Form. N° 002-CPE

[Universidad Peruana Union – Juliaca Peru] i

Sinopsis:

1

Categoría: Palabras Clave:

1. INTRODUCCION Y OBJETIVOS

1.1. INTRODUCCION

Se denomina zanjas de infiltración a la estructura que intersecta el agua de las precipitaciones pluviales, para traspasarla a la el interior de la cuenca, mediante la infiltración de suelos y recargar los acuíferos (manantiales), de manera que éste pueda aprovechar el agua de lluvia, dirigida en forma de escorrentía a las corrientes naturales además de provocar la escases de agua., así mismo de que la misma pueda erosionar el suelos de la cuenca y provocar deslizamientos y cárcavas. La estructura de las zanjas de infiltración es diseñada de acuerdo a el terreno o área determinada adaptándose bien en praderas altas, casi homogénea, en estos terrenos la velocidad de escorrentía superficial es lenta a moderada.Por esta razón las zanjas de infiltración se definen como estructuras rurales aplicados anteriormente por los incas para prevenir y mitigar los desastres naturales. Sin embargo son muchos los factores que influyen en el comportamiento de una zanja de infiltración, es por ello que constantemente se va adicionando nueva tecnología para mejorar el desempeño, el mismo que también resulta siendo objeto de investigación en la presente desde el punto de vista de la influencia delClima, Ya que el fenómeno el NIÑO trae grandes cambios de tiempo: precipitación intensa – sequia larga, los mismos que detallaremos en los siguientes ítems.

1.2. OBJETIVOS:

Proponer y diseñar una infraestructura mejorada que pueda prevenir y mitigar los desastres ocasionados por el FENOMENO EL NIÑO.

Reducir el desperdicio de agua y aumentar la disponibilidad hídrica en épocas de estiaje en el distrito de San Pedro – Canchis – Cusco.

Realizar una comparación de caudales, uno de ellos con efecto directo de las zanjas de infiltración dentro de la cuenca, y el otro sin efecto alguno.

2. DESARROLLO O CUERPO

2.1. ESTADO ACTUAL DEL

CONOCIMIENTO

Las zanjas de infiltración son canales largos angostos construidos a nivel, de sección trapezoidal en forma transversal a la pendiente, estas zanjas tienen por función captar la escorrentía superficial de agua de lluvia y así aumentar la infiltración del agua en el suelo, y así mismo tiempo reducir la erosión de suelos, para aumentar más caudal en los flujos hídricos (cauces, bofedales, riachuelos).Las zanjas de infiltración resultan muy económicas durante su construcción, y tiene un periodo de vida de entre 60 y 90 años, perotiene la desventaja de requerir mantenimientoconstante para cumplir con su vida útil, además de ocupar espacio en las cuenca hidrográficas, quitando espacio para la agropecuaria de la zona.

la presencia de las zanjas de infiltración en los divortiun acuariun de las cuencas es lo fundamental que hay que hacer en todos los eriazos alto andinos, para retener parte de las lluvias en favor de las propias áreas y los bajíos,

además de evitar la violenta de las escorrentías hacia las quebradas y valles1

FIG 1. LAS ZANJAS DE INFILTRACIÓN INTERCEPTAN EL AGUA DE LLUVIA Y FACILITAN LA INFILTRACIÓN DEL AGUA

2.1.1. PROBLEMAS DE ESCASES DE AGUA Y

EROSION DE LOS SUELOS - FENOMENO EL

NIÑO

La erosión de los suelos es la pérdida de suelos como consecuencia de la acción del agua, produce la erosión en laderas y tierras en pendiente, se produce por la eliminación de la vegetación natural ya sea por la agricultura, pastoreo sobre pastoreó quemas explotación descontrolada de leña y madera i cultivos en terrenos inadecuados.Además que un recurso natural que debemos cuidar es LA DISPONIBILIDAD DEL AGUA por habitante que es cada vez menor (menor de 1000 m3/hab/año)

2.1.2. INFLUENCIA DE EL FENOMENO EL NIÑO EN

LAS PRADERAS ALTO ANDINAS.

Uno de los principales factores climáticos queafecta a la degradación de suelos y la escases de agua suele ser el llamado fenómeno el NIÑO, ya sea por excesiva precipitación en las cuencas o por efecto la sequia intensa, como se indica a continuación“….Por otro lado existe la amenaza del hoy llamado “FENOMENO DEL NIÑO”. Cabe recalcar que en cada fenómeno “EL NIÑO” de intensidad fuerte o extraordinaria, llueve torrencialmente. los mismos que causan los deslizamientos, desbordes e inundaciones destructivos en los valles….” incluso tal fenómeno generas socavación y en muchos casos erosión de los frágiles suelos de las praderas alto andinas, por otro lado en cada periodo de sequía tele asociada al NIÑO en las zonas alto andinas no es que deja de llover en absoluto, si no que las

precipitaciones suelen caer uno - dos días al mes y por lo general torrencialmente para luego escampar como en el desierto….”2

2.1.3. OBRAS DE PREVENCION DE DESASTRES

NATURALES – COSECHA DE AGUA EN

PRADERAS ALTO ANDINAS

En las laderas de los cerros alto andinos durante la época de lluvia, se infiltra poca agua en el suelo, el agua escurre por la pendiente y se pierde hacia las quebradas y ríos debido a la poca cobertura vegetal y fuertes inclinaciones, descuidándose la recarga de agua de los acuíferos, trayendo esto como resultado inundación y la destrucción de las construcciones para la protección de los afluentes naturales, además de que la escorrentía formada produce erosión en los suelos.Con la finalidad de evitar la sequias intempestivas y de sembrar agua de lluvia en las partes altas se podrá captar el agua de lluvia y recargar los manantiales a fin de tener un mayor caudal de agua.

FIG. 2. PRÁCTICAS DE CONSERVACIÓN DE SUELOS PARA LA SIEMBRA Y COSECHA DE AGUA DE LLUVIA

2.1.4. CAPACIDAD DE FILTRACION DE AGUA EN

LOS SUELOS

Es la capacidad que tiene el suelo de permitir el ingreso del agua de lluvia desde la superficie exterior hacia el interior del mismo. Gracias a la infiltración se provee de agua a las plantas y los microorganismos y también recarga a las aguas subterráneas. Al disminuir la capacidad de infiltración del agua, aumenta la escorrentía y los riesgos por erosión. La infiltración en el suelo ocurre cuando:

El agua ingresa al suelo por las grietas y poros de mayor tamaño, por gravedad.

1 GARCÍA, José; ZAMORA, Juan y BILBAO, Lucas, Sistema de captaciones de agua en manantiales y pequeñas quebradas para la Región

Andina.

2 PIZARRO, R.; SANGÜESA, C.; FLORES, J.; MARTÍNEZ, A.; PONCE, M. 2004. Revisión y análisis de prácticas tradicionales de conservación de aguas frente a el fenómeno el NIÑO..

De los poros de mayor tamaño pasa a los

de menor tamaño, por capilaridad.

La infiltración es un proceso que implica

entrada y movimiento del agua en el

suelo.

En suelos con baja capacidad de

infiltración se necesitan prácticas

agronómicas e hidrológicas para el

control de la escorrentía.

textura del suelotasa de infiltración

mm/horasuelo arenoso 50

suelo franco arenoso 25suelo franco 12

suelo franco arcilloso 7

suelo arcilloso 3TABLA 01. TASA DE INFILTRACIÓN REFERIDA AL TIPO DE

TEXTURA DE SUELO. FUENTE: CRITCHLEY Y SIEGERT 1996.

FIG. 3. LA INFILTRACIÓN DEL AGUA EN EL SUELO ES IMPORTANTE PARA RECARGAR LOS ACUÍFEROS

2.1.5. COEFICIENTE DE ESCORRENTIA

Es el cociente del valor total de escorrentía superficial y el total de lluvia caída en el lugar. El coeficiente de escorrentía depende de los factores: tipo de precipitación (lluvia, nieve o granizo), de su cantidad, intensidad y distribución en el tiempo; de la humedad inicial del suelo, del tipo de terreno (textura, estructura, materia orgánica, grado de compactación, pendiente, micro relieve, rugosidad), del tipo de cobertura vegetal existente del lapso de tiempo (duración en minutos, horas, días, meses un año), etc.TABLA 01. COEFICIENTE DE ESCORRENTÍA ADOPTADO PARA LA

ZONA ALTO ANDINA. FUENTE: BENITEZ ET ALL 1980

2.1.6. USO DE LAS ZANJAS DE INFILTRACIÓN COMO

OBRAS DE GESTIÓN DE RIESGOS

Evitar el arrastre de las partículas del suelo hacia las partes bajas que pueden ocasionar deslizamientos como huaycos, aluviones, etc. Y daños en nuestras áreas de pastos, cultivos e infraestructura civiles como bocatomas, estructuras de captación y canales, puentes, carreteras entre otros.

La zanja de infiltración ayuda a retener mas agua en los periodos con poca lluvia teniendo la posibilidad de usar el mismo para consumo humano o para la agropecuaria.

Las ventajas de la construcción de las zanjas de infiltración en los divortiun acuariun:

Es una práctica que exige poca cantidad de mano de obra y es fácil de construir

Recolecta el agua de precipitación para guardarlo o conservarlo dentro de la cuenca, de modo que el mismo continúe fluyendo en tiempo de estiaje por la cuenca media mediante un manante. Esto favorecería en los tiempo de escases de agua

Asi mismo las desventajas de la construcción de las zanjas de infiltración es que estas

pueden convertirse en obstáculos para el transito normal del ganado.

Exigen mantenimiento permanente.

2.2. PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN

La alteración oceánico atmosférica, conocido mayormente como el fenómeno el NIÑO, pueden ser fuente de gran número de problemas en las

Cobertura vegetal Tipo de suelo

Pendiente del terreno (%)

>5020 - 50

05 - 20

01 - 05

Sin vegetación

Arcilla compacta (fina) 0.80 0.75 0.70 0.65

Arcilla franco limoso (media) 0.70 0.65 0.60 0.55Franco arenoso

(grueso) 0.50 0.45 0.40 0.35

Cultivos

Arcilla compacta (grueso) 0.70 0.65 0.60 0.55

Arcillas franco limoso (media) 0.60 0.55 0.50 0.45Franco arenoso

(grueso) 0.40 0.35 0.30 0.25

Pastos naturales

Arcilla compacta (grueso) 0.65 0.60 0.55 0.50

Arcillas franco limoso (media) 0.55 0.50 0.45 0.40Franco arenoso

(grueso) 0.35 0.30 0.25 0.20

praderas alto andinas peor aún si estas poseen pendientes altas a talefecto de la naturaleza. Durante el NIÑO 97-98 en la sierra del Peru – Cusco , el campo agropecuario y las infraestructuras civiles y las urbanas, sufrieron graves daños, por el brusco y severo cambio climático.En praderas con pendientes altas, una caída brusca de la precipitación puede generar erosión hídrica trayendo como consecuencia deslizamientos además que que el agua formada en escorrentía aumentara los caudales de los ríos provocando inundaciones en las partes bajas de las cuencas o praderas. O también cuando el tiempo cambia y empieza la sequía larga, creando como consecuencia la falta de agua tanto para la producción agropecuaria y para el consumo humano.Por lo que convendría contar con una tecnología que permita amortiguar el efecto del fenómeno el NIÑO en praderas alto andinas del Cusco. Mejorando las características de las zanjas de infiltración.El fenómeno del NIÑO fuertes – cortas precipitaciones generan un problema para la humanidad que necesita ser tratado de manera urgente especialmente en el Cusco. La ingeniería tiene un papel importante en esta tarea ya que se podría dar un uso beneficioso a este evento climático en prevención i mitigación de desastres, aprovechando ciertas características que este fenómeno posee, como es el caso para la presente investigación, donde se plantea el siguiente problema:¿Como se podría aprovechar las fuertes - cortas precipitaciones generadas por el fenómeno el NIÑO?

2.3. ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN

El uso de las zanjas de infiltración como obras rurales de prevención de desastre frente al fenómeno el NIÑO, debe cumplir una serie de criterios establecidos en su construcción para garantizar la integridad estructural y la seguridad.Las zanjas de infiltración fue utilizado antiguamente por los hombres andinos – “INCAS “ como una tecnología para aumentar los recursos hídricos y prevenir los desastres naturales, además de estar en armonía con la naturaleza (VASQUEZ – 2009).La especificación más completa de laz zanjas de infiltración como obra de prevención frente al fenómeno el NIÑO y como infraestructura aplicada para la cosecha de agua se publicó en 2014 por la Autoridad Nacional del Agua (ANA). Sin embargo en todos los casos no se ha considerado el análisis hidrológico como variable

principal de estudio, el cual se aborda en el presente.

FIG. 4 CONSTRUCCION DE LAS ZANJAS DE INFILTRACIÓN IMBRICADAS

2.4. HIPÓTESIS

Las hipótesis que se han planteado en base alos objetivos y problemas planteados son lossiguientes: el diseño hidrológico y construcción de las zanjas de infiltración en las praderas del cusco, previenen los desastres provocados por el fenómeno el NIÑO, en zonas alto andinas. Una cuenca con zanjas de infiltración, presenta mejor disponibilidad hídrica, en épocas de estiaje Una zanja de infiltración tipo imbricadaMejora la cosecha de agua de tal manera que reduce la erosión hídrica que se presenta enzonas alto andinas.

2.5. METODOLOGÍA

En la investigación se ha realizado una serie de cálculos hidrológicos a fin de observar el comportamiento de las zanjas de infiltración imbricadas en los divortium acuarium. Cuyos resultados se muestran a continuación.

2.5.1. MUESTRAS DE ESTUDIO

Las muestras de estudio han consistido en el diseño hidrológico y construcción de zanjas de infiltración en la cuenca Arazaya. A fin de observar su comportamiento respecto a los objetivos planteados.

FIG.5 ZANJAS DE INFILTRACIÓN CONSTRUIDAS EN LOS DIVORTIUM ACAUARIUM DE LAS CUENCAS

2.5.2. ANALISIS DE PRECIPITACION

En la construcción de zanjas de infiltración en la provincia de canchis – cusco, se ha adoptado la metodología de diseño hidrológico propio para esta zona, en base a la información de registro pluviométrico de la estación meteorológica (latitud, longitud, altitud msnm.). presentándose los siguientes resultados.

TABLA 02. REGISTRO DE PRECIPITACIÓN MÁXIMA 24 HORAS DE

ESTACIÓN . FUENTE: SENAHMI CUSCO – 2014

Para el análisis estadístico de la precipitación de trabaja con la tabla de gumbel.

(n-1)

años

Yn Sn (n-1)

años

Yn Sn

2 0.404 0.4984 14 0.510 1.009

3 0.428 0.6435 15 0.512 1.020

4 0.445 0.7315 16 0.515 1.031

5 0.458 0.7928 17 0.518 1.041

6 0.469 0.8388 18 0.520 1.049

7 0.477 0.8749 19 0.522 1.056

8 0.484 0.9043 20 0.523 1.062

9 0.490 0.9288 21 0.525 1.069

10 0.495 0.9497 22 0.536 1.075

11 0.499 0.9676 23 0.528 1.081

12 0.503 0.9833 24 0.529 1.086

13 0.507 0.9972 25 0.530 1.091

TABLA 03 DE VALORES DE CÁLCULO DE PARÁMETROS ALFA Y

BETA DE LA FUNCIÓN GUMBEL

2.5.3. PROCEDIMIENTO DE ANALISIS DE DATOS

ESTADISTICOS Y MATEMATICOS

Respecto al cálculo de serie de datos de precipitación en 24 horasLos cálculos de parámetros (función de Gumbel), se utilizó los datos del registro de precipitación (tabla 01) obteniéndose los valores estadísticos siguientes:

Numero de datos

(n) = 16

n-1 = 15

Promedio aritmético (x) = 38.93

Desviación estándar (s) = 7.831124

Cálculo del valor de alfa

Alfa Sn/s

Alfa 1.0206/7.831124

Alfa 0.13032612

Cálculo del valor beta

Beta X – Yn / alfa

Beta 38.925 –

3.9347446

Beta 34.9902554

Calculo de precipitación máxima en 24

horas

- Formula de Gumbel

P max. 24 Hr = Beta + 1/alfa*ln(t/t-1)

P max. 24 Hr = -20.515858*(-

2.6737521)

P max. 24 Hr = 55.506113mm

Ajuste de precipitación por altitud

con la distribución de isoyetas de precipitación en la provincia de Canchis – Sicuani, se elaboró la regresión del tipo: Y = 55.506113 + 0.06412 (x),

nº orden años

precipitación máxima en 24

horas (mm)1 1999 37,22 2000 42,73 2001 40,44 2002 27,35 2003 30,86 2004 317 2005 32,58 2006 50,39 2007 35,6

10 2008 43,411 2009 3712 2010 27,613 2011 4614 2012 52,115 2013 41,516 2014 47,4

total 622,8

Donde: Y = precipitaciónX = altitud en msnm.El procedimiento con la diferencia de altitudes respecto a la estación pluviométrica de registro (3940 y 4000 mm), donde la diferencia es 210m, y con el valor de la regresión, por cada 50 metros de altitud se incrementa 3.2mm, de precipitación. Se procedió a calcular:Formula:P max, 24 hr ( ajust. ) Pmax. 24 hr + 210/50 * 3.2P.max.24hr(calculado) = 55.506113 + 13.44P.max 24hr = 68.9461129mm

Calculo de la precipitación máxima en 01

horas

FormulaP.max.01hr. = k*Pmax.24hr (15años)*cd(1 año)(1hr)P.max.01hr. = 1.2*68.9461129 * 0.161P.max.1hr = 13.32038902Donde:P.max,1hr = precipitación máxima en 01 hr (intensidad)K = coeficiente de lluvia caída en 24 horas y la lluvia diaria (1.2 para pequeñas cuencas).Cd = coeficiente de duración de la lluvia en minutos (0.161 para zonas con precipitaciones menores de 1200mm).

Calculo del caudal máximo (m3/hr)

Calculo con el método racional

Formula: Q = (C*I*A*K)Q = 0.50*0.0133203890mm*10000m2*1.2Q = 79.922334 m3.hr/ha

Precipitacion efectiva

FormulaPