brochure TOMO I - DEHIDRO V 1 5 - 2022

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DEHIDRO 
 
 
 
 
 
 
 
LA HIDRÁULICA APLICADA EN LA AGRICULTURA 
 
 
Randon Stalin Ortiz Calle 
2022 
DISEÑO DE ESTRUCTURAS HIDRÁULICAS PARA 
SISTEMAS DE RIEGO Y DRENAJETE I
007
Texto tecleado
 TOMO I
DEHIDRO: diseño de estructuras hidráulicas para sistemas de riego y drenaje 
Randon Stalin Ortiz Calle 2 
1. DEHIDRO 
 
1.1 Introducción 
 
DEHIDRO es un programa de cálculo o software elaborado para el diseño de estructuras 
hidráulicas para sistemas de riego y drenaje. 
 
El diseño de una estructura hidráulica, cualquiera que ésta sea, tiene dos fases; la primera 
fase, trata sobre el diseño hidráulico de la estructura y la segunda fase, el diseño estructural 
de la obra; este programa, se enfoca en la primera fase, en el diseño hidráulico. 
 
Las metodologías que se utilizan en este programa provienen de apuntes de clase y de 
publicaciones realizadas por las siguientes instituciones: 
 
1. ILRI: The International Institute for Land Reclamation and Improvement, The 
Netherlands. 
2. IHE: Land and Water Development lecture notes, The Netherlands. 
3. DELFT – HYDRAULICS: Hydraulic research institute, The Netherlands. 
4. USBR: Bureau of Reclamation of the United States of America. 
5. SCS: Servicio de Conservación de Suelos de los Estados Unidos. 
6. GTZ: Cooperación Técnica Alemana. 
7. FAO: Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura. 
8. ANA: Autoridad Nacional del Agua de la República del Perú. 
9. PRONAR: Programa Nacional de Riego de la República de Bolivia. 
10. CIDIAT: Centro Interamericano de Desarrollo e Investigación Ambiental y Territorial 
de la República de Venezuela. 
 
Este programa es una potente herramienta de cálculo que puede ser utilizado por 
profesionales vinculados con el diseño de estructuras hidráulicas, como: ingenieros civiles, 
agrícolas, agrónomos, agropecuarios, rurales, canales y puertos, etc. 
 
DEHIDRO permite obtener una muy buena aproximación en el diseño de sistemas de riego, 
drenaje, manejo y conservación de suelos y aguas, agua potable, hidroelectricidad, etc. 
 
El programa permite reducir el tiempo en el diseño de las estructuras hidráulicas, analizar 
varios escenarios hasta alcanzar un diseño optimizado; eliminar los errores que pueden 
cometerse en la manipulación de los datos con las hojas de cálculo; y, diseñar varios tipos 
de estructuras hidráulicas de tipo convencional; todo en uno. 
 
El autor de este programa es Randon Ortiz Calle, de profesión ingeniero agrícola, master en 
ciencias en desarrollo de tierras y aguas y especialista en sistemas de riego y drenaje. 
 
El nombre DEHIDRO proviene de la unión de las letras de las palabras Diseño de 
Estructuras Hidráulicas para sistemas de Irrigación y Drenaje, Randon Ortiz. 
 
 
DEHIDRO: diseño de estructuras hidráulicas para sistemas de riego y drenaje 
Randon Stalin Ortiz Calle 3 
1.2 Prestaciones del programa 
 
El programa está estructurado en siete módulos de cálculo (submenús): Hidráulica Aplicada, 
Canales, Estructuras Hidráulicas, Riego, Drenaje, Hidrología y Sedimentos; y, un submenú, 
para el ingreso de algunas variables (Inicio). 
 
