Cálculo de las necesidades de riego

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Vamos a determinar la “evapotranspiración de referencia del cultivo” (ETo) definida como la velocidad de evaporación de un manto de hierba verde de gran extensión, formado por gramíneas, y con una altura uniforme de 8 a 15 cm, en proceso de crecimiento, que cubre por completo el suelo y que dispone de agua suficiente. Siguiendo el método semiempírico de Penman (1948) modificado por la FAO (1986).

Se ha considerado que los valores de ETo, calculados de esta forma, proporcionan una estimación suficientemente aproximada de la pérdida de agua que se produce en un césped bien cuidado. Dado que la altura de una superficie verde suele variar ente 2 y 5 cm; al considerar la ETo como demanda de agua de la misma se comete un ligero error por exceso, pero que en todo caso está del lado de la seguridad para el buen abastecimiento hídrico de la pradera.

Evapotranspiración de referencia

A continuación se indica el proceso de obtención del valor de la ETo partiendo de los siguientes datos:

CÁLCULO DE LAS NECESIDADES DE RIEGO
EVAPOTRANSPIRACIÓN DE REFERENCIA SEGÚN EL MÉTODO DE PENMAN
TABLA Nº1 DATOS DE PARTIDA
	ENE	FEB	MAR	ABR	MAY	JUN	JUL	AGO	SEP	OCT	NOV	DIC
T	10,6	12,4	15,4	17,7	21,5	26,4	30,8	30,9	28	20,2	14,4	10,7
tm	5,5	7,3	9,2	11,4	14,9	19,5	23,1	23,4	20,6	14	8,7	6,2
t	0,3	2,2	3	5	8,4	12,7	15,4	16	13,2	7,8	2,9	1,7
Pa	940	937	937	935	935	937	938	937	939	938	940	939
U	178,4	202,5	223,4	224,7	215,9	206,8	209,9	201,7	178,8	177	177,2	181,5
n/N	48,5	49,75	58,6	51,15	57,9	63,5	73	74,6	72,2	60,3	55,25	47,27
Hr	77,1	75,2	66,3	66,3	61	54,6	47,4	51,3	58,3	72,1	79,8	83,5
TABLA Nº2 DATOS DE PARTIDA SEGÚN TABLAS
	ENE	FEB	MAR	ABR	MAY	JUN	JUL	AGO	SEP	OCT	NOV	DIC
Ra	357	486	667	829	943	985	957	855	705	530	382	316
eº(T)	12,8	14,4	17,5	20,3	25,6	34,4	44,4	44,7	37,8	23,7	16,4	12,9
eº(tm)	9,04	10,2	11,6	13,5	17	22,7	28,3	28,8	24,3	16	11,3	9,49
eº(t)	6,25	7,17	7,59	6,74	11	14,7	17,5	18,2	15,2	10,6	7,54	6,92
Albedo	0,25	0,25	0,25	0,25	0,25	0,25	0,25	0,25	0,25	0,25	0,25	0,25
TABLA Nº3 CÁLCULO DE LA ETo SEGÚN EL MÉTODO DE PENMAN
	ENE	FEB	MAR	ABR	MAY	JUN	JUL	AGO	SEP	OCT	NOV	DIC
Días	31	28	31	30	31	30	31	31	30	31	30	31
A	0,63	0,70	0,78	0,89	1,09	1,41	1,71	1,73	1,49	1,04	0,76	0,66
hv	592,2	591,28	950,38	589,19	587,4	585,06	583,22	583,07	584,49	587,86	590,56	591,84
J	0,61	0,61	0,61	0,61	0,61	0,62	0,62	0,62	0,62	0,62	0,61	0,61
w	0,51	0,53	0,56	0,59	0,64	0,69	0,73	0,74	0,71	0,63	0,55	0,52
f	32,35	34,64	36,63	36,73	35,92	35,05	35,35	34,57	32,39	32,22	32,24	32,64
Rs	159,49	221,37	335,03	382,44	470,04	521,31	556,5	504,71	406,86	271,17	184,84	139,04
Rso	284	432	529	677	742	800	755	674	567	426	323	248
Rbo	169,22	166,86	163,54	158,39	148,23	130,38	111,87	110,2	125,16	151,29	164,02	168,3
Rb	80,20	69,23	91,58	75,69	83,03	75,88	76,57	76,99	82,74	85,31	79,83	79,56
Rn	39,42	96,79	159,70	211,14	269,49	315,11	340,80	301,54	222,40	118,07	58,80	24,71
e(tm)	6,97	7,67	7,69	8,95	10,37	12,39	13,41	14,77	14,17	11,54	9,02	7,92
e”-e	2,56	3,11	4,85	5,57	7,93	12,16	17,54	16,68	12,33	5,61	2,95	1,99
ET(Ly/día)	61	102	168	209	275	349	415	374	274	141	75	44
ET´o mm/mes	32	48	88	106	145	179	221	199	141	75	38	23
c	0,6	0,6	0,7	0,7	0,8	0,8	0,8	0,8	0,7	0,7	0,6	0,6
ETo mm/mes	19	29	62	74	116	143	177	159	99	52	23	14

Rs	159,49	221,37	335,03	382,44	470,04	521,31	556,5	504,71	406,86	271,17	184,84	139,04
	3	4	6	6	8	9	10	9	7	5	3	2
Hr	77	75	66	66	61	55	47	51	58	72	80	84
c (FAO)	0,8	0,85	0,85	0,85	0,9	0,95	1	1	0,95	0,9	0,9	0,9
ETo	25	41	75	90	131	170	221	199	134	67	34	18

Ra: radiación extraterrestre expresada en Ly/día, función del mes y latitud.

Rso: radiación solar en un día sin nubes.

n/N: porcentaje de insolación, relación entre las horas reales de insolación y la duración máxima diaria media de las horas de sol dependientes de la latitud y mes considerado.

Latitud del lugar de las observaciones.

Albedo para un cultivo de pradera de gramíneas.

Pa: presión atmosférica en milibares.

tm: temperatura media mensual.

T: tª media de máximas.

T: tª media de mínimas.

Hr: humedad relativa.

v: velocidad del viento (km/día).

Siendo la ecuación utilizada en este método:

En donde:

ETo: la evapotranspiración del cultivo de referencia en Ly/día.

G: flujo adventivo de calor

= 33,8039[0,05904(0,00738tm+0,8072)⁷– 0,0000342]

: constante psicométrica

siendo:

Cp: calor especifico del agua 0,24 kcal/kgC

Pa: presión atmosférica

: calor de vaporización del agua

=595-tm.0,51

Rn: radiación neta,

siendo,

: albedo 0,25

Rs = Ra(0,18+0,55n/N)

Rb: radiación térmica perdida

Rbo: radiación solar térmica perdida en un día sin nubes;

eº: tensión de vapor en mb para esa temperatura

v= f(u): función del viento f(u)=15,36(1+0,0062u₂)

u₂: velocidad del viento medida a 2 metros sobre la superficie del suelo en km/día.

(e”-e): défict de saturación de vapor,

c: factor de corrección por la existencia de diferencias entre la ETo real y la calculada en condiciones que no sean representativas de aquéllas dadas anteriormente, siendo función de la humedad relativa máxima (%), de la radiación solar (mm/día), de la velocidad del viento por el día (m/s) y de la relación entre la velocidad del viento diurna y nocturna (Udía/Unoche).

Viene dado el valor de la ETo diaria en mm/día según la expresión:

ETo (mm/día) = ETo (Ly/día).10

Elección del coeficiente de cultivo Kc

El valor de kc representa la evapotranspiración de un cultivo en condiciones óptimas y que produzca rendimientos óptimos.

La evapotranspiración del cultivo se expresa por:

ETc = ETo.kc

Los factores que determinan el valor de kc son principalmente las características del cultivo, las fechas de plantación o siembra, el ritmo de desarrollo del cultivo y la duración del período vegetativo, las condiciones climáticas y la frecuencia del riego.

Como la ETo se determina como referencia para una pradera de gramíneas de 8 a 15 cm de altura, homogénea y de densidad adecuada y en nuestro caso tratamos de regar una superficie cespitosa constituidas por gramíneas de altura algo inferior que la anteriormente señalada, homogénea, con buena densidad y en condiciones óptimas de desarrollo, podemos tomar como coeficiente del cultivo el valor uno sin cometer apenas errores.

Al tratarse de un cultivo con cubierta completa anual el valor de kc vendrá dado para todos los meses del año, pero debido a las condiciones locales predominantes en invierno con temperatura media de mínimas inferiores a 4ºC y próximas a 0ºC que limitan y reducen el crecimiento de las variedades de gramíneas empleadas en los distintos elementos del recorrido, es conveniente reducir el valor de kc en esos meses y por ello se ha tomado para los meses de diciembre, enero y febrero los valores de 0,65, 0,50, 0,75 respectivamente.

Aunque las siegas producen una disminución de la biomasa transpirante y por tanto una reducción del valor de kc, en nuestro caso los continuos cortes que se realizan para mantener un alto grado de uniformidad en la altura del césped hacen que esta variación no sea significativa para tenerla en cuenta.

Por los criterios y objetivos del proyecto el sistema de riego se establece únicamente para proporcionar el agua suficiente a el tamiz herbáceo que conforma el campo, y no para el riego del resto de especies vegetales, principalmente leñosas, que se han querido conservar en las condiciones naturales de su medio de desarrollo, es decir en secano, para una mejor integración del recorrido en el entorno adehesado del Monte y con el objetivo de reducir al mínimo las necesidades de riego.

Cálculo de las necesidades de riego

Las necesidades netas de riego vienen dadas por la ecuación:

Nn = ETc – Pe – Gw ± 0R

siendo:

Nn: necesidades netas de riego del cultivo

ETc: evapotranspiración del cultivo

Pe: precipitación efectiva

Gw: ascenso capilar

0R: variación de la reserva, de la cantidad de agua utilizable por la planta disponible en el suelo explorado por las raíces.

Precipitación efectiva

A partir de los datos pluviométricos aportados por la estación meteorológica de El Pardo para un período de 16 años se han calculado las probabilidades de lluvia, como se recoge en la tabla siguiente.

Por las características de proyecto que requieren un esperado cubrimiento de las necesidades hídricas nos conducen a tomar como lluvia verosímil mensual aquella que ocurre en más del 80% de los casos, es decir sólo 2 de cada diez años la pluviométrica registrada es inferior a la considerada a efectos de cálculos del sistema de riego. En esta situación se ha considerado que a efectos del balance hídrico no se producen pérdidas, en estas lluvias, por escorrentía o evaporación.

Ascenso capilar

La textura arenosa con la que se confeccionan estos suelos como por situarse la capa freática media a más de 200 cm de la superficie determinan que la contribución de este tipo de aguas al balance final sea nulo.

Reserva

El agua utilizable por las plantas que puede almacenar el suelo es función de las características físicas del mismo.