CALCULO DE LA EVAPOTRANSPIRACIÓN DEL CULTIVO EN CONDICIONES ESTÁNDAR
Para el cálculo de la evapotranspiración usamos el método del coeficiente cultivo.
La evapotranspiración de un cultivo será diferente a la del cultivo de referencia (ETo) en la medida en que sus características de cobertura del suelo, propiedades de la vegetación y resistencia aerodinámica difieran de las correspondientes al pasto. Los efectos de las características que distinguen al cultivo del pasto están incorporados en el coeficiente del cultivo (Kc).
En este trabajo, los valores utilizados para el coeficiente de cultivo representan el efecto tanto de la evaporación y de la traspiración, es decir Kc = Kcb + Ke.
Así la evapotranspiración por mes seria: ETC=Kc*ETP
CALCULO DE LA EVAPOTRANSPIRACIÓN POTENCIAL
Para el cálculo de la evapotranspiración potencial usamos el método de Hargreaves, para ello necesitamos:
Ra: Radiación Extraterrestre (mm/día)Tm: Temperatura Media Diaria (°C)TD: Diferencia de las temperaturas Máxima Media y Mínima Media en el periodo considerado.
Para el presente trabajo hemos obtenido los valores de temperatura requeridos de la página de Senamhi para todo el año de 1978, ya que en este año, los datos estaban completos para la ubicación del proyecto.
Los valores de Ra, fueron sacados de la Tabla dada en clase para una latitud de -8°.
DATOS DE TEMPERATURA USADOS
ENERO FEBRERO MARZO ABRILTmax Tmin Tmax Tmin Tmax Tmin Tmax Tmin26.20 16.90 27.40 18.30 26.80 19.40 26.40 19.6026.80 17.40 28.20 18.60 26.40 19.00 26.00 19.0026.80 16.40 28.60 18.60 26.20 19.00 26.50 18.2024.60 16.80 27.60 18.20 27.80 19.60 26.00 16.8024.90 17.40 27.20 18.60 27.60 19.60 25.80 16.9025.80 18.00 27.60 19.00 27.20 18.90 25.80 16.8026.20 18.20 28.20 19.20 27.00 19.20 26.00 17.0025.60 17.70 27.40 19.20 27.80 19.60 25.40 17.3025.20 18.00 27.20 19.40 27.40 18.60 25.40 17.2026.20 18.00 26.60 19.60 27.20 17.00 26.20 16.6025.00 17.80 26.60 19.00 27.40 18.00 25.40 16.0025.60 16.20 26.40 18.40 27.20 17.80 26.40 16.6025.20 16.80 25.80 18.20 27.00 17.70 25.80 16.4024.50 17.40 25.20 17.90 26.90 17.00 26.90 17.8024.60 17.20 26.00 19.20 26.80 16.80 27.00 17.2023.60 16.50 26.20 19.60 26.50 17.00 27.40 17.6024.00 16.20 27.00 18.80 26.80 16.60 26.20 17.4023.80 16.40 26.40 17.60 27.40 17.40 26.00 17.1024.60 17.70 27.00 18.40 27.00 17.20 25.00 17.7024.00 16.70 27.60 19.00 27.20 19.00 25.70 18.0023.80 17.60 26.00 18.90 26.80 18.80 26.70 17.8025.00 17.80 27.40 20.00 26.60 18.80 26.60 17.2025.60 18.00 27.40 20.00 26.20 18.00 25.40 16.0025.00 17.40 28.00 20.00 25.60 17.60 24.40 15.6025.20 17.60 26.20 20.00 26.40 18.60 25.00 15.9024.80 17.20 26.00 19.40 26.40 18.00 25.40 16.2025.40 18.00 28.20 20.20 26.50 18.80 23.60 16.4025.00 18.20 25.80 19.20 26.80 19.00 23.40 16.4024.80 17.90 26.40 19.60 24.00 16.6027.00 18.00 26.20 19.20 24.20 16.8027.80 19.20 26.80 18.90*25.25 17.44 26.97 19.02 26.85 18.38 25.67 17.07
* La última fila corresponde a los promedios mensuales, los cuales se usarán para el cálculo de la ETO mensual.
