pozo barrenado
DESCRIPTION
laboratorio de riegosTRANSCRIPT
POZO BARRENADO
LABORATORIO N5 DE RIEGOS Y DRENAJES
UNIVERSIDAD PEDAGOGICA Y TECNOLOGICA DE COLOMBIA
FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS
ESCUELA DE INGENIERIA AGRONOMICA
TUNJA
2013
POZO BARRENADO
LABORATORIO N5 DE RIEGOS Y DRENAJES
Trabajo presentado a: JAVIER ALVAREZ
Ingeniero Agrcola.
UNIVERSIDAD PEDAGGICA Y TECNOLOGICA DE COLOMBIA
FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS
ESCUELA DE INGENIERA AGRONMICA
TUNJA
2013
INTRODUCCIN
La conductividad hidrulica es una medida de la resistencia al flujo ofrecida por los poros del suelo. Las investigaciones que han tratado este tema han diferenciado entre los efectos de los fragmentos de roca situados en la superficie o en el interior del suelo. Los primeros afectan a la intercepcin de la lluvia, a la evapotranspiracin, escorrenta superficial e infiltracin. Los fragmentos gruesos situados bajo la superficie del suelo influyen en la proporcin de infiltracin y en la produccin de escorrenta (Ramrez et. al, 2005).
Con relacin a la conductividad hidrulica del suelo se ha sealado que este es un parmetro esencial en la determinacin cuantitativa del movimiento del agua en el suelo y, consecuentemente para solucionar problemas que envuelven irrigacin, drenaje, recarga y conservacin del suelo. La conductividad hidrulica es afectada por la textura y estructura del suelo, siendo mayor en suelos altamente porosos, fracturados o agregados y menor en suelos densos y compactados (Saunders et. al, 1978).
La determinacin de conductividad hidrulica por los mtodos de laboratorio presenta la desventaja de ser poco representativa debida al tamao de la muestra del suelo. Esto puede conducir a errores significativos, en especial cuando en la pequea muestra hay presencia de fragmentos de rocas y races. Conviene entonces acudir al empleo de mtodos de campo confiables como el del pozo barrenado, el cual ha tenido gran aceptacin para mediciones de conductividad hidrulica por debajo del nivel fretico (Forero, 2000).
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
Calcular la conductividad hidrulica K por medio del mtodo del pozo barrenado en la granja Tunguavita en el municipio de Paipa.
OBJETIVOS ESPECFICOS
Determinar el grado de recuperacin del nivel fretico.
Clasificar la conductividad hidrulica segn la literatura
Conocer las aplicaciones prcticas en el diseo de drenajes de la conductividad hidrulica
MARCO TERICO
Inicialmente, la conductividad hidrulica evaluada con el procedimiento del pozo barrenado fue desarrollado en un campo con drenaje reticular por Diserens, 1934, donde se consider las descargas de los drenes y las posiciones de los mantos freticos. El mtodo de del pozo barrenado es un mtodo para evaluar la recuperacin de los niveles freticos mediante el clculo de la conductividad hidrulica horizontal y consiste en abrir un agujero con la barrena a una profundidad mayor a la del nivel fretico, extraer agua subsuperficial y medir la recuperacin del nivel fretico (Daz et. al, 2012).
Se trata de un mtodo relativamente simple; por medio de un barreno se perfora un pozo hasta una profundidad entre 60 y 90cm por debajo del nivel fretico o equivalente a 5 o 10 veces el dimetro del pozo. Luego de perforado el pozo se debe permitir que el nivel del agua en el pozo alcance equilibrio esttico con el nivel fretico. Conseguido este equilibrio se extrae agua del pozo en el menor tiempo posible por medio de un tubo cilndrico o vaciador, provisto de una vlvula de pie accionada por un cable, procurando que el pozo quede casi completamente vaco (Figura 1).
En este momento se inician las lecturas de recuperacin del nivel del agua en el pozo a diferentes intervalos de tiempo; estos intervalos de tiempo se pueden iniciar con 10sg ms o menos e ir aumentando progresivamente si es necesario, segn el suelo. Por su naturaleza, esta recuperacin del nivel fretico es una medida de la conductividad hidrulica del suelo primordialmente en direccin horizontal, la cual puede diferir de la ocurrida en direccin vertical (Forero, 2000).
t
y
D
D
Figura 1. Mtodo del pozo barrenado.
MATERIALES Y MTODOS
MATERIALES
Cinta mtrica
Palas
Barreno
Cronmetro
Azadn
Linterna
Recipientes plsticos
Overol
METODOLOGA
Se selecciono el sitio teniendo en cuenta que el nivel fretico puedo ser encontrado. Posteriormente se realizo una calicata de 0.6 m x 0.6 m x 0.6m. Despus, se realizo un barrenado con el barreno en el fondo de la calicata hasta encontrar el nivel fretico. Teniendo el nivel del agua dentro del pozo, se extrajo agua hasta que se logro disminuir la altura del nivel fretico. Se contabilizo el tiempo que este tardo en recuperar el nivel de equilibrio. Por ultimo se tomaron las lecturas de altura y tiempo para la realizacin de la prctica de campo.
