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 El Gobierno Regional Cajamarca ha buscado liderar este enfoque de desarrollo integral mediante el aliento a las iniciativas de los municipios provinciales y distritales que se orientan en esta dirección. Una de las más valiosas de estas iniciativas es la desarrollada con el apoyo del Instituto Cuencas y la GIZ (cooperación alemana al desarrollo) y Welthungerhilfe (Agro Acción Alemana) en la instalación de sistemas de riego predial regulados por microrreservorios, una técnica de riego que ha tenido un éxito reconocido en varias provincias de Cajamarca. La habilitación de estos sistemas ha permitido que muchas familias rurales mejoren sus condiciones productivas, pues favorecen su inserción en el mercado agrícola y permiten generar ingresos adicionales; además, optimizan su alimentación y reducen la necesidad de migrar. Con el fin de que esa experiencia pueda replicarse en Cajamarca y otras regiones del país surge la iniciativa de elaborar un completo manual que sistematiza las lecciones aprendidas y sirve de guía facilitadora para la ejecución de nuevas obras de este tipo. Documento que presentamos con gran satisfacción, seguros de su utilidad para el desarrollo rural del Área Andina