Decenio de las Personas con Discapacidad en el Per"Ao de la Diversificacin Productiva y el Fortalecimiento de la Educacin"

PROYECTOGUIA MEDICION DEL AGUA DE RIEGO(HIDROMETRIA)

DICIEMBRE 2014PRESENTACIONINDICE

Introduccin

Definiciones operativas1. Medicin de Agua

1.1 Mtodos de Medicin

1.2 Seccin de Medicin

1.3 Calibracin de la Seleccin de Medicin

1 4 Registros de Medicin

2.Red Hidromtrica

2.1 Importancia de la Red Hidromtrica

2.2 Funcionamiento de la Red Hidromtrica y Calibracin de Estructuras de Medicin

3.Sistema de Informacin Hidromtrica

5.1 Establecimiento de mtodos y formatos de registro

5.2 Programa de Mediciones

5.3 Procesamiento e interpretacin de informacin

5.4 Utilizacin de la informacin en la operacin de la Red de Riego

5.5 Documentacin y Archivo

ANEXOS

Anexo N 1

Formatos

1. Registro de aforo con correntmetro en estacin de aforo

2. Resumen mensual de lecturas de escalas

3. Resumen mensual de aforos en estaciones

4. Registro mensual de aforos en medidores

5. Prdidas de agua en canales de conduccin

6. Prdidas de agua en canales de distribucin

7. Registro Diario Mensual

Anexo N 2

Aforos

1. Aforo de Agua (cartilla)

1.1 Definiciones

1.2 Importancia

1.3 Mtodos de Aforo

2. La Estacin de aforo en un ro

2.1 Aforo por el mtodo del Correntmetro

2.2 Aforo con Limnimetros y Limnigrafos

2.3 Aforo con flotadores

PRESENTACIONEl Ministerio de Agricultura y Riego dentro del marco de la Poltica Nacional de Recursos Hdricos y Medio Ambiental es lograr el desarrollo econmico, social y mejoramiento de las condiciones de vida de la poblacin rural; se encuentra implementando acciones con la finalidad de apoyar al aumento en la rentabilidad y la competitividad agropecuaria. En este sentido, la Direccin General de Infraestructura Agraria y Riego DGIAR, ha propuesto la implementacin de la Gua MEDICIN DE AGUA (Hidrometra),Todo usuario de agua para riego tendr los conocimientos necesarios para medir, registrar, calcular y analizar los volmenes de agua que circulan en una seccin transversal de un ro, canal o tubera en la unidad de tiempo, para el mejoramiento de la eficiencia en el uso y la medicin de los caudales de agua. MEDICION DEL AGUA DE RIEGO

INTRODUCCION

El diseo y elaboracin del presente documento denominado GUIA DE MEDICION DEL AGUA DE RIEGO, se fundamenta en alcanzar los objetivos trazados por la DGIAR, que est implementando un programa de fortalecimiento a las organizaciones de usuarios de agua de riego e implementando la formacin de los operadores.

OBJETIVODesarrollar capacidades tcnicas, administrativas y organizativas, en los usuarios a fin de que realicen mediciones de caudales para una eficiente operacin y mantenimiento de los sistemas de riego y drenaje, implementando el pago real de la tarifa y establecer la entrega del uso de la infraestructura de riego y el servicio de la distribucin de las agua.1. DEFINICIONES OPERATIVAS1.1 Mtodos de Medicin

Los mtodos de aforo ms utilizados son:

1. Velocidad y seccin

2. Estructuras Hidrulicas

3. Mtodo volumtrico

4. Calibracin de compuertas1.1.1. Velocidad y Seccin.

Es uno de los mtodos ms utilizados; para determinar el valor del caudal, para lo cual, se requiere medir el rea de la seccin transversal del flujo de agua y la velocidad media, se aplica la siguiente frmula:

Q = A x Vm

(1)

Dnde:

Q = Caudal del agua (m3/s)

A = rea de la seccin transversal (m2)

Vm= Velocidad media del agua (m/s)

Generalmente, el caudal (Q) se expresa en litros por segundo (l/s) o metros cbicos por segundo (m3/s).La dificultad principal es determinar la velocidad media porque vara en los diferentes puntos de la seccin hidrulica.

LA HIDROMETRIA DE LA OPERACIN DEL SISTEMA DE RIEGO

Grafico N 01

Calculo de la Demanda de Agua

Inventario de Infraestructura de Riego

Declaracin Intencin de Siembra

PLAN DE CULTIVO Y RIEGO

PLAN DE DISTRIBUCIN DE AGUA

EJECUCIN Y SEGUIMIENTO DE LA CAMPAA

Listado de Usuarios de Riego

Monitoreo de aportes

De la fuente

Monitoreo de aportes de la

Fuente

1.1.2. Estructuras hidrulicas.

Para la medicin de caudales tambin se utilizan algunas estructuras especialmente construidas, llamadas medidores o aforadores, cuyos diseos se basan en los principios hidrulicos de orificios, vertederos y secciones crticas.

