ABASTECIMIENTOS DE AGUA Y ALCANTARILLADO
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTINFACULTAD DE INGENIERIA
CIVIL
APUNTES DE CLASE
CURSO DE IRRIGACIONES PROFESOR: ING. JOS PORTOCARRERO HUACO
AREQUIPAPER
2005CURSO DE IRRIGACIONES
INDICE
PAG
1. ASPECTOS GENERALES
1
1.1 IRRIGACIONES EN EL PER 11.2 IRRIGACIONES EN LA REGIN
AREQUIPA
2 2. EL PROYECTO DE IRRIGACIN
3
2.1 DEFINICIN
3
2.2 CONCEPCIN DEL PROYECTO
3
2.3 CRITERIOS BSICOS PARA LA FORMULACIN DE UN
PROYECTO DE IRRIGACIN
3
3. ESPECIALIDADES
43.1 HIDROLOGA
4
3.2 EDAFOLOGA
5
3.3 TOPOGRAFA Y CARTOGRAFA
5
3.4 GEOLOGA
5
3.5 AGROLOGA
6
3.6 INGENIERA DEL PROYECTO
6
3.6.1 PLANTEAMIENTOS HIDRULICOS
6
3.6.2 SIMULACIN HIDRULICA
6
3.6.3 DISEOS
6
3.7 INGENIERA DE COSTOS
6
3.8 EVALUACIN ECONMICO-FINANCIERA DEL PROYECTO 7
3.9 IMPACTO AMBIENTAL
7
4. INFRAESTRUCTURA HIDRULICA
7
4.1 INFRAESTRUCTURA HIDRULICA MAYOR 7
4.2 INFRAESTRUCTURA HIDRULICA MENOR 84.3 DISEO DE CANALES
9
4.3.1 DISEO HIDRULICO DE CANALES
9
4.3.2 DISEO ESTRUCTURAL DE CANALES
95. FORMULACIN TERICA DE UN PROYECTO DE IRRIGACIN 10
5.1 DEFINICIN DEL MARCO LGICO 10
5.2 UTILIDAD DEL MARCO LGICO
10
5.3 ELABORACIN DEL MARCO LGICO
10
5.4 ESTRUCTURA DEL MARCO LGICO
116. BIBLIOGRAFA
127. ANEXOS
17CURSO DE IRRIGACIONES
4. ASPECTOS GENERALES
4.1 IRRIGACIONES EN EL PER
En el Per antiguo, la agricultura era la actividad principal de
la poblacin. Con escasa y poca tierra, su alimentacin por mucho
tiempo estaba reducida a la papa, la quinua y la caigua.
Nadie sabe como apareci el maz, solo era sembrado en zonas
templadas, exigiendo riego artificial, de abonos y labores
agrcolas. Era muy utilizado en forma muy variada, sobre todo para
bebidas, como la chicha que se ofreca al Dios Sol
Se le considera como el pionero de la Ingeniera Hidrulica , al
Ingeniero Charles W. Sutton.
Desde el Gobierno de Augusto B. Lrgua, por el ao de 1924; se
inician muchas irrigaciones en el Per, tales como:
La Irrigacin en el Valle de El Impartal, con los recursos
hdricos del ro Caete. La Derivacin de las agua de la Laguna de
Chclococha, en la regin Ayacucho, hacia el Valle de Ica.
La irrigacin Chira-Piura, que comprende la derivacin integral
del ro Quoiroz hacia la cuenca del ro Piura, para fines de
desarrollo agrcola. Dentro de los objetivos, se tiene la
incorporacin de 45000 ha de nuevas tierras y el mejoramiento de
riego de 31000 ha. La infraestructura hidrulica mayor est
conformada por un sistema de dos represas: la represa de San
Lorenzo, con un capacidad de 258 MMC y la represa de Poechos, con
capacidad de 900 MMC. El Proyecto Especial Jequetepeque-Zaa, en el
valle de Jequetepeque. Considera la incorporacin de 6700 ha de
nuevas tierras y el mejoramiento de riego de 36000 ha. Dentro de la
infraestructura mayor, se tiene la represa de Gallito Ciego con una
capacidad de 400 MMC
La Irrigacin Maje-Siguas, considera la incorporacin de 23000 ha
de nuevas tierras en las pampas de Majes y 42000 ha de nuevas
tierras en las pampas de Siguas. Utiliza las aguas de trasvase de
las cuencas del ro Colca y del Apurimac. Dentro de su
infraestructura hidrulica, se tiene la represa de Condoroma, con
una capacidad de 85 MMC y la de Angostura, con una capacidad de
1140 MMC, la bocatoma de Tuti y para la aduccin Colca-Siguas 88,19
km de tneles y 12,80 km de canales, para un caudal de 34 m3/s.
