de las ordenadas.
El completamiento del hidromódulo realiza:
A cuenta del cambio de la duración del riego dentro del limite permisible sin variar el día promedio del riego.
A cuenta del cambio de los turnos de riego dentro de los limites permisibles según las condiciones agro técnicas.
Como resultado del completamiento del grafico del hidromódulo:
Se eleva la capacidad de riego de la fuente de irrigación.
Se reducen los gastos máximos nominales de la red de riego y, por consiguiente, se reducen sus dimensiones y las de sus obras.
Se mejora el trabajo de la red de riego en el tiempo.
Cuando se completa el grafico del hidromódulo es necesario:
Coordinar las formas del grafico con la forma del grafico del gasto, del gasto de agua en la fuente de riego, si es que en ella, el gasto varía en el tiempo.
Coordinar el gráfico del hidromódulo con el gráfico de trabajo de los agregados de las bombas cuando se suministra mecánicamente el agua al sistema riego.
Coordinar el gráfico del hidromódulo completando con los gastos de las instalaciones de aspersores y de riego; de forma tal que los gastos de agua suministrados de acuerdo con el gráfico completado sean múltiplos de los gastos de las instalaciones de riego y aspersión aprobadas para irrigar.
Localización del proyecto
Una vez ya establecidos los parámetros técnicos requeridos del proyecto de riego, el plan de riego estará ubicado en el cuadrante 3052 de las banderas dicha explotación es abastecida por la Presa Las Canoas. Se estimara la ubicación exacta, las longitudes de los regadores y por consiguiente las áreas de los lotes correspondientes a la zona 1 que pertenece a plan de riego.
Imagen 1. Índice de Mapas Topográficos de Nicaragua. (Fuente: INETER)
Imagen 2. Ubicación del Proyecto de Riego Zona 1. (Fuente: Google Maps)
Cálculos
GRAFICOS
Grafico1. Hidromódulo Preliminar.
Grafico 2. Hidromódulo Definitivo.
Conclusiones
Se lograron establecer con exactitud la planificación de riego para la Zona 1 del proyecto de explotación; tomando en cuenta todos los elementos que la componen, así como el establecimiento de un balance y régimen de riego a partir de datos meteorológicos que son propios de la zona.
Considerando estos elementos se logro calcular y graficar los hidromódulo preliminar y definitivo de la explotación de riego elemento importante para la determinación del caudal a sustraer de la fuente y que definirá una buena planificación, distribución y explotación del proyecto de Riego Zona 1
Bibliografía
ORGANIZACION Y EXPLOTACION DE SISTEMAS DE RIEGO Y DRENAJE
Arnaldo Predomo Capote; Glauber Gonzales Labaina
La Habana: Pueblo y Educación, 1979.
EL RIEGO
Ricardo Dueñas García; Dimitri Assenov Mondadjiev; Roberto Alonso Rodriguez
La Habana: Pueblo y Educación, 1981
Instituto Nicaragüense de Estudios Territoriales (INETER)
Managua, Nicaragua
Apuntes y Anotaciones, Principios y Métodos de Riego
Alexander Meléndez
Google Maps
http://www.googlemaps.es
Autor:
Carlos Medina
Alex Méndez
Nicaragua
2008
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