Plan General de Transformación Zona Regable Andévalo Occidental Fronterizo (Huelva).

ANEJO 6.- NECESIDADES DE AGUA DE LOS CULTIVOS. ÍNDICE. 1

INTRODUCCIÓN............................................................................................................... 2

2

METODOLOGÍA DE CÁLCULO DE NECESIDADES DE AGUA DE RIEGO........ 3 2.1

3

4

CONDICIONANTES BÁSICOS........................................................................................... 3

METODOLOGÍA GENERAL........................................................................................... 4 3.1

NECESIDADES NETAS DE AGUA. .................................................................................... 4

3.2

NECESIDADES BRUTAS DE AGUA................................................................................... 5

3.3

VOLÚMENES DE AGUA REQUERIDOS. ............................................................................ 6

APLICACIÓN DEL MODELO MATEMÁTICO........................................................... 6 4.1

INTRODUCCIÓN.............................................................................................................. 6

4.2

ANÁLISIS DE LOS DATOS CLIMÁTICOS........................................................................... 6

4.3

CÁLCULO DE LA EVAPOTRANSPIRACIÓN POTENCIAL DEL CULTIVO DE REFERENCIA.... 7

4.3.1

Método de Blaney-Criddle. ................................................................................... 8

4.3.2

Método de Radiación. ........................................................................................... 9

4.3.3

Método de Penman.............................................................................................. 11

4.3.4

Método de Hargreaves. ....................................................................................... 12

4.3.5

Método de Christiansen. ..................................................................................... 13

4.3.6

Método de Jensen-Haise. .................................................................................... 15

4.4

NECESIDADES NETAS DE AGUA DE RIEGO DE LOS DIFERENTES CULTIVOS.................. 17

4.4.1

Cultivos analizados y calendario de cultivos. ..................................................... 17

4.4.2

Precipitación eficaz............................................................................................. 18

4.4.3

Pre-riego. ............................................................................................................ 18

4.4.4

Reserva de agua en el suelo. ............................................................................... 18

5

NECESIDADES NETAS DE AGUA DE LOS CULTIVOS. ........................................ 19

6

GARANTIA DE LAS NECESIDADES NETAS. ........................................................... 22

7

NECESIDADES BRUTAS DE AGUA DE RIEGO. ...................................................... 25

ANEJO 6: Necesidades de agua de los cultivos

1

Plan General de Transformación Zona Regable Andévalo Occidental Fronterizo (Huelva).

1 INTRODUCCIÓN.

El presente Anejo tiene por objetivo establecer las necesidades anuales de agua para el riego de la zona, su distribución mensual, y la punta de esas necesidades, que es la que determinará el caudal de cálculo de las instalaciones. El paso previo al cálculo de los volúmenes necesarios de agua de riego es la definición de su dedicación cultural, condicionada por factores climatológicos, edáficos y agroeconómicos. Contando con todas estas circunstancias, se ha establecido una gama de cultivos que constituye una alternativa que se considera viable. Es evidente que no es la única posible, y puede que no sea la que se implante, al menos con las superficies estimadas, pero es la que más se aproxima a la vocación cultural de la zona. La alternativa de cultivo considerada ha sido: SUPERFICIE

CULTIVO

OCUPADA

Cítricos

55 %

Olivar

30 %

Otros frutales

10 %

Huerta y otros cultivos

5%

En esta alternativa, cuyo cultivo predominante son los cítricos con una progresión del cultivo del olivar, existe la tendencia a implantar algunos frutales, como puede ser el melocotón y el ciruelo de determinadas variedades adecuadas a las condiciones agroclimáticas de la zona, así como la huerta. Esta es la razón por la que se reserva el 5% para estos cultivos.

ANEJO 6: Necesidades de agua par los cultivos

2

Plan General de Transformación Zona Regable Andévalo Occidental Fronterizo (Huelva).

2 METODOLOGÍA DE CÁLCULO DE NECESIDADES DE AGUA DE RIEGO.

2.1

CONDICIONANTES BÁSICOS.

El análisis de los antecedentes y la experiencia acumulada en la determinación de necesidades de agua en otras zonas regables, aconsejan tener en cuenta los siguientes condicionantes de partida. a) Es preciso calcular las necesidades de agua de diferentes cultivos en numerosas hipótesis, tanto por cuanto se refiere a la utilización de datos básicos, climáticos y agronómicos, como a su combinación en diferentes porcentajes para obtener diversas alternativas. b) La indeterminación que suele existir, especialmente en la duración de las cuatro etapas en que, según el consumo de agua, se divide el ciclo vegetativo de los cultivos, así como en la amplitud de los periodos de siembra y recolección, aconseja realizar un análisis de sensibilidad de la influencia que tienen diversos factores en las necesidades de agua. c) La existencia de numerosos métodos de cálculo, y ninguno con reconocida autoridad universal, recomienda el análisis de los resultados que se obtienen mediante diferentes métodos. d) La evidente influencia que diversos factores climáticos, intrínsicamente aleatorios, tienen sobre las necesidades de agua de los cultivos, aconseja efectuar un análisis probabilístico de los resultados, a fin de conocer la garantía que proporciona al cultivo o alternativa correspondiente una determinada dotación. e) El cálculo del volumen de agua preciso para la zona regable y su distribución en el tiempo es inmediato una vez que se conocen las necesidades netas unitarias, las brutas correspondientes, y las superficies netas dedicadas al cultivo.

ANEJO 6: Necesidades de agua par los cultivos

3

Plan General de Transformación Zona Regable Andévalo Occidental Fronterizo (Huelva).