MAYO JUNIO JULIO AGOSTO
Tmax Tmin Tmax Tmin Tmax Tmin Tmax Tmin25.40 17.00 23.70 14.00 22.80 13.40 22.90 15.2025.60 17.20 22.90 14.00 21.80 14.80 22.40 15.2024.60 17.20 19.80 10.00 21.00 13.60 23.00 15.8024.40 16.80 20.40 10.80 20.80 13.20 22.60 15.4023.80 15.80 22.60 10.60 20.80 15.00 22.40 14.4024.80 16.20 23.00 11.40 21.80 15.00 22.00 14.2025.00 15.90 22.40 10.20 21.00 14.00 21.80 13.8025.70 16.20 22.80 13.00 21.20 14.20 21.80 13.6025.20 16.40 23.60 13.80 21.00 13.80 21.60 12.0026.40 16.00 23.80 12.40 21.90 14.40 21.40 11.8025.40 16.60 22.80 11.70 21.80 14.20 21.20 11.6024.80 13.60 23.00 11.80 22.00 13.40 21.00 11.4024.90 14.40 22.80 11.60 22.40 13.60 21.60 12.8024.60 14.20 22.40 12.60 21.80 13.40 22.40 13.0025.60 13.80 21.90 12.20 21.60 13.20 22.60 13.4023.40 14.20 22.00 11.90 21.60 15.00 22.00 12.0022.80 11.60 21.80 12.40 21.40 14.00 22.60 12.8023.20 12.90 21.80 12.80 21.20 14.80 22.80 12.2023.00 13.20 21.40 14.00 21.00 14.40 23.00 12.6022.40 12.00 21.40 14.60 21.40 14.60 22.80 13.4023.60 13.40 21.00 13.60 21.60 14.20 22.60 13.8022.40 12.80 20.80 14.40 21.80 14.60 22.40 14.0022.20 12.40 21.60 15.00 21.40 14.20 22.20 14.0021.80 13.80 20.80 14.80 21.20 12.40 22.40 14.6023.60 14.60 20.60 14.00 21.20 12.80 21.90 13.6025.00 14.00 20.90 14.60 21.00 12.60 21.40 14.2024.00 155.00 19.60 11.80 20.80 12.40 21.60 13.4022.40 14.60 20.40 12.60 21.00 13.40 21.20 14.0022.60 12.20 22.60 12.80 20.80 13.20 21.00 13.4022.40 14.20 22.40 12.80 21.00 13.00 20.80 12.2022.00 13.60 21.60 13.40 20.40 11.8023.97 19.09 21.90 12.74 21.41 13.81 21.99 13.41
SEPTIEMBRE OCTUBRE NOVIEMBRE DICIEMBRE
Tmax Tmin Tmax Tmin Tmax Tmin Tmax Tmin21.80 14.00 20.80 14.40 22.40 15.00 23.60 16.0022.00 14.40 20.60 14.00 22.00 15.40 24.20 16.4021.00 14.20 20.40 13.80 21.80 15.60 23.60 15.8021.60 14.00 20.60 14.40 22.80 15.00 24.40 16.2020.90 14.20 21.80 14.60 23.20 15.00 23.40 15.2021.40 14.60 21.00 14.80 23.40 15.20 23.40 13.8021.20 14.00 21.60 15.40 23.60 15.40 22.60 15.0021.60 13.00 21.20 15.60 23.00 15.40 25.60 15.2021.90 13.80 21.00 15.40 23.20 16.20 25.00 14.2021.20 14.20 20.80 15.00 22.80 15.00 24.40 14.8021.80 14.60 20.60 14.80 23.00 15.40 23.40 15.4021.40 14.80 20.80 15.00 23.20 14.00 23.20 12.4020.80 12.00 20.40 14.80 24.00 14.00 24.00 12.6020.70 14.40 20.20 14.60 23.40 13.40 23.60 12.6020.80 14.20 20.00 14.00 23.80 13.80 23.40 13.2021.00 13.60 19.80 13.00 24.00 14.60 24.40 15.6021.80 14.00 19.20 10.00 23.20 15.00 24.20 14.0021.80 14.80 19.60 13.80 23.00 14.80 24.00 16.4021.00 13.80 20.60 11.20 23.40 15.00 24.60 15.0020.80 14.60 20.40 11.00 