Orificios.

La ecuacin general del orificio es 1/2

Q = CA (2gh)

(3)

Donde:

Q = Caudal (m3/s)

C = Coeficiente.

A = rea (m2)

g = Gravedad (m/s2)

h = Tirante de agua (m)Vertederos:

Pueden ser de cresta ancha o delgada y pueden trabajar en flujo de descarga libre, sumergida o ahogada. La ecuacin general de los vertederos es: N

Q = K L H

(4)

Dnde:

Q = Caudal (m3/s)

K, N= Coeficientes;

L = Longitud de cresta (m)

H = Tirante de agua (m)

Seccin Crtica:

Es el paso del agua de una seccin ancha hacia una ms estrecha, que provoca un cambio del rgimen, donde es posible establecer la relacin tirante - gasto.

La ecuacin general utilizada es:

N

Q = K b H

(5)

Donde:Q = Caudal (m3/s)

K, N= Coeficientes

b = Ancho de garganta (m)

H = Tirante (m)

1.1.3. Mtodo Volumtrico.

Se emplea por lo general para caudales muy pequeos y se requiere de un recipiente para colectar el agua. El caudal resulta de dividir el volumen de agua que se recoge en el recipiente entre el tiempo que transcurre en colectar dicho volumen.

Q = V / T

Donde:

Q = Caudal (l /s)

V = Volumen (l)

T = Tiempo (s)

1.1.4. Calibracin de Compuertas.

La compuerta es un orificio en donde se establecen, para determinadas condiciones hidrulicas los valores de caudal, con respecto a una abertura medida en el vstago de la compuerta. Este principio es utilizado dentro de la operacin normal de una compuerta; para la construccin de una curva caracterstica, que nos permita determinar el caudal o gasto, tomando como referencia la carga hidrulica sobre la plantilla de la estructura.Sin embargo, al cambiar las condiciones hidrulicas del canal del cual estn derivando, dan lugar a la variacin de las curvas establecidas, razn por la cual es necesario establecer una secuencia de aforos para conocer cual es el grado de modificacin de la curva utilizada.

2. ACTIVIDADES Las actividades que a continuacin se describen son conocidas para determinar la velocidad del agua que generaran informacin para los pronsticos de la disponibilidad de la misma, elaborando el balance hdrico, planificar la distribucin del agua de riego, monitorear la ejecucin de la distribucin del agua de riego, determinar la eficiencia en el sistema de riego y de apoyo para la solucin de conflictos. 2.1.- PRCTICAS PARA DETERMINAR LA VELOCIDAD DEL AGUA: a) Correntmetro.

La velocidad del agua se determina por medio del correntmetro. Existen varios tipos de correntmetros, siendo los ms empleados los de hlice que son de varios tamaos; cuando ms grandes sean los caudales o ms altas sean las velocidades, mayor debe ser el tamao del correntmetro.

Cada correntmetro debe tener un certificado de calibracin en el que figura la frmula para calcular la velocidad; que son calibrados en laboratorios de hidrulica: cuya frmula general es la siguiente

v = a n + b

Formula (1)Dnde:

v = velocidad del agua (m / s)

n = nmero de vueltas de la hlice por segundo.

a

= paso real de la hlice en metros.

b

= velocidad de frotamiento (m / s)Para obtener la velocidad media de un curso de agua, se deben medir la velocidad en dos, tres o ms puntos, ubicados a diversas profundidades de la seccin del canal.

Las profundidades sugeridas en las cuales se mide las velocidades son las siguientes:

Tirante de agua ( d )Profundidad de lectura del Correntmetro

CmCm

< 15d/2

15 < d < 450,6 d

> 450,2 d y 0.8 d

0.2 d, 0.6 d y 0.8 d

Conocidos los tirantes de agua y los anchos de las secciones parciales, se procede a calcular el rea de la seccin transversal; para el clculo de la velocidad, para lo cual se utiliza la frmula N 1 y finalmente el caudalEn el Formato N 1 se registran los datos de campo, y en el Anexo se muestra un ejemplo del procedimiento de clculo.

b) Flotador

Este mtodo se utiliza cuando no se dispone de equipos de medicin; para medir la velocidad del agua, se usa un flotador con l, se mide la velocidad superficial del agua; pudiendo utilizarse como flotador, un pequeo pedazo de madera, corcho, una pequea botella lastrada. El procedimiento se detalla en el Anexo N 4Para el clculo del caudal se utiliza la siguiente frmula:

