Sistemas de riego predial regulador por microrreservorios: Cosecha de agua y producción segura. Manual técnico

Prólogo..........................................................................................................................................................................7 Presentación.............................................................................................................................................................9 PRIMERA PARTE................................................................................................................................................11 Marco conceptual Introducción ...........................................................................................................................................13 1. Manejo de recursos naturales, gestión del territorio y desarrollo rural .................................13 2. La cosecha de agua en zonas de montaña: seguridad alimentaria y mejores ingresos para las familias rurales..........................................................................15 3. Microrreservorios: diversificación, intensificación y planificación ........................................15 1. Antecedentes............................................................................................................................................17 1. Sistemas prediales de riego regulado en países andinos ....................................................17 2. La experiencia del Instituto Cuencas en Cajamarca .............................................................18 3. La experiencia de la Municipalidad Provincial de Cajamarca...............................................19 4. Dificultades y aprendizajes ....................................................................................................20 2. Hidrología....................................................................................................................................................22 1. El ciclo del agua.....................................................................................................................22 2. La cuenca hidrográfica ..........................................................................................................23 3. Zonificación hidrológica de una cuenca................................................................................25 4. Balance hídrico de la cuenca.................................................................................................29 3. Cosecha de agua ...................................................................................................................................31 1. General...................................................................................................................................31 2. Métodos de cosecha de agua...............................................................................................32 2.1. Cosecha de agua en el suelo.........................................................................................32 2.2. Cosecha de agua ampliada con embalses ...................................................................33 3. Formas de aducción de agua................................................................................................33 4. Cálculo del volumen potencial de captación.........................................................................35 4.1. Cálculo de volúmenes de escurrimiento........................................................................36 4.2. Cálculo del aporte hídrico de un manantial ...................................................................37 4.3. Cálculo del aporte desde turnos de canal......................................................................37 4. Microrreservorios..................................................................................................................................38 1. Tipología de reservorios.........................................................................................................38 2. Emplazamiento del microrreservorio .....................................................................................39 3. Dimensionamiento del microrreservorio................................................................................40 3.1. Oferta de agua ................................................................................................................40 3.2. Pérdidas de agua por infiltración y evaporación ............................................................40 3.3. Demanda de agua de riego en el predio........................................................................41 3.4. Factibilidad técnica .........................................................................................................41 4. Ejercicios de cálculo ..............................................................................................................42 Sistemas de riego predial regulados por microreservorios 4 4.1. Ejercicio 1. Captación de agua de escurrimiento...........................................................42 4.2. Ejercicio 2. Captación de agua de un manantial............................................................43 4.3. Ejercicio 3. Captación de agua de un canal...................................................................44 5. El predio y su sistema de producción....................................................................................45 1. El concepto de predio............................................................................................................45 2. Capitales concurrentes en el predio......................................................................................47 2.1. Capital natural .................................................................................................................47 2.2. Recursos humanos o capital humano............................................................................48 2.3. Recursos organizacionales o capital social....................................................................49 2.4. Recursos de infraestructura o capital físico....................................................................49 3. Diagnóstico predial de la zona ..............................................................................................49 3.1. Evaluación de los recursos naturales locales (capital natural) ......................................50 3.2. Evaluación de la infraestructura rural (capital físico)......................................................50 3.3. Evaluación de los recursos humanos (capital humano) ................................................50 3.4. Evaluación de los recursos organizacionales (capital social)........................................51 4. Microzonificación y acondicionamiento predial.....................................................................52 5. Planificación agropecuaria a partir de microrreservorios ......................................................52 6. Seguridad agrícola y reducción de vulnerabilidad ................................................................53 6. Riego...............................................................................................................................................................55 1. Riego complementario y suplementario................................................................................55 1.1. Riego complementario....................................................................................................55 1.2. Riego suplementario.......................................................................................................55 2. Métodos de riego...................................................................................................................56 2.1. Riego por gravedad ........................................................................................................56 2.2. Riego presurizado...........................................................................................................57 3. Demanda de agua de los cultivos .........................................................................................59 4. El agua en el suelo.................................................................................................................63 4.1. Estado de saturación......................................................................................................63 4.2. Capacidad de campo .....................................................................................................63 4.3. Punto de marchitez permanente.....................................................................................63 5. Programación del riego..........................................................................................................65 6. Área regable con un sistema de riego predial regulado .......................................................68 7. Ejercicios de cálculo ..............................................................................................................69 7.1. Ejercicio 1........................................................................................................................69 7.2. Ejercicio 2........................................................................................................................70 7. Viabilidad social, organizacional e institucional.............................................................72 1. Perfil de la familia que adopta exitosamente el sistema........................................................72 2. Organización local .................................................................................................................72 3. Marco legal e institucional .....................................................................................................73 8. Riesgo y beneficios ambientales...............................................................................................76 1. El análisis del riesgo ..............................................................................................................76 Sistemas de riego predial regulados por microreservorios 5 2. Reducir la vulnerabilidad: clave para la disminución de la pobreza .....................................76 3. Identificación de amenazas en un análisis del riesgo...........................................................77 4. El análisis de vulnerabilidad...................................................................................................78 5. Análisis y cuantificación del riesgo ........................................................................................80 6. Reducción del riesgo y oportunidades ambientales .............................................................81 SEGUNDA PARTE...............................................................................................................................................83 Diseño y construcción 9. Diseño de un sistema de riego predial regulado...........................................................85 1. Componentes del sistema.....................................................................................................85 1.1.Canal de aducción...........................................................................................................86 1.2. Desarenador ...................................................................................................................86 1.3. Canal de ingreso.............................................................................................................86 1.4. Aliviadero.........................................................................................................................86 1.5. Vaso del microrreservorio ...............................................................................................86 1.6. Tubería de salida .............................................................................................................86 1.7. Caja de válvula................................................................................................................86 1.8. Línea fija de la tubería principal ......................................................................................86 1.9. Hidrantes.........................................................................................................................86 1.10. Línea móvil de riego......................................................................................................87 2. Cálculo del vaso.....................................................................................................................87 2.1. Altura del dique ...............................................................................................................87 2.2. Volumen del vaso............................................................................................................88 2.3. Ancho de coronamiento..................................................................................................88 2.4. Taludes ............................................................................................................................89 2.5. Cuerpo del dique ............................................................................................................90 3. Diseño de obras civiles complementarias.............................................................................91 3.1. Canal de aducción..........................................................................................................91 3.2. Desarenador ...................................................................................................................92 3.3. Canal de ingreso al reservorio ........................................................................................93 3.4. Aliviadero de demasías...................................................................................................94 4. Red fija de la tubería matriz ...................................................................................................94 4.1. Tubería de salida .............................................................................................................95 4.2. Caja de válvula................................................................................................................95 4.3. Línea fija de la tubería principal ......................................................................................96 4.4. Hidrantes.........................................................................................................................97 5. Línea móvil de riego por aspersión........................................................................................98 5.1. Aspersores ......................................................................................................................98 5.2. Línea móvil de riego......................................................................................................100 6. Ejercicios de cálculo ............................................................................................................104 6.1. Ejercicio 1. Cálculo del vaso de un microrreservorio ...................................................104 6.2. Ejercicio 2. Cálculo del diámetro de una tubería..........................................................106 6.3. Ejercicio 3. Cálculo del número de aspersores y superficie regable ..........................107 Sistemas de riego predial regulados por microreservorios 6 10. Construcción del sistema de riego........................................................................................109 1. Coordinaciones y permisos .................................................................................................109 2. Trazado y replanteo..............................................................................................................110 3. Limpieza del terreno para el microrreservorio .....................................................................111 4. Instalación de la tubería de salida .......................................................................................111 5. Excavación, formación y compactación del vaso ...............................................................112 5.1. Excavación ....................................................................................................................112 5.2. Formación .....................................................................................................................113 5.3. Compactación...............................................................................................................113 6. Acabado del microrreservorio..............................................................................................114 7. Construcción de las obras complementarias......................................................................114 7.1. Canal de aducción........................................................................................................114 7.2. Desarenador .................................................................................................................115 7.3. Canal de ingreso...........................................................................................................115 7.4. Aliviadero de demasías.................................................................................................115 8. Impermeabilización del microrreservorio.............................................................................116 9. Instalación del sistema de riego por aspersión...................................................................117 9.1. Apertura y limpieza de zanjas.......................................................................................117 9.2. Colocación de la tubería ...............................................................................................118 9.3. Colocación de las piezas de unión...............................................................................118 9.4. Colocación de las válvulas ...........................................................................................118 9.5. Colocación de los aspersores ......................................................................................118 11. Operación y mantenimiento del sistema de riego......................................................119 1. Consolidación del microrreservorio .....................................................................................119 2. Operación del sistema.........................................................................................................122 3. Mantenimiento de los componentes ...................................................................................125 4. Manejo del área de colección..............................................................................................126 12. Análisis económico del sistema de riego 1. Costos de inversión del sistema..........................................................................................127 2. Costos de operación y mantenimiento del sistema ............................................................128 3. Beneficios económicos del sistema para la familia.............................................................129 4. Modalidades de financiamiento...........................................................................................131 Bibliografía...........................................................................................................................................................133 Abreviaciones ....................................................................................................................................................136 Anexos.....................................................................................................................................................................137 1. Listado de símbolos ..................................................................................................................137 2. Listado de cuadros....................................................................................................................138 3. Listado de gráficos....................................................................................................................139 4. Planos........................................................................................................................................141