24.00 14.40 24.00 13.6020.40 14.80 20.80 11.60 23.80 14.60 25.40 14.8020.00 14.40 20.60 11.20 23.40 16.60 25.80 14.6021.20 14.40 21.40 10.60 23.20 16.00 25.00 16.4020.80 14.60 21.80 12.80 23.60 15.60 24.60 14.9020.60 12.00 22.00 14.60 23.00 15.60 24.00 16.0021.60 14.00 22.40 15.00 23.80 15.80 25.60 16.4021.40 13.20 22.00 14.80 23.20 15.40 25.20 17.0021.60 14.80 21.80 15.00 23.00 15.00 25.60 17.0021.90 14.60 21.60 14.80 23.60 14.80 25.20 16.8022.40 15.00 23.40 14.80 23.70 14.60 25.00 16.40
22.40 15.60 24.60 16.2021.28 14.10 21.02 13.88 23.25 15.05 24.35 15.16
RESULTADOS ETOs
ENE FEB MAR ABR MAY JUNT media C 24.4 26.4 24.4 24.7 22.6 21.8
T Max. Media 25.245 26.971 26.848 25.667 23.968 21.900T. Min. Media 17.439 19.018 18.377 17.070 19.090 12.740
Ra (mm/dia) 16.1 16.1 15.5 14.4 13.1 12.4TD 7.806 7.954 8.471 8.597 4.877 9.160
ETO(mm/dia) 4.37 4.62 4.38 4.13 2.69 3.42ETO(mm/
mes) 135.35 129.25 135.74 123.81 83.34 102.54
JUL AGO SEP OCT NOV DICT media C 21 20.8 20.4 21.2 22.8 23.6
T Max. Media 21.410 21.994 21.280 21.019 23.250 24.355T. Min. Media 13.813 13.406 14.100 13.884 15.053 15.158Ra (mm/dia) 12.7 13.7 14.9 15.8 16 16
TD 7.597 8.587 7.180 7.135 8.197 9.197ETO(mm/dia) 3.12 3.56 3.51 3.79 4.28 4.62
ETO(mm/mes) 96.84 110.49 105.24 117.36 128.33 143.23
CALCULO DE LAS CURVAS DE COEFICIENTE DE CULTIVO
En el presente proyecto se van a cultivar: Vid, Espárragos y Caña de azúcar. Los valores necesarios para obtener las curvas de Kc, fueron obtenidos de un documento de la FAO llamado “Evapotranspiración del cultivo en condiciones estándar” y se presentan a continuación:
ESPARRAGOS
Dias Dias Acum Kc0 0 0.5
90 90 0.530 120 0.95
200 320 0.9545 365 0.3
CAÑA DE AZUCAR
Dias Dias Acum Kc0 0 0.4
35 35 0.460 95 1.25
190 285 1.25120 405 0.75
0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 3900
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
CURVA DEL COEFICIENTE DE CULTIVO: ESPARRAGOS
DIAS DESDE LA SIEMBRA
Kc
VID
Dias Dias Acum Kc0 0 0.3
20 20 0.340 60 0.7
120 180 0.760 240 0.45
0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 390 420 4500
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
CURVA DEL COEFICIENTE DE CULTIVO: CAÑA DE AZUCAR
DIAS DESDE LA SIEMBRA
Kc
OBTENCION DE LAS ETC MENSUALES
ESPARRAGOS
MES DIAS POR MES
Dias acum
ETO mm/mes
Kc ETC mm/mes
ETC mm/dia
FEB 28 28 129.245 0.500 64.623 2.308MAR 31 59 135.738 0.500 67.869 2.189ABR 30 89 123.813 0.500 61.906 2.064MAY 31 120 83.337 0.950 79.170 2.554JUN 30 150 102.545 0.950 97.418 3.247JUL 31 181 96.837 0.950 91.995 2.968
