CURSO :
TEMA :
IRRIGACION Y DRENAJE
DRENAJE AGRICOLA
DRENAJE AGRICOLA Historia del drenaje Aunque el término de drenaje no fue utilizado sino hasta el siglo XIX, existían ya trabajos importantes sobre evacuación de aguas en el Medio Oriente y Asia, muchos siglos antes. Un ejemplo de ello es el control del agua en los ríos Éufrates (Mesopotamia) y Nilo (Egipto), ríos Amarillo y Azul en China. En Grecia, Diógenes Laerce (III a.C.), menciona en uno de sus libros sobre las epidemias que azotaron la población de Celinonte causadas por el exceso de humedad del río que circundaba la ciudad y sobre cómo fueron recuperadas las grandes llanuras a través del empleo del drenaje: “Empédocles, hizo drenar la ciudad mediante zanjas eliminando los excesos de humedad, canalizándolas fuera de los límites y evitando así las enfermedades causadas por los mosquitos transmisores”. En Roma, Columela (I d.C.), considerado como uno de los primeros agrónomos, en su obra de re rústica” habla ya de zanjas de aproximadamente 90 cm. de profundidad ocultas y superficiales para drenar tierras. 18 siglos más tarde la técnica descrita por Columela es utilizada para evacuar excesos de humedad en Inglaterra. Fue precisamente en Inglaterra donde se pusieron en práctica las técnicas de drenaje en gran parte de su territorio. En los primeros años alrededor de 1833 fue utilizada la teja de barro como un canal subterráneo con el fin de evacuar la humedad del suelo. En 1843 aparecen las primeras máquinas que fabricaban la teja primero plana y luego en forma cilíndrica. El gobierno Inglés fue uno de los promotores principales para que la técnica se extienda en todo el país. En 1852 se habrían drenado cerca de 550,000 ha. En los años 40´s de este siglo, aparece el empleo del drenaje con drenes de plástico, al principio la técnica tiene un alto costo y no puede competir con el dren de barro. El uso del PVC (cloruro de polivinilo) como material primario después de largas investigaciones empieza a desplazar al barro, inicialmente como tubos lisos y posteriormente en forma anillada como se le conoce hasta la fecha. Ahora los materiales han cambiado a otro tipo de materiales plásticos más durables, resistentes y flexibles.
ANTECEDENTES Los suelos pueden tener alta humedad por causas naturales como: exceso de lluvias, inundaciones, poca permeabilidad de las capas del subsuelo, obstáculos para las escorrentías, entre otros factores. Desde tiempos remotos el hombre aprendió a construir canales, zanjas, desagües, diques y otras obras para preservar sus suelos agrícolas o para recuperarlos. Estas obras eran similares para los fines de riego como para el drenaje, y pueden ser superficiales o subterráneas, abiertas o cerradas. Para extraer y conducir el agua hasta terrenos más bajos o cauces se aprovecha la fuerza de la gravedad o se emplean bombas u otros dispositivos. El 35% de las tierras agrícolas cubanas están afectadas por problemas de mal drenaje, inundaciones y salinidad. En estas áreas para obtener rendimientos estables y económicos, es necesario regar, pero si no se drenan, la producción se pierde parcial o totalmente. Los trabajos de drenaje agrícola, están indisolublemente ligados a los de recuperación de suelos salinos mediante lavado. En Cuba se utiliza comúnmente el término drenaje parcelario, que indica que se recuperan parcelas destinadas a la producción de cultivos sembrados en parcelas. La generalización del drenaje superficial parcelario en las plantaciones de caña de azúcar garantizó incrementos en los rendimientos superiores al 20%.