Proyecto Especial Chavimochic, para la incorporacin de 108006 ha
de nuevas tierras y el mejoramiento de riego de 95809 ha, en los
valles de Chao-Vir-Moche-Chicama. Utiliza las agua del ro Santa
para un caudal de diseo de 85 m3/s. Proyecto Especial Chinecas,
para la incorporacin de 45000 ha de nuevas tierras. Utiliza las
aguas del ro Santa.
4.2 IRRIGACIONES EN LA REGIN AREQUIPAEn la Regin Arequipa,
existen irrigaciones de menor cuanta, tales como:
La Irrigacin El Cural
Irrigacin La Joya
Irrigacin San Camilo
Irrigacin del Ro Arma, en Condesuyos
La Irrigacin Andagua-Soporo
La Campia de Arequipa, etc.5. EL PROYECTO DE IRRIGACIN5.1
DEFINICIN
Una IRRIGACIN, constituye un proyecto de aprovechamiento
hidrulico para fines de desarrollo agrcola o fines de riego; por lo
tanto, los recursos bsicos e indispensables que dan origen al
PROYECTO, son el binomio AGUA-SUELO.La VIABILIDAD de un proyecto de
irrigacin, se sustenta en la disponibilidad de los recursos
agua-suelo, para ello es importante los estudios que permitan
identificar y evaluar la existencia y disponibilidad de ambos
recursos. As mismo, ser necesario la evaluacin econmica y social
del proyecto, donde los indicadores econmicos como el VAN y el TIR
Social lo califiquen como rentable en trminos sociales. Adems, se
tendr en cuenta el anlisis de sensibilidad para diferentes
parmetros (como el costo de inversin y los beneficios esperados con
la ejecucin del proyecto), el estudio y evaluacin del impacto
ambiental y la sostenibilidad del mismo.
2.2 CONCEPCIN DEL PROYECTO
En la formulacin de un proyecto de irrigacin, existen dos fases
bien definidas: la primera, relacionada a la concepcin del proyecto
y la segunda, al desarrollo del mismo.
La concepcin de una IRRIGACIN, es la parte creativa dentro de la
formulacin del proyecto, donde el profesional especialista aporta
con sus ideas, su conocimiento y experiencia profesional. En esta
fase, se realizan los estudios y evaluacin de las diferentes
alternativas seleccionadas en funcin de las fuentes de agua
existentes, de la oferta hdrica, la demanda de agua y del balance
hdrico, para luego definir el esquema hidrulico del
aprovechamiento. 2.3 CRITERIOS BSICOS PARA LA FORMULACIN DE UN
PROYECTO DE IRRIGACIN Estudio de las fuentes de agua.- En la
naturaleza existen dos tipos de fuentes de agua: aguas
superficiales y aguas subterrneas. Las primeras las constituyen los
ros, los lagos, los mares, los nevados, etc. y, las segundas, los
acuferos, los cuales se encuentran a grandes profundidades de la
superficie terrestre. Estudio de la oferta hdrica.- Todo proyecto
de irrigacin deber acreditar la dotacin y disponibilidad de agua
para riego, mediante la certificacin de la Administracin Tcnica del
Distrito de Riego ATDR respectiva; para lo cual se requiere del
estudio hidrolgico a efecto de establecer los caudales medios
mensuales, con una persistencia mnima del 75 %.
Estudio de la demanda de agua.- El proyecto deber presentar un
anlisis de la demanda hdrica a partir de la elaboracin de la cdula
de cultivos, la que depender del tamao del proyecto y adems, debe
contener criterios climatolgicos, criterios agronmicos, de
eficiencia de riego, tiempo de riego y factores de cultivo.
Balance hdrico.- Mediante la comparacin entre la oferta hdrica y
la demanda de agua del proyecto, ser posible determinar si existe
suficiente disponibilidad del recurso hdrico o dficit del mismo. De
presentarse cualquiera de los casos, nos permitir definir el
esquema general del aprovechamiento hidrulico.
Esquema hidrulico.- Comprende la infraestructura hidrulica mayor
y menor. 3. ESPECIALIDADES
Por la complejidad y carcter multidisciplinario de un proyecto
de irrigacin, se hace necesario la participacin de las siguientes
especialidades.3.1 HIDROLOGA
Comprende bsicamente:
Identificacin y evaluacin de las fuentes de agua disponibles
para el proyecto, que pueden ser aguas superficiales o aguas
subterrneas. Para las aguas superficiales, estudio hidrolgico de la
cuenca hidrogrfica respectiva Para las aguas subterrneas, estudio
hidrogeolgico Evaluacin de la calidad del agua a ser utilizada.
Determinacin del caudal aprovechable de la fuente de agua
seleccionada. Determinacin de los caudales medios mensuales, con
una persistencia mnima del 75%, correspondiente a la oferta hdrica,
condicin exigida por las entidades internacionales de
financiamiento de proyectos de inversin. Determinacin del caudal
mximo de diseo, teniendo en cuenta los factores referidos al riesgo
de falla y a la vida esperada de cada una de las estructuras que
conformen el aprovechamiento hidrulico.3.2 EDAFOLOGA Es importante
la realizacin del estudio edafolgico del rea irrigable, a fin de
establecer las aptitudes de los suelos para el desarrollo agrcola
y, luego formular sobre la base de los resultados, la cdula de
cultivos representativa.
El estudio comprende:
Clasificacin de los suelos del rea irrigable del proyecto.
Descripcin de los tipos y fases de suelos.
Problemas especiales, salinidad, pedregosidad, erosin, drenaje y
topografa.
3.3 TOPOGRAFA Y CARTOGRAFA Recopilacin y adquisicin de las hojas
de la Carta Nacional e Imgenes Satelitales para la formacin del
mosaico correspondiente al rea del proyecto.
Verificaciones en campo de los aspectos topogrficos y geolgicos
ms importantes, mediante la utilizacin de un GPS y una estacin
total.
3.4 GEOLOGA
Comprende los siguientes aspectos:
- Geologa Regional
Geologa local del rea del proyecto.
Geomorfologa.
Geologa de las reas de las principales estructuras.
3.9 AGROLOGADEMANDA DE AGUA Y BALANCE HDRICO
Se determinar la demanda de agua en funcin al tamao del
proyecto, compatibilizando mdulos de riego correspondientes a
sistemas de riego tecnificado, para lo cual se tendr en cuenta los
resultados del estudio edafolgico.
Luego se efectuar el balance hdrico entre la oferta y la demanda
de agua, teniendo en cuenta los derechos de terceros vigentes segn
ley.
3.10 INGENIERA DEL PROYECTO
3.6.1 PLANTEAMIENTOS HIDRULICOS
Segn el balance hdrico de la cuenca en estudio, se identificar
la existencia de una o ms alternativas tcnicas factibles del
aprovechamiento hidrulico.
Eleccin de la mejor alternativa, previa evaluacin de cada uno de
los planteamientos.
3.6.2 SIMULACIN HIDRULICA
Estudio mediante modelos matemticos
Estudio en laboratorio, mediante modelos hidrulicos a escala
reducida
3.6.3 DISEOS
Parmetros de diseo
Diseo hidrulico
Diseo estructural
Memoria y especificaciones tcnicas. Elaboracin de planos.
3.11 INGENIERA DE COSTOS
Estimacin de los costos de inversin.
Estimacin de los costos de desarrollo.
Cronograma de inversin.
Gastos anuales de operacin y mantenimiento.
3.12 EVALUACIN ECONMICO-FINANCIERA DEL PROYECTO
Costos de inversin.
Beneficios directos, indirectos e intangibles.
Anlisis de los indicadores econmicos.
Anlisis de los indicadores financieros.
Anlisis de sensibilidad.
3.9 IMPACTO AMBIENTAL
- Identificacin del proyecto
- Efectos ambientales positivos- Efectos ambientales
negativos
- Plan de mitigacin
4. INFRAESTRUCTURA HIDRULICAComprende:
La infraestructura hidrulica mayor y
La infraestructura hidrulica menor4.3 INFRAESTRUCTURA HIDRULICA
MAYORObras de Regulacin.- De acuerdo al balance hdrico entre la
oferta y la demanda de agua del proyecto, se evaluar la necesidad
de considerar dentro del esquema general del aprovechamiento
hidrulico, obras de regulacin, cuyo emplazamiento ser definido
luego de un estudio consistente, obras que permitirn garantizar los
caudales requeridos para el proyecto.
Obras de Captacin.- La ubicacin del punto de captacin, se
obtiene mediante una nivelacin, desde la cabecera de las reas por
irrigar, hasta interceptar con el cauce del ro, siguiendo una lnea
de gradiente en sentido inverso al flujo, de modo que nos garantice
para la irrigacin, una conduccin que funciones hidrulicamente por
gravedad. Obres de Conduccin.- Conformado por conductos abiertos o
cerrados (canales, tneles, tuberas), provistos de un aliviadero al
inicio de la conduccin, para el control de las aguas de demasa y de
un desarenador, para el control del material slido en suspensin.
Permitirn hacer llegar el agua desde la bocatoma hasta la cabecera
de las reas por irrigar.
Obras de Arte.- Segn la topografa y geomorfologa de la zona, ser
necesario proyectar obras que permitan salvar los obstculos
naturales que se presenten a lo largo de la conduccin, como
quebradas, desniveles, etc.
4.4 INFRAESTRUCTURA HIDRULICA MENOR Dentro de las obras de
infraestructura menos de riego, se tiene:
Riego por Gravedad.- Comprende, canales laterales, canales
secundarios, tomas, medidores de caudal tipo Parshall, partidores
automticos, compuertas, etc., estructuras que son proyectadas
dentro de las reas por irrigar.
Riego Tecnificado.- Se tendr en cuenta los diferentes sistemas
de riego tecnificado existentes, tales como riego por aspersin,
riego por goteo, riego por exudacin, etc. De manera general, un
sistema de riego tecnificado est conformado bsicamente de los
siguientes elementos:
a) Cmara de carga, llamado tambin vaso regulador
b) Tubera de aduccin, que une el vaso regulador con la redc) Red
de distribucin, la cual permite hacer que llegue el agua dentro de
la parcela.
4.3 DISEO DE CANALES
Los canales son conductos abiertos en los cuales el agua circula
por la accin de la fuerza de la gravedad y sin ninguna presin, dado
que la superficie libre del lquido est en contacto con la
atmsfera.
4.3.2 DISEO HIDRULICO DE CANALES
El diseo hidrulico de canales, est basado en las tres leyes
fundamentales de la hidrulica; es decir, las ecuaciones de
continuidad, las ecuaciones de la conservacin de la energa y las
ecuaciones de la cantidad de movimiento, complementadas con las
ecuaciones de vertederos y orificios, segn el caso.
En general, para el diseo de canales, se aplica el concepto de
la mxima eficiencia hidrulica y el concepto de las condiciones de
diseo sobre la energa especfica. El primer criterio se refiere a
que para el mismo caudal, pendiente y calidad de paredes se tiene
una seccin transversal de rea mnima y el segundo criterio se
refiere a que la energa especfica del flujo en cualquier seccin del
canal, debe ser igual o mayor que 1,5 veces la energa especfica
correspondiente a las condiciones crticas del mismo.
4.3.2 DISEO ESTRUCTURAL DE CANALES
El diseo estructural de canales, se sustenta en las
caractersticas geotcnicas y la capacidad portante del terreno donde
se emplaza el canal. Para tal efecto se tiene en cuenta la
interaccin entre el suelo y el canal, y las condiciones de trabajo
de cada uno de los elementos que conforman la seccin transversal
del mismo, para la cuantificacin de todos los esfuerzos que actan
en cada uno de ellos, originados por las cargas hidrostticas, las
subpresiones, empujes de tierra, etc. segn el caso.
Segn normas, por tratarse de estructuras hidrulicas, el concreto
utilizado en el revestimiento de canales, tendr una resistencia a
la compresin de fc = 245 kg/cm2 y una resistencia a la abrasin no
mayor del 40 %, referida al porcentaje de desgaste del agregado
grueso obtenida en laboratorio mediante la Prueba de los
ngeles.
6. FORMULACIN TERICA DE UN PROYECTO DE IRRIGACIN6.1 DEFINICIN
DEL MARCO LGICO
El marco lgico, es una forma de presentacin de los proyectos de
irrigacin. Se trata de un resumen ejecutivo del proyecto bajo la
forma de cuadro de dos entradas, tipo matriz.
Debido a la gran envergadura de los proyectos de riego, se
recomienda elaborar una matriz de marco lgico para cada alternativa
de solucin planteada.
En el marco lgico se verifica la consistencia interna del
proyecto, reconociendo las relaciones de causa-efecto entre los
niveles del mismo.
5.2 UTILIDAD DEL MARCO LGICO
- Ayuda a entender con claridad la naturaleza del problema que
se pretende resolver y sus posibles soluciones.
- Plantea claramente los objetivos y medicin de logros de dichos
objetivos
Identifica explcitamente potenciales problemas
- Facilita la coordinacin entre las partes interesadas en el
proyecto
Sienta las bases para el monitoreo y evaluacin del proyecto
ejecutado.
5.3 ELABORACIN DEL MARCO LGICO
Para la elaboracin del marco lgico, se requiere: Tener una idea
clara del proyecto: que, como y con que
Comprender los conceptos bsicos del marco lgico
Utilizar bien la secuencia de elaboracin
En el desarrollo de la matriz, se pueden descartar algunas
alternativas de solucin que se considere difciles de
implementar.5.4 ESTRUCTURA DEL MARCO LGICOLa estructura del marco
lgico, est conformada de Filas y Columnas:
FILAS
Comprende:
1.- Impacto social del proyecto en un mediano plazo, ltimo nivel
del rbol de medios y fines (general para todas las
alternativas).2.- Cambio que generar el proyecto o el objetivo
central a su trmino. El propsito del proyecto debe ser nico
(general para todas las alternativas).3.- Lneas de accin del
proyecto o medios fundamentales (especfico para cada
alternativa).
4.- Acciones que permiten el logro de los medios fundamentales
(especfico para cada alternativa).
COLUMNAS
Comprende:
1.- Relaciona los objetivos con cada fila: fin, propsito,
productos y actividades, respectivamente.
2.- Indicadores de verificacin del cumplimiento de los objetivos
propuestos en la primera columna.3.- Fuentes de informacin
necesarias par la construccin de los indicadores propuestos en la
segunda columna.
4.- Supuestos fuera de control del proyecto, de los cuales
depende el xito de los propuesto en la primera columna.5.5 MATRIZ
DEL MARCO LGICO PARA ALTERNATIVA SELECCIONADA
RESUMEN DE OBJETIVOSINDICADORESMEDIOS DE
VERIFICACINSUPUESTOS
FIN1. Elevar el nivel socioeconmico de la poblacin.1.1
Disminucin del fenmeno de migracin en un 50% al primer ao.
1.2 Mejoramiento de la economa de la zona.1.1 Gobierno Regional
de Arequipa.
1.2 Municipalidad Provincial de Condesuyos.
PROPSITO1. Suficiente produccin agropecuaria en la zona.1.1
Incremento de la produccin agropecuaria en un 40% al primer ao.
1.2 Mejoramiento del 75% de produccin actual al primer ao.1.1
Comisin de Regantes.
1.2 Municipalidad Provincial de Condesuyos.1.1 Todos los
usuarios cuenten con suficiente cantidad del recurso hdrico.
COMPONENTES1. Construccin de la Represa de Ro Blanco.
2. Programas de capacitacin para la aplicacin de nuevos sistemas
de riego.1.1 Obras de Toma
1.2 Canal de Descarga y Regulacin
1.3 Estructura de Disipacin
1.4 Torre Compuertas
1.5 Presa de Tierra
1.6 Cortina de Inyecciones
1.7 Aliviadero y Canal de Evacuacin
1.8 Miscelneas1.1 Gobierno Regional de Arequipa.
1.2 Municipalidad Provincial de Condesuyos.1.1 Se concluye con
la ejecucin de las obras.
ACTIVIDADES1. Ejecucin de la represa y las obras conexas que sta
comprende.1.1 S/. 12749257,021.1 Gobierno Regional de Arequipa.
1.2 Municipalidad Provincial de Condesuyos.1.1 Cumplimiento
compromisos de financiamiento.
1.2 Ejecucin y Supervisin de los trabajos a ejecutarse
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de Ingeniera 1998. 7. ANEXOS
por lo tanto, los recursos bsicos e indispensables que dan
origen al PROYECTO, son el binomio AGUA-SUELO.
La VIABILIDAD de un proyecto de irrigacin, se sustenta en la
disponibilidad de los recursos bsicos e indispensables que dan
origen al PROYECTO, el binomio AGUA-SUELO. Para ello es importante
los estudios que permitan identificar y evaluar la existencia y
disponibilidad de ambos recursos. As mismo, ser necesario un
estudio detallado de la topogrfica y la geologa dentro del rea del
proyecto para los trazos y ubicacin de las obras que forman parte
del esquema general del aprovechamiento hidrulico. En caso de no
disponerse de uno de los recursos agua-suelo, se declara al
proyecto INVIABLE.