AGO 31 212 110.489 0.950 104.965 3.386SEP 30 242 105.235 0.950 99.973 3.332OCT 31 273 117.361 0.950 111.493 3.597NOV 30 303 128.326 0.950 121.909 4.064DIC 31 334 143.228 0.748 107.103 3.455ENE 31 365 135.349 0.300 40.605 1.310
CAÑA DE AZUCAR
MES DIAS POR MES
Dias acum
ETO mm/mes
Kc ETC mm/mes
ETC mm/dia
OCT 31 31 117.361 0.400 46.944 1.514NOV 30 61 128.326 0.768 98.597 3.287
0 30 60 90 120 150 180 210 240 2700
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
CURVA DEL COEFICIENTE DE CULTIVO: VID
DIAS DESDE LA SIEMBRA
Kc
DIC 31 92 143.228 1.208 172.948 5.579ENE 31 123 135.349 1.250 169.186 5.458FEB 28 151 129.245 1.250 161.557 5.770
MAR 31 182 135.738 1.250 169.672 5.473ABR 30 212 123.813 1.250 154.766 5.159MAY 31 243 83.337 1.250 104.171 3.360JUN 30 273 102.545 1.250 128.181 4.273JUL 31 304 96.837 1.171 113.380 3.657
AGO 31 335 110.489 1.042 115.093 3.713SEP 30 365 105.235 0.917 96.466 3.216
VID
MES DIAS POR MES
Dias acum
ETO mm/mes
Kc ETC mm/mes
ETC mm/dia
ABR 30 30 123.813 0.400 49.525 1.651MAY 31 61 83.337 0.700 58.336 1.882JUN 30 91 102.545 0.700 71.781 2.393JUL 31 122 96.837 0.700 67.786 2.187
AGO 31 153 110.489 0.700 77.343 2.495SEP 30 183 105.235 0.688 72.349 2.412OCT 31 214 117.361 0.558 65.526 2.114NOV 26 240 128.326 0.450 57.747 2.221
CULTIVO DE ESPARRAGOS
Se irrigará una zona de 6400x4200 m2 divididos en parcelas de 200x300 m2
PROPIEDADES DEL SUELO
CC= 23% EN PESOPM=11% EN PESODa=1.4 g/cm3Ea=85%
PROPIEDADES DEL ESPARRAGO
f=0.5 Z=80 cm
FAMILIA DE INFILTRACION
TEXTURA: FRANCO ARCILLOSOVELOCIDAD DE INFILTRACION: 11.43 mm/hrECUACION DE INFILTRACION ACUMULADA: F=1.13*T^0.742+7f=7.88g= 2.393 x 10^–4
CALCULO DE LA PENDIENTE
Según los planos topográficos: s=(21-8)/4200=0.00309s = 0.003 m/m
TURNO DE RIEGO PARA EL PERIODO MÁS CRÍTICO
IRN=(23-11)/10*1.4*80*0.5=67.2 mmITN=67.2/0.85=79 mm entonces Rn=80 mm
Conociendo el ETC más crítico de 4.064 mm/dia
TR=IRN/ETC=67.2mm/ 4.064 mm/dia=16.54 dia , TR=16 días (NOVIEMBRE)
RIEGO POR SURCOS
Se hará un riego con surcos con reducción de caudal, para esto usamos los siguientes datos:
s = 0.003 m/mL = 300 mSep= 0.75 mRn= 80 mmQ= 1 l/s (menor al máximo no erosivo de 2 l/s para una pendiente de 0.3%)n=0.04
RESULTADOS
Q/2=0.5 l/sTavance=141 minP= 0.46 mP1= 0.40 mTn= 681 minTa= 822 minTop (0-L)avanc=48 minF(0-L)= 90 mmRb= 128 mmESC=38 mmPERC= 10 mmEficiencia de riego =62.5 %
COMENTARIOS
Los surcos deben regarse cada 16 días, cada vez que se riegue se debe abrir la compuerta por 822 min dejando entrar un caudal de 1 l/s, sin embargo, pasados los primeros 141 min el caudal debe reducirse a la mitad.