Q = C x A x v

(2)

v = e / t

Dnde:C: Factor de correccin

v : Velocidad (m/s)

e : Distancia del recorrido por el flotador (m)

t: Tiempo de recorrido del espacio e por el flotador (s)

A:rea de la seccin transversal

Q: CaudalLos valores de caudal obtenidos por medio de este mtodo son aproximados, por lo tanto requieren ser reajustados por medio de factores empricos de correccin ( C ), que para algunos tipos de canal o lechos de ro y tipos de material, a continuacin se indican:Tipos de ArroyoFactor de Correccin

De Velocidad ( C )Precisin

Canal rectangular

Con lados y lechos lisos0.85Buena

Ro profundo y lento0.75Razonable

Arroyo pequeo de lecho Parejo y liso0.65Mala

Arroyo rpido y turbulento0.45Muy mala

Arroyo muy poco profundo

De lecho rocoso0.25Muy mala.

Se recomienda utilizar el mtodo del flotador, para aforos de caudales no menores de 0.250 m3/s ni mayores de 0.900 m3/s. Fuente PSI.

LEYENDA:a) FLOTADOR DOBLEb) FLOTADOR SIMPLEc) BASTON FLOTADOR 2.2 SECCIN DE MEDICINEl lugar donde se va efectuar la medicin de la velocidad del agua, se conoce como la seccin transversal del curso de agua, esta debe estar ubicada en un tramo del cauce o canal.El flujo de agua deber tener las siguientes caractersticas:

1. Los filetes lquidos sean paralelos entre s.2. Las velocidades sean suficientes para una buena utilizacin del

correntmetro, en caso se use este instrumento.

3. Las velocidades sean constantes, para una misma altura del tirante de agua.

La primera caracterstica exige a su vez:

1. Un tramo recto de cauce, que sus mrgenes sean rectas y paralelas.

2. Un lecho estable, y

3. Una seccin transversal de flujo relativamente constante a lo largo del tramo recto.2.3 Calibracin de la Seccin de medicin

Tanto el rea de la seccin como la velocidad del flujo varan con los cambios de altura en el nivel del agua. La caracterstica de la seccin seleccionada debe ser estable y de fcil acceso. Una vez conocida la relacin entre nivel del agua y el caudal, estas se deben ajustar a una funcin matemtica conocida; y con esta se generan datos de caudales conocidos para construir la regla limnimtrica. Se recomienda que estas reglas sean de lectura directa de caudales.

Grfico N 02

Relacin altura (h) y caudal (Q)

Altura

h

Caudal Q

2.4 Registros de Medicin.

Definidos los puntos de medicin, los mtodos de aforo y establecidas las responsabilidades del personal; se procede a la ejecucin de las observaciones y mediciones las que debern registrarse en los siguientes formatos:

Hoja de aforos con correntmetro

Resumen mensual de Lectura de Escalas

Resumen mensual de aforos en Estaciones

Registro mensual de aforos en medidores

Prdida de agua en canales de conduccin.

Prdidas de agua en canales de distribucin

Registro diario mensual

En el anexo N 1 se presentan los siguientes formatos:

En el Formato 1; Registro de aforo con correntmetro en estacin de aforo, se indican los diferentes elementos para determinar: La profundidad del cauce (columna 1 y 2) a lo ancho de la seccin y determinar la profundidad de medicin, a partir de este valor, determinamos la profundidad de observacin del Correntmetro (columnas 3). Luego con l nmero de revoluciones se determina la velocidad en el punto (Columna 7) y finalmente la velocidad media (columna 9). El rea de la seccin se calcula con el ancho y la profundidad (columnas 10 y 11) y el caudal se calcula a travs del producto del rea (columna 12) con la velocidad indicada en la (columna 9). El caudal total es la suma de los caudales parciales.

El Formato 2; Resumen mensual de las lecturas de escala horarias y diarias que se hacen durante un mes, para este caso es necesario tener la curva de calibracin de la estacin de aforo.

El Formato 3; Resumen mensual de aforos en estaciones, es el registro de los datos de aforo con correntmetro realizado en la estacin de aforo, esta informacin es aquella que se realiza diariamente o peridicamente de acuerdo a lo determinado.

Formato 4; Registro mensual de aforos en medidores Al igual que el formato 3 este representa el aforo en una estacin que tiene una curva de calibracin o un medidor que puede ser un Parshall, un aforador Sin Cuello, RBC, Orificio, Compuerta calibrada, etc.