3 METODOLOGÍA GENERAL.

3.1

NECESIDADES NETAS DE AGUA.

Los condicionantes básicos descritos imponen, evidentemente, la necesidad de mecanizar el cálculo de las necesidades de agua para poder tener en cuenta debidamente la gran cantidad de variables que existen, y analizar un número suficiente de alternativas de forma que realmente se pueda elegir la óptima. Se ha utilizado un modelo matemático, especialmente diseñado para el cálculo de necesidades netas de agua de los cultivos, que está estructurado en varios módulos de programas, de forma que para pasar de una etapa a la siguiente, sea preciso haber tomado las decisiones oportunas a la vista de los resultados obtenidos en las anteriores. Estas etapas, que se describen posteriormente con mucho mayor detalle, son las siguientes: a) Análisis de la información climatológica disponible. b) Determinación de la evapotranspiración potencial del cultivo de referencia, ETo, (la ETo se define como la "Tasa de evapotranspiración de una superficie extensa de gramíneas verdes de altura de 8 a 15 cm, de crecimiento activo, que cubren totalmente el suelo y que no escasean de agua"), mediante los numerosos métodos existentes y especialmente con los que recomienda F.A.O. en su publicación nº 24 denominada "Necesidades de agua de los cultivos". c) En relación con este programa, debe destacarse que no solamente permite utilizar diferentes procedimientos de cálculo (Penman; Blaney-Criddle; Radiación; Hargreaves; Jensen-Haise; Thornthwaite; Christiansen, etc.) sino que puede trabajar con cualquier serie, por larga que sea, de datos mensuales en lugar de con valores medios, como es habitual. El programa, además de las salidas numéricas normales, proporciona gráficos que permiten decidir sobre el método o los métodos con los que es conveniente proseguir los cálculos. d) Determinación de las necesidades netas de agua de cada cultivo. e) Se comienza por calcular la evapotranspiración potencial de cada cultivo, ETc = Kc ETo. ANEJO 6: Necesidades de agua par los cultivos

4

Plan General de Transformación Zona Regable Andévalo Occidental Fronterizo (Huelva).

f)

Los valores de Kc dependen no solamente de cada cultivo sino de la fecha de iniciación y duración de los diferentes períodos de germinación y desarrollo inicial, crecimiento, maduración, etc., de la planta. El modelo se ajusta a las directrices de F.A.O. a este respecto y calcula los diferentes Kc a lo largo del año, teniendo en cuenta la frecuencia esperada de lluvia o riego, el valor de ETo y las características de fecha y duración de las diferentes etapas del ciclo vegetativo de la planta.

g) A partir de estos valores el modelo calcula las necesidades netas de agua de riego que tendría cada cultivo de los estudiados, a lo largo de los años de la serie histórica, con un balance mensual entre los usos consuntivos de evapotranspiración, las aportaciones de agua de lluvia, las posibilidades de almacenamiento de agua en el suelo y los pre-riegos. Como es natural, todos estos factores pueden ser variados automáticamente para comprobar la sensibilidad de cada cultivo. Al final de esta etapa se conocen las necesidades de agua netas para cada cultivo y se puede planificar (considerando

por

supuesto

otros

muchos

factores

agronómicos,

económicos, etc.) las alternativas de cultivo más adecuadas en principio. h) Determinación de las necesidades netas de agua de las alternativas de cultivos definidas. i)

Una vez definida la alternativa que se quiere estudiar, en función de los cultivos y de la superficie relativa que ocupan, se calculan las necesidades netas de agua mediante un balance completamente análogo al que se ha utilizado para los cultivos individuales. Se parte para ello de los valores de la evapotranspiración potencial de cada cultivo y de su superficie relativa ocupada, y se considera la influencia de la lluvia eficaz, los pre-riegos y las posibilidades de almacenamiento de agua en el suelo, que son variables mes a mes. El resultado final de los cálculos es una tabla, para la alternativa analizada, en la que figuran los valores mensuales de necesidades netas para cada uno de los años de la serie histórica y, por supuesto, los valores medios.

3.2

NECESIDADES BRUTAS DE AGUA.

El paso de necesidades netas en la parcela, que es lo que en definitiva se acaba determinando con el modelo someramente descrito, a las necesidades brutas en

ANEJO 6: Necesidades de agua par los cultivos

5

Plan General de Transformación Zona Regable Andévalo Occidental Fronterizo (Huelva).

parcela y en cabecera de la red de distribución se hace, hoy por hoy, mediante la simple aplicación de unos coeficientes correctores que incrementan las necesidades para tener en cuenta la eficacia en la aplicación del agua a nivel de parcela (en función del método de riego y de la capacidad profesional del regante), y de las pérdidas en las conducciones.

3.3

VOLÚMENES DE AGUA REQUERIDOS.

El cálculo de los volúmenes de agua que determinadas necesidades brutas requieren es inmediato cuando se sabe la superficie neta que se va a dedicar al cultivo de cada alternativa, ya que es el producto de ambos factores. Este cálculo se realiza por meses, de forma que se conocen los volúmenes de los recursos hidráulicos disponibles que cada mes deben reservarse para la zona regable en cuestión. Simultáneamente, el conocimiento del volumen total que es preciso servir en el mes de máximo consumo permite deducir, en función de las hipótesis respecto a capacidad de regulación de las instalaciones de conducción y de la duración de la jornada de riego, el caudal de diseño de los diferentes tramos de conducción y específicamente de la toma.

4 APLICACIÓN DEL MODELO MATEMÁTICO.

4.1

INTRODUCCIÓN.

