Manual del Curso de Irrigacion - HUGO ROJAS RUBIO

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA 
FACULTAD DE INGENIERÍA 
DEPARTAMENTO ACADEMICO DE INGENIERIA CIVIL Y SISTEMAS 
 
 
 
 
 
MANUAL DEL CURSO 
DE IRRIGACIÓN Y 
DRENAJE 
 
 
M.Sc. Ing. Hugo Rojas Rubio 
 
 
 
 
Diagramadora: Maura López Loyola 
 
 
NUEVO CHIMBOTE, SETIEMBRE DEL 2010 
Manual del curso de Irrigación y Drenaje Hugo Amado Rojas Rubio 
2 
Primera Edición Setiembre 2010 
Universidad Nacional del Santa 
Facultad de Ingeniería 
Av. Universitaria s/n-Urb. Bellamar 
Telefax N° (151) 043-316225 
Manual del curso de Irrigación y Drenaje Hugo Amado Rojas Rubio 
 
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A MI FAMILIA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Echa tu pan sobre las aguas corrientes, que al cabo de mucho tiempo lo hallarás. 
Eclesiastés XI-I 
Manual del curso de Irrigación y Drenaje Hugo Amado Rojas Rubio 
 
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PRÓLOGO 
 
 
El presente manual, viene a ser el resultado de la recopilación de diversas fuentes 
bibliográficas y de la experiencia del autor en el ejercicio profesional y académico. 
El objetivo principal del libro es proporcionar un texto a los estudiantes de los 
últimos años de la Escuela de Ingenier ía Civil de la Universidad Nacional del 
Santa. Asimismo una obra de consulta para ingenieros, proyectistas y diseñadores 
de obras hidráulicas. 
 
El conocimiento de la mecánica de los fluidos , hidrología y de la hidráulica, 
constituye la base fundamental para el diseño de las estructuras hidráulicas que 
conducen el f lujo a superficie libre y a presión. En el capítulo II de la I unidad del 
curso, se hace una introducción al estudio de la cuenca hidrográfica como 
elemento fundamental en la forma de escurrimiento fluvial, la estimación de la 
dotación de riego y al diseño de canales en régimen de flujo uniforme y 
permanente. 
 
 La segunda unidad del manual, describen las metodologías y procedimientos a 
tener en cuenta para el diseño de un sistema de drenaje agrícola, las estructuras 
que la componen, y las implicancias en la ejecución de un proyecto de riego . El 
texto se ha orientado a las características de las cuencas andinas, en el que se 
halla el Perú, el cual presentan un comportamiento similar a las ubicadas de ntro 
de la influencia de la cordillera de los Andes, en la parte occidental de 
Sudamérica. 
 
En el capítulo IV de la tercera unidad del curso, se tratan los sistemas de drenaje 
pluvial urbano y de carreteras, realizando el estudio y diseño de los componentes 
de acuerdo a las normas de drenaje del Reglamento Nacional de Edificaciones y 
reglamentos vigentes. 
 
Escribir un libro es un arduo trabajo, que difícilmente puede ser hecho realidad por 
una sola persona, debemos partir del hecho primigenio que no hemos nacido 
sabiendo lo que hacemos, sino que hemos aprendido, directa o indirectamente de 
otros a los que llaman pioneros. Evidentemente aparecerán algunas deficiencias 
en el texto y queda a consideración del lector su opinión y ayuda para mejorarlo. 
 
 
 
 
HUGO AMADO ROJAS RUBIO 
Chimbote-Perú 
Octubre del 2010 
 
Manual del curso de Irrigación y Drenaje Hugo Amado Rojas Rubio 
 
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“LA MAYOR NECESIDAD DEL MUNDO ES LA DE HOMBRES QUE NO SE VENDAN NI SE 
COMPREN, HOMBRES QUE SEAN SINCEROS Y HONRADOS EN LO MAS INTIMO DE SUS 
ALMAS, HOMBRES QUE NO TEMAN DAR AL PECADO EL N OMBRE QUE LE CORRESPONDE, 
HOMBRES CUYA CONCIENCIA SEA TAN LEAL AL DEBER COMO LA BRUJULA AL POLO, 
HOMBRES QUE SE MANTENGAN DE PARTE DE LA JUSTICIA AUNQUE SE DESPLOMEN LOS 
CIELOS” 
 
 
 
ELENA G. de WHITE 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Manual del curso de Irrigación y Drenaje Hugo Amado Rojas Rubio 
 
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CONTENIDO 
 
 
Prologo 
 
Capítulo I 
Introducción 7 
 
Capítulo II 
Primera Unidad 
DISEÑO DE SISTEMAS DE RIEGO A GRAVEDAD Y PRESIÓN 
 
 2.1 Los recursos hídricos y la cuenca 10 
 2.2 Obras de conducción 19 
 2.3 Estudios hidrológicos y necesidades de agua 46 
 2.4 Sistemas de riego a presión 77 
 
Capítulo III 
Segunda Unidad 
DRENAJE AGRÍCOLA SUPERFICIAL Y SUBTERRÁNEO 
 
 3.1 Concepto de drenaje 100 
 3.2 Problemas del drenaje 106 
 3.3 Elementos de dimensionamiento de la red de drenaje 108 
3.4 Ecuaciones para flujo permanente 110 
 3.5 Fórmulas para régimen variable 114 
 
Capítulo IV 
Tercera Unidad 
DRENAJE URBANO Y EN CARRETERAS 
 
 4.1 Sistema de drenaje urbano 118 
 4.2 Criterios de diseño en drenaje urbano 119 
 4.3 Método racional 128 
 4.4 Criterios de diseño en drenaje para carreteras 133 
 4.5 Drenaje superficial, diseño de cunetas 136 
 4.6 Ejemplo de diseño de drenaje pluvial 141 
 4.7 Hidrología y cálculos hidráulicos 155 
 4.8 Drenaje subterráneo 174 
 
REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA 199 
 
 
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INTRODUCCIÓN 
 
El manual del curso permitirá al alumno disponer de los conocimientos necesarios para 
el diseño de estructuras hidráulicas de un proyecto de irrigación, y de un sistema de 
drenaje. El estudiante aplicará conocimientos básicos de la hidráulica e Hidrología. 
Entre los temas que se desarrollaran son: diseño de sistemas de conducción y 
distribución del agua, demanda de riegos, riego por gravedad, goteo y aspersión, obras 
de embalse, drenaje en los proyectos de irrigación y caminos. 
 
Una serie de problemas económicos y sociales están ligados al desarrollo de los 
proyectos hidráulicos del país; dentro del campo académico de la universidad, el curso 
de Irrigación y drenaje tiene por objeto a que el alumno adquiera capacidades para que 
pueda desenvolverse satisfactoriamente en la técnica de las irrigaciones y drenaje de los 
suelos, marcándole de esta manera una pauta para que, complementando los estudios 
realizados en el aula, pueda abordar con criterio claro los importantes problemas que se 
nos plantean en el campo del desarrollo de la ingeniería hidráulica y drenaje. 
 
La práctica de riego en tipos de suelos donde la napa freática no desciende con la 
rapidez necesaria, produce perjuicios en el cultivo ocasionando grandes pérdidas. Para 
la solución de este problema es necesario un drenaje ordenado de las tierras a 
cultivarse. Asimismo la ausencia o deficiente construcción de un drenaje en una 
carretera o ciudad, contribuirá al deterioro de la estructura e infraestructura urbana. 
 
En el diseño de un adecuado sistema de drenaje se debe tener en cuenta diversos 
factores, ya que el papel de dicho sistema es acortar la distancia que el agua debe 
recorrer en el medio poroso aumentado el grado del flujo superficial o producir un flujo 
por tubería. Obviamente el agua no dejará el perfil del suelo para ingresar al dren o 
zanja, si es que la energía potencial del agua en el dren no menor que la del suelo; lo 
que significa que el dren debe colocarse por debajo del nivel del agua freática, que 
viene a ser el lugar geométrico de los puntos en que el potencial matricial es nulo, por 
tanto, el nivel freático no puede ser inferior al nivel del dren. 
 
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OBJETIVOS GENERALES DEL MANUAL 
 
 
 
 
 El alumno será capaz de conocer la importancia de los proyectos Hidráulicos y 
su implicancia en el desarrollo del País. 
 
 Asimismo conocer y diseñar estructuras que conforman un sistema de irrigación, 
que va desde las obras de cabecera o de captación, represamiento, sistemas de 
conducción y distribución, hasta las obras finales de drenaje. 
 
 Aplicar principios y técnicas de ingeniería de riego y drenaje para resolver 
problemas de manejodel agua en la parcela agrícola. 
 
 Aplicar métodos para determinar la demanda de riego, para, posteriormente, 
calcular y diseñar los sistemas de conducción y distribución: canales, 
transiciones y túneles. 
 
 Conocer los diferentes sistemas de riego y estructuras que lo conforman. 
 
 Plantear un sistema de drenaje y las principales estructuras hidráulicas que 
requieren para su funcionamiento y operación. 
 
 Diseñar las obras de drenaje que comprenden un sistema de drenaje vial, urbano 
y agrícola, tales como cunetas, alcantarillas, colectores, zanjas de drenaje, 
tuberías perforadas, entre otras estructuras. 
 
 
 
 
 
 
 
Manual del curso de Irrigación y Drenaje Hugo Amado Rojas Rubio 
 
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PROGRAMA INSTRUCCIONAL 
 
 
El manual del curso se desarrollará en tres unidades de acuerdo al silabo: 
 
PRIMERA UNIDAD: diseño de sistemas de riego a gravedad y presión 
SEGUNDA UNIDAD: drenaje agrícola superficial y subterráneo 
TERCERA UNIDAD: drenaje urbano y en carreteras 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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DISEÑO DE SISTEMAS DE RIEGO A GRAVEDAD Y PRESIÓN 
 
II DEFINICIÓN DE IRRIGACION 
La irrigación se define como la integración del agua, suelo y clima. Estos tres 
importantes factores deben ser estudiados y calificados detalladamente puesto de que de 
cada uno de ellos depende la factibilidad de un proyecto de irrigación. 
 
2.1 LOS RECURSOS HÍDRICOS Y LA CUENCA 
UTILIZACIÓN DE LOS RECURSOS HÍDRICOS. 
 
En la utilización de los recursos hídricos, es necesario regular tanto la 
cantidad como el nivel energético del agua. Esto, debido a que muy 
raramente el agua se encuentra en el lugar y momento en el cua l se le 
requiere para su utilización. Generalmente hay que conducirla desde las 
fuentes de abastecimiento o utilizar equipos de bombeo para suministrar el 
agua en puntos mas elevados. 
 
La intervención del hombre en los procesos naturales para el 
aprovechamiento del recurso hídrico, requiere de la construcción de diversas 
estructuras hidráulicas. La Hidrotecnia, es la ciencia aplicada que estudia los 
métodos de diseño y las técnicas de construcción adecuadas para la 
construcción de tales estructuras, lo cual está íntimamente ligada con otras 
ciencias de la Ingeniería, como la Hidráulica, Hidrología, Topografía, 
Geología, Mecánica de suelos, ciencia de los materiales, teoría de las 
estructuras y otras, que permiten realizar el diseño de obras estables, 
resistentes y de mínimo impacto ambiental. 
 
Continuamente, las necesidades de agua para uso doméstico, industrial, riego 
entre otros, va en aumento cada año, y su falta es cada vez más notoria. La 
escasez de agua está determinada por dos factores: 
 
 
I UNIDAD 
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1) El crecimiento demográfico de la población en el mundo. 
2) El aumento de la demanda por habitante, condicionado por la 
elevación del nivel de vida, industrialización, extensión de 
cultivos, etc. 
 
Por ejemplo, según G.A. Hathaway en el año 1900, en los Estados Unidos se 
consumía en promedio (incluyendo agua potable, riego, industrias y otros 
usos) 2,000 lts/hab/día. En el año 1950, esta dotación se incrementó a 4,000 
lts/hab/día, y la población se había duplicado. Esto significa que en 50 años, 
el total de agua consumida se había cuadruplicado. La cantidad total 
utilizada en 1,950 era de 7,400 m
3
/seg, de la cual más de la tercera parte era 
para la industria y el 50% para riego. El caudal indicado representa la octava 
parte del caudal total de los ríos y acuíferos del País. En 1,964 el consumo 
de agua se incrementó a 13,800 m
3
/seg, y a finales de 1980, el gasto fue de 
27,500 m
3
/seg. 
 
El principal y más importante uso del agua según la legislación de la 
mayoría de países del mundo; es para el consumo humano, luego para lo s 
animales domésticos, riego y otros usos. Sin embargo, es frecuente el 
conflicto entre posibles usos, siendo necesario establecer planes y 
alternativas para la selección en forma técnica y económica de los proyectos 
que consideren la utilización óptima y sostenible de los recursos hídricos. Es 
preferible, siempre que se pueda, priorizar la construcción de Proyectos de 
aprovechamiento múltiple. 
 
Por esto, se hace necesario establecer una política del uso racional del agua 
basado en el principio de la conservación de los recursos naturales: agua, 
suelo, aire y de conservación del medio ambiente. Debe iniciarse por un 
catastro e inventario de los recursos en lo que se refiere a cantidad y calidad 
del agua, ubicación de las probables fuentes de abastecimiento y evaluación 
de la factibilidad para su aprovechamiento. 
 
Para este propósito, cumplen un rol importante las instituciones como el 
Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología, Instituto de Recursos 
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Naturales, Instituto Geográfico y Geológico, Empresas de saneamiento y de 
generación eléctrica. 
 La primera decisión a tomar se refiere generalmente al tipo y ubicación de 
las obras de toma, pues a esta se subordinan las obras complementarias del 
proyecto. Entre los criterios que se consideran para la selección y ubicación 
se encuentran: 
1) La cantidad de agua disponible debe ser suficiente para cubrir la 
demanda prevista. 
2) La relación beneficio/costo de las obras deberá ser el mayor. 
3) Las obras deben satisfacer las condiciones necesarias de seguridad 
y propiciar el desarrollo sustentable del área de influencia del 
proyecto. 
 
2.1.1 Disponibilidad del agua superficial en el Perú 
El Perú está ubicado en la zona central occidental de América del Sur, tiene 
una superficie de 1,285,216 Km
2
. Su territorio comprende tres regiones 
naturales: 
 
Costa. Comprendida entre el Océano Pacífico y las estribaciones de la 
cordillera occidental de los Andes, con altitudes variables de 0 a 2,000 
msnm. y un ancho máximo de 160 km. Ocupa 136,361 Km2 (10.61 % del 
territorio nacional) y es atravesada por 53 ríos, que nacen en los andes. Su 
clima es desértico con precipitaciones pluviales inferiores a 50 mm anuales. 
En ella está concentrada la actividad productiva industrial y agropecuaria, y 
las grandes ciudades del país. 
 
Sierra. Entre los piedemontes occidental y oriental de los Andes. Ocupa 
391,991 Km
2
 (30.50 % del territorio nacional, con 70 % de su área por 
encima de 3,000 msnm. El clima es variable desde templado a gélido polar 
con precipitaciones pluviales, que ocurren en el período diciembre -marzo, 
variables entre 300 mm anuales en el sur y 900 mm anuales en el norte. 
Predominan en ella pequeños valles interandinos, y ciudades rurales de 
pequeño y mediano porte; la principal actividad económica de la región es la 
minería. 
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Selva. Abarca desde el piedemonte oriental de los Andes desde los 2,000 
msnm hasta la llanura amazónica 80 msnm. con elevaciones que definen la 
Selva Alta y Baja. Cubre 756,864 Km
2
 que corresponden al 58.89% de la 
superficie del país. El clima es tropical y la precipitación anual varía entre 
3,000 y 4,000 mm. La región está muy poco ocupada y en ella predominan 
las actividades extractivistas. 
Sus aguas superficiales están distribuidas en tres grandes vertientes, 
delineadas por la Cordillera de los Andes: 
 
a. Vertiente del Pacífico . Cubre 278,892 km
2
 (21.70%) y comprende 53 
cuencas hidrográficas con disponibilidad de agua entre diciembre y marzo 
(periodo húmedo). 
b. Vertiente del Atlántico. Ocupa 957,486 km
2
 (74.50%) y esta conformada 
por 44 cuencas que drenan al río Amazonas. 
c. Vertiente del Titicaca . Alcanza a 48,838 km
2
. (3.80%) y comprende 9 
cuencasque descargan sus aguas al Lago Titicaca. 
 
El recurso hídrico es abundante en la vertiente Atlántica y escasa en las 
vertientes del Pacífico y del Titicaca. La disponibilidad de agua de fuentes 
superficiales y subterráneas a nivel nacional, se estima en 2´046,288 MMC. 
En la Vertiente del Pacífico la disponibilidad de agua se estima en 36,660 
Hm
3
 que representa menos del 1.0 % del total. En la Vertiente del Atl ántico 
la disponibilidad es de 3’769,000 Hm
3
 que corresponde la 99 % del total., 
Mientras que en la Vertiente del Titicaca la disponibilidad es de 6,970 Hm
3
, 
equivalente a 0,02 % del total. 
 
En la costa y en la sierra los ríos son de régimen temporal e irregular, con 
corto período de disponibilidad de agua (diciembre a abril) y prolongado 
período de estiaje (mayo a noviembre), En la costa se estima que se dispone 
de 2,885 m
3
 de agua superficial por habitante muy por debajo del promedio 
mundial de 8,500 m
3
 por habitante. 
 
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En el caso de la vertiente del Atlántico, el recurso es abundante con una 
disponibilidad de 450,840 m
3
 de agua superficial por habitante. Para 
regularizar las descargas de los ríos de la costa e incrementar la oferta para 
atender la demanda creciente, desde 1950 se han construido embalses de 
agua superficial, con una capacidad anual de almacenamiento igual a 2,845 
MMC. 
Cuadro 2.1: Disponibilidad del agua por vertientes en el Perú 
Vertiente 
Superficie Población 
Disponibilidad de agua en 
ríos 
Índice 
En 1.000 km
2
 Miles % 
Millones m
3
 
anuales 
% m
3
/hab./año 
Pacífico 280 18.430 70 37.363 1,8 2.000 
Amazónica 959 6.852 26 1’998.752 97,7 291.000 
Lago Titicaca 47 1.047 04 10.172 0,5 10.000 
Total 1.285 26.382 100 2’046.287 100 77.534 
Fuente: Comisión Técnica Multisectorial 2004: INRENA 
 
La mayoría de los ríos del país están contaminados por el vertimiento 
incontrolado de elementos y sustancias nocivas, proveniente de las descargas 
de usos minero-metalúrgicos, poblacionales, industriales, agrícolas y de la 
explotación de hidrocarburos. El último estudio sobre la calidad del agua 
superficial, elaborado en 1984, muestra que prácticamente en todos los ríos 
se sobrepasa los niveles permisibles de cadmio, zinc y cobre. 
 
Si se trata de agua para el consumo humano, el criterio principal es el de la 
cantidad. La vida no es posible si no se dispone de una cantidad mínima de 
agua para sobrevivir y el bienestar. La dotación de agua por habitante y por 
día, es un índice cualitativo del nivel de vida de una población. 
Se debe por lo tanto, buscar una fuente de agua capaz de proporcionar esa 
cantidad de agua, sin considerar el costo. El costo no es un criterio 
determinante, pues por elevado que sea, más costoso resultaría en el futuro la 
carencia de agua. 
 
Establecido este primer principio, entra en consideración el tratar de escoger 
la alternativa menos costosa de todas las posibles, y en este punto hay que 
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tomar en cuenta la calidad del agua. El agua, debe ser pura y limpia para 
proteger la salud de la población que la consume, y en la mayoría de los 
casos deberá ser tratada. 
 
Por lo general, las aguas subterráneas y los manantiales, pueden ser usados 
para consumo doméstico con ninguno o un ligero tratamiento; mientras que 
las aguas superficiales están contaminadas en mayor o menor grado. Si se 
tiene el caso de disponer tanto de aguas superficiales como subterráneas en 
cantidad suficiente para satisfacer la demanda de una población, es el estudio 
económico el que determinara cuál de las dos fuentes debe ser aprovechada. 
 
Las aguas subterráneas pueden ser limpias y no requerir mayor tratamiento, 
pero para su explotación será necesario de un bombeo costoso. En cambio las 
aguas de un río podrán captarse por gravedad, pero seguramente necesitara 
de un tratamiento permanente. Solo un estudio completo de las dos 
alternativas, podrá determinar cuál de estas es la más conveniente. La 
disponibilidad de reservas explotables de agua subterránea ha sido estimada 
en 2,739.3 MMC, mientras que el volumen explotado, mayoritariamente en la 
Vertiente del Pacífico es de 1,508 MMC por año. 
 
En el caso de sistemas para el abastecimiento de agua potable, el proyecto no 
sería satisfactorio si el agua no se dispone de la cantidad suficiente. Muy al 
contrario de lo que sucede para un sistema de riego o de una central 
hidroeléctrica, en el que se puede reducir la superficie a cultivar o la energía 
producida, y el proyecto puede ser viable de todos modos mientras sea 
económicamente justificable. 
Existen otras diferencias que son inherentes al uso del agua, así por ejemplo 
podemos considerar: 
 
Uso Consuntivo: Cuando una parte de su masa se pierde a consecuencia 
del uso. Es el caso del agua para consumo poblacional 
y para riego. 
 
Uso no consuntivo: La pérdida no es significativa por el uso del agua. 
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Uso degradante: Es cuando el agua pierde su calidad con el uso. 
Uso no degradante: Cuando no pierde su calidad. 
Cuadro 2.2 Uso del agua a nivel nacional por población y principales sectores productivos 
Vertientes Población Agrícola Industrial Minero Total 
Pacífico 2,086 12% 14,051 80% 1,103 6% 302 2% 17,542 87.40% 
Atlántico 345 14% 1,946 80% 49 2% 97 4% 2,437 12.14% 
Titicaca 27 30% 61 66% 3 2% 2 2% 93 0.46% 
Total 2,458 12% 16,058 80% 1,155 6% 401 2% 20,072 100 % 
Fuente: Intendencia de Recursos Hídricos, INRENA 2006 
 
Características de una cuenca de montaña 
Una cuenca de montaña se caracteriza principalmente por las elevadas 
pendientes de sus suelos y los reducidos caudales que generan. En los ríos de 
montaña en equilibrio, los cambios se manifiestan luego de largos períodos 
de tiempo, debido a la estabilidad de sus suelos y a la protección que 
representa la vegetación. 
 
En los ríos de montaña en desequilibrio, las condiciones de régimen no se 
presentan, porque los cambios son más rápidos. El desequilibrio se originará 
debido a la inestabilidad geológica, movimientos de masas por erosión o por 
intervención antrópica (agricultura, minería, vías de comunicación, etc.). 
 
Un río de montaña o torrente es un curso de aguas superficiales con 
pendientes pronunciadas que presenta gran diferencia entre los caudales de 
crecida y de estiaje. Durante la época húmeda, conducen caudales grandes y 
en época seca los caudales de escurrimiento son muy pequeños, llegando en 
muchos casos a no tener escurrimiento superficial. 
 
Tienen en común su gran pendiente y los importantes volúmenes de suelo 
que mueven, principalmente en época húmeda. Durante los meses de estiaje, 
el proceso de transporte de sedimentos se atribuye principalmente a la 
energía eólica. 
 
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La cuenca de un río de montaña, en general, consta de tres sectores: 
· Cuenca Receptora 
· Tramo medio 
· Cono de deyección 
 
Figura 2.1 Cuenca hidrográfica del río Rímac 
 
 
Actualmente el concepto de cuenca, aparte del espacio físico recolector de 
agua de lluvia, tiende a considerar el sistema que constituye la cuenca en el 
marco del equilibrio energético, en el sentido más amplio del tér mino, 
entendiendo al medio físico natural, que constituye la cuenca, como el 
espacio en el que interactúan diferentes tipos y niveles de energía. 
 
La estabilidad del sistema se alcanzará en la medida en que las diferentes 
energías encuentren niveles de armonía, es decir, que el exceso de uso de 
energía repercutirá en el deterioro de alguna otra (u otras) energía(s). Por lo 
tanto, será misión del manejo de una cuenca llegar a niveles de equilibrio 
energético, cuya manifestación será la sostenibilidadde la cuenca. 
 
AREAS REGADAS EN EL PERÚ 
En el cuadro se muestra los principales valles de la costa peruana, la distribución de 
cultivos y los aportes promedios anuales en millones de metros cúbicos de los diferentes 
ríos de la costa. 
 
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SUPERFICIE DE LA LABRANZA RIEGO Y EN SECANO 
PERU TOTAL ( ha) COSTA SIERRA SELVA 
Tumbes 9768 400 10168 9768 400 
Piura 151249 23992 175241 14445 6804 23992 
Cajamarca 49366 176146 225512 35614 154521 13752 21625 
Loreto 104492 104492 104492 
Amazonas 20273 29794 50067 5083 26427 15190 3367 
Lambayeque 126330 50001 131331 123308 3022 5001 
La Libertad 121166 105332 226498 106887 14279 105332 
san Martín 7209 7209 7209 
Ancash 87042 125440 213082 37522 50120 125440 
Huánuco 22354 88816 111170 21847 55239 507 32877 
Ucayali 7000 7000 7000 
Pasco 75065 75065 52145 22920 
Lima 175775 41515 135153 135153 40622 41515 
Junín 8423 160341 168764 8423 100203 60138 
Ayacucho 52425 143535 195960 52020 135680 504 7855 
Ica 107778 370 108148 107110 668 370 
Cusco 30414 170962 201376 25040 147660 5374 13302 
Apurímac 8021 83486 91507 8021 83486 
Madre de 
Dios 
 5945 5945 5945 
Arequipa 74725 3650 78375 38653 36072 3650 
Puno 60 166240 166300 60 151805 14435 
Moquegua 11833 480 12313 3696 8137 480 
Tacna 19084 19084 9318 9766 
Total Nacional 1091166 1740086 2831252 729935 400 366003 136681 33228 376005 
 
 
SUPERFICIE AGRÍCOLA ACTIVA ENCARGADO RIEGO Y SECANO has. 
 
Zona Norte 449102 300165 749267 374083 47077 277173 27942 22992 
Zona Centro 362552 452832 815384 248285 114060 339897 207 112935 
Zona Sur 180912 313698 449610 44917 130216 264361 5779 46337 
Zona Oriente 166541 
Total Nacional 992566 1233236 2225802 667285 291353 881431 33928 351805 
 
Con la finalidad de coordinar en la mejor forma las clases teóricas y las 
prácticas, empezaremos el estudio de las necesidades de agua para una futura irrigación, 
pasando luego al estudio de bocatomas y canales. 
Manual del curso de Irrigación y Drenaje Hugo Amado Rojas Rubio 
 
19 
 
2.2 OBRAS DE CONDUCCION 
 
CANALES: 
Se llaman canales a los cauces artificiales de forman regular que sirven para conducir 
agua. El flujo del agua se produce sin presión; o sea, siempre existe una superficie libre 
en el cual se tiene la presión atmosférica. Puede por lo tanto considerarse canal 
cualquier conducto cerrado, como un tubo o túnel que se encuentra funcionando 
parcialmente lleno. 
Se llaman canales abiertos a los conductos que van a cielo abierto, es decir aquellas que 
se excavan a media ladera por lo general, y el material excavado de ser posible se utiliza 
en el relleno del labio inferior. Se llaman túneles a los conductos que se excavan bajo 
tierra con el objeto de atravesar una loma. 
 
CRITERIOS PARA EL TRAZADO: 
El criterio que dirige el trazado de los canales o túneles y la selección de una u otra 
posibilidad es el de conseguir la mayor eficiencia hidráulica y seguridad de las obras 
con el menor costo. 
El trazado de trabajo es similar a la que se realiza para carreteras, con la principal 
diferencia de que la pendiente longitudinal de un canal debe ser siempre positiva 
(bajando en la dirección del movimiento del agua) y puede variar solo dentro de ciertos 
límites. 
Por lo general, el sitio de la iniciación de la utilización del agua, como tanque de presión 
(Riego por Aspersión y/o goteo), comienzo de la zona de riego, etc. Esta establecida y 
desde allí se traza la línea de gradiente hacia el río para determinar la ubicación de las 
obras de toma. 
La gradiente del canal es forzosamente menor que la del rió y mientras menor es la 
primera, más larga resulta la longitud del canal y mayor el costo. A la inversa, un canal 
disminuye de sección y consiguientemente de costo con el aumento de la gradiente. 
Si se traza la línea del canal desde la toma hasta el sitio donde se utilizara el agua, 
siguiendo las líneas de nivel del terreno y descendiendo el numero de metros por 
kilómetros que da la gradiente escogida, se puede obtener un resultado sumamente 
tortuoso, que puede tener una longitud dos o tres veces mayor que la línea recta que une 
los dos puntos. 
Manual del curso de Irrigación y Drenaje Hugo Amado Rojas Rubio 
 
20 
 
 
Figura 2.2. Procedimiento de trazado del eje de un canal 
 
Por eso debe estudiarse la posibilidad de rectificar la alineación acortando su longitud 
por medio de túneles, acueductos, rellenos u otros tipos de obras. En cada caso es 
necesario comparar el costo de las distintas alternativas. Los túneles se construyen 
cuando representan una solución más económica o más estable que un canal abierto. 
Si la pendiente transversal del terreno es muy fuerte (45° o mas), entonces el volumen 
de excavación de la plataforma se hace tan grande que resulta mas económica hacer un 
túnel. 
También cuando el canal debe contornear una loma muy pronunciada, muchas veces se 
puede reducir considerablemente la longitud por medio de un túnel que atraviesa la 
loma de un lado a otro. 
El túnel se construye cuando la longitud de recorrido de un canal es mayor a 2.5 
longitud del túnel 
 
 
 
 
 
 
 
 
Al comparar los costos de un canal con un canal, es necesario tomar en cuenta no solo 
las inversiones, sino también los tiempos de construcción Un túnel puede costar mucho 
Manual del curso de Irrigación y Drenaje Hugo Amado Rojas Rubio 
 
21 
 
menos que un canal, pero su construcción tendrá un avance de 1 metro hasta 5 metros 
por un día, lo cual si tiene gran longitud demoraría mucho tiempo en completarse. 
 
SECCION TRANSVERSAL: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Al realizar el diseño de un canal, generalmente son dados el caudal Q que se desea 
conducir y la gradiente de la que se dispone y que puede variar dentro de ciertos límites. 
También se conoce el coeficiente de rugosidad que dependerá del tipo de revestimiento 
que se escoja. 
El área mojada se calcula en función de la velocidad aceptable en el canal. Esta 
generalmente varía de 0.60 m/s y 3 m/s para evitar la sedimentación y la erosión. 
La forma de la sección óptima, hidráulicamente hablando, es aquella que con su 
superficie mojada mínima, conduzca el caudal máximo. La sección que tiene las 
mejores características hidráulicas es semicircular pero es relativamente difícil de 
construir y generalmente carece de estabilidad. Por este motivo la forma de sección mas 
usada en canales es la trapezoidal, tal como se muestra en la figura anterior. 
 
CLASIFICACION DE LOS CANALES 
De acuerdo a su Origen: 
 Naturales 
 Artificiales 
Según la Sección: 
 Rectangulares 
 Trapezoidales 
Manual del curso de Irrigación y Drenaje Hugo Amado Rojas Rubio 
 
22 
 







2
tg*2

y
b
 Triangulares 
 Circulares 
 Herradura (Horse-Shoe) 
Según la Función que Cumplen.- 
 Canal de Derivación 
 Canal Madre o Principal 
 Canales Distributarios 
 Drenes 
 
ELEMENTOS DE UN CANAL: 
GEOMETRICOS CINETICOS DINAMICOS 
Tirante =d v n 
Area =d (b+zd) Q s= hf/L 
Perímetro= b+2d√1+Z
2
 
Ancho Fondo =b 
Ancho Superficial = B=b+2zd 
 
CRITERIOS DE DISEÑO PARA CANALES DE FLUJO UNIFORME 
 
Para el diseño de un canal se presume que el escurrimiento se desarrollará en 
condiciones de flujo uniforme. 
El flujo no uniforme se presentará en situaciones de cambios en la pendiente, rugosidad, 
dimensiones de la sección, embalsamientos, caídas o por cambios inducidos por la 
operación de órganos de operación o seguridad. 
 
SECCIÓN HIDRÁULICA ÓPTIMA: Se dice que un canal es de máxima eficiencia 
hidráulica cuando para la misma área y pendiente conduce el mayor caudal, ésta 
condición está referida a un perímetro húmedo mínimo, la ecuación que determina la 
sección de máxima eficiencia hidráulica es:Siendo  el ángulo que forma el talud con la horizontal, arctan (1/z) 
Manual del curso de Irrigación y Drenaje Hugo Amado Rojas Rubio 
 
23 
 







2
tg*4

y
b
 
SECCION DE MÍNIMA INFILTRACIÓN: Se aplica cuando se quiere obtener la menor 
pérdida posible de agua por infiltración en canales de tierra, esta condición depende del 
tipo de suelo y del tirante del canal, la ecuación que determina la mínima infiltración 
es: 
 
 
 
 
En el diseño hidráulico de los canales, se debe tener en cuenta las leyes de la hidráulica 
y los criterios siguientes a continuación: 
 
a) VELOCIDAD MAXIMA DE EROSION.- Durante el diseño hay que tener en cuenta 
el hecho de que las velocidades de la corriente del agua en el canal excesivamente 
grande, pueden actuar de una manera destructiva sobre el fondo y las paredes de este. 
La velocidad media del agua en el canal debe ser menor que la velocidad de socavación. 
En el cuadro siguiente se dan las velocidades admisibles límites en función de los suelos 
y el tipo de revestimiento en los cuales discurre el agua: 
 
La velocidad máxima en un canal trapecial, se obtiene cuando este se diseña con la 
sección óptima o de área mínima, por el hecho que si el gasto Q es constante y el área es 
mínima = Amin, entonces: Q/Amin = Vmax. 
El área mínima se obtiene de un ejercicio de máximos y mínimos que se basa en la 
hipótesis que el perímetro mojado P también debe ser mínimo, el resultado del ejercicio 
establece la relación entre el ancho del fondo canal b y su profundidad y según la 
siguiente formula. 
   
b
b y k m , o , k m 
y
   
Dónde: k = √(1+z1
2
) + √(1+z2
2
) - ẑ
 
 
 
 
 
Manual del curso de Irrigación y Drenaje Hugo Amado Rojas Rubio 
 
24 
 
VELOCIDAD MAXIMA DE EROSION 
Características del Suelo o del Revestimiento del Canal Velocidad en m/s 
- Suelo Limoso, Turba descompuesta 
- Arena Arcillosa suelta, arcillas blandas 
- Turba Fibrosa poca descompuesta 
- Arcilla arenosa madias y compactas 
- Arcillas duras 
- Encespedado 
- Conglomerado 
- Madera cepillada 
- Concreto f’c 140 Kg/cm2 
- Concreto f’c 210 Kg/cm2 
- Plancha de acero 
0.25-0.50 
0.70-0.80 
0.70-1.00 
1.00-1.20 
1.20-1.80 
0.80-1.00 
1.80-2.40 
6.00-6.50 
3.80-4.40 
6.60-7.40 
12.00-30.00 
 
b) VELOCIDAD MINIMA DE SEDIMENTACION.- 
Otro de los problemas que tiene que afrontar el ingeniero hidráulico al proyectar canales 
consiste en el transporte de los sedimentos. La velocidad demasiada baja produce el 
depósito de los sedimentos, disminuyendo la sección del canal y a veces azolvándolo 
por completo. 
La corrección de estos defectos es costosa y por eso desde hace mucho tiempo se ha 
estudiado la forma de crear un canal estable. Por definición un canal estable, es aquel en 
el que no se presenta ni erosión ni sedimentación (azolvamiento). 
El primer estudio sobre canales estables fue publicado por Robert G. Kennedy, en base 
a proyectos de irrigación de ISRAEL, LA INDIA, LA UNIÓN SOVIÉTICA y los 
EE.UU., llegando a establecer la siguiente expresión como velocidad limite que no 
produce sedimentación: 
Vo = βh 
0.64
 
 
Vo = Velocidad media limite que no produce asolvamiento (m/s). 
β = Coeficiente que depende del material en suspensión 
h = Profundidad del agua (mts) 
 
COEFICIENTES DE SEDIMENTACION 
Manual del curso de Irrigación y Drenaje Hugo Amado Rojas Rubio 
 
25 
 
Material en Suspensión Valores β 
 Arcilla muy fina 0.59 
 Arena muy fina 0.58 
 Barro arenoso 0.64 
 Arcilla Gruesa 0.70 
 
c) RELACION DE MAXIMA EFICIENCIA HIDRAULICA: 
Entre las diferentes secciones que pueden adaptarse en el diseño de los canales, algunas 
secciones tienen condiciones llamadas de Máximas Eficiencia Hidráulica, son aquellas 
que para un mismo gasto, pendiente y revestimiento, requieren un área mojada mínima. 
Se deduce que a igualdad de sección mojada, el caudal es tanto mayor cuanto mayor es 
el radio hidráulico o lo que es lo mismo, cuanto menor es el perímetro. Se puede por lo 
tanto determinar las dimensiones hidráulicas más ventajosas para distintas formas de 
canales. 
Así tenemos para una sección trapezoidal: 
 
A=d(b+zd)  b = A/d – zd reemplazando en P: 
P=b+2d√1+Z
2
 P=A/d - Zd+2d√1+Z
2
=0 
 
El máximo gasto a igualdad de sección se produce cuando el perímetro es mínimo. 
Derivando la ecuación e igualando a cero. 
dP/dd = -A/d
2
 – Z + 2√1+Z
2
 = 0 
 
De donde Obtenemos: 
A/d
2
 = 2√1+Z
2
 – Z 
Definiendo X, a la relación b/d, se obtiene: X = 2(√1+Z
2
 – Z) 
Estableciéndose el siguiente cuadro para diversas secciones de canal. 
 
TALUD 
Z 
0 1:1 ¼:1 ½:1 1½:1 2:1 3:1 Circulares 
Horse-
Shoe 
X = b/d 2.00 0.83 1.56 1.24 0.61 0.47 0.32 0.80 0.82 
 
EJEMPLO DE SECCIÓN DE MÁXIMA EFICIENCIA HIDRÁULICA.- 
Manual del curso de Irrigación y Drenaje Hugo Amado Rojas Rubio 
 
26 
 
Supongamos que necesitamos conducir un canal: Q = 3 m
3
/seg con una gradiente S = 
0.0009 y un coeficiente de rugosidad n = 0.020. ¿Se puede encontrar la sección y la 
forma más económica, si el terreno es plano? 
 
 Usando la fórmula de Manning, tendríamos: 
 ASR
n
Q 2
1
3
21
 
 AR 03.0503 3
2
 
 3
2
2

 RA 
 
Los valores para los diferentes tipos de sección de máxima eficiencia hidráulica se 
presentan a continuación en forma tabulada: 
 
 
 
Se observa que tanto la sección como el perímetro tienen valores mínimos para el 
semicírculo. Sin embargo debido a la dificultad de su construcción, en la mayoría los 
casos se prefiere las secciones trapezoidales. 
 
d) COEFICIENTE DE RUGOSIDAD: 
Es la resistencia al escurrimiento del agua que presentan los revestimientos de los 
canales artificiales y naturaleza de los cauces en los conductos naturales. 
En los cauces naturales el coeficiente de rugosidad es muy variable dependiendo de la 
topografía, geología y vegetación, variando con las estaciones del año, se pueden 
presentar casos en que las riberas del cauce sean de un material diferente al fondo, el 
valor de “n” será el promedio. En la práctica de la Ingeniería, la sección transversal 
SECCIÓN ÁREA A 
PERÍMETRO 
P 
TIRANTE 
d 
Rectángulo 
Triángulo 
Semicírculo 
Trapezoidal, z = 0.577 
Trapezoidal, z = 0.050 
 
2.828 
2.828 
2.660 
2.729 
2.730 
 
4.760 
4.760 
4.084 
4.347 
4.353 
 
1.19 
1.68 
1.30 
1.26 
1.25 
 
Manual del curso de Irrigación y Drenaje Hugo Amado Rojas Rubio 
 
27 
 
natural se sustituye, para facilitar la ejecución de los cálculos, por una sección 
transversal de forma regular, cuya área es igual a la sección rectangular. En cauce 
relativamente anchos → Rh ≈ h 
 
 
 
 
 
 
 
En las especificaciones técnicas se indicara la rugosidad del canal, especificando el 
envejecimiento a que estará sometido, por ejemplo: Concreto n= 0.012, indicando que 
tendrá que repararse cada 5 años para mantener la rugosidad, si no ocurre, el tirante 
aumenta conforme aumenta la rugosidad de diseño. 
 
VALORES DE “n” DADOS POR HORTON PARA SER EMPLEADOS EN LAS FORMULAS DE 
KUTTER Y MANING 
SUPERFICIE BUENA MALA 
Ladrillo Vitrificado 0.012 0.014 
Acabado de cemento liso 0.011 0.013 
Mortero de cemento 0.012 0.015 
Madera cepillada 0.012 0.014 
Concreto 0.014 0.018 
Piedras grandes, guijarro 0.030 0.035 
Metal liso 0.012 0.015 
Cemento y mampostería 0.020 0.030 
De tierra rectos 0.020 0.025 
De piedra uniforme 0.030 0.035 
De tierra con vegetación 0.030 0.040 
Tierra con vegetación y piedras 0.033 0.040 
Con depresiones y vegetación 0.060 0.080 
 
e) TALUDES RECOMENDADOS:La inclinación de las paredes de los canales dependen de la geología de los terrenos que 
atraviesan, por lo cual el ingeniero al efectuar el trazo de los canales recomienda los 
Manual del curso de Irrigación y Drenaje Hugo Amado Rojas Rubio 
 
28 
 
taludes más favorables, de acuerdo a su observación visual o con las calicatas que 
pudiera recomendar abrir para conocer mejor los materiales. 
Los taludes empleados se muestran en el siguiente cuadro: 
 
TALUDES RECOMENDADOS 
PARA CORTES EN TALUD 
- Conglomerado 
- Suelos arcillosos 
- Suelos areno limoso 
- Suelos arenosos 
- Suelos arenosos sueltos 
- Roca alterada suelta 
- Roca sana 
- Tierra vegetal, arcilla 
- Suelo arenoso 
1:1 
1:1 
1.5:1 
2:1 
3:1 
0.5:1 
0.25:1 
1.5:1 
3:1 
 
f) RADIOS DE CURVATURA MINIMOS: 
Para el replanteo de las curvas horizontales es necesario determinar el radio de 
curvatura mínimo, de acuerdo al diseño elegido. Se recomienda que varias entre los 
siguientes valores: 
Rc ≥ 10d ~ 15d 
y/o Rc ≥ 3B ~ 5B 
 
 
 
Fotografía de un tramo del canal Chimbote del PE Chinecas-2007 
Manual del curso de Irrigación y Drenaje Hugo Amado Rojas Rubio 
 
29 
 
En el caso de canales con flujos de velocidades altas será necesario calcular la mayor 
elevación que se produce por el cambio de dirección en el lado exterior de la curva, lo 
cual obliga a aumentar el borde libre en la pared exterior del canal. 
El peraltamiento se calcula con la siguiente expresión: 
 
P = v
2
 B / g Rc 
Donde: 
P = Peraltamiento en mts. 
V = Velocidad en m/s 
B = Ancho del espejo de agua en mts. 
G = gravedad en m/s
2
 
Rc = Radio de curvatura en mts. 
 
g) BORDES LIBRES (FREE BOARD).- 
 
Para dar la seguridad al canal es necesario una altura adicional denominada Borde 
Libre, con objeto de evitar desbordamientos por mala operación de compuertas, 
derrumbes o por olas debido al viento que pueden poner en peligro la estabilidad del 
canal. 
No existe una norma única para establecer el valor del borde libre, pero por lo 
general varía entre el 5% y el 30% del calado, y es tanto mayor cuanto mayor es el 
caudal y la velocidad en el canal. 
 
En canales pequeños Q  2 m
3
/s; se recomienda usar fb = 0.30 mt 
Para canales mayores Q > 2 m
3
/s: 
 fb= 0.60 + 0.0037 V
3
 d (mt) 
 
Donde: fb = borde libre en mt 
 v = velocidad del flujo m/seg 
 d = tirante mt 
 
La U.S. BUREAU OF RECLAMATION recomienda estimar el borde libre con la 
siguiente formula: 
CYfb 
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30 
 
 
 Dónde: fb = Borde libre en pies 
 C = 1.5 para caudales menores a 20 pies3 /s, y hasta 2.5 para 
 caudales del orden de los 3000 pies3/s. 
 Y = Tirante del canal en pies 
 
 
h) TIRANTES CRÍTICOS.- 
 
El tirante crítico dc, es aquel para el cual la energía específica es mínima, 
coincidentemente con este tirante el régimen lento o subcrítico pasa a régimen 
rápido o supercrítico. 
EL N° de Froude determina la condición de flujo: 
 N < 1 ; existe flujo subcrítico 
N = 1 ; existe flujo crítico 
 N > 1 ; existe flujo supercrítico 
Cuando el flujo está próximo a ser crítico, la superficie del agua se hace inestable, 
produciendo olas. 
Tirantes críticos para tipo de sección de canal: 
 
 Triangular : )
2
(
5
4
2
d
g
V
d c  
 Rectangular : )
2
(
5
4
2
d
g
V
d c  o 
g
q 2
 
 Trapezoidal : )
2
(
5
4
2
d
g
V
fB
B
d c 

 
 
i) LONGITUD DE TRANSICIÓN. 
 
Debido a los cambios de sección en el trazo de los canales, es necesario efectuar 
transiciones entre ellos para asegurar un flujo lo más uniforme posible. 
La longitud de transición recomendable está dada por: 
Manual del curso de Irrigación y Drenaje Hugo Amado Rojas Rubio 
 
31 
 
)(5.2 12 BBL  , donde B2 y B1, son los anchos de los espejos de agua (mt) aguas 
abajo y aguas arriba respectivamente. 
El Bureau of Reclamation of USA, recomienda que el ángulo máximo entre el eje 
del canal y una línea que une los lados de la transición a la entrada y a la salida no 
exceda de 12.5°, esto permite determinar la longitud de transición. 



5.122
12
Tg
BB
L 
 
Ej: Canal de sección circular a trapezoidal 
 
 
 
 
 
 
 
 
Longitud según Fórmula, aproximadamente 3.00 m 
 
 
 
j) Ancho de La Base de un Canal y Tirante 
 
Uno de los problemas en el proyecto de canales el de determinar las dimensiones 
del ancho de la base y el tirante que debe tener la sección para dejar pasar un gasto 
Manual del curso de Irrigación y Drenaje Hugo Amado Rojas Rubio 
 
32 
 
determinado Q en las condiciones más económicas de costo. En canales pequeños el 
tirante del agua se elige arbitrariamente, el rendimiento hidráulico queda afectado 
ligeramente por consideraciones económicas o prácticas. Cuando los canales tienen una 
sección grande es necesario limitar la profundidad con el objeto de evitar derrumbes en 
sus taludes; se evitan tirantes mayores de 3 m. 
El criterio de la sección más eficiente desde el punto de vista hidráulico, es 
aplicable para determinar las dimensiones del canal, solamente en el caso que este se 
construya en un terreno plano, la relación entre la base y el tirante de la sección más 
eficiente de acuerdo a diferentes taludes aparece en el cuadro siguiente: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Si el terreno no es horizontal transversalmente, la excavación se compone de dos 
partes; la que corresponde a la sección mojada y otra debido a la inclinación del terreno, 
cuya magnitud puede ser en algunos casos mayor que la sección mojada; en estas 
circunstancias el criterio para determinar el ancho y el tirante del canal se aleja del 
criterio de la sección más eficiente, prima el de la economía en la excavación del canal. 
 
Otro criterio, el de Echeverri ha llegado a establecer que el tirante de agua debe ser 
expresado por la relación empírica: 
 
1.73
A
 d  , A = área 
Para los taludes usuales esta fórmula da relaciones de b/d que tienen el siguiente valor: 
 
Taludes 1/2:1 1:1 1.5:1 2:1 
b/d 3.5 3.0 2.5 2.0 
 
Talud Relación b/d 
Vertical 
1/4:1 
1/2:1 
3/4:1 
1:1 
1-1/2:1 
2:1 
2.00 
1.56 
1.24 
1.00 
0.83 
0.61 
0.47 
Manual del curso de Irrigación y Drenaje Hugo Amado Rojas Rubio 
 
33 
 
Es decir canales menos anchos que los que da el criterio de Echeverri; estos dos últimos 
criterios son usados en topografía plana. 
 
k) FILTRACIÓN DE CANALES.- 
 
La filtración de agua en los canales siempre ocurre, por lo que el problema no puede 
ser considerado con indiferencia, pues al no llegar toda el agua a las zonas de riesgo, 
se reduce la eficiencia del sistema con las consiguientes pérdidas económicas. 
Además la filtración en los canales no solamente representa pérdidas de agua valiosa 
para los cultivos, sino que invariablemente resulta en la elevación del nivel de las 
aguas freáticas, pudiendo causar efectos perjudiciales para las plantas, salinización 
del suelo, exigiendo a menudo la construcción de costosos sistemas de drenaje. 
 
Pérdidas por Conducción. 
El agua para las irrigaciones es conducida generalmente por medio de canales 
excavados en tierra. Solo en los casos en que por razones de orden económico es 
conveniente revestirlos, se justifica el empleo de la albañilería de piedra muy usado en 
nuestro medio, el concreto, el suelo de cemento, la madera y el metal para 
impermeabilizar el fondo y las paredes del canal. Estos casos de orden económico se 
presentan cuando el agua que hay que conducir proviene proyectos donde se han 
realizado grandes inversiones, como los proyectos hidráulicos de la costa del Perú; se 
comprende que el volumen de las obras de Ingeniería es grande, en consecuencia el 
costo por m
3
 de agua es alto, justificando los medios utilizados para evitar pérdidas por 
conducción.Muchas veces sucede en obras grandes, que por la diversidad de los materiales 
sobre los cuales se deben excavar los canales, es necesario revestir solamente los tramos 
donde se prevea fuertes pérdidas de agua. 
Las pérdidas por conducción en los canales en tierra son considerables; es 
necesario tenerlas muy en cuenta en la ejecución de proyectos. 
 
Naturaleza de las Pérdidas en la Conducción. 
Las pérdidas en la conducción son debidas a la filtración a través del perímetro 
mojado de la sección del canal, y a la evaporación en la superficie de agua. Las pérdidas 
debidas a la filtración se dividen en dos grupos: las que dependen de la absorción y las 
Manual del curso de Irrigación y Drenaje Hugo Amado Rojas Rubio 
 
34 
 
que dependen de la percolación. Estas dos pérdidas están íntimamente ligadas y no ha 
sido posible separarlas y expresar cada una numéricamente. 
 
Las pérdidas por absorción son debidas a la acción capilar y cesan cuando el 
terreno adquiere su límite de capilaridad que depende de su textura; las pérdidas por este 
concepto no son de mucha consideración. Las pérdidas por percolación se deben a la 
acción de la gravedad, el agua corre hacia el sub-suelo, más allá del límite capilar, 
alcanzando a menudo el nivel de la napa freática o siguiendo su curso en forma de agua 
subterránea. 
Las pérdidas por absorción son muy grandes cuando el canal se usa por primera 
vez, pero van disminuyendo a medida que el terreno se satura, pero las pérdidas por 
percolación continúan siempre, sobre todo si el nivel de la tabla de agua es muy 
profundo. 
 
k-1) Factores Que Afectan La Filtración: 
 
Es fácil ver que la filtración en los canales depende de muchos factores, entre 
los que podemos citar: 
- La permeabilidad del suelo. 
- El tirante del agua en el canal 
- Temperatura 
- Edad del canal 
- Caudal P = K/Q (Kostiakov) 
 
Caudal m
3
/seg Perdida en % del caudal x km 
 
0.1 – 0.2 
0.2 – 0.5 
0.5 – 1.0 
1.0 – 2.0 
 2.0 – 10.0 
10.0 – 50.0 
 50.0 – 200.0 
 
12 - 9 
 9 - 6 
 6 - 4 
 4.5 - 2.5 
 2.5 - 0.6 
 0.6 - 0.2 
 0.2 - 0.05 
 
Manual del curso de Irrigación y Drenaje Hugo Amado Rojas Rubio 
 
35 
 
Las pérdidas por absorción son mayores en los suelos de textura fina, que tienen 
una gran capacidad para retener agua capilar, pero las pérdidas totales por filtración 
dependen sobre todo de la percolación, y por consiguiente son mayores en los suelos 
arenosos que tienen fácil drenaje. 
 
J.O. Boresford, concluye de los estudios que ha llevado a cabo en la India, que 
las pérdidas totales por filtración son mayores en los canales en corte que en los canales 
construidos en relleno. Esta afirmación es sin duda verdadera, sólo en el caso en que 
todas las demás condiciones sean semejantes, incluyendo la distancia a la tabla de agua, 
y puede ser explicada por el hecho de que el medio absorbente en los dos lados de un 
canal construido en relleno, está confinado a los dos terraplenes, mientras que en un 
canal construido en corte el medio absorbente es ilimitado. 
 
Un suelo arenoso no saturado de agua del subsuelo produce grandes pérdidas por 
filtración. La elevación de la mesa de agua usualmente disminuye las pérdidas totales 
por filtración y la extensión de las pérdidas depende de la velocidad con que el agua 
puede elevarse en algunas ocasiones sobre el fondo del canal, y producir ganancias en 
lugar de pérdidas de agua. Un canal construido en una ladera o en la parte más alta de 
un terreno irrigado, y que no tiene otras tierras irrigadas sobre él, está sujeto a grandes 
pérdidas; en cambio un canal construido en una tierra baja, recibe frecuentemente agua 
de drenaje de los terrenos o de los canales más altos, llegándose a balancear las pérdidas 
por filtraciones y teniéndose en algunos casos considerable ganancia. 
 
Por esta razón, y también para evitar el mayor costo de construcción, se han 
usado en proyectos de irrigación depresiones naturales para conducir agua, en lugar de 
conducirla por medio de canales artificiales. Esta práctica, sin embargo, se limita a 
depresiones naturales que no son muy profundas y que tienen una sección transversal 
más o menos regular, y en las cuales, el fondo está formado por un material no 
erosionable por las altas velocidades que frecuentemente se tienen en estos casos. 
 
La temperatura del agua y del suelo tiene algún efecto en las pérdidas por 
filtración. Un aumento en la temperatura disminuye la viscosidad del agua y aumenta la 
tasa de percolación. 
Manual del curso de Irrigación y Drenaje Hugo Amado Rojas Rubio 
 
36 
 
Este es un hecho comprobado por Hasen en su teoría sobre el movimiento de las 
aguas subterráneas, y también por Kennedy, en los canales de la India, donde se ha 
comprobado que las pérdidas por percolación son muchos mayores en los meses 
calurosos que en los meses fríos. 
 
La edad del canal también disminuye la pérdida por percolación, pues los 
depósitos de sedimento obturan los poros del terreno permeable. 
 
El efecto de la profundidad del agua en las pérdidas por percolación en los 
canales ha sido probablemente muy exagerado. Aunque corrientemente se asegura que 
las pérdidas por filtración son proporcionales a la raíz cuadrada de la profundidad del 
agua, existen muy pocos datos para comprobar que esa relación es exacta. 
 
Mr. Weymouth, del Servicio de Reclamación de los Estados Unidos, asegura 
que la profundidad del agua tiene muy poca influencia en las pérdidas por filtración. 
 
k-2) Fórmulas utilizadas para canales no revestidos: 
 
Existen varias fórmulas para el cálculo de la cantidad de agua perdida por 
filtración en canales. De estas, las más conocidas en el sistema métrico son: 
 
1. FORMULA DE T. INGHAM.- Desarrollado por el autor en 1896 en base a 
observaciones en canales de la India. 
 
)2(0025.0 dzbdP  P = pérdidas en m
3
/seg . km 
 d = Tirante mt 
 b = ancho del fondo 
 z = tangente del ángulo del talud 
con la vertical 
 
2. FORMULA DE PAVLOVSKI (1924).- 
 
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37 
 
  zdbKP  12000,1 ; K es el coeficiente de 
permeabilidad m/seg. 
 
3. FORMULA DE PUNJAB.- Actualmente usada (1967) 
 
 53.0QCP P ; siendo Q el caudal en m
3
/seg y CP un 
valor que varía según el suelo. 
- Suelos muy permeables 0.03 
- Suelos comunes 0.02 
- Suelos impermeables 0.01 
 
4. FORMULA DE E.A. MORITZ.- Usada en los EE.UU. (1951) 
 
2
1
0375,0 ACP m 
donde A , es la superficie mojada 
 Cm, coeficiente que depende del material en el que está excavado 
el canal, tiene los siguientes valores: 
 - Franco Arcilloso 0.08 ~ 0.30 
 - Franco Arenoso 0.30 ~ 0.45 
 - Arenas sucias 0.45 ~ 0.55 
 - Arenas y Gravas 0.55 ~ 0.80 
 - Concreto 0.10 
 
k-3) Pérdidas en Canales Revestidos: 
De acuerdo a Davis, todo canal debe ser revestido cuando las pérdidas por 
filtración exceden de 0.46 m/día (5.32 x 10
-4
 cm/seg) 
El revestimiento de un canal no elimina completamente las pérdidas por 
filtración. Según Uginchus, las pérdidas en un canal revestido pueden 
obtenerse multiplicando por un factor las pérdidas que se producen en el 
mismo canal no revestido. Para el caso de un revestimiento de concreto de 7.5 
cm, se ha encontrado que el coeficiente es igual a 0.13, o sea que las pérdidas 
se reducen a la octava parte. 
También puede utilizar la fórmula: 
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38 
 
 
)1( 2zdb
t
d
KP  , donde: 
 
K = Permeabilidad de revestimiento del concreto, que varía de 10
-5
 cm/seg a 
10
-7
 cm/seg 
 t = espesor del revestimiento 
 
Ejemplo 1 sobre filtración en canales: 
 
Se tiene un canal no revestido, n =0.028 de sección trapezoidal, que conduce un 
caudal Q = 15 m
3
/seg, con una gradiente de S = 0.0003 (0.3 
0
/00). El ancho del 
fondo es b = 3 mt, el tirante d = 3 mt y los taludes tienen una inclinación de z = 
1. La longitud del canal es 60 km y ha sido excavado en un suelo franco-arenoso 
cuyo coeficiente de permeabilidad K = 5 x 10
-6
 cm/seg. Se solicita encontrar las 
pérdidas por filtración por km, y el caudal final. 
 
SOLUCIÓN: 
 
 La sección mojada : 2m 18 zd)(b d A  
 El perímetro mojado : mtzdbP 5.1112 2  
 La velocidad : m/seg 0.835 Q/A V  
 
1. Según Ingham: 
P = 0.0025 x 1.73 ( 3 + 2 x 1 x 3 ) 
P = 0.039 m
3
/seg x km 
 
2. Pavloski: 
P = 1000 x 5 x 10
-6
 ( 3 + 6 x 2 ) 
P = 0.075 m
3
/seg x km 
3. Punjab: 
P = 0.02 x 15
0.563
 
P = 0.092 m
3
/seg x km 
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39 
 
 
4. Moritz: 
P = 0.0375 x 0.4 x 18
1/2 
P = 0.064 m
3
/seg x km 
 
En promedio se tendría para el tramo inicial una pérdida de P = 0.070 m
3
/seg x km 
que representa el 0.47 % del caudal total. 
Considerando las pérdidas por filtración constante, el caudal al final del canal sería: 
 
 Q = 15 – 0.070 x 60 = 10.8 m
3
/seg 
ó Q = 15 (1 - 0.0047 x 60 ) = 10.8 m
3
/seg 
 
O sea que en 60 km, se perderá 4.2 m
3
/seg, que representa el 28% del caudal de 
entrada. 
 
Ejemplo 2: 
Suponiendo que al canal del ejemplo anterior se realiza un revestimiento de concreto 
de 10 cm de espesor y considerando K = 2 x 10
-5
 cm/seg de permeabilidad. Se 
solicita encontrar la pérdida por kilómetro. 
 
kmxsegmxxx 35- 00434.0)414.133(
1.0
3
10 x 2 P  
 
Es decir que las pérdidas han disminuido 16 veces (0.070/0.00434), con 
relación a lo que se tenía para el canal no revestido. 
Considerando también constante la pérdida por km, obtenemos que la pérdida total 
en 60 km, sería: 
0.00434 x 60 = 0.26 m
3
/seg 
 lo que significa el 1.73 % del caudal total. 
 
* Si realizamos una evaluación económica, considerando S/. 
/
0.020 el costo del m
3
 
de agua se obtendría el valor económico que se pierde al considerar revestir o no 
un canal. 
 
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40 
 
l) REVESTIMIENTO EN CANALES.- 
 
 l-1) Finalidad y Justificación: 
Los revestimientos deben satisfacer los siguientes requerimientos: 
1) Crear una barrera impermeable al paso del agua, disminuyendo las pérdidas 
de esta y permitiendo extender el beneficio del riego a una mayor superficie 
cultivable. 
2) Proteger las tierras colindantes de los daños que en ellas causa la filtración 
eliminando con esto la necesidad de costosas obras de drenaje. 
3) Proteger el canal contra la erosión permitiendo una mayor velocidad. Esto a 
su vez permite reducir la sección con la consiguiente economía en la 
excavación. 
4) Reducir el coeficiente de rugosidad permitiendo el aumento de la velocidad. 
5) Evitar el crecimiento de plantas acuáticas en las paredes del canal. 
 
Las características de un buen revestimiento deben ser los siguientes: 
1) Ser impermeable 
2) Resistencia a la erosión 
3) De bajo costo en cuanto a construcción como a mantenimiento 
4) Durable ante la acción de agente atmosféricos, plantas y animales. 
 
l-2) Tipos de Revestimientos: 
Se han utilizado los materiales más diversos entre los cuales para casos 
excepcionales se pueden citar la madera, el acero, los plásticos, pero los 
materiales más comunes son los siguientes: 
 Mezclas con cemento y agregados (Fabricadas in situ o Prefabricadas) 
 Mezclas asfálticas 
 Materiales térreos 
 Tratamientos químicos del terreno 
 Revestimiento de Concreto 
 Revestimiento de Mortero 
 Revestimiento de Mampostería 
 Revestimiento de Fibrocemento 
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41 
 
 Revestimiento con Ladrillo 
 Revestimiento Asfáltico (imprimante) 
 Revestimiento de Concreto Asfáltico 
 Revestimiento de Suelo-cemento 
 
Forma de la Sección Transversal y Espesor del Revestimiento 
 
Los canales en tierra no revestidos se hacen generalmente anchos y poco 
profundos y con taludes variables según la naturaleza del suelo. 
Un canal revestido de concreto, es mucho más económico, cuando tiene una sección 
transversal, angosta y profunda y con taludes inclinados. 
 
Los taludes, en un canal revestido, no deben ser mucho más empinados que los taludes 
en los canales de tierra: naturalmente se sostendría con el fin de que la presión no sea 
excesiva, pues los revestimientos no deben trabajar como muros de sostenimiento, El 
revestimiento que se lleva generalmente en los canales es de 15 a 30 cms. sobre la 
superficie del agua. 
 
Espesor Mínimo Del Revestimiento. 
 
Cuando el revestimiento se coloca en el talud natural del terreno, y por consiguiente no 
resiste presión ninguna, puede ser muy delgado; dependiendo entonces el espesor de 
consideraciones prácticas, como el costo y la duración. En el Perú, se han hecho 
revestimientos de mortero de cemento de 3/4 a 1 pulgada de espesor, y que han sido por 
muchos años usados satisfactoriamente, existiendo algunos canales cuyo revestimiento 
es de 1/2 pulgada de espesor. 
 
Estos revestimientos sin embargo, no tienen mucha fuerza, pero en un suelo bien 
drenado y compacto se forman en ellos muy pocas rajaduras, que también se 
producirían en los revestimientos más gruesos. 
 
En algunos casos en estos revestimientos delgados, las pequeñas filtraciones producidas 
a través de las juntas de expansión, cuando el terreno es suelto, han producido vacíos 
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42 
 
detrás del revestimiento y la rotura consiguiente; cosa que no ocurrirla en revestimientos 
más gruesos. 
 
Las rajaduras de los revestimientos delgados pueden ser prevenidas, poniendo las juntas 
de expansión y dilatación muy cercanas las unas de las otras, de tal manera que los 
vacíos entre panel y panel sean muy pequeños. A veces ocurren también rajaduras 
producidas por las filtraciones del agua de lluvia por detrás de los revestimientos. La 
experiencia de parte de los ingenieros experimentados, es que un revestimiento de 
espesor menor de una pulgada, no es económico ni eficiente. 
 
Hay que tener en cuenta que la economía que se hace, con un revestimiento muy 
delgado no es sino economía de material, pues generalmente el precio de la mano de 
obra es el mismo que para un revestimiento de mayor espesor, y muy a menudo el 
cuidado que hay que poner en un revestimiento delgado, encarece esta mano de obra. 
 
Como conclusión, los revestimientos con mortero de cemento en suelo bien drenado, 
deben variar como mínimo entre una y tres pulgadas, debiendo usarse los límites 
superiores en los lugares en que la temperatura baja mucho, pudiendo dar lugar a 
congelamiento del agua. 
 
Espesor del Revestimiento Cuando este Debe Resistir Presiones de Tierra 
 
Los espesores anteriores dados para los revestimientos, se refieren en los casos cuales se 
usa el mortero de cemento, con taludes en el canal suficientemente tendidos para no 
producir presiones en el revestimiento. 
Para revestimientos en taludes más fuertes que el que corresponde al ángulo de reposo 
de la tierra, el revestimiento de los costados debe ser calculado como muro de 
sostenimiento. Para estos casos en forma práctica, se muestra en la tabla, los espesores 
ya calculados. 
 
 
 
 
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43 
 
Espesor de revestimientos de concreto y profundidades correspondientes de canales para diferentes 
taludes en el revestimiento y en el ángulo de reposo del suelo. 
 
PROFUNDIDAD MÁXIMA DEL CANAL EN PIES 
Talud del 
Canal 
Talud de 
reposo del 
terreno 
Sin sobrecarga y espesor del revestimiento de : 
Para máxima sobrecarga y espesordel 
revestimiento de : 
1 Pulg. 2 Pulg. 3 Pulg. 1 Pulg. 2 Pulg. 3 Pulg. 
1/2 a 1 
1/2 a 1 
1/2 a 1 
1/2 a 1 
1 a 1 
1 a 1 
1 a 1 
1 ½ a 1 
1 a 1 
1-1/2 a 1 
2 a 1 
3 a 1 
1 1/2 a 1 
3 a 1 
3 a 1 
3 a 1 
5.3 
1.6 
1.0 
0.5 
15.8 
3.8 
1.9 
6.2 
10.6 
3.2 
2.0 
1.1 
31.6 
7.7 
3.8 
12.4 
16.6 
4.8 
3.0 
1.6 
47.4 
11.5 
5.7 
18.6 
1.6 
0.6 
0.4 
0.3 
4.8 
1.9 
0.8 
2.5 
3.3 
1.2 
0.8 
0.6 
9.7 
3.8 
1.7 
5.1 
5.0 
1.8 
1.2 
0.9 
14.5 
5.7 
2.5 
7.6 
 
Contracción Y Expansión 
 
Es inevitable en todo revestimiento de canal con concreto, la formación de rajaduras 
provenientes unas veces de la variación de la temperatura, y otras por la contracción 
misma del concreto en su proceso de endurecimiento. 
Las contracciones debidas al endurecimiento del concreto son las más importantes y 
dependen de las proporciones de la mezcla que se use. Así el cemento puro, se contrae 
tres veces más que el mortero formado por uno de cemento y tres de arena, o que un 
concreto de la proporción 1:2:4. 
 
Por otro lado la experiencia enseña, que cuando el revestimiento de concreto está 
mojado, se produce una expansión igual a la contracción producida por el proceso de 
endurecimiento. Si el revestimiento vuelve a estar seco, la contracción vuelve a 
producirse, y así se tienen alternativas de contracción y expansión que dependen de la 
temperatura y del estado de humedad del revestimiento. 
 
Con el objeto de que estas rajaduras no se produzcan de una manera irregular, se 
construyen generalmente en los revestimientos las llamadas juntas de construcción, que 
consisten en construir los revestimientos de tal manera, por tramos y transversalmente al 
canal, existan pequeñas soluciones de continuidad, lo que se logra construyendo losas 
alternadas y llenando después con un material plástico, el espacio comprendido entre 
dos de ellas. 
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44 
 
 
 
 
La distancia comprendida entre junta y junta varia generalmente entre 2.40 y 3.60 mts. 
para revestimientos de 2 a 3 pulgadas de espesor. Cuando discurre el agua generalmente 
por la expansión del concreto las juntas quedan cerradas. 
Además de las juntas de construcción, que no son otra cosa que las líneas transversales 
del canal, donde el revestimiento es más débil se construyen a veces las llamadas 
“juntas de expansión” que tienen por objeto prevenir la filtración a través de las 
rajaduras previstas con las juntas de construcción. Y pueden ser de tres tipos distintos: 
1. Están formadas por un relleno de asfalto o material elastómero, en la ranura dejada 
por un pequeño listón de madera, que se quita después de la construcción entre 
panel y panel. 
2. Formadas por un relleno de cemento sobre asfalto en la misma ranura. 
3. Una juntura especial “water stop”, que permita la separación entre panel y panel. 
Los dos primeros tipos son los más recomendados. 
 
Construcción de Los Revestimientos 
 
Aunque estos se hacen de muy diversas maneras, según el diseño y el criterio del 
ingeniero que está a cargo de la obra, se puede decir que existen dos métodos generales 
para su construcción. 
El primer método consiste en colocar dentro del canal, formas especiales, que 
generalmente son de madera, y verter el concreto en el espacio que queda libre entre la 
pared exterior de las formas y los costados del canal. 
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45 
 
El segundo método no usa formas, colocándose el concreto sobre el fondo y paredes del 
canal, como si se construyera un pavimento o una acera. 
El primer método se usa generalmente en revestimientos que tienen más de dos 
pulgadas de espesor, y donde los taludes de los costados tienen más de 45°. 
El segundo método se usa cuando los taludes son más tendidos y cuando el 
revestimiento es más delgado. 
 
Economía de Los Revestimientos 
 
Aunque a primera vista parece un gasto excesivo la construcción de revestimientos en 
los canales, sin embargo hay que tener en cuenta que en muchos casos estos canales 
revestidos, resultan más económicos, aún en su primer costo, especialmente en aquellos 
lugares donde el agua es escasa y se tiene mucho terreno por irrigar. 
Así, un canal revestido de concreto, da un coeficiente de fricción más bajo y por 
consiguiente: para la misma sección y la misma pendiente tiene mayor capacidad de 
conducción. En un canal revestido pueden usarse taludes más empinados, disminuyendo 
así el costo de excavación y mejorando las condiciones hidráulicas de la sección. 
 
Un canal revestido reduce prácticamente a cero las pérdidas por percolación, que como 
anteriormente hemos visto llegan a porcentajes muy altos en canales sin revestir en 
terrenos excavados en terrenos permeables; con el mismo volumen de agua 
entrado en la cabecera del canal se pueden regar mayores extensiones de terreno. Un 
canal revestido es más económico en su conservación. 
Y por último, un canal revestido evita filtraciones que van a producir humedales, 
inconvenientes y depósitos de sales en terrenos bajos. 
 
Revestimientos Especiales 
 
Existen casos especiales en los cuales los canales son excavados en laderas con rocas 
fisuradas, donde pueden ocurrir pérdidas de agua; en estos casos generalmente basta con 
ejecutar un buen mortero diluido en las fisuras. 
También ocurre en los canales cortados en las laderas que la roca exterior está 
descompuesta y que en el cuerpo del cerro la roca sea compacta; en estos casos basta 
con hacer el revestimiento en el lado exterior del canal procurando que éste 
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46 
 
revestimiento penetre en cuña en la arista formada por el talud exterior y el fondo del 
canal. 
En muchos casos, cuando el terreno en que ha sido excavado el canal, tiene poca 
consistencia, los revestimientos se hacen de concreto armado, sea con barras delgadas 
de acero o con tela metálica. En ambos casos, las juntas de expansión se diseñan 
estructuralmente, pues el refuerzo del acero impide las rajaduras. 
 
 
 
 
 
 
2.3 ESTUDIOS HIDROLÓGICOS Y NECESIDADES DE AGUA. 
Cuando se trata de un proyecto de irrigación estos estudios se hacen con la 
finalidad de determinar las necesidades de agua para luego ser comparadas con 
las disponibilidades de las mismas; para llegar a esta comparación es necesario 
conocer el procedimiento que debe seguirse para resolver estos dos problemas 
importantes. Empezaremos a evaluar el volumen total de agua necesario para 
una futura irrigación, expresando primero algunos conceptos y definiciones que 
es necesario conocer. 
 
Los estudios de suelos determinan la aptitud que tienen éstos para ser sembrados 
de tal o cual cultivo; fijan además una posible distribución de los mismos, 
períodos vegetativos, y la forma como pueden rotarse estos cultivos dentro de la 
irrigación; estos datos se consignan en los llamados calendarios agrícolas que 
sirven de base para hacer una evaluación del volumen de agua necesario. 
 
Por medio de estos calendarios conocemos cuantos meses del año van a 
necesitar agua los diferentes cultivos que se ha planeado extender. La cantidad 
de agua mensual necesaria se determina encontrando primeramente el uso 
consuntivo o evapotranspiración de la planta, para luego de dividirse por un 
coeficiente llamado eficiencia de riesgo nos de la altura de agua necesaria para 
cada cultivo y cada uno de los meses del año; la suma de estas necesidades 
mensuales nos dará la necesidad anual. 
 
Antes de entrar con mayor detalle sobre este último punto, veremos a 
continuación como se define el uso consuntivo o evapotranspiración de la planta 
y cuales son los métodos que sirvan para determinarlo cuantitativamente. 
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47 
 
 
USO CONSUNTIVO O EVAPOTRANSPIRACIÓN.Se define como la cantidad de agua transpirada a través de la planta y que sirve 
para satisfacer sus necesidades fisiológicas, más una cierta cantidad de agua 
evaporada directamente del suelo al medio ambiente. 
Se han hecho experiencias para determinar separadamente el valor de estas 
evaporaciones no habiéndose llegado aún a ninguna conclusión definitiva; más 
bien los experimentos llevados a cabo para determinar la cuantía de estas 
evaporaciones consideradas en conjunto han dado resultados positivos que son 
empleados para de determinar las necesidades de las plantas. 
 
Muchas formas y métodos se han empleado en diferentes épocas para determinar 
el consumo de agua de las plantas; entre éstas podemos citar las siguientes; 
Cultivo de plantas en tanques, cultivos en parcelas, muestras de suelos; cada uno 
de estos métodos han empleado procedimientos distintos con el mismo fin. 
 
Determinación del Consumo de Agua de las Plantas. 
Se ha tratado siempre de conocer la cantidad de agua que requieren las plantas, 
algunos métodos basados en la experimentación (directos) han dado buenos 
resultados, sin embargo el costo representa un limitante en proyectos de pequeña 
escala. Los métodos indirectos ayudan a estimar la dotación de agua en parcelas 
pequeñas y en estudios a nivel de perfil y pre factibilidad. 
 
Métodos Indirectos Para la Determinación de la Evapotranspiración 
Entre estos métodos tenemos: 
 
a) Metodo de Blanney y Criddle 
Se basa en datos climatológicos y se debe a los Ings. Blanney y Criddle que 
han propuesto una fórmula empírica de mucho valor práctico. 
La formula mencionada asume que el consumo mensual de agua (Um) es una 
función de la temperatura (T) media mensual, del promedio mensual de horas de 
sol (p) expresado en porcentaje y de las características (K) fisiológicas del vegetal 
considerado, obteniéndose la relación siguiente; 
 
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48 
 
Um = F (T, p, K) 
 
Esta fórmula desarrollada toma la siguiente forma: 
 
Um = F x K 
 
Siendo: F = T x p 
 
Estando: la temperatura (T) en grados Farenheit. 
 
K, es un coeficiente de consumo dado en centímetros y que depende de la clase 
de cultivo. 
Si quisiéramos usar grados centígrados el valor de F seria: 
 
 
100
P 32 T 1.8
 F

 
 
Entonces el consumo mensual en centímetros por hectárea de cultivo es: 
 
 
100
P 32 T 1.8
K Um

 
 
El valor del coeficiente de consumo K varía como dijimos con el tipo de cultivo 
y se le determina experimentalmente. A continuación damos una tabla de éstos 
valores: 
 
Valores de K Periodo vegetativo (días) Planta 
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49 
 
 
Para la aplicación de la fórmula se necesita también conocer el promedio mensual de 
horas de sol; se muestra a continuación un cuadro de estos valores para latitudes 
comprendidas entre 0° y 20° del Ecuador geográfico. 
 
PORCENTAJES DE HORAS DE LUZ POR MES PARA LATITUDES SUR 
Latitud 
Meses 0° 1° 2° 3° 4° 5° 6° 7° 8° 9° 
Enero 8.50 8.53 8.57 8.60 8.64 8.68 8.71 8.75 8.78 8.82 
Febrero 7.66 7.69 7.71 7.73 7.75 7.77 7.79 7.81 7.83 7.85 
Marzo 8.48 8.49 8.49 8.50 8.50 8.50 8.50 8.51 8.51 8.51 
Abril 8.21 8.20 8.19 8.17 8.16 8.14 8.13 8.11 8.10 8.08 
Mayo 8.50 8.46 8.43 8.40 8.37 8.34 8.31 8.27 8.24 8.21 
Junio 8.22 8.19 8.14 8.11 8.07 8.03 7.99 7.95 7.92 7.89 
Julio 8.50 8.46 8.42 8.39 8.35 8.32 8.28 8.25 8.21 8.18 
Agosto 8.50 8.47 8.45 8.43 8.40 8.38 8.36 8.34 8.32 8.30 
Septiembre 8.21 8.21 8.21 8.21 8.20 8.20 8.20 8.20 8.19 8.19 
Octubre 8.50 8.51 8.53 8.54 8.56 8.57 8.59 8.60 8.62 8.63 
Noviembre 8.22 8.25 8.28 8.31 8.34 8.37 8.40 8.43 8.46 8.49 
Diciembre 8.50 8.54 8.58 8.62 8.66 8.70 8.74 8.78 8.82 8.86 
2.03 – 2.15 
1.05 – 1.65 
2.54 – 3.05 
2.29 
1.27 – 1.65 
1.52 – 1.78 
1.91 – 2.15 
1.65 – 1.91 
1.91 
1.78 
Permanente 
120 – 180 
90 – 150 
Permanente 
Permanente 
80 – 120 
80 – 200 
120 – 180 
Permanente 
120 
Alfalfa 
Algodón 
Arroz 
Caña de azúcar 
Cítricos 
Frijol 
Maíz 
Papas 
Pastos 
Tomates 
Manual del curso de Irrigación y Drenaje Hugo Amado Rojas Rubio 
 
50 
 
 
 
Se recomienda el uso del método Blanney & Criddle, cuando se trata de monocultivos o 
cuando se tiene perfectamente definidos los agrotipos que constituyen las cosechas. 
La determinación de las necesidades de agua empleando éste método supone que los 
estudios agro-económicos son lo suficientemente completos, no sólo para la 
determinación de los cultivos tipos, sino también para precisar la extensión que cebe 
dedicarse a cada uno de ellos, en función de la capacidad productiva y de otros aspectos 
relacionados con el mercado, capacidad económica, colonización etc. 
 
Al iniciarse el estudio de un proyecto de irrigación, no se cuenta con los elementos 
suficientes para discriminar sobre los agrotipos, quedando muchas veces a simple 
apreciación del proyectista su determinación, lo que hace que las demandas de agua 
puedan tener variaciones sustanciales de acuerdo al criterio de los proyectistas. 
 
b) Método de Thornthwaite 
Entre los métodos indirectos para calcular la evapotranspiración se encuentra el de 
Thornthwaite, que usa como variable la temperatura del lugar de desarrollo del 
proyecto. Debido a que el método del Dr. Thornthwaite, elimina el factor de apreciación 
personal, 
se recomienda para los estudios generales y de cultivo diversificado, , mientras no se 
disponga de exhaustivos estudios agro-económicos. 
Latitud 
Meses 10° 11° 12° 13° 14° 15° 16° 17° 18° 19° 
Enero 8.86 8.89 8.93 8.97 9.01 9.04 9.08 9.12 9.16 9.20 
Febrero 7.87 7.89 7.91 7.93 7.95 7.97 7.99 8.01 8.03 8.06 
Marzo 8.51 8.52 8.53 8.53 8.53 8.54 8.54 8.54 8.55 8.55 
Abril 8.07 8.05 8.03 8.02 8.00 7.98 7.97 7.95 7.93 7.92 
Mayo 8.17 8.15 8.11 8.08 8.05 8.01 7.98 7.95 7.91 7.88 
Junio 7.84 7.97 7.75 7.71 7.67 7.63 7.59 7.54 7.50 7.46 
Julio 8.14 8.11 8.08 8.03 7.99 7.95 7.91 7.88 7.84 7.80 
Agosto 8.27 8.25 8.22 8.20 8.18 8.15 8.13 8.10 8.08 8.05 
Septiembre 8.19 8.18 8.18 8.17 8.17 8.17 8.16 8.16 8.15 8.15 
Octubre 8.65 8.66 8.68 8.70 8.71 8.73 8.75 8.76 8.78 8.80 
Noviembre 8.53 8.56 8.59 8.63 8.66 8.70 8.73 8.77 8.81 8.83 
Diciembre 8.90 8.95 8.99 9.03 9.08 9.13 9.17 9.22 9.26 9.30 
Manual del curso de Irrigación y Drenaje Hugo Amado Rojas Rubio 
 
51 
 
En la aplicación de cualquiera de los métodos mencionados debe tenerse en cuenta que 
los resultados que ellos ofrecen son solamente valores de orientación, ya que las 
fórmulas empleadas no incluyen todos los factores de incidencia y porque para su 
correcta aplicación debe tenerse en cuenta la eficiencia de riego, lo que a falta de 
experiencia se toma de acuerdo a valores obtenidos en otros lugares, no siempre 
semejantes a la zona que se estudia. 
 
Sin embargo, cuando no se ha efectuado experiencias de demandas de agua, los 
métodos de uso consuntivo ofrecen los elementos necesarios para la formulación del 
proyecto dando, como se como se ha indicado, valores de orientación, indispensables 
para la determinación de capacidades y extensiones irrigables de acuerdo a las 
disponibilidades de agua. 
Utilizando el método de Thornthwaite, en algunos países se han formado las isopletas 
de demandas de agua, de gran aplicación en estudios generales, principalmente en los de 
reconocimiento o preliminares. 
Para la aplicación del método Thornthwaite, es necesario conocer: 
a) Latitud del lugar 
b) Temperatura media mensual 
c) Período vegetativo (para estudios generales se toma todo el año). 
Según Thornthwaite (1948): 
 
a
I
T
xETP 






10
6.1 
donde: 
 
ETP - evapotranspiración potencial para meses de 30 días y 12 horas de luz 
solar (no ajustada) en cm; 
 T - temperatura media mensual en 
o 
C; 
 I - índice anual de calor (se calcula como la suma de los índices de las 
eficiencias mensuales de la temperatura