RESULTADOS
TABLA 1: Datos obtenidos en la prctica de campo. Repeticin N1.
Tiempo (Seg)
Y (cm)
Nivel de recuperacin
0
33
3
27
9
25
18
23
24
21
31
19
04
,
3
5
,
7
83
,
22
=
=
cm
cm
r
Y
04,3
5,7
83,22
cm
cm
r
Y
Y0 = 25,3724
t
y
D
D
= -0.01324
r = 7,5 cm
r = - 0,8922
bx
a
Y
t
*
+
=
D
D
+
=
t
y
Yo
Y
*
0132
,
0
3724
,
25
t
Y
-
=
2
)
(
8
,
0
Yo
Yo
y
+
=
83
,
22
2
)
25,37
(
8
,
0
25,37
=
+
=
y
97
,
2
5
,
7
28
,
22
=
=
cm
cm
r
Y
97,2
5,7
28,22
cm
cm
r
Y
4
,
4
5
,
7
33
=
=
cm
cm
r
H
Con
r
Y
,
r
H
se halla C en la grfica de Maasland y Haskew, para varios valores constantes de barrera a infinito con respecto al fondo del pozo.
Segn la grfica C = 6400
t
y
c
K
D
D
=
0132
,
0
*
6400
=
K
da
cm
K
/
48
,
84
=
Grafica 1: Nivel de recuperacin fretico vs. el tiempo de medicin en el campo. Repeticin N1.
TABLA 2: Datos obtenidos en la prctica de campo. Repeticin N2.
Tiempo (Seg)
Y (cm)
Nivel de recuperacin
0
34
4,92
26
34,94
24
75
22
187,8
20
316,8
19
Y0 = 24,7630
t
y
D
D
= -0.0206
r = 7,5 cm
r = - 0,9262
t
*
t
y
Yo
Y
D
D
+
=
*
0.0206
24,76
t
Y
-
=
2
)
(
8
,
0
Yo
Yo
y
+
=
28
,
22
2
)
24,76
(
8
,
0
24,76
=
+
=
y
22
,
3
5
,
7
18
,
24
=
=
cm
cm
r
Y
22,3
5,7
18,24
cm
cm
r
Y
53
,
4
5
,
7
34
=
=
cm
cm
r
H
Con
r
Y
,
r
H
se halla C en la grfica de Maasland y Haskew, para varios valores constantes de barrera a infinito con respecto al fondo del pozo.
Segn la grfica C = 6900
t
y
c
K
D
D
=
0206
,
0
*
6900
=
K
da
cm
K
/
14
,
142
=
Grafica 2: Nivel de recuperacin fretico vs. el tiempo de medicin en el campo. Repeticin N2.
TABLA 3: Datos obtenidos en la prctica de campo. Repeticin N3.
Tiempo (Seg)
Y (cm)
Nivel de recuperacin
0
34
8
28
22
26
120
24
151,2
22
240
20
366
19
Y0 = 26,8736
t
y
D
D
= -0.0245
r = 7,5 cm
r = - 0,9544
t
*
t
y
Yo
Y
D
D
+
=
*
0.0245
26,87
t
Y
-
=
2
)
(
8
,
0
Yo
Yo
y
+
=
18
,
24
2
)
26,87
(
8
,
0
26,87
=
+
=
y
04
,
3
5
,
7
83
,
22
=
=
cm
cm
r
Y
53
,
4
5
,
7
34
=
=
cm
cm
r
H
Con
r
Y
,
r
H
se halla C en la grfica de Maasland y Haskew, para varios valores constantes de barrera a infinito con respecto al fondo del pozo.
Segn la grfica C = 6000
t
y
c
K
D
D
=
0245
,
0
*
6000
=
K
da
cm
K
/
147
=
Grafica 3: Nivel de recuperacin fretico vs. el tiempo de medicin en el campo. Repeticin N3.
PROMEDIO DE K
3
3
2
1
K
K
K
X
+
+
=
dia
m
dia
cm
X
/
24
,
1
/
124
3
147
14
,
142
48
,
84
=
=
=
=
+
+
=
Tabla 4: Clases de Conductividad Hidrulica. K teorico
Clases
Rangos (cm /h)
m/da
Muy lenta
4.5
Comparando los resultados de K (Conductividad Hidraulica) obtenidos (1,24 m-/da) con los de K tericos se puede deducir que este suelo presenta una conductividad moderada, ya que se encuentra en un rango de ,05 1,5 m/da.
TEXTURA DEL SUELO
97
,
2
5
,
7
28
,
22
=
=
cm
cm
r
Y
Tabla 5: Valores de conductividad hidrulica segn textura (MINVU, 1996).
El valor obtenido de K con los datos de campo fue de
dia
m
/
24
,
1
, lo que indica qu este suelo tiene un parmetro de textura de Arena limpia, mezcla de grava y arena.
La conductividad hidrulica dependen bsicamente de la textura del textura del suelo, no obstante, otros factores importantes pueden ser: la estructura, el contenido de materia orgnica, composicin de mineral arcilloso, P.S.I. y concentraciones de sales.
ANALISIS DE RESULTADOS
El pozo se barreno a una profundidad aproximada de 34 centmetros. Se realizaron tres repeticiones, de las cuales se tomo lectura cada 2 centmetros y se anoto su correspondiente tiempo en segundos. El radio para las tres repeticiones fue de 7,5cm.
En la primera repeticin (Grafica 1) se observa que el nivel de recuperacin se mantuvo casi lineal con la regresin. Donde se gasto 31 segundos en recuperarse el nivel fretico, el cual inicio en el pozo barrenado con 33 cm de altura y fue disminuyendo hasta llegar a un punto de referencia que fue de 19cm.
El K (Conductividad Hidraulica) obtenido con el valor de C hallado con la grfica de Maasland y Haskew y con
r
Y
,
r
H
(C= 6000), multiplicado por el valor de
t
y
D
D
adquirido por la regresin lineal (-0.01324), fue de 0,84 m/dia, esta pertenecera a una textura arena limpia, mezcla de grava y arena.
En cuanto a la repeticin 2 (Grafica 2) la lnea del nivel de recuperacin tiende a ser inversamente proporcional al tiempo que se gasto que en este caso fue de 316,8 segundos y donde se tomaron datos cada 2 cm con una altura total del pozo de 34cm y el punto de referencia para el nivel del agua en el pozo fue de 19 cm.
En este caso se gasto ms tiempo, ya que la velocidad de infiltracin fue lenta y la conductividad fue moderada con un valor de 1,42 m/da, este suelo tambin se encuentra en una textura de arena limpia, mezcla de arena y grava. Se observa que la lnea va pegada a la de la regresin lineal.
En la repeticin 3 se gastaron 366 segundos en recuperar el nivel fretico (Grafica 3). El cual fue la repeticin mas demorada en recuperar el nivel de 34cm de altuta y 19cm de nivel del agua en el pozo arenado. Se obtuvo un K de 1,47 m/da la cual es moderada, que igualmente el suelo presenta una textura de arena limpia, mezcla de grava y arena. La lnea del nivel de recuperacin vario ms que las anteriores repeticiones.
Segn Saunders et al, (1978), la conductividad hidrulica del suelo es un parmetro esencial en la determinacin cuantitativa del movimiento del agua en el suelo y, soluciona problemas que envuelven irrigacin, drenaje, recarga y conservacin del suelo. Como se observo en las repeticiones, el movimiento del agua variosiendo rpido el ma primera repeticin y lento en la segunda y tercera donde se empleo mas tiempo en recuperar el nivel fretico del pozo barrenado.
CONCLUSIONES
Segn las caractersticas encontradas en este suelo con un mediano nivel fretico y basndonos en la tablas de las clases de conductividad hidrulica de la literatura se determino que nuestra conductividad para este suelo es moderada ya que se encuentra en el rango de 0,5 1,5 m/da.
En las tres repeticiones llevadas a cabo se observo que el nivel de recuperacin estuvo uniforme sin presentar datos atpicos, pero entre las repeticiones se observo que hubo un aumento en el tiempo en las dos ltimas repeticiones para recuperar el nivel fretico.
Si esta prctica se lleva a cabo en un suelo agrcola donde se presentaran estas condiciones, se puede implementar un sistema de drenaje y bombeo recirculando el agua, con la desventaja de que esto traera como consecuencia una salinizacin del suelo.
Con esta prctica se simulo lo que se puede encontrar en un suelo con problemas de drenaje y mediano nivele fretico, donde se deben buscar soluciones para controlar estos problemas.
BIBLIOGRAFIA
Daz, J., A. Namuche y V. Silva. 2012. Evaluacin de la Conductividad Hidrulica por Tres Mtodos en el ejido Otates del Distrito de Riego 043 Estado de Nayarit. Instituto Mexicano de Tecnologa del Agua. Acapulco. Mxico. 6p.
Forero, J. 2000. Conductividad Hidrulica para drenaje de campos agrcolas. Universidad Nacional de Colombia. Bogot. Colombia. 17p.
Ramrez, R., A. Carmona y G. Prez. 2005. Cambios en la conductividad hidrulica y su relacin con otras variables fsicas de un andisol. Bajo diferentes sistemas de manejo, en el municipio de Marinilla (Antioquia). Universidad Nacional de Colombia. Medelln. Colombia. 24p.
Saunders, L., P. Libardi y K. Reichardt. 1978. Condutividade hidrulica da Terra Roxa Estruturada em condies de campo. Revista Solo, Campinas. Brasil 164-167pp.
A = Y0
B = EMBED Equation.3
r = radio
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
22
,
3
5
,
7
18
,
24
=
=
cm
cm
r
Y