3. RED HIDROMTRICA

La red Hidromtrica es el conjunto de puntos de medicin que se tiene dentro de un sistema de riego. Los puntos de medicin deben ser adecuadamente ubicados a fin de determinar el caudal que circula en toda la red hidrulica.

La secuencia a seguir en la aplicacin de la rutina de hidrometra, se describe a continuacin:

3.1. Importancia de la red hidromtrica.

La operacin y control de la red hidromtrica es de gran importancia porque permite conocer, graduar y controlar la informacin hidromtrica en los puntos de control de toma principal y secundaria de las comisiones de usuarios y operadores. Adems permite hacer el seguimiento o monitoreo de la Campaa Agrcola; en actividades de cobranza (Volmenes entregados, volmenes facturados); anlisis de eficiencia y/o prdidas (conduccin, distribucin); as como tambin tener actualizada la base de datos de volmenes de agua.3.2. Funcionamiento de la red hidromtrica y calibracin de estructuras de medicin.

Es necesario programar peridicamente actividades para evaluar el comportamiento hidrulico de todas las estaciones hidromtricas y calcular la discrepancia con los aforos realizados; que debe ser menor del 5% entre los datos obtenidos por aforos con correntmetro y la curva de gastos de la Estructura seleccionada.

En casos de presentarse estructuras con discrepancias mayores de 5%, la Gerencia Tcnica de las Organizaciones de Usuarios de Agua de Riego OUAR y Operadores de Sectores Hidrulicos, deben proceder a la evaluacin de las mismas que pueden ser rehabilitadas y calibradas.4. Sistema de Informacin Hidromtrica

Comprende la generacin, procesamiento, anlisis, uso y archivo de la informacin generada por la red hidromtrica.4.1 Establecimiento de mtodos y formatos de registro

La informacin obtenida en la red a travs de los puntos de control de la red hidromtrica, requiere de la adecuacin y aplicacin de formatos de registro, segn el mtodo de aforo a emplearse.

Esta informacin hidromtrica debe ser generada en los siguientes niveles:

- Infraestructura mayor (almacenamiento y captacin)

- Infraestructura menor (conduccin y distribucin)

- Usuarios (distribucin)

La frecuencia de la recopilacin de la informacin hidromtrica generada, debe efectuarse segn las necesidades de la operacin del sistema de riego.

- Diaria

- Semanal

- Mensual

- Anual.4.2 Programa de Mediciones

Definida la localizacin de los puntos de control y el mtodo de aforo a emplear se procede a la ejecucin de las mediciones a travs de los tcnicos de los Operadores. Durante la aplicacin de los mtodos se tomarn en cuenta los errores que ya han sido detectados anteriormente a fin de evitar la repeticin de los mismos y por ende realizar la depuracin respectiva.

Los caudales obtenidos debern registrarse inmediatamente despus de efectuada la lectura.

4.3. Procesamiento e interpretacin de informacin.

Los datos levantados por los tcnicos de las organizaciones de Usuarios y operadores, en los diferentes puntos de control utilizando los formatos de registro estandarizados, son entregados segn la frecuencia establecida al personal responsable de hacer las operaciones aritmticas necesarias para el clculo de parmetros que nos permiten conocer cmo se comportan la fuente de abastecimiento y los canales principales del sistema de riego. La supervisin, verificacin y aprobacin de la informacin estar a cargo de los operadores. En caso se cuente con un sistema automatizado de procesamiento de datos, la digitacin de los registros de la base de datos estar a cargo del personal de cmputo de la Organizacin de Usuarios de Agua y Operadores.

Los datos que se toman en la estructura o estacin segn sea la frecuencia, se envan en los formatos establecidos a la oficina de operacin y mantenimiento de la Organizacin de Usuarios de Agua y a los Operadores, pudiendo ser estos: horarios, diarios, semanales, quincenales, mensuales y anuales. Con esta informacin se mantiene actualizada la base de datos, permitiendo a la vez hacer el seguimiento y/o monitoreo de las ocurrencias del sistema mayor de riego, determinacin de eficiencias y prdidas de agua en la red de riego.

4.4 Utilizacin de la informacin de la red hidromtrica en la operacin de la red de riego.

La salida y distribucin oportuna de la informacin obtenida es enviada a la unidad de operacin y mantenimiento de la Operacin de Usuarios de Agua y a los Operadores, para ser utilizadas como elementos de apoyo para realizar los reajustes del programa de distribucin de agua, que permitan una correcta operacin del sistema de riego.

En los formatos N 5, 6 y 7, se utilizan para determinar los volmenes de agua recibidos del sistema y los distribuidos con la finalidad de estimar los volmenes de prdidas y facturar adecuadamente el agua entregada en una determinada rea del sector hidrulico.4.5 Documentacin y archivo.Se necesita concentrar y conservar toda la informacin, tanto la base de datos, como la procesada en cuadros, tablas, grficos, y otros en archivos y sistemas de cmputo en un lugar apropiado, porque es importante a fin de tomar las decisiones adecuadas para la operacin del sistema de riego.

El anlisis y utilizacin de la informacin para ser usadas en otras rutinas de Operacin y Mantenimiento - O&M, es de responsabilidad de la Gerencia Tcnica de la Organizacin de Usuarios de Agua y Operadores.Grfico N 3 Secuencia del Sistema de Informacin Hidromtrica

Verificacin de la Red Hidromtrica

SINO

Requerimiento

De informacin

Requerimiento de informacin histrica+

SONDEOSCORRENTMETROVELOCIDADSECCIN

Observaciones

Dist. Del

punto

inicial

(m)

Profundidad

(m)

Profundidad

de la

Observacin

(m)

Rev/SegRev/seg.En el puntoCoeficienteVelocidad

Media en el

tramo.

(m/s)

Ancho

(m)

Prof.

Media

(m)

rea

(m2)

Gasto

Parcial

(m3/s)

(1)

(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)

28.200.40Sup.Sup.30400.5230.900.4713.600.3331.1990.565

Estacin: ......Fecha: ...............................................Aforo Nmero: ..............................................................

Correntmetro: ...........................................................Promedio lectura escala: ...............................................

Ro: .............................................

Nmero de tabla

de velocidad: ...................................rea Total: ........................................

Observador:....................................Velocidad media: ............................

Cuenca: .............................................

Inicio...........................Lectura EscalaGasto Total: .........................................

Final:......................... Lectura Escala

Formato 1

Registro de Aforo con Correntmetro en Estacin de Aforo

Formato 2

Resumen Mensual de Lectura en LimngrafosPuntos de Medicin...........................Mes..............Ao..............

LECTURA DE ESCALAS EN (m).

Gasto

medio

(m3/s)

Volumen

en miles

(m3)

NOTAS

Da0 hrs. 6 hrs. 12 hrs. 18 hrs. 24 hrs. Promedio

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

Volumen mensual en miles de metros cbicos:

Calcul:Clculo con tablas de gastos

Revis:Fecha:

:

Formato 3

Resumen Mensual de Medicin de CaudalesPuntos de Control: ......................Lugar: ........................Ro: ...........................

Mes: ...........................Cuenca: ....................Aforador:

FechaN del AforoLectura de

Escala (m)rea

seccin

m2

Velocidad

media

(m/s).Gasto

(m3/s)HORANOTAS

InicioFinal

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

Fecha: .......Fecha de revisin: .................................................

Firma

Revisado:

Gerente Tcnico.

Formato 4

Registro Mensual de Aforo en Medidores

Medidor: ......................Sector Hidrulico: ......................rea

Servida: ..........

Mes: ...........................Ao:Aforador: .............

FechaN del AforoLectura de escala (m)Gasto

M3/sHORAnotas

iniciofinal

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

Recopila:

............................

Fecha de revisin:

Firma

.......................................

Formato 5

Prdidas de Agua en Canales de Conduccin

Canal.

Sector

Hidrulico:

Mes:

Ao:

Campaa:

rea servida: (ha)

DiaVolumen (m3)Diferencias (1-2)Diferencias (1-3)

(1) Captado(2) Entregado(3) Distribuido(4)

Volumen m3(5)

%(6)

Volumen m3(7)

%

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

Aforado porAprobado porFecha de revisin..

Revisado por.

Formato 6

Prdidas de Agua en Canales de Distribucin

Canal: .

Sector: HidrulicoMes: Campaa:

aorea servida(ha)

DiaVolumen (m3)Diferencias (1-2) Diferencias (1-3)Diferencia (2-3)

(1) Captado(2) Entregado(3) Distribuido(4) Volumen (m3)(5)

(%)

(6) Volumen

(m3)(7)

(%)

(8) Volumen

(m3)(9)

(%)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

Aforado

Por.........Aprobado por......................................

Fecha de revisin

......................

Revisado por

......................................

Formato 7

Registro Diario Mensual

CANAL: ____________________ USUARIO: ______________________

HORA 6.00 AM 12.00 M 18.00 PM 24.00 PMX

Promedio

Volumen

(m3)Observaciones

DIAS

Mira

(HM)

Caudal

(m3/s)

Mira

(HM)

Caudal

(m3/s)

Mira

(HM)

Caudal

(m3/s)

Mira

(HM)

Caudal

(m3/s)

01

02

03

04

05

06

07

08

09

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

X

MASA

LATERAL: ____________________ MES : ______________________

FECHA: __________________ Sectorista o Tomero

1. AFORO DE AGUA

1.1. Definicin

Aforar el agua, es medir el caudal del agua, tambin el caudal se puede emplear con los trminos gasto, descarga y a nivel de campo con riegos.

1.2. Importancia

La medicin o aforo de agua del ro o de cualquier curso de agua es importante desde los puntos de vista, a:

Conocer la disponibilidad de agua con que se cuenta.

Distribuir el agua a los usuarios en la cantidad deseada.

Conocer el volumen de agua con que se riegan los cultivos.

Poder determinar la eficiencia de uso y de manejo del agua de riego.

1.3. Mtodos de aforo.

Son varios los mtodos que se pueden emplear para aforar el agua, la mayora basados en la determinacin del rea de la seccin y la velocidad del caudal, para lo cual se utiliza la frmula

Q = A x V

Donde

Q:Caudal (m3/s)

A:rea de la seccin transversal (m2)

V:Velocidad (m/s)

Los mtodos ms utilizados en los sistemas hidrulicos, son:

aforo con correntmetro

aforo con flotadores

2. La estacin de aforo en un ro

El aforo de un ro tambin se realiza en una seccin transversal del curso de agua a la que llamaremos a la seccin de control.

El lugar donde siempre se va aforar el agua, toma el nombre de estacin de aforo, que debe reunir ciertos requisitos, entre otros, se tienen los siguientes:1) El tramo del ro que se elige para medir el agua debe ser recto, en una distancia de 100 a 200 metros, tanto aguas arriba como aguas abajo de la estacin de aforo. En este tramo recto, no debe confluir ninguna otra corriente de agua.

2) La seccin de control debe estar ubicada en un tramo en el cual el flujo sea calmado y, por lo tanto, libre de turbulencias, y donde la velocidad de la corriente sea paralela, y que pueda ser registrado por un correntmetro.

3) El cauce del tramo recto debe estar limpio de malezas o matorrales, de piedras grandes, bancos de arenas, etc. para evitar imprecisiones en las mediciones de agua. Estos obstculos hacen ms imprecisas las mediciones en pocas de estiaje.

4) Tantas aguas abajo como aguas arriba, la estacin de aforo debe estar libre de la influencia de puentes, presas o cualquier otra construccin que puedan afectar las mediciones.

5) El lugar debe ser de fcil acceso para realizar las mediciones.

2.1. Aforo por el Mtodo de CorrentmetroModelo N 1

En un cauce del ro para determinar el caudal que pasa por una seccin transversal, se requiere saber el caudal que pasa por cada una de la sub secciones en que se divide la seccin transversal. El siguiente procedimiento para determinar este caudal, se describe a continuacin con la ayuda de la Esquema N 1 y del Formato N 1, los que utilizarn para registrar las observaciones y calcular las velocidades y caudales.1. La seccin transversal del ro donde se va realizar el aforo se divide en varias sub secciones, tal como se puede observar en la figura 1.

El nmero de sub secciones depende del caudal estimado que podra pasar por la seccin: En cada sub seccin, no debera pasar ms del 10% del caudal estimado que pasara por la seccin. Otro criterio es que, en cauces grandes, el nmero de sub secciones no debe ser menor de 20.

2. El ancho superior de la seccin transversal (superficie libre del agua) se divide en tramos iguales, cuya longitud es igual al ancho superior de la seccin transversal dividido por el nmero de sub secciones calculadas

3. En los lmites de cada tramo del ancho superior del cauce, son verticales, hasta alcanzar el lecho. La profundidad de cada vertical se puede medir con la misma varilla del correntmetro que est graduada. Las verticales se trazan en el mismo momento en que se van a medir las velocidades.4. Con el correntmetro se mide la velocidad de dos profundidades en la misma vertical a 0.2 y a 0.8 de la longitud de la vertical, para lo cual se toma el tiempo que demora el correntmetro en dar 100 revoluciones y se calcula el nmero de revoluciones por segundo; con este dato se calcula la velocidad del agua en cada una de las profundidades utilizando la formula correspondiente, segn el nmero de revoluciones por segundo (n). En el caso de nuestro ejemplo se emplean las siguientes formulas.

V = 0,2465n + 0,015 cuando, n es < 0,72

V = 0,2690n + 0,006 cuando, n es > que 0,72

5. Se obtiene la velocidad promedio del agua en cada vertical. La velocidad promedio del agua en cada sub seccin es el promedio de las velocidades promedio de las verticales, que encierran la sub seccin.

6. El rea de cada sub seccin se calcular fcilmente, considerndola como un paralelogramo, cuya base (ancho del tramo) se multiplica por el promedio de las profundidades que delimitan dicha sub seccin.

7. El caudal de agua que pasa por una sub seccin, se obtiene multiplicando su rea por el promedio de las velocidades medias registradas, en cada extremo de dicha sub seccin.8. El caudal de agua que pasa por el ro, es la suma de los caudales que pasan por las sub secciones

0 40 cm 80 cm 120 cm 160 cm 200 cm 240 cm 280 cm 320 cm

60 cm70 cm 75 cm 75 cm 74 cm 70 cm 50 cm

Diagrama N 1 Tramos en que se divide el ancho superior del ro, sub divisiones y profundidad de las verticales.

2.2. Aforo con Limnmetros y Limngrafos

Figura N 1 y Figura N 2El mtodo que se usa para aforar un ro, es usando limnmetro o limngrafo, puesto que usar frecuentemente el correntmetro en impracticable por lo difcil y tedioso de realizar las mediciones con este instrumento.

Un limnmetro, es simplemente una escala, tal como una mira de topgrafo, graduada en centmetro. Se puede utilizar la mira del topgrafo, pero, por lo general, se pinta una escala en una de las paredes del ro que debe ser de cemento. Basta con leer en la escala o mira, el nivel que alcanza el agua para saber el caudal de agua que pasa en este momento, pero previamente se tiene que calibrar la escala o mira.

La calibracin consiste en aforar el ro varias veces durante el ao, en pocas de estiaje y pocas de avenidas, por el mtodo de correntmetro y anotar la altura que alcanz el agua, medida con el limnmetro.

Se hace varios aforos con correntmetro para cada determinada altura del agua. Con los datos de altura del agua (y) y del caudal (q) correspondiente obtenido, se construye la llamada curva de calibracin en un eje de coordenadas cartesianas, ver Diagrama N 2.

Lectura

De Mira

(h)

Caudal de Agua (Q)

Diagrama N 2. Curva de calibracin del limnmetro basado en datos de aforos medido con correntmetro.

El limnmetro debe colocarse, en el lugar que se hace las lecturas y que su extremo inferior de la mira debe estar sumergida en el agua.

Los limnmetros se recomienda sean de metal o de madera o una escala graduada pintada en una pared de cemento al costado de unas de las riberas del ro.Figura N1

Por lo general, aforos de agua se realiza tres veces en el da, a las 6 am, 12 m, y 6 pm, para obtener el caudal medio diario. Una mejor manera de aforar el agua es empleando un sistema llamado limnigrafo, el cual tiene la ventaja de medir o registrar los niveles de agua en forma continua en un papel especialmente diseado, que gira alrededor de un tambor movido por un mecanismo de relojera.Los limngrafos estn protegidos dentro de una caseta. Al adquirir este equipo viene acompaado de las instrucciones para su operacin y mantenimiento..Figura N 2

2.3. Aforo con flotadores

Para este mtodo de aforo denominado flotadores se utiliza cuando no se dispone del equipo de correntmetro, las excesivas velocidades en el cauce, presentan peligros para las personas y para los equipos.

La metodologa consiste:

i. Clculo del rea de la seccin transversal de aforo

Seleccionar un tramo recto del cauce entre 15 a 20 metros. Determinar el ancho del cauce y las profundidades de este en partes iguales de la seccin transversal. Calcular el rea de la seccin transversal.

B

ha

hbhc

: ha, hb, hc : Profundidades del cauce en a, b y c

B :

Ancho del cauce

A = B x H

Dnde:

A : rea RectangularH : Altura promedio de ( ha + hb + hc )/ 3

B : Ancho del cauce

ii. Clculo de la velocidad

Para medir la velocidad en canales o cauces pequeos, se ubica un tramo recto de la corriente del agua de 5 a 10 m, y en el extremo superior del tramo del canal se deja caer un flotador, debidamente sealado que discurra por el centro y en las mrgenes del curso del agua en lo posible, registrando el tiempo inicial t 1; luego el tiempo t2, y as sucesivamente los tiempos siguientes, hasta que el flotador alcanza el extremo final del tramo que tambin est debidamente sealado ado; finalmente conociendo la distancia recorrida y el tiempo promedio que el flotador recorre el tramo, se calcula la velocidad del caudal del agua segn la siguiente frmula:

V = L / T (Velocidad)

L: Longitud del tramo (aproximadamente 10 m)

T: Tiempo de recorrido del flotador entre dos puntos del tramo (seg)iii. Clculo del Caudal

Q = A x V

Formato N 1

Aforo con CorrentmetroEstacin de Aforo_____________________

Instrumento: OTT N 12170 Hlice N 1

Observador:

v = 0.2465n + 0.015 s n< 72

Fecha:

Hora:

v = 0.2590n + 0.006 s n > 72OBSERVACIONESCLCULOS

Distancia

(m)

Profundidad

(cm)Profundidad

de lectura (cm)Revol.

(n)

Tiempo

(seg)

N

(rev/seg)Velocidad Seccinrea SeccinCaudal

(m3/seg)

Punto

(m)Vertical

(m)Media

(mAncho

(m)Prof.

Media (m)rea

(m2)

0.00 0

0.40 60 12 10056 1.7857 0.468 0.238 0.40 0.30 0.12 0.029

48 100 54 1.85190.486 0.477

0.80 70 14 100 50 2.0000 0.524 0.496 0.40 0.65 00.26 0.129

56 100 52 1.9231 0.504 0.514

1.20 75 15 10044 2.2727 0.595 00.542 0.40 0.125 0.29 0.151

60 100 48 2.08330.546 0.570

1.60 75 15 100 40 2.5000 0.659 0.594 0.40 0.15 0.30 0.178

60 100 45 2.2222 0.582 0.618

2.00 74 14.8 100 43 2.3256 0.608 0.592 0.40 0.145 0.298 0.176

59.2 100 50 2.0000 0.524 0.566

2.40 10 14 100 56 1.7857 0.468 0.494 0.40 0.12 0.288 0.142

56 100 10 1.4286 0.376 0.422

2.80 0.00.211 0.40 0.35 0.14 0.029

0.836

Profundidad de lectura con el correntmetro 0.2 y 0.8 de la profundidad medida a partir de la superficie del aguaDEFINICIONESLa Hidrometra se encarga de medir, registrar, calcular y analizar los volmenes de agua que circulan en una seccin transversal de un ro, canal o tubera por unidad de tiempo.

Para los fines de la presente gua, la hidrometra del sistema de riego tiene como propsito medir el agua, planear, ejecutar y procesar la informacin que se registra estadstica e histricamente; a travs del cual se puede:

a) Conocer el volumen de agua disponible en la fuente natural y sistema de riego.

b) Conocer el grado de eficiencia de la distribucin (hidrometra de operacin)

Sistema Hidromtrico.

Es el conjunto de actividades y procedimientos que permiten conocer los caudales de agua que circulan en los cauces de los ros y canales de un sistema de riego, con el fin de registrar, procesar y programar la distribucin del agua. El sistema hidromtrico tiene como soporte fsico la red hidromtrica.Red Hidromtrica.

Es el conjunto de puntos de control ubicados estratgicamente en el sistema de riego.

Puntos de Control.

Son los lugares donde se registran los caudales de agua que circulan por una seccin hidrulica que pueden ser: estaciones hidromtricas, estructuras hidrulicas, compuertas, cadas, vertederos, medidores Parshall, RBC, ASC (Aforador Sin Cuello), miras, etc.

Registro hidromtrico.Es la recopilacin de todos los datos de caudales que circulan por la seccin de un determinado punto de control.

Dependiendo de la ubicacin del punto de control, los registros pueden ser:

De caudales en ros.

De salidas de agua de reservorios.

Caudales captados y entregados al sistema de riego, etc.

Reporte.

Puede darse las siguientes acepciones:

Comunicacin en tiempo real de los datos de campo al responsable de la operacin del sistema.

Resultado del procesamiento de un conjunto de datos obtenidos, en el cual normalmente una secuencia de caudales medidos se convierten en volmenes por perodo mayor (m3/da, m3/mes, etc.)

Medicin de agua.

Es la cuantificacin del caudal de agua que pasa por la seccin transversal de un cauce o conducto (ro, riachuelo, canal, tubera) de agua; tambin se le conoce como aforo del caudal de agua.

Para cuantificar el caudal de agua se puede utilizar la siguiente frmula:

Q = A x Vm

Dnde:

Q = Caudal o Gasto (m3/s)

A = rea de la seccin transversal (m2)

Vm = Velocidad media del agua en la seccin hidrulica (m/s)

Informacin de registros histricos para el clculo de la probabilidad de agua disponible

CONTROL HIDROMETRICO

Informacin de Registros de Caudales en tomas, canales, laterales y a nivel de parcelas

BALANCE HIDRICO

Informacin para reajustar el Plan de distribucin

Medicin de HIDROMETRIA Medicin de Caudales en la Fuente Caudales en el Sistema

Implementar

Calibrar

Procedimientos y formatos de registros

Ejecucin y Registro de Mediciones (Observaciones en la Red)

Procedimiento de Interpretacin de Informacin

Documentacin y Archivo

Entrega de Informacin para ser Procesada

Rutina de Operacin

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