INTRODUCCIÓN El drenaje agrícola es el conjunto de obras que es necesario construir en una parcela cuando existen exce¬sos de agua sobre su superficie o dentro del perfil del suelo, con el objeto de desalojar dichos excedentes en un tiempo adecuado, para asegurar un contenido de humedad apro¬piado para las raíces de las plantas y conseguir así su ópti¬mo desarrollo. El drenaje se hace obligado en zonas de riego donde la agricultura es intensiva y el exceso de agua provoca la elevación de mantos freáticos, algunas veces por la saturación natural del suelo y otras por la inducción de ésta a través de prácticas deficientes de riego, manejo inadecuado del suelo, aplicación de agua de riego con baja calidad y algunas veces por la mezcla de todas ellas provocando un fuente problema a las áreas de cultivo.
OBJETIVOS El drenaje de los suelos se efectúa con los siguientes objetivos: 1. Evitar el estrés en las plantas por el exceso de humedad 2. Combatir las enfermedades en los cultivos que se favorecen en ambientes húmedos
3. Mantener un régimen de humedad en el suelo favorable para la vida y crecimiento de las plantas 4. Recuperar terrenos que pueden destinarse a los cultivos, la ganadería u otros usos 5. Proteger los terrenos agrícolas contra las escorrentías producidas por las lluvias u otras causas 6. Eliminar el exceso de salinidad en el suelo. Los objetivos del drenaje se pueden resumir en 10 puntos, a continuación se presentan con el fin de ser específicos: Incrementar la producción de los cultivos. Incrementar la calidad de los cultivos. Controlar el nivel freático. Aireación optima del suelo. Incrementar la actividad bacterial y organismo del suelo. Incrementar la fertibilidad del suelo. Incrementar el mejor aprovechamiento de la humedad por los cultivos. Prevenir el ahogamiento de las raíces. Desalojar las sales nocivas del suelo. Controlar la polución del suelo.
Objetivos específicos y propósitos de una práctica de drenaje Restablecer condiciones adecuadas para el desarrollo de los cultivos. Eliminar el exceso de agua del suelo (superficial o internamente), a fin de mantener las condiciones de aireación y las actividades biológicas indispensables para cumplir los procesos fisiológicos relativos al crecimiento radical. Esto garantizará que los cultivos no se ahoguen y tengan un mejor desarrollo de las raíces, lo que a su vez significa un adecuado soporte mecánico y un mayor acceso al agua y a los nutrientes.
Abatir niveles freáticos someros. Crear condiciones que permitan mediante la aplicación de lavados, remover las sales en exceso del perfil del suelo y el mantener un balance salino.
Objetivos estratégicos de los sistemas de drenaje (en zonas húmedas y áridas) Contribuir a conservar y aumentar la productividad agrícola minimizando los impactos negativos, tanto de excesos de agua y de sales como los ambientales.
Beneficios y desventajas del drenaje agrícola Beneficios Los principales beneficios que se obtienen en suelos bien drenados son:
Evitar los impactos ambientales negativos. Minimizar los efectos negativos en la productividad de las parcelas. Incrementar la cantidad de oxígeno, favoreciendo el intercambio gaseoso. Evitar el desarrollo de enfermedades fungosas. Permitir un mejor y más profundo desarrollo radicular de las plantas, aumentando la disponibilidad y el aprovechamiento de agua y de nutrimentos, lo que a su vez las hace más resistentes a la sequía e incrementa su rendimiento. Facilitar el acceso a las parcelas y la movilización de maquinaria e implementos para realizar las labores culturales, colectar la cosecha, manejar el suelo y los cultivos, etc. Favorecer las condiciones térmicas del suelo y se puede calentar más rápido en primavera permitiendo la siembra temprana, ya que un suelo pobremente drenado requiere 5 veces más de calor para elevar 1° C su temperatura que un suelo seco. Disminuir las pérdidas de nitrógeno del suelo ocasionadas por la desnitirificación.
Propiciar una mayor actividad biológica, que favorece la formación de una mejor estructura del suelo y una mayor fertilidad.
Desventajas Las principales desventajas del drenaje agrícola son:
Altos costos de inversión, debido a que se requiere de cierto tipo de obras (movimiento de tierras, surcos y zanjas, drenes topo, drenes subterráneos, colectores, etc.), Existe mayor posibilidad de que se tenga erosión hídrica, En años secos aumenta el déficit hídrico, por lo que los cultivos reducen sus rendimientos. Los drenes abiertos ocupan un área que podría aprovecharse para los cultivos. Los taludes de los drenes y zanjas abiertas son susceptibles a la erosión, por lo que requieren obras de protección que son costosas. Además, su mantenimiento debe ser estricto para evitar la invasión de malezas o el exceso de sedimentos que les restan capacidad de evacuación. El drenaje subterráneo contribuye a la pérdida o reducción de nutrientes del suelo. Cuando existen terrenos de propiedad particular dentro de la zona de riego, los drenes deben respetar al máximo posible los linderos de dichas propiedades, lo que limita al sistema. DESARROLLO DEL TEMA Definición. El drenaje agrícola es el conjunto de obras que es necesario construir en una parcela cuando existen excesos de agua sobre su superficie o dentro del perfil del suelo, con el objeto de desalojar dichos excedentes en un tiempo adecuado, para asegurar un contenido de humedad apropiado para las raíces de las plantas y conseguir así su óptimo desarrollo. Causas. En general, las causas de los problemas de drenaje son de dos tipos, por su origen (natural o artificial) y por su tipo de actividad (activa o pasiva). Las causas calificadas como naturales son más frecuentes en las
zonas húmedas, mientras que las artificiales ocurren más frecuentemente en las zonas áridas de riego. Las causas activas están relacionadas con aportaciones abundantes de agua, ya sean naturales (lluvias intensas, desbordamientos, inundaciones, etc.) o artificiales (riegos). Las pasivas son cuando existen impedimentos generalmente naturales para desalojar dichos excesos de agua, ya sean topográficos, suelos poco permeables, restricciones del perfil del suelo, etc., aunque también pueden ser artificiales, como obstrucciones de diferente tipo, red de drenaje inadecuada, azolvamiento, etc. Para evaluar la gravedad de un problema de drenaje, ambas causas deben ser analizadas conjuntamente, lo cual en términos cualitativos se explica con relativa facilidad, pero se complica considerablemente cuando se pretende explicar en términos cuantitativos. Por ejemplo, una recarga dada puede no producir problemas de exceso de agua si no se tienen impedimentos para su salida y en cambio, la misma recarga con dificultades para desalojarse producirá un problema. Efectos. Los problemas de drenaje se presentan cuando las inundaciones superficiales asfixian a los cultivos, debido a que el aire es reemplazado por el agua. Esto evita toda posibilidad de provisión de oxígeno y afecta también a la actividad biológica y al mismo suelo. Además, internamente reduce el volumen de suelo disponible para las raíces, afectando la aireación y el desarrollo radicular, por lo que se disminuye la capacidad de absorción de agua y nutrientes de la mayoría de las plantas. Un drenaje interno ineficiente en áreas bajo riego, además de afectar la aireación e intercambio gaseoso, las aguas freáticas generalmente presentan altos contenidos de sales, originando en muchas ocasiones problemas de ensalitramiento de los suelos. Aunque también se presentan en zonas tropicales, las aguas freáticas tienen bajos contenidos de sales, por lo que más que considerarse como un problema, pueden ser aprovechadas para la subirrigación de cultivos.
SISTEMA DE DRENAJE AGRICOLA
Drenaje de contención. Se emplea para evitar que el agua procedente de tierras más altas alcance zonas más bajas, por lo cual también se denomina drenaje de interceptación. Consiste en diques o drenajes subterráneos que atraviesan las pendientes, para interceptar el agua y desviarla hacia conductos naturales o artificiales antes de que alcance las tierras bajas.
Drenaje abierto. También se le denomina drenaje superficial. Es un sistema de drenaje que se realiza por conductos abiertos en el terreno (zanjas, canales, etc.). La principal desventaja de estos conductos es que frecuentemente se atascan con sedimentos, vegetación, grietas o derrumbes.
Drenaje soterrado. También se le denomina drenaje subterráneo o drenaje subsuperficial. El método más utilizado es la colocación de tubos en los cuales el exceso de agua en la tierra se filtra en ellos a través de agujeros que se perforan expresamente para este fin. También se usan elementos filtrantes enterrados en el suelo como grava, piedras y otros. En cualquiera de estos sistemas con el tiempo se producen obstrucciones que es necesario eliminar con trabajos adicionales complicados y caros.
Red interno Llamada también red parcelaria o red de campo. Son los elementos del sistema de drenaje superficial que recogen directamente las aguas interiores del campo sembrado (drenaje parcelario). Está compuesta por:
Surcos. Pueden ser los surcos naturales que requiere la agrotecnia del cultivo o los llamados surcos de drenaje en el caso de terrenos conformados para la siembra en canteros o bancales.
Cunetas. Son zanjas de sección triangular que se construyen junto al camino o guardarraya que divide un campo típico de otro.
Canal lateral o cabecera de campo. Se ubican en el lado aguas abajo del campo y tienen la categoría de un canal terciario.
Red externo Llamada también red sistemática. Son los elementos que reciben los escurrimientos superficiales de los campos, a través de los canales laterales o terciarios. Está compuesta por:
Canales colectores. Según su categoría pueden ser colectores secundarios o colectores primarios, en dependencia de los elementos de donde reciben las aguas drenadas.
Canal magistral. También llamado desagüe final o colector principal. Es el canal encargado de conducir fuera del área agrícola las aguas recolectadas.
Receptor. Es el elemento final del sistema de drenaje, hacia donde van todas las aguas que captó la red y recibe estas directamente del colector magistral. Generalmente es un arroyo, río, lago, o un sistema de pozos de recarga al manto freático, pero también puede ser el mar.
CARACTERISTICAS DE LOS DOS TIPOS DE DRENAJE AGRICOLA Sistemas de drenaje, superficial y subterráneo, se presentan a continuación.
Sistema de drenaje superficial Son obras o acciones que se realizan sobre la superficie del terreno, para propiciar el escurrimiento por gravedad de los excesos de agua a velocidades no erosivas y que tampoco cause problemas de sedimentación, así como para interceptar y desviar el agua que se dirige hacia la parcela desde terrenos colindantes más altos. Las condiciones que generalmente se presentan para que ocurra este tipo de problemas son: Precipitaciones de “alta” intensidad, “Baja” velocidad de infiltración del agua en el suelo, inferior a la intensidad de la precipitación. “Poca” pendiente de los suelos que no propicia el escurrimiento. Un sistema de drenaje superficial tiene tres componentes básicos 1) el sistema de recolección, 2) el sistema de desagüe y 3) el sistema de colección (drenes superficiales colectores), que reciben el escurrimiento captado para trasladarlo fuera de los límites de los terrenos protegidos y posteriormente a algún cauce natural, reservorio, mar, etc. El sistema de recolección del agua puede ser uno o componerse de varias de las siguientes obras: Nivelación, emparejamiento o “conformación” de la superficie del terreno, con el fin de suprimir las hondonadas o depresiones que acumulen agua o bien dando pendientes suaves al terreno para que propiciar el escurrimiento del agua. Surcos profundos y con pendiente continúa hacia una zanja conectada con los colectores de drenaje.
Zanjas, canales o desagües, ya sean para interceptar, captar y desalojar el agua o para unir las partes bajas de los terrenos con los colectores de drenaje. Bordos para protección o encauzamiento del agua hacia las zanjas colectoras. Se puede complementar con drenes “topo” o con drenaje subterráneo entubado. Colectores de drenaje. Pozos de absorción o drenaje vertical. Una combinación de los anteriores.
Los canales, zanjas, bordos y drenes subterráneos pueden construirse de tres formas: En paralelo en terrenos casi planos con topografía uniforme.
Con pendiente cruzada que siguen el contorno de la pendiente en terrenos moderadamente inclinados de topografía irregular (espina de pescado).
Figura 2. Espina de pescado Localizado para drenar las depresiones donde existen encharcamientos en terrenos relativamente planos de topografía ondulada.
Figura 3. Sistema localizado
Sistema de drenaje subterráneo Consiste de obras que se construyen bajo la superficie del suelo, para captar y desalojar excesos de agua derivados de filtraciones o de niveles freáticos elevados. Pueden ser drenes interceptores colocados perpendicular o transversalmente a las líneas de corriente para recoger los flujos de agua libre y drenes colectores o de desagüe, orientados según las líneas de pendiente para conducir el agua fuera de la parcela. Estos a su vez, también deben desembocar a drenes superficiales colectores Hay cuatro tipos de drenaje subterráneo: Zanjas abiertas profundas Zanjas profundas cubiertas con filtros de grava, arena, etc., así como con tubos. Drenes internos cilíndricos o tubulares sin revestimiento: drenes topo. Drenes internos cilíndricos revestidos o drenaje entubado, que es el más común en la actualidad.
ESPECIFICACIONES Diseño de la red El diseño de un sistema de drenaje superficial comprende dos fases principales, el trazo y el diseño de las secciones hidráulicas.
Trazo de la red
El trazo de la red de drenaje, consiste en la elaboración de un plano con la ubicación de cada uno de los drenes primarios y secundarios. Para dicho trazo se tomarán en cuenta según las siguientes especificaciones:
Localización Los drenes deberán localizarse siempre sobre cauces naturales, con los acondicionamientos que requieran para darles la capacidad y funcionamiento adecuados, ya que en esta forma se logrará una economía en vías, obras y se evitan afectaciones innecesarias.
Parcela miento El trazado debe facilitar en lo posible un parcela miento adecuado, ya que la tenencia de la tierra influye en la densidad de la red básica de drenaje. Así, mientras mayor sea el tamaño de los predios o lotes, menor será el número de los mismos y por lo tanto, la longitud de los canales de desagüe.
Trazo señala que para tener un mejor funcionamiento hidráulico, es deseable que los canales de desagüe tengan trazo recto y que se eviten en lo posible cambios de dirección. Sin embargo, es mejor el que se obtiene mediante canales que sigan las partes de bajas de los terrenos encharcados, en cuyo caso es necesario construir curvas en cada cambio de dirección. En general, deberán evitarse las curvas muy cerradas, eligiendo curvas suaves a fin de mejorar las características hidráulicas y la estabilidad de las secciones de los canales de desagüe. Él recomienda para el diseño de curvas las siguientes curvaturas mínimas señaladas en el Cuadro 1.
Cuadro 1. Radios mínimos de curvatura (m) en suelos estables y sin protección en los márgenes.
La disposición de los desagües y colectores parcelarios bajo distintas condiciones de pendiente de los terrenos son: Pendiente mínima. Los desagües y los colectores deben ser perpendiculares, que sus longitudes sean moderadas, con espaciamientos homogéneos y sus pendientes deben ser continuas.
Distribución de planos de escurrimiento y desagües en terrenos sin pendiente. Con pendiente hacia una sola dirección. Se deben ajustar los drenes de modo que las longitudes sean las adecuadas, de tal manera que no se alcancen velocidades de escurrimiento que provoquen erosión. Los colectores se colocan perpendiculares a la pendiente, en forma de tajos que captan los escurrimientos.
Distribución de planos de escurrimiento y desagües en terrenos con pendiente. El diseño del sistema de desagües de acuerdo con Palacios (2002), consiste en: Localizar el sitio, generalmente de un colector, que puede ser una zona baja, donde se recibirán los volúmenes de agua removidos. Cuando las condiciones topográficas no permiten la salida gravitacional del agua, tiene que considerarse una estación de bombeo, con todo lo que esto implica. Definir la ubicación en planta de los desagües, lo que implica definir su espaciamiento y localización. Definir la capacidad de conducción y dimensiones de la sección hidráulica de los desagües y colectores de drenaje superficial.
Estructuras Al momento de realizar los levantamientos topográficos, se localizan estructuras del sistema de desagüe y entre las principales están los puentes, alcantarillas, caídas, entradas de agua, vados, remates finales, etc.
FORMULAS DE DRENAJE Darcy y Dupuit en el siglo XIX, fueron los primeros en formular las ecuaciones básicas para el flujo subsuperficial de agua a través de medios porosos y aplicarla en pozos. Rothe a principios del siglo XX, aplicó estas ecuaciones a flujo subsuperficial hacia los drenes, deduciendo así la primera fórmula de drenaje. Hooghoudt, en los años treinta dio un estímulo real a un análisis racional del problema del drenaje, estudiándola en el contexto del sistema agua-suelo-planta.
Desde ese entonces, científicos de todo el mundo como Childs en Inglaterra, Donnan, Luthin y Kirkham en los Estados Unidos y Ernst y Wesseling en Holanda, han contribuido hacia un perfeccionamiento adicional de este análisis racional. Los factores anteriormente mencionados, se interrelacionan por ecuaciones de drenaje que se basan en dos suposiciones: Flujo bidimensional, es decir el flujo es el mismo en cualquier sección transversal perpendicular a los drenes. Distribución uniforme de la recarga permanente o variable, sobre el área comprendida entre los drenes. La mayoría de las ecuaciones que se presentan, se basan además en las suposiciones de Dupuit-Forchheimer, por lo que tienen que considerarse únicamente como soluciones aproximadas. Sin embargo, estas soluciones aproximadas tienen por lo general tan alto grado de exactitud, que se justifica completamente su aplicación en la práctica. Estas fórmulas se emplean fundamentalmente para el dimensionamiento de los sistemas de drenaje, ya que relacionan algunas características de diseño (espaciamiento y profundidad) con ciertas características de los suelos, clima, etc. Estas últimas características son: Conductividad hidráulica (K), espesor de los estratos, espacio poroso drenable o macroporosidad (m), profundidad optima de la capa freática o ve locidad de descenso de la misma y caudal procedente de la lluvia, riego u otros orígenes. Las fórmulas de drenaje, se pueden agrupar en las dos clases siguientes: Fórmulas de régimen permanente Fórmulas de régimen variable o transitorio. Las fórmulas para régimen permanente, se deducen basándose en la suposición de que la intensidad de la recarga es igual al caudal de descarga de los drenes y que consecuentemente, la capa de agua freática permanece en la misma posición. Las ecuaciones de drenaje para régimen variable, consideran las fluctuaciones de la capa de agua con el tiempo, bajo la influencia de una recarga variable.
ECUACIONES DE DRENAJE PARA REGIMEN PERMANENTE En las ecuaciones de drenaje de régimen permanente, se supone que la capa freática se encuentra estabilizada: la cantidad de agua que la alimenta es igual a la eliminada por los drenes. Tal situación correspondería al caso de una lluvia constante durante un largo periodo de tiempo. En la práctica no se da esta situación, pero sin embargo, la aplicación de las correspondientes formulas suelen dar resultados aceptables en regiones de régimen
pluviométrico caracterizado por la regularidad de las precipitaciones y por su baja intensidad. FLUJO PERMANENTE DEL AGUA SUBTERRÁNEA CON RECARGA UNIFORME HACIA ZANJAS QUE LLEGAN HASTA UNA CAPA IMPERMEABLE Esta situación es típica para el drenaje en su caso más simplificado, cuando la conductividad hidráulica en cualquier parte del perfil suelo es la misma y los drenes alcanzan la capa impermeable. Esta fórmula es conocida como la ecuación de la elipse y en relación con el cálculo de espaciamiento de drenes, es más conocida como la fórmula de Donnan.
FORMULA DE DONNAN Anteriormente se ha demostrado que con la llamada ecuación de Donnan (Donnan, 1946), se puede describir el flujo de agua hacia zanjas verticales, basándose en las suposiciones de flujo horizontal unidimensional, es decir, líneas de corriente horizontales y paralelas:
Como se comprende, la fórmula más sencilla para el cálculo del espaciamiento de drenes es la de Donnan cuyos puntos de partida son: • El flujo hacia los drenes es permanente. Esto quiere decir que la cantidad de agua que alimenta la napa freática en forma constante, es la misma que fluye hacia los drenes y sale por ellos sin variaciones en el tiempo. •
El flujo solamente es horizontal.
•
El suelo es homogéneo hasta la capa impermeable.
•
Hay un sistema de drenes paralelos infinito en ambas direcciones.
•
La recarga es homogéneamente distribuida.
De los estudios de campo, se obtiene la conductividad hidráulica del suelo y la profundidad de la capa impermeable. Las normas de drenaje, dan la profundidad de la napa freática en el punto medio entre los drenes y la descarga de drenaje “R”. “H” se obtiene de las informaciones de campo y normas de drenaje. “h” en cambio, aunque está limitado por la profundidad de la capa impermeable y en cierta forma por las normas de drenaje, depende
generalmente de las condiciones de diseño del sistema, como niveles de los drenes troncales, pendientes necesarias, condiciones de construcción, etc. La fórmula será por lo tanto aplicable cuando (H-h)<>h. Además el perfil debe tener una conductividad hidráulica más o menos homogénea hasta la capa impermeable.
ECUACIONES DE DRENAJE PARA REGIMEN VARIABLE Las fórmulas de régimen variable consideran el movimiento de la capa freática, tanto para carga del acuífero como durante la descarga, en consecuencia existe una variación en el nivel de esta. Como anteriormente se indicó, trataremos la situación de carga instantánea del acuífero (por ejemplo, en riego por gravedad). Si la cantidad de agua aportada, expresada en altura es "R", la capa freática se eleva en una altura R/m y a continuación comienza a descender. La fórmula de Glover Dumn estudia esta situación.
FORMULA DE GLOVER DUMN Las fórmulas de Donnan, Hooghoudt y Ernst anteriormente tratadas están basadas en una situación de flujo con recarga permanente. Esto significa que tanto la altura de la napa freática como la velocidad del flujo que ingresa a los drenes no cambia durante el proceso de drenaje. La recarga de la napa, proveniente de las precipitación y la descarga de los drenes es igual en estas condiciones y ambas son indicadas con el mismo símbolo "R". Aunque, estas condiciones no son exactamente satisfechas en la realidad, la suposición de una situación de flujo permanente ha probado producir muy satisfactoriamente resultados en climas húmedos, cuando las variaciones en precipitación no son extremas. Sin embargo, cuando nos enfrentamos con problemas de drenaje conectados con irrigación, la recarga es evidentemente no permanente, ya que ocurre a intervalos que son determinados por la frecuencia de riegos. En estas condiciones, puede ocurrir una notoria elevación de la napa freática como resultado de la inevitable precolación de parte del agua aplicada en el riego, seguido por una gradual declinación de la napa en los períodos comprendidos entre dos riegos consecutivos. En estos casos la recarga R y la velocidad de descarga Rt evidentemente no son iguales.
Una fórmula de drenaje desarrollado para estas condiciones deberá dar respuesta a la pregunta: ¿Cuánto descenderá la napa freática y cuál será la velocidad de descarga de los drenes como función del distanciamiento de los drenes y de la recarga no permanente? Tal formula ha sido derivado por numerosos autores.
La primera fórmula que aquí se muestra fue obtenida por los estudios de Glover Dumn y presentada por Dumn en 1954:
CONCLUCIONES El sistema de drenaje del perfil con tuberías perforada, mostro funcionar adecuadamente en las condiciones de suelo de nuestro país, en que los drenes se deben ubicar necesariamente dentro del horizonte.
Con los tubos separados a 3 m se logró mantener la napa freática en dota la superficie a una profundidad tal que no es perjudicial para la mayoría de los cultivos. Con los tubos separados a 6 m la situación tiene más variación transversal. Sobre los tubos la napa se comportó igual que en él. En el centro de ellos, luego de una recarga la napa sube hasta niveles similares al testigo no drenado, pero el abatimiento del nivel freático es mucho más rápido.