Como se ha explicado anteriormente, el modelo matemático utilizado se emplea para obtener las necesidades netas de agua de las alternativas que se deseen. En las páginas que siguen, se expone la aplicación de cada uno de los módulos de que consta el modelo, a los problemas específicos de la zona.

4.2

ANÁLISIS DE LOS DATOS CLIMÁTICOS.

Los datos climáticos necesarios para el cálculo de la evapotranspiración potencial del cultivo de referencia, ETo, por los diversos métodos que más adelante se mencionan, son: -

Temperatura media mensual (ºC).

ANEJO 6: Necesidades de agua par los cultivos

6

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-

Humedad relativa media mensual (%).

-

Humedad relativa mínima mensual (%).

-

Humedad relativa máxima mensual (%).

-

Número total de horas de sol al mes, en su defecto, nubosidad en octas o en décimas (de superficie de la esfera celeste cubierta por nubosidad). La cantidad de nubes en el cielo suele venir definida meteorológicamente por el número de octavas partes de cielo cubierto en el momento de la observación.

-

Velocidad media mensual del viento (m/s).

A ellos hay que añadir, para establecer necesidades de riego, la precipitación mensual (mm).

4.3

CÁLCULO DE LA EVAPOTRANSPIRACIÓN POTENCIAL DEL CULTIVO DE REFERENCIA.

Este cálculo constituye la primera parte del módulo correspondiente al cálculo de necesidades netas de agua de los cultivos, pero se ha individualizado en la exposición por la fundamental importancia que tiene y porque sus resultados permiten elegir el método de cálculo con el que se determinarán dichas necesidades. El cálculo de la evapotranspiración potencial del cultivo de referencia (Eto) puede realizarse por diversos métodos siguiendo a diferentes autores. De entre ellos se han seleccionado, por su mayor aplicación, los siguientes: 1) Blaney-Criddle. 2) Método de la Radiación. 3) Penman. 4) Evaporación en tanque. 5) Hargreaves. 6) Jensen-Haise. 7) Christiansen. 8) Thornthwaite. Estos métodos son los que el modelo puede realizar. El usuario puede elegir al principio cuales de entre ellos quiere utilizar en cada caso y, de aquellos que quiera ANEJO 6: Necesidades de agua par los cultivos

7

Plan General de Transformación Zona Regable Andévalo Occidental Fronterizo (Huelva).

utilizar debe haber introducido, previamente, los valores mensuales de los datos climáticos que el método en cuestión necesita. Todos estos están descritos en diversas publicaciones y los cuatro primeros son los recomendado en el Boletín nº 24 de los estudios publicados por F.A.O. sobre riego y drenaje que se titula "Necesidades de agua de los cultivos". A la hora de elegir para una zona concreta el método de cálculo más conveniente, el primer condicionamiento lo constituyen los datos climáticos disponibles. En este caso, con la intención de abordar el cálculo en la forma más amplia posible, se ha calculado la ETo por cinco de los ocho métodos citados. Los métodos eliminados han sido: 1) Thornthwaite, que suele dar resultados muy imprecisos, cuyo empleo sólo se justifica cuando el único dato disponible es la temperatura media mensual; 2) el de "Evaporación en tanque", suprimido porque los datos disponibles son escasos; 3) el de Jensen-Haise, eliminado tras un primer tanteo al comprobarse que sus resultados difieren notablemente de los obtenidos por los restantes métodos, especialmente en los meses de verano. Para el cálculo de ETo, se utilizan los datos climáticos, calculando la evapotranspiración potencial del cultivo de referencia ETo mes por mes, para todos los años del período seleccionado, utilizando los métodos siguientes:

4.3.1

Método de Blaney-Criddle.

Utiliza las relaciones recomendadas en la publicación nº 24 de los estudios de F.A.O. sobre riego y drenaje denominada "Necesidades de agua de los cultivos" (en adelante Publicación nº 24). f = p (0,46·Tm + 8,13) ETo = a+bf dónde: ETo= Valor medio diario de la evapotranspiración potencial del cultivo de referencia en el mes analizado (mm/día). a;b=

Constantes que dependen de la velocidad del viento (v), humedad

relativa mínima (HR mín) y de la insolación (n/N), siendo "n" el número de horas reales de sol y "N" el número máximo posible de ellas. Tm = Temperatura media mensual en ºC.

ANEJO 6: Necesidades de agua par los cultivos

8

Plan General de Transformación Zona Regable Andévalo Occidental Fronterizo (Huelva).

p =

Porcentaje medio diaria de horas diurnas anuales en diferentes meses y

latitudes.

En consecuencia el input está constituido por los siguientes datos: -

Latitud del lugar en cuestión.

-

Tabla de valores de Tm, temperatura media mensual en ºC.

-

Tabla de humedades relativas mínimas (HR mín).

-

Tabla de número de horas de sol al mes (en el caso de no disponer de datos sobre horas de sol, puede estimarse n/N a partir de la nubosidad en octas o en décimas), a partir de la cual se obtiene la de valores de "n".

-

Tabla de valores estimados de la velocidad del viento diurno (v) en m/s.

Además, se utilizan las tablas siguientes: -

Tabla de valores de p.

-

Tabla de valores de "N", duración máxima diaria media de las horas de fuerte insolación en diferentes meses y latitudes.

-

Valores de los parámetros a y b en función de la HR mín, n/N y V, de acuerdo con el ábaco recogido de la mencionada Publicación nº 24 de la F.A.O.

-

Tablas de estimación de los valores de n a partir de la nubosidad en octa y en décimas.

4.3.2

Método de Radiación.

Utiliza las relaciones recomendadas en la Publicación nº 24. ETo = A+B W Rs Rs = (a+b n/N) Ra donde: ETo = Valor medio diario de la evapotranspiración potencial del cultivo de referencia en el mes analizado (mm/día). Rs = Radiación solar expresada en el equivalente de evaporación (mm/día).

ANEJO 6: Necesidades de agua par los cultivos

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Plan General de Transformación Zona Regable Andévalo Occidental Fronterizo (Huelva).

a;b = Constantes de la ecuación de la radiación solar, en función de la localización. Para el observatorio de Huelva se han tomado (en base a las informaciones que aparecen en la citada publicación nº 24) a =0,23 y b = 0,53. n =

Número medio de horas de sol al día en el mes considerado.

N =

Duración máxima diaria media de las horas de fuerte insolación para el

mes y latitud consideradas. Ra = Radiación extraterrestre expresada en equivalente de evaporación (mm/día). W = Factor de ponderación en función de las temperaturas y altitud. A,B = Constantes que dependen del producto W*Rs, de la humedad relativa media HR media y de la velocidad media de los vientos diurnos (v) en m/s.

El input está constituido por los datos siguientes: -

Latitud del lugar en cuestión.

-

Tabla de valores de Tm, temperatura media mensual en ºC.

-

Tablas de humedades relativas medias (HR media)

-

Tabla de número de horas de sol al mes, a partir de la cual se obtiene la de valores de "n" o, en su defecto, tabla de nubosidad en octas o en décimas.

-

Tabla de valores medidos, o estimados, de la velocidad del viento diurno V en (m/s).

-

Valores asignados para a y b.

Además de estos inputs, variables, se utilizan las tablas siguientes: -

Tablas de valores de Ra, mes a mes en función de la latitud.

-

Tabla de valores de "N" en función de la latitud.

-

Tabla de valores de W en función de la latitud y temperatura.

-

Valores de los parámetros A y B en función de HR media, W*Rs, y velocidad media de los vientos diurnos, V, de acuerdo con el ábaco, reproducido de la Publicación nº 24.

-

Tabla de estimación de n/N a partir de la nubosidad en octas o en décimas.

ANEJO 6: Necesidades de agua par los cultivos

10

Plan General de Transformación Zona Regable Andévalo Occidental Fronterizo (Huelva).

4.3.3

Método de Penman.

Utiliza las fórmulas siguientes, tomadas de la Publicación nº 24. ETo = C [W·Rn +(1-W)·(u)· (ea-ed)] donde: Eto = Valor medio diario de evapotranspiración potencial del cultivo de referencia en el mes analizado (mm/día). ea =

Presión saturante del vapor en mbar, en función de la temperatura

media del aire (Tm) medido en ºC. ed =

presión del vapor en mbar, calculada a partir de ea, multiplicando por la

humedad relativa media del aire (HR media,%). f(u)=

Función del viento, la cual toma el valor de 0,27 (1 + U2/100) siendo: U2=

Velocidad del viento en km/día a una altura de 2 metros

(los

factores para corregir la velocidad del viento en alturas

superiores o inferiores a 2 metros figuran en la publicación nº 24. W=

Factor de ponderación, en función de la temperatura y de la altitud. Rn=

Rns - Rne = Raciación neta.

siendo: Rns = (1-µ) (a+b) n/N) = Radiación solar neta de ondas cortas (mm/día). µ = albedo Rne = f (t) . f (ed) .f (n/N) = Radiación solar neta de ondas largas (mm/día) f (t)= σTK4 f (ed)= 0,34 - 0,044 ρed f (n/N)= 0,1 + 0,9 n/N C = Factor corrector en función de la humedad relativa máxima (HR max, %), radiación solar Rs, velocidad del viento V (m/s) y la relación entre la velocidad de los vientos diurnos y nocturnos.

ANEJO 6: Necesidades de agua par los cultivos

11

Plan General de Transformación Zona Regable Andévalo Occidental Fronterizo (Huelva).

En consecuencia, el input está constituido por los datos siguientes: -

Latitud del lugar en cuestión.

-

Tabla de valores de temperatura media mensual, Tm, ºC

-

Tabla de valores de humedad relativa media, HR media, %

-

Tabla de valores de humedad relativa máxima, HR máxima, %.

-

Tabla de número de horas de sol al mes, a partir de la cual se obtiene la de valores de n, o en su defecto tabla de nubosidad en octas o en décimas.

-

Tabla de valores de la velocidad del viento y corrección con la altura de medición si ésta no se hizo a 2,0 m.

-

Valor de las constantes a y b del albedo.

-

Estimación de la relación entre velocidades de los vientos diurnos.

Además de estos inputs variables, se utilizan los siguientes inputs constantes. -

Tabla de valores de ea en función de Tm.

-

Tablas de valores del factor de ponderación W en función de la temperatura y de la altitud.

-

Tabla de valores de N.

-

Tabla de valores de Ra.

-

Tabla de valores de f (t).

-

Tabla del factor corrector C.

-

Tabla de estimación de n/N a partir de la nubosidad en octas o en décimas.

4.3.4

Método de Hargreaves.

La evapotranspiración potencial del cultivo de referencia ETo es para Hargreaves: ETo = 0,0075 R (32+1,8 Tm)

siendo: R =

Radiación solar media, transformada a evaporación en mm/mes.

ANEJO 6: Necesidades de agua par los cultivos

12

Plan General de Transformación Zona Regable Andévalo Occidental Fronterizo (Huelva).

Tm = Temperatura media mensual, ºC.

Como generalmente, los valores de R no son conocidos se contemplan dos posibilidades, dadas por Hargreaves, para estimar R a partir de la radiación extraterrestre Ra. i)

Método de Hargreaves a partir de la radiación extraterrestre y la

temperatura. ETo = 0,0075 (32+1,8 Tm) 0,075 Ra 100 n/N dónde el input incluye, además de la latitud: Tm = Temperatura media mensual n =

Número medio de horas reales de sol al día, o en su defecto

tabla de nubosidad en octas o en décimas. n/N= ii)

Estimación a partir de los datos de nubosidad.

Método de Hargreaves a partir de la humedad relativa, radiación

extraterrestre y temperatura. En este caso se tiene: ETo = 4,0132 10-4 (32+1,8 Tm) Ra N 0,17 (70-L)1/2 0,166(100-HR)1/2 con las restricciones de que, cuando 0,17( 70-L)1/2 es mayor que 1, se toma 1, y que cuando o,166 (100- HR)1/2 es mayor que 1, también se toma 1. El input incluye los datos siguientes: Tm = Tabla de valores de temperatura media mensual medido en ºC. L =

Latitud de la estación en grados y décimas de grado.

HR = Tabla de valores de humedad relativa media en porcentaje. Además se utilizan las tablas de valores de la radiación extraterrestre Ra y duración máxima diaria media de las horas fuertes de insolación N.

4.3.5

Método de Christiansen.

En el método de Christiansen se utilizan las fórmulas siguientes: ETo = 0,324 Ra CTT CWT CHT CST CE CTT = 0,463+0,425 (Tc/To)+0,112 (Tc/To)2 ANEJO 6: Necesidades de agua par los cultivos

13

Plan General de Transformación Zona Regable Andévalo Occidental Fronterizo (Huelva).

CWT = 0,672+0,406 (W/Wo) - 0,078 (W/Wo)2 CHT = 1,035+0,240 (Hm/Ho)2-0,275 (Hm/Ho)3 CST = 0,340+0,856 (S/S0)-0,916 (S/So)2 CE = 0,970+0,030 (E/EO)

donde: ETo= Evapotranspiración potencial del cultivo de referencia en (mm/día). Ra =

Radiación extraterrestre (mm/día).

CTT=

Coeficiente que depende de la temperatura.

Tc =

Temperatura media en ºC.

TO =

20 ºC.

CWT= Coeficiente que depende de la velocidad del viento. W =

Velocidad del viento, en km/h, media a 2,0 m. sobre el suelo.

Wo =

6,7 km/hora.

CHT=

Coeficiente función de la humedad relativa media.

Hm =

Humedad relativa media en decimales.

Ho =

0,60

CST=

Coeficiente de insolación.

S =

Porcentaje medio de horas de sol (decimales) n/N

So =

n/N 0,80

CE =

Coeficiente de elevación.

E =

Altitud de metros.

Eo =

305 metros.

El input está formado por siguientes datos: -

Tabla de temperaturas, t, ºC.

-

Tabla de velocidad del viento, km/hora, a 2,20 m. sobre el suelo.

-

Tabla de valores de humedad relativa media.

ANEJO 6: Necesidades de agua par los cultivos

14

Plan General de Transformación Zona Regable Andévalo Occidental Fronterizo (Huelva).

-

Tabla de número de horas de sol al mes y, a partir de ella, tabla de valores de n, o en su defecto de los valores de la nubosidad en octas o en décimas.

-

Cota en metros.

Se utilizan además como inputs fijos: -

Tabla de valores de la radiación extraterrestre Ra (mm/día).

-

Tabla de valores de N, duración máxima diaria media de las horas de fuerte insolación a diferentes meses y latitudes.

-

Tabla de estimación de los valores de n/N a partir de la nubosidad en octas o en décimas.

4.3.6

Método de Jensen-Haise.

Los valores de ETo obtenidos por este método para la estación de Huelva exceden muy notablemente de los obtenidos por los restantes métodos, y en consecuencia se ha prescindido de él. Las fórmulas que utiliza son: Eto = (0,025 T+ 0,08) Rs Rs = Ra (a+b·n/N)

donde: ETo= Valor medio diario de evapotranspiración potencial del cultivo de referencia en el mes analizado (mm/día). T =

Temperatura media del aire, en ºC.

Rs =

Radiación solar en (mm/día).

a,b=

Constantes de la ecuación de la radiación. En Huelva a= 0,23 b= 0,53.

n/N=

Relación entre el número real de horas de sol n y el número máximo

teórico de horas de sol posibles.

En consecuencia, el input lo constituyen los datos siguientes:

ANEJO 6: Necesidades de agua par los cultivos

15

Plan General de Transformación Zona Regable Andévalo Occidental Fronterizo (Huelva).

-

Latitud

-

Tabla de temperatura media mensual, Tm ºC

-

Tabla de número de horas de sol al mes, y a apartir de ella la de número de horas de sol al día n, o en su defecto tabla de nubosidad en octas o en décimas.

Además se utilizan los siguientes datos: -

Tabla de valores de la radiación extraterrestre Ra.

-

Tabla de valores de N

-

Tabla de estimación n/N a partir de los valores de la nubosidad en octas o en décimas.

Del análisis de los resultados del cálculo, por los diversos métodos, se obtienen los valores medios mensuales de la Eto, tal como se muestran en la siguiente Tabla: ETo (mm) Penman

Radiación

OCT.

85,6

77,2

NOV.

49,4

DIC.

Blaney-

Hargreaves

Christiansen

MEDIA

74,7

92,9

68,1

79,7

44,4

41,6

56,3

38,3

46,0

34,7

30,3

30,2

41,7

27,0

32,8

ENE.

38,4

34,1

32,1

45,3

28,7

35,7

FEB.

53,6

46,3

38,2

56,6

40,2

47,0

MAR.

85,9

77,5

60,9

88,0

65,2

75,5

ABR.

118,8

110,7

86,6

119,3

95,2

106,1

MAY.

158,1

148,2

126,2

158,3

133,8

144,9

JUN.

176,7

163,6

145,6

176,5

156,3

163,7

JUL.

201,8

195,4

180,2

202,0

184,9

192,9

AGO.

188,1

183,6

168,9

188,6

171,6

180,2

SEP.

132,2

123,8

124,7

137,9

113,6

126,5

AÑO

1.323,3

1.235,0

1.109,9

1.363,4

1.122,9

1.230,9

Criddle

Del análisis de los mencionados cuadros, se ha concluido que para el cálculo de la evapotranspiración potencial de cada cultivo, era aconsejable utilizar los valores de

ANEJO 6: Necesidades de agua par los cultivos

16

Plan General de Transformación Zona Regable Andévalo Occidental Fronterizo (Huelva).

ETo mensuales obtenidos utilizando el método de Penman, ya que presenta las siguientes ventajas: -

El número de variables climáticas que intervienen en su cálculo le confieren una fiabilidad superior a otros métodos, como pueden ser los de BlaneyCridley, Radiación, etc.

-

Es un método de gran aceptación recomendado por F.A.O. a nivel universal y también en España por diversos autores.

-

Proporciona valores superiores a los de otros métodos exceptuado el Hargreaves, pero sin distanciarse excesivamente de ellos, lo que proporciona una cierta seguridad.

4.4

NECESIDADES NETAS DE AGUA DE RIEGO DE LOS DIFERENTES CULTIVOS.

El cálculo de las necesidades netas de agua de riego para un cultivo determinado se ha realizado, mes a mes, para todo el periodo de estudio, teniendo en cuenta para efectuar el oportuno balance el valor de la evapotranspiración potencial para cada cultivo (Etc), las dosis de pre-riego previstas, nulas en este caso, el porcentaje de precipitación que aprovechan los cultivos (lluvia eficaz) y la capacidad de almacenamiento del suelo. Cada uno de estos factores se examinan brevemente a continuación, exponiéndose las razones que han aconsejado elegir los valores correspondientes de cada uno de ellos.

4.4.1

Cultivos analizados y calendario de cultivos.

De acuerdo con lo expuesto anteriormente, se han considerado los cultivos de mayor interés para la zona, estableciéndose sus fecha de siembra y recolección según los datos aportados diversos autores, contrastando este punto con información local. Una vez fijadas las fecha de siembra y de recolección, la duración de las fases de desarrollo de los cultivos se establecieron en base a la información local y con el análisis de los datos que proporciona la mencionada Publicación nº 24 de F.A.O. Lógicamente al fijar diversas fechas de siembra para un determinado cultivo puede comprobarse la sensibilidad de los consumos de agua al anticipo o retraso de aquellas.

ANEJO 6: Necesidades de agua par los cultivos

17

Plan General de Transformación Zona Regable Andévalo Occidental Fronterizo (Huelva).

4.4.2

Precipitación eficaz.

Otro de los factores importantes en el cálculo de las necesidades netas de agua es sin duda la precipitación eficaz, es decir, el porcentaje de la precipitación mensual que se puede suponer que es aprovechado por los cultivos. De los distintos métodos existentes parta calcular este valor, la F.A.O. en su Publicación nº 25 "Precipitación efectiva para el riego", termina recomendado uno que implica la aplicación de un ábaco del S.C.S., Soil Conservation Service de los Estados Unidos. Como en él puede observarse, para precipitaciones mensuales inferiores a 250 mm (como es caso de Huelva) la relación entre la precipitación eficaz y precipitación total es lineal y varía entre 0,65 y 1. Dado que en la zona de estudio las precipitaciones totales medias mensuales no sobrepasan los 120 mm, y el consumo de evapotranspiración oscila entre 35 y 202 mm, se ha elegido un porcentaje del 75% para efectuar los cálculos de necesidades de agua, lo cual nos sitúa en una posición intermedia respecto a la fiabilidad del porcentaje de la precipitación eficaz previsible.

4.4.3

Pre-riego.

El pre-riego es una dotación de agua que se aporta al terreno previamente a la siembra para proporcionar a la tierra un grado de humedad que facilite las labores anteriores a la siembra y la siembra misma. En general, los pre-riegos son necesarios en los climas áridos. Se puede añadir cualquier valor predeterminado a los cultivos que se desee en el mes o meses que el especialista en agronomía decida. En realidad el agua de riego que llegue a las plantas, es decir, la dotación neta, debe coincidir con las necesidades netas; otra cosa es la dotación real, en cuya determinación intervienen los coeficientes de eficacia.

4.4.4

Reserva de agua en el suelo.

La función de este factor es clara y es preciso tenerlo en cuenta en el balance mensual. En efecto, el suelo puede almacenar cierta cantidad máxima de agua, ya sea procedente de riego o de la precipitación efectiva, que se puede utilizar para proporcionar el agua que precisan los cultivos por evapotranspiración.

ANEJO 6: Necesidades de agua par los cultivos

18

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Como lo que se está calculando son necesidades netas con el objetivo de definir las dotaciones netas de riego, en este caso el balance se efectúa entre evapotranspiración potencial, lluvia eficaz, eventualmente pre-riegos y la reserva del suelo. El mes en el que el valor de la lluvia eficaz excede al de la evapotranspiración potencial, las necesidades netas son nulas y el agua sobrante se almacena hasta un máximo en el suelo, y el resto se pierde. Cuando, por el contrario, la lluvia eficaz es menor que la evapotranspiración potencial se puede utilizar la reserva del agua del suelo, si la hay, y las necesidades netas serán precisamente la cantidad de agua que ni aún agotando esa reserva puede servir. En general, después de analizar los datos existentes a este respecto en el estudio de suelos se han adoptado valores mensuales fijos de 30 mm para cultivos herbáceos y hortícolas y 60 mm para cultivos arbóreos.

Lluvias eficaces: 0,75 X PT valores medios expresados en mm:

ENERO

50,48

JULIO

3,08

FEBR

26,93

AGOSTO

1,35

MARZO

29,93

SEPTIEMBRE

13,20

ABRIL

37,80

OCTUBRE

54,60

MAYO

37,05

NOVIEMBRE

59,85

JUNIO

12,15

DICIEMBRE

84,75

5 NECESIDADES NETAS DE AGUA DE LOS CULTIVOS.

En el cuadro adjunto se indican los resultados de las necesidades netas de agua para cada cultivo deducidas de acuerdo con lo establecido en las páginas anteriores, donde se han reproducido los valores medios. En definitiva, la utilidad de estos datos se centra fundamentalmente en el conocimiento de las necesidades relativas entre sí ANEJO 6: Necesidades de agua par los cultivos

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de los diferentes cultivos como una información más importante, pero desde luego no decisiva, para poder plantear las diferentes alternativas de cultivos que se consideran viables antes de seleccionar una de ellas. El conocimiento de las necesidades netas de agua tiene gran interés, particularmente en países áridos y con recursos hidráulicos limitados, pero en caso de la zona regable en estudio son los factores edafológicos y agrosocioeconómicos los que realmente condicionan la alternativa de cultivos. El cálculo se realiza, teniendo en cuenta los valores mensuales de la ETo al que se le aplica el coeficiente Kc de cultivo de forma que la evapotranspiración potencial de cada cultivo vendrá dada por:

ETc = Kc * ETo Los valores de Kc dependen no solo de cada cultivo sino de la fecha de iniciación y la duración de los distintos estado fenológicos. Por ello, se han adoptado los recomendados por la F.A.O., teniendo en cuenta la frecuencia esperada de lluvias, el valor de ETo y el estado vegetativo de la planta. La necesidad neta de agua viene dada por: N.N = ETc - Precipitación eficaz.

Consumos unitarios de los cultivos valores de ETc y N.N. mensuales en mm.

ANEJO 6: Necesidades de agua par los cultivos

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CÍTRICOS

OLIVAR

N.N.

Kc

ETc

Kc

ETc

OCT

0,20

15,94

--

0,12

9,56

NOV

0,15

6,90

--

0,09

DIC

0,15

4,92

--

ENE

0,15

5,36

FEB

0,25

MAR

OTROS FRUTALES

N.N.

HUERTA Y OTROS

Kc

ETc

N.N.

--

0,60

47,82

22,35

--

--

--

4,14

--

--

--

--

--

--

--

0,09

2,95

--

--

--

--

--

--

--

--

0,09

3,22

--

--

--

--

--

--

--

11,75

8,00

0,15

7,05

5,00

--

--

--

--

--

--

0,35

26,42

25,00

0,21

15,85

15,85

0,35

26,42

26,42

--

--

--

ABR

0,50

53,05

53,05

0,3

31,83

31,83

0,45

47,50

47,50

--

--

--

MAY

0,60

86,94

86,94

0,36

52,16

52,16

0,60

86,94

86,94

0,74

107,5

89,9

JUN

0,70

114,59

114,59

0,42

68,75

68,75

0,70

114,59

114,59

1,06

137,7

164,5

JUL

0,70

135,03

135,03

0,42

81,02

81,02

0,70

135,03

135,03

1,10

211,9

211,7

AGO

0,70

126,14

126,14

0,42

75,68

75,68

0,70

126,14

126,14

0,86

155,1

153,7

SEP

0,65

82,22

82,22

0,39

49,33

49,33

0,60

75,90

75,90

--

--

--

AÑO

--

710,84

630,97

--

401,54

379,62

--

660,34

634,87

--

648,2

619,8

ANEJO 6: Necesidades de agua par los cultivos

21

Kc

ETc

N.N.

Plan General de Transformación Zona Regable Andévalo Occidental Fronterizo (Huelva).

Consumos netos de la alternativa en m3/ha. CITRICOS

OLIVAR

FRUTALES

HUERTA

50%

30%

10%

10%

TOTAL

OCT

--

--

22

--

22

NOV

--

--

--

--

--

DIC

--

--

--

--

--

ENE

--

--

--

--

--

FEB

40

15

--

--

55

MAR

125

47

26

--

198

ABR

265

95

48

--

408

MAY

435

156

87

90

768

JUN

573

206

115

165

1.059

JUL

675

243

135

212

1.265

AGO

631

227

126

154

1.138

SEP

411

148

76

--

635

AÑO

3.155

1.137

635

621

5.548

6 GARANTIA DE LAS NECESIDADES NETAS.

La adopción de unas determinadas necesidades netas mensuales necesita previamente de una decisión sobre cual es la garantía que se desea tener en el servicio; es decir, cual es la probabilidad de que determinada necesidad neta de agua, que se fija como típica, sea superada debido a los factores climáticos. Es obvio que en demandas de agua para riegos no se puede planificar con el fin de obtener una garantía absoluta, pero una inversión tal como la que supone la puesta en riego de una zona agrícola debe estar protegida en alguna medida de las eventualidades y aleatoriedades del clima. En definitiva, resulta que cuanto mayores son las dotaciones de riego previstas, y por lo tanto los volúmenes de agua reservados, mayor seguridad se tendrá en el servicio (es decir mayor número de veces se podrá suministrar a las plantas todo el

ANEJO 6: Necesidades de agua par los cultivos

22

Plan General de Transformación Zona Regable Andévalo Occidental Fronterizo (Huelva).

agua que necesitan). Pero por otro lado si, como es frecuente, los recursos hidráulicos totales son limitados, menor superficie total de tierra se podrá regar. Teniendo en cuenta sin embargo que la producción de un cultivo disminuye porcentualmente cuando el volumen de agua que se suministra no es toda la que necesita, resulta que de sus necesidades netas teóricamente sería posible determinar la producción del cultivo, que es lo que interesa. Así, se estudiaría dicha producción cuando se regara con un porcentaje menor que el de las necesidades totales de la planta, y de esta manera se podría extender la superficie regada hasta donde permitan los recursos hidráulicos totales disponibles. La carencia de datos suficientemente fiables a este respecto hace que, hoy por hoy, el tema se resuelva admitiendo un valor para la garantía en el servicio, es decir, de la probabilidad de que las necesidades netas no sean superadas, y que normalmente se suele fijar en función del tipo de cultivo y de las circunstancias de la zona regable. En el caso que nos ocupa se han tomado unas necesidades netas anuales relativamente altas, en consonancia con el valor de los cultivos a regar y con la necesidad de garantizar el riego de los frutales, correspondientes a una garantía de suministro del 90%. Garantías más altas conducen, por el carácter asintótico de la curva, a valores excesivos y por otra parte, no debe olvidarse que se están considerando necesidades netas, a las cuales se aplicarán luego unos coeficientes de eficacia que las elevan notablemente. Lógicamente, en años desfavorables puede contarse con una mejora de dichos coeficientes de eficacia debido al uso racional que impone la escasez, y minimizar el déficit. En relación con los consumos netos de la alternativa calculados en el punto 5, y desarrollados a partir del cálculo de la evapotranspiración por el método de Penman, es importante recordar que utilizando métodos de cálculo diferentes para la evapotranspiración, las necesidades netas resultan del orden del 10 % más bajas. Con el objetivo de no tomar valores demasiado conservadores, se minorarán dichos consumos netos en un 10% respecto a los calculados según lo desarrollado en el punto 5 del presente anejo.

Respecto a estas necesidades netas, se aplicará una garantía de suministro del 90%.

ANEJO 6: Necesidades de agua par los cultivos

23

Plan General de Transformación Zona Regable Andévalo Occidental Fronterizo (Huelva).

Seguidamente, podemos ver en la Tabla adjunta las necesidades netas medias con garantía de suministro (GS) del 90%, medidas en m3/ha:

MES

Necesidades

Necesidades

Medias

con GS del 90%

OCT

20

18

NOV

0

0

DIC

0

0

ENE

0

0

FEB

50

45

MAR

178

160

ABR

367

330

MAY

691

622

JUN

953

858

JUL

1.139

1.025

AGO

1.024

922

SEP

572

515

AÑO

4.994

4.495

ANEJO 6: Necesidades de agua par los cultivos

24

Plan General de Transformación Zona Regable Andévalo Occidental Fronterizo (Huelva).

7 NECESIDADES BRUTAS DE AGUA DE RIEGO. Una vez conocidas las necesidades netas de riego, hay que valorar la eficacia en la aplicación del riego. Tradicionalmente, se admite una eficacia en la aplicación del riego entre el 80% y el 95%, teniendo en cuenta que la aplicación del riego se efectuará mediante riegos de alta frecuencia. Normalmente en este tipo de riego se considera que no toda la superficie se moja, y las necesidades vienen dadas por la expresión

N .B = ET

Pa  Pa  + 0,151 −  100  100 

donde ET = Evapotranspiración en m.m Ps = % superficie sombreada.

El segundo término de la ecuación se debe al efecto oasis. Para el caso particular de la zona, se considera que la superficie sombreada es el 90%, debido a que al tratarse de cultivos intensivos se acabará ocupando casi la totalidad del terreno y por ello las necesidades brutas se obtendrán de la aplicación del coeficiente de eficacia. Se admitirá un coeficiente de eficacia en la aplicación del 82%, y en consecuencia las necesidades brutas de agua serán las que se pueden ver en la siguiente tabla, expresadas en m3/ha :

ANEJO 6: Necesidades de agua par los cultivos

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Plan General de Transformación Zona Regable Andévalo Occidental Fronterizo (Huelva).

Mes

Necesidades

Necesidades

Netas

Brutas

OCT

18

22

NOV

0

0

DIC

0

0

ENE

0

0

FEB

45

55

MAR

160

195

ABR

330

403

MAY

622

759

JUN

858

1.047

JUL

1.025

1.251

AGO

922

1.125

SEP

515

628

4.495

5.485

TOTAL

Se adoptarán como necesidades medias brutas de la alternativa la cantidad de 5.500 m3/ha y año.

ANEJO 6: Necesidades de agua par los cultivos

26