Drenaje

Dedicatoria ....................................................................................13

Prólogo ....................................................................................15

Drenaje, suelo y cultivos ....................................................................................19

• Definición de drenaje..................................................21
• Drenaje agrícola.........................................................21
• Drenaje superficial......................................................23
• Drenaje subterráneo....................................................23
• Drenaje en zonas húmedas..........................................24
• Drenaje en zonas áridas...............................................25
• ¿Cómo realizar el drenaje?..........................................26
• Clases de drenes..........................................................26
• Sistema de drenaje......................................................27
• El drenaje y sus relación con el suelo y los cultivos....28
• Influencia del mal drenaje en las propiedades del suelo..................................................................29
• Influencia del mal drenaje en el desarrollo de los cultivos..............................................................31
• Salinidad......................................................................34
• Profundidad óptima de la tabla de agua para cada cultivo.................................................................36
• Consecuencias de mal drenaje....................................38
• Caracterización de los suelos con problemas de drenaje....................................................................42

Propiedades del suelo y el drenaje ..................................................................................45

• Propiedades del suelo relacionadas con el drenaje........................................................................47
• Retención del agua por el suelo.................................49
• pF...............................................................................51
• Macroporosidad o porosidad drenable.......................53
• Curvas de retención de humedad...............................55
• Problemas propuestos................................................57
• Principios del flujo del agua subterránea ..................................................................................61
• Superficie freática......................................................63
• Clasificación de los acuíferos.....................................65
• Parámetros hidrogeológicos.......................................72
• Conductividad hidráulica.......................................73
• Transmisividad.......................................................73
• Porosidad...............................................................74
• Porosidad drenable................................................75
• Retención específica..............................................76
• Resistencia hidráulica o resistencia vertical..........76
• Factor de fuga o drenancia.....................................78
• Definición de términos relacionados con el medio permeable........................................................79
• Movimiento del agua a través del suelo.....................80
• Ley de Darcy..............................................................83
• Flujo de agua a través de suelos estratificados...........99
• Problemas propuestos..............................................104

Determinación de la conductividad hidráulica ................................................................................ 111

• Conductividad hidráulica.........................................113
• Métodos de laboratorio............................................115
• Permeámetro de carga constante..........................116
• Permeámetro de carga variable............................117
• Métodos de campo...................................................118
• Métodos de agujero de barrena (auger-hole).......118
  
• Métodos del barreno invertido.............................135
• Método del piezómetro........................................138
• Cálculo de la conductividad hidráulica mediante el método de descarga de drenes..............................142
• Problemas propuestos..............................................153

Estudios necesarios para el drenaje ................................................................................157

• Investigaciones necesarias para el drenaje subterráneo...............................................................159
• Estudios topográficos...............................................161
• Estudios geológicos..................................................162
• Estudios geohidrológicos.........................................162
• Estudios de suelos....................................................163
• Densidad del mapeo.............................................163
• Profundidad del muestreo....................................164
• Características del suelo que deben evaluarse.....165
• Estudio del agua subterránea....................................165
• Observación de los niveles freáticos y piezométricos...........................................................166
• Pozos de observación...........................................166
• Piezómetros..........................................................168
• Red de observación..............................................169
• Densidad de los puntos de observación...............172
• Lectura de los niveles de agua.............................173
• Métodos de medición...........................................174
• 
  

Presentación de la información ................................................................................177

• Justificación..............................................................179
• Isobatas.....................................................................179
• Gráfica de área – tiempo..........................................181
• Isohypsas..................................................................181
• Plano de mínimos niveles freáticos observados.......184
• Plano de incrementos...............................................184
• Plano de la profundidad del estrato impermeable o hidroapoyo............................................................187
• Perfil del nivel freático.............................................188
• Hidrograma de pozos...............................................185
• Problema propuesto..................................................185

Cálculo para el drenaje subterráneo ................................................................................195

• Clases de drenes.......................................................197
• Parámetros para el cálculo de espaciamiento de drenes.......................................................................197
• Criterios de drenaje..................................................199
• Régimen de flujo..................................................199
• Descarga normativa.............................................199
• Profundidad normativa........................................200
• Tipos de flujos..........................................................200
• Fórmulas para el cálculo de espaciamiento de drenes..................................................................202
• Régimen permanente...........................................203
• Régimen no permanente......................................204
• Fórmulas para el régimen permanente.....................204
• Fórmula de Donnan.............................................205
• Fórmula de Hooghoudt........................................209
• Fórmula de Dagan................................................236
• Fórmula de Ernst..................................................249
• Fórmulas para el régimen no permanente................277
• Fórmula de Glover-Dumm..................................278
• Fórmula de Jenab.................................................295
• Consideraciones prácticas para definir el espaciamiento de drenes terciarios...........................312
• Problemas propuestos..............................................315

Drenaje con tuberías ................................................................................321

• Drenaje subterráneo con drenes con tuberías enterradas vs zanjas abiertas....................................323
• Cálculo hidráulico de los drenes con tuberías..........324
• Descarga máxima de diseño................................324
  
• Pendiente..............................................................325
• Diseño de drenaje con tuberías................................326
• Espaciamiento y profundidad de los laterales.....326
• Diámetros y pendientes........................................327
• Ecuaciones para el flujo uniforme.......................327
• Ecuaciones para el flujo no uniforme..................328
• Margen de seguridad............................................333
• Línea de tubos con diámetro creciente................343
• Problemas propuestos..............................................344

Drenes topo ................................................................................347

• Definición.................................................................349
• Implemento usado para la construcción de drenes topo...............................................................350
• Arado topo sin barra de tiro, de acople al sistema hidráulico de tres puntos del tractor........350
• Arado topo con barra de tiro................................352
• Construcción de drenes topo....................................352
• Alternativas de descarga del dren topo a colectores.................................................................356
• Conservación de los drenes topo..............................357

Drenaje de tierras en ladera ................................................................................359

• Introducción.............................................................361
• Aproximación teórica...............................................363
• Problema propuesto..................................................370

Materiales para tuberías de drenaje ................................................................................373

• Materiales usados en las tuberías de drenaje............375
• Envolventes..............................................................376
• Gravas..................................................................377
• Materiales orgánicos............................................377
• Materiales sintéticos............................................377
• Instalación de tuberías de drenaje............................378
• Estructuras auxiliares...............................................379
  
• Estructuras de salida............................................379
• Estructuras de conexión.......................................383
• Cámaras de inspección........................................383
• Cámaras de filtración...........................................385

Mantenimiento de un sistema de drenaje ................................................................................387

• Introducción.............................................................389
• Mantenimiento de zanjas de drenaje........................391
• Inspección y limpieza de alcantarillas......................394
• Mantenimiento de las tuberías de drenaje................395
• Inspección, limpieza y reparación de estructuras.....399
• Mantenimiento de cauces naturales........................400

Drenaje superficial ................................................................................403

• Principios del drenaje superficial.............................405
• Causas del problema............................................405
• Relación precipitación – escorrentía....................407
• Métodos de cálculo de la escorrentía superficial......408
• Métodos para medir la escorrentía en forma directa..................................................................408
• Método del balance hídrico.................................413
• Método del número de curva del servicio de conservación de suelos (SCS).......................414
• Método del número de curva...............................415
• Coeficiente de drenaje y ecuación de diseño............429
• Coeficiente de drenaje..........................................429
• Cálculo del caudal de diseño...............................431
• Cálculo del caudal de diseño en los drenes, aguas abajo de la intersección de dos o más de ellos.................................................................433
• Regla del 20-40....................................................434
• Cálculo del área equivalente................................441
• Cálculo de la precipitación de diseño......................448
• Caudales máximos...................................................453
• Período de retorno de una avenida.......................453
  
• Método directo.....................................................456
• Métodos empíricos...............................................457
• Método racional...................................................462
• Método de Mac Math...........................................476
• Fórmula de Burkli-Zieger....................................478
• Fórmula de Kresnik.............................................478
• Métodos del drenaje superficial...............................482
• Control de inundaciones......................................482
• Un ejemplo de lucha contra inundaciones en Costa Rica............................................................485
• Control de las aguas de escorrentía de las áreas adyacentes...................................................491
• El drenaje superficial local...................................491
• Métodos de conformación del terreno.................492
• Diseño hidráulico de los drenes...............................497
• Consideraciones prácticas para el diseño de drenes...................................................................500
• Drenes en V.........................................................512
• Problemas propuestos..............................................514

Bibliografía consultada ................................................................................521

Otras publicaciones ................................................................................523