Optimización del diseño y gestión de redes colectivas de distribución de aguas para riego por goteo de cultivos leñosos. Aplicación al regadío de Mula (Murcia)

Abstract

Los recursos hídricos totales disponibles en España superan a las demandas totales, sin embargo en muchas regiones existe un riesgo de escasez de agua debido a que los recursos hídricos potenciales son inferiores a las demandas actuales, como sucede en el levante y Sureste español. En estas zonas la agricultura de regadío está ampliamente extendida, por lo que cuelquier medida encaminada a mejorar el manejo del agua pasa obligatoriamente por mejorar la gestión y uso del agua de riego, yq que el regadío consume alrededor de 80% de los recursos hídricos disponibles. Actualmente están en vigor planes que tienen entre otros fines corregir el desequilibrio hídrico existente en españa, como son el Plna Hidrológico nacional, los Planes hidrológicos de Cuenca, y el Plan Nacional de Regadíos. Todos ellos están coordinados entre sí y, en materia de regadíos, contemplan la inversión de más de 3000 millones de euros destinados a la consolidación y mejora de los regadíos existentes, siendo al inversión prevista en la Región de Murcia 527 millones de euros. La consolidación y mejora de los regadíos prevista en dichos planes, se basa en la modificación de sistemas de distribución de agua y en el cambio de sistema de aplicacióndel agua de riego, siendo el riego por goteo el sistema hacia ela que se tiene que orientar la modernización de los regadíos exitentes. La modificación de los sistemas de distribución de agua se basa principalmente en la sustitución de los canales y acequias de distribución, por redes a presión ramificadas que permiten la conexión dierecta de los sistemas de riego por goteo instalados en las parcelas de cultivo, sin necesidad de presión adicional. Así se consigue minimizar las pérdidas de agua por evaporación e infiltración y mejora la gestión de la distribución de agua a los usuarios. Uno de los aspectos clave en el diseño y gestión de la red de distribución a presión, es la organización del reparto de agua a los puntos de consumo, siendo este un parámetro que influye tanto en el coste fianl de la red así como en el comportamiento hidráulico de la misma.Por todo ello, las redes de distribución de agua presión constituyen una infraestructura prioritaria en el contexto de la modernización de los regadíos, sobre todo en la Región de Murcia, en donde el manejo adecuado de los recursos fídricos juega un papel primordial para asegurar la sostenibilidad de los regadíos. Con la presente Tesis Doctoral se pretende poner de manifiesto los principales factores que determinan la organización del reparto de agua que conduzca a la solución óptica del diseño y gestión de las redes colectivas de distribución de agua, que abastecen a sustemas de riego por goteo. Los reultados obtenidos se han validado en la red de riego correspondientes al sector 1A de los regadíso de Mula(Murcia). Para ello se ha realizado un análisis de consumo de agua en la red comparándolo con las necesidades de agua de los cultivos abastecidos, durante el periodo 1995-2001 y obeteniendo índices de rendimiento del riego. Así mismo se han realizado los caudales circulantes por todas las líneas de la red durante el periodo comprendido entre junio de 2000 y mayo de 2001, lo que ha permitido calibrar un modelo de simulación hidráulica y además contratar el método de Clement como método de cálculo de caudales de ´línea en rego a la demanda. Con el modelo de simulación calibrado, se ha analizado la influencia sobre el comportamiento de la red, de las modificaciones del proyecto origianl introducidas durante la ejecución de la obra. admás se han establecido cinco estrategias de diseño y tres de gestión, basadas en la organización del reparto de agua. Para cada una de las estratégias de diseño se han realizado cienco nuevos dimensionados de la red, que posteriormente han sido analizados con el modelo de simulación calibrado, a partir de estados de carga medios en la red, considerando las estrategias de gestión establecidas. Los resultados muestran que, en general, para la alternativa de cultivos existente en la zona de estudio, se están utilizando riegos de deficitarios al aplicar menos agua que la teónicamente necesaria para satisfacer las necesidades de los cultivos calculadas mediante la ecuación FAO de Penmam-Monteith, utilizando los coeficientes de cultivo recomendados por el SIAM (Servicio de información agraria de la Región de Murica). En cuanto a los caudales curculantes por la red, se ha comprobado que de los dos turnos con que está funcionando la red, en el de tarde, los caudales mázimos son superiores al de mañana para todos los meses de alo, debido a que por al tarde tiende a concentrarse más la apertura de tomas como consecuencia de la menor disponibilidad de horas de luz diurna. Se ha comprobado que el método de Clement es adecuado para la determinanción de los caudales de línea, en una red con funcionamiento a la demanda modificada como esta con una elevadaprobabilidad de apertura de tomas, cumplimentandose todas las hipótesis consideradas en la aplicación de este método, excepto la hipótesis de probabilidad de apertura de tomas uniforme a lo largo de la jornada de riegos. Se ha comprobado también que de todas las variables consideradas en el prcesos de calibrado del modelo de simulación de la red, las de tipo hidráulico, como la rugosidad absoluta de las tuberías, las pérdidas de carga localizadas y las pérdidas de carga provocadas en las estaciones de filtrado, tienen una myor repercusión en el comportamiento final de la red, que las variables de tipo tipológico, como las cotas de los nudos y el trazado de la red.En cuanto al diseño óptimo de la red, el dimensionado más económico corresponde a la organización del riego a la demanda modificada en turnos, estando los turnos formados por la mitad de tomas de cada hidratantes multiusuarios aplicados a cada turno y la otra mitad al otro turno. Este tipo de organización de los turnos corresponde a su vez a la estratégia de gestión óptima, ya que es el tipo de gestión mediante el que se ha obtenido un mejor comportamiento hidráulico mediante el que se ha obtenido un mejor comportamiento hidráulico mediante el que se ha obtenido un mejor comportamiento hidráulico para todos los diseños realizados.