CULTIVO DE CAÑA DE AZUCAR
Se irrigará una zona de 3500x2800 m2 divididos en parcelas de 250x250 m2
PROPIEDADES DEL SUELO
CC= 23% EN PESOPM=11% EN PESODa=1.4 g/cm3Ea=85%
PROPIEDADES DEL ESPARRAGO
f=0.5 Z=100 cm
FAMILIA DE INFILTRACION
TEXTURA: FRANCO ARCILLOSOVELOCIDAD DE INFILTRACION: 11.43 mm/hrECUACION DE INFILTRACION ACUMULADA: F=1.13*T^0.742+7f=7.88g= 2.393 x 10^–4
CALCULO DE LA PENDIENTE
Según los planos topográficos: s=(32-21)/2800=0.00393s = 0.004 m/m
TURNO DE RIEGO PARA EL PERIODO MÁS CRÍTICO
IRN=(23-11)/10*1.4*100*0.5=84 mmITN=84/0.85=98.82 mm entonces Rn=100 mm
Conociendo el ETC más crítico de 5.770 mm/dia
TR=IRN/ETC=84 mm/ 5.770 mm/dia=14.56 dia , TR=14 días (NOVIEMBRE)
RIEGO POR SURCOS
Se hará un riego con surcos con reducción de caudal, para esto usamos los siguientes datos:
s = 0.004 m/mL = 300 mSep= 0.80 mRn= 100 mmQ= 1 l/s (menor al máximo no erosivo de 2 l/s para una pendiente de 0.3%)n=0.04
RESULTADOS
Q/2=0.5 l/sTavance=119 minP= 0.45 mP1= 0.39 mTn= 1057 minTa= 1176 minTop (0-L)avanc=42 minF(0-L)= 107 mmRb= 162 mmESC=55 mmPERC= 7 mmEficiencia de riego =61.72 %
COMENTARIOS
Los surcos deben regarse cada 14 días, cada vez que se riegue se debe abrir la compuerta por 1176 min dejando entrar un caudal de 1 l/s, sin embargo, pasados los primeros 119 min el caudal debe reducirse a la mitad.
DISEÑO DEL TUNEL
DISEÑO HIDRAULICO DEL TUNEL TIPO BAUL
DATOS
Q 9.50325m3
s
n 0.015 s m
13
S 0.002
DISEÑO
Asumiendo y_d 0.8
asin 2 y_d 1 0.644
Manning D ( ) Q
2 sin 2 4 D2
8
2 sin 2 4 D2
8
2 D
2
3
S
1
2
n
D root Manning D ( ) D 0 m 10 m 2.299 m
y y_d D 1.839m
BL D y BL 0.46m > 0.45 OK
DIMENSIONAMIENTO Y COMPROBACION
con D 2.3 m
root Manning D ( ) ( ) 0.63991
y1 sin ( )
2
D 1.837m
y
D0.799
BL D y 0.463m > 0.45 OK
A 2 sin 2 4 D2
8 4.125m
2
P 2 D 6.072m
T D cos ( ) 1.845m
VQ
A2.304
m
s
g 9.8m
s2
DHA
T2.236m
FrV
g DH0.492 < 1 OK
DISEÑO DEL SISTEMA DE SOPORTE DEL TUNEL
INTERACCIÓN ROCA-SOPORTE
Para la zona de estudio se identificó el tipo de roca utilizando la carga geológica del Perú.
En el gráfico anterior el círculo negro, señala la zona de interés y nos arroja que el macizo rocoso de la zona es del Cretáceo Inferior Formación Casma K1-c.
Según el siguiente texto podemos determinar qué tipo de roca pertenece a esta formación:
Formación Casma (Ki-c).- Es una serie marina volcánico-sedimentaria bien estratificada, de amplia distribución en la franja costera de este sector del país. Litológicamente consiste de volcánicos andesíticos y dacíticos de color oscuro que frecuentemente presentan estructuras en almohadillas.Normalmente, el paquete rocoso se halla cortado por un enjambre de diques de andesita y algunos de microdiorita, ocurriendo también sills de dacita. En la zona, estos volcánicos conforman un territorio de colinas bajas muy disectadas, que en gran parte se encuentran cubiertas por mantos de arenas eólicas; por intemperismo se desintegran con una exfoliación esferoidal típica. Su edad ha sido asignada al Cretáceo inferior, en tanto que su espesor máximo se estima en 2 000 m.
En base a lo anterior establecemos
Para el cálculo de las propiedades del macizo rocoso se han utilizado