Ebook: 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
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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
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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
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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