 
En la parte superior de la pantalla 
principal, se observa el menú 
principal (INICIO,..,SEDIMENTOS); 
en la parte central, el nombre del 
programa y en la parte inferior, la 
versión y el autor, así como otra 
información. 
Figura 1. Pantalla principal del programa 
 
1.2.1 Inicio 
 
 
 
 
El módulo Inicio, tiene cuatro 
componentes: Obtener código; 
Acerca de DEHIDRO; Variables y 
Salir. 
Figura 2. Módulo INICIO 
 
 
 
Este componente sirve para obtener el código del 
programa, el cual deberá enviarse a la dirección de correo 
electrónico descrita, para obtener la licencia para su 
funcionamiento; DEHIDRO no es un programa de uso 
gratuito. 
Figura 3. Código 
 
 
 
En este componente se describe en forma general sobre el 
autor, la web y el correo electrónico para una mayor 
información. 
Figura 4. Acerca de DEHIDRO 
 
Este componente se utiliza para determinar las variables 
ambientales como: gravedad terrestre, densidad del agua y 
la viscosidad cinemática; técnicamente es necesario ajustar 
dichas variables para las condiciones locales; por ejemplo, 
la gravedad terrestre para una localidad ubicada a 4 grados 
de latitud sur y a 2100 msnm, es de 9.77 m/s2 y no de 9.81 
m/s2. Figura 5. Variables Ambientales 
SALIR Permite Salir del programa. 
 
 
 
 
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1.2.2 Hidráulica aplicada 
 
 
El módulo Hidráulica Aplicada, 
consta de ocho componentes: 
Ancho crítico – Contracción; 
Máxima Eficiencia Hidráulica; 
Orificios y Compuertas; Potencia 
Hidráulica; Tirante Crítico; Tirante 
Normal; Salto Hidráulico; y, 
Vertederos. Figura 6. Módulo Hidráulica Aplicada 
 
 
 
Ancho crítico – contracción: sirve para determinar el ancho 
mínimo de la contracción o garganta para medir el caudal 
que pasa por una sección; la sección se determina para 
obtener un número de Froude igual a la unidad (flujo 
crítico). 
Figura 7. Ancho Crítico - Contracción 
 
 
 
Este componente permite determinar las dimensiones de la 
sección trasversal del canal para obtener una máxima 
eficiencia hidráulica, mínima infiltración, por el método de 
Dahmen (IHE) para canales de tierra y por el método del 
USBR. 
Figura 8. Máxima Eficiencia 
 
 
 
 
Orificios y Compuertas, sirve para determinar el caudal que 
fluye a través de orificios y compuertas. 
Figura 9. Orificios y compuertas 
 
 
 
Potencia hidráulica, permite calcular la potencia hidráulica 
(Kilovatios) que generaría un determinado caudal a una 
determinada carga hidráulica. 
Figura 10. Potencia Hidráulica 
 
 
 
Tirante crítico, permite calcular el tirante crítico en una 
sección rectangular, trapezoidal, triangular y circular. 
Figura 11. Tirante Crítico 
 
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Tirante normal, permite determinar el caudal, el tirante 
normal, la pendiente o la rugosidad en un canal de sección 
rectangular, trapezoidal, triangular y circular; además de las 
variables de cálculo convencionales, incluye la fuerza de 
rozamiento que genera el flujo y su potencia. 
Figura 12. Tirante Normal 
 
 
 
 
Salto hidráulico, permite calcular los tirantes conjugados y 
la longitud del salto hidráulico para secciones 
rectangulares, trapezoidales, triangulares y circulares. 
Figura 13. Salto Hidráulico 
 
 
 
Vertederos, permite determinar el caudal o la carga 
hidráulica sobre los distintos tipos de vertederos, sean 
éstos de cresta ancha o delgada. 
Figura 14. Vertederos 
 
1.2.3 Canales 
 
 
El módulo Canales está integrado 
por cinco componentes: Rugosidad; 
Percolación y Evaporación; 
Parámetros Técnicos; Diseño de 
una Canal; y, Diámetro de la piedra 
para revestir canales de tierra. 
Figura 15. Módulo Canales 
 
 
 
 
Rugosidad, permite calcular la rugosidad en base al D50, 
D50 y caudal, rugosidad compuesta, en función del 
mantenimiento del canal (Dahmen) y el tirante en función de 
la rugosidad. 
Figura 16. Rugosidad 
 
 
 
Percolación y evaporación, permite determinar la 
percolación, evaporación y la eficiencia de conducción en 
canales revestidos o en tierra. 
Figura 17. Percolación y Evaporación 
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Canales, permite diseñar y evaluar varias secciones 
transversales; además de los parámetros convencionales, 
se incluye la fuerza de rozamiento, la potencia del flujo y la 
capacidad del transporte de sedimentos por el método de 
Bronwlie. 
Figura 18. Diseño Canal 
 
 
 
Diámetro Piedra – Revestimiento, determina el diámetro de 
la piedra que se requiere para revestir las paredes del canal 
cuando existe el riesgo de erosión. 
Figura19. Diámetro Piedra - 
Revestimiento 
 
1.2.4 Estructuras hidráulicas 
 
 
El módulo Estructuras Hidráulicas está 
compuesto por trece componentes: 
Acueducto, Alcantarilla, Aliviadero Lateral, 
Caídas, Captaciones, Desarenador, División 
de Caudales, Medición de Caudal, Rápidas, 
Regulación de Nivel, Reservorios, Sifón y 
Tomas de Entrega en Finca. 
Figura 20. Módulo Estructuras Hidráulicas 
 
 
 
 
 
Acueducto, permite diseñar un Acueducto, con una sola 
pendiente en su tramo. 
Figura 21. Acueducto 
 
 
 
Alcantarilla, permite diseñar una Alcantarilla tanto para 
canales de riego como para drenaje (un solo ojo). 
Figura 22. Alcantarilla 
 
 
 
 
Aliviadero Lateral, permite diseñar un aliviadero o vertedero 
lateral, sin pendiente y con pendiente. 
Figura 23. Aliviadero Lateral 
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Caída, permite diseñar una caída con sus tirantes 
conjugados, dimensión de la poza de amortiguamiento, etc. 
Figura 24. Caída 
 
 
 
Desarenador, permite dimensionar el ancho y la longitud del 
desarenador, su eficiencia de funcionamiento, la capa de 
sedimentos a depositarse en forma diaria y el vertedero de 
salida, etc. 
Figura 25. Desarenador 
 
 
 
Captaciones, permite diseñar una captación, incluyendo: el 
azud, el zampeado, etc.; las opciones de la bocatoma son: 
lateral o de fondo (tirolesa). 
Figura 26. Captaciones 
 
 
 
Partidor de caudales, tiene cuatro componentes que 
permiten diseñar un partidor de caudales frontal, lateral, una 
derivación con cota superior e inferior. 
Figura 27. Partidor de caudales 
 
 
 
Medición de Caudales, permite diseñar y evaluar vertederos 
de cresta ancha y corta para canales de riego. 
Figura 28. Medición de Caudales 
 
 
 
Rápidas, permite diseñar una rápida, el tirante en la rápida, 
los tirantes conjugados y la longitud de la poza de 
amortiguamiento. 
Figura 29. Rápidas 
 
 
 
Regulación de nivel, permite diseñar un regulador de nivel 
estático o un vertedero de cresta larga. 
Figura 30. Regulación de nivel 
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Reservorio, permite dimensionar la longitud y el ancho de 
un reservorio para un determinado volumen, así como, el 
cálculo del área de la geo membrana. 
Figura 31. Reservorio 
 
 
 
Sifón, permite realizar el diseño de los diferentes 
componentes de un sifón invertido. 
Figura 32. Sifón Invertido 
 
 
 
 
Tomas de entrega, facilita el diseño de una toma de entrega 
en finca, ya sea vertedero o tubería. 
Figura 33. Tomas de entrega en finca 
 
1.2.5 Riego 
 
 
 
El módulo Riego, tiene cinco 
componentes: Agronomía del 
Riego; Lateral y Múltiple; NPSH – 
Succión bombas; Sifón; y, Tuberías. 
Figura 34. Módulo Riego 
 
 
 
 
Agronomía del riego, permite calcular las diferentes 
variables relacionadas con la agronomía del riego; lámina 
de agua aprovechable, lámina neta, intensidad de 
precipitación, tiempo de riego, frecuencia de riego, diámetro 
del bulbo húmedo, etc. 
Figura 35. Agronomía del Riego 
 
 
 
Lateral y manifold, permite diseñar el diámetro de un lateral 
de riego, el diámetro del manifold, porta laterales o 
distribuidora y dimensionar el tamaño de la válvula a nivel 
de parcela. 
Figura 36. Lateral y manifold 
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NPSH, facilita el diseño del diámetro de la succión de una 
bomba. 
Figura 37. NPSH – succión de bombas 
 
 
 
Sifón es un componente que sirve para diseñar un sifón, 
muy utilizado en el riego parcelario. 
Figura 38. Sifón 
 
 
 
Tuberías, permite calcular el caudal, el diámetro, la longitud 
y las pérdidas de carga en un ramal de tuberías. 
Figura 39. Tuberías 
 
1.2.6 Drenaje Agrícola 
 
 
El módulo Drenaje está compuesto por seis componentes: 
régimen permanente, régimen variable, fluctuación de la 
tabla de agua, dren lateral, dren colector y dren interceptor. 
 
La combinación de este módulo con los componentes 
canales, alcantarilla y caídas, cubre toda el área del diseño 
de sistemas de drenaje. 
Figura 40. Drenaje Agrícola 
 
 
Régimen permanente, permite determinar la separación 
entre drenes laterales (zanjas u tuberías) para la instalación 
del dren sobre el estrato impermeable, estrato homogéneo, 
en medio de dos estratos, en el estrato superior o en el 
estrato inferior. 
Figura 41. Régimen Permanente 
 
 
 
Régimen no permanente, permite calcular la separación 
entre drenes (zanjas o tuberías) bajo el régimen no 
permanente. 
Figura 42. Régimen no permanente 
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Fluctuación, permite evaluar el diseño de la separación 
entre drenes, a través del cálculo de la variación de los 
niveles de la tabla de agua freática. 
Figura 43. Fluctuación 
 
 
 
 
Dren lateral, permite calcular el diámetro del dren lateral, así 
como, el caudal drenado. 
Figura 44. Dren lateral 
 
 
 
 
Dren colector, permite calcular el diámetro del dren colector 
con diámetros telescópicos. 
Figura 45. Dren colector 
 
 
 
 
Dren interceptor, permite calcular la profundidad de un dren 
colector así como el caudal a drenarse. 
Figura 46. Dren interceptor 
 
1.2.7 Hidrología 
 
 
El módulo Hidrología está compuesto por tres 
componentes: caudal máximo, coeficiente de escorrentía y 
escorrentía o módulo de drenaje. 
 
Caudal máximo permite determinar el caudal de una 
avenida por varios métodos. 
Figura 47. Caudal máximo 
 
 
 
Coeficiente de Escorrentía, permite determinar el 
coeficiente de escorrentía por el método del Servicio de 
Conservación de Suelos de los Estados Unidos. 
Figura 48. Coeficiente de Escorrentía 
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Escorrentía, permite calcular el módulo de drenaje (l/s/ha), 
combinando los métodos del CIDIAT y del Servicio de 
Conservación de Suelos de los Estados Unidos. 
Figura 49. Escorrentía o módulo de 
drenaje 
 
1.2.8 Sedimentos 
 
 
El módulo Sedimentos está compuesto por tres 
componentes: arrastre de material, transporte de 
sedimentos de fondo y en suspensión; y, distribución de los 
sedimentos en la columna de agua. 
 
Arrastre de materiales, permite calcular el diámetro del 
material que será transportado por el agua en base al 
tirante y a la pendiente longitudinal. Figura 50. Transporte de sedimentos 
 
 
 
Este componente permite calcular el transporte de 
sedimentos de fondo, en suspensión y total en un cauce 
con determinadas características hidráulicas y diámetros de 
los sedimentos. 
Figura 51. Transporte de fondo y en 
suspensión 
 
 
 
 
Este módulo permite calcular la distribución de los 
sedimentos en la columna de agua. 
Figura 52. Distribución de los 
sedimentos en la columna de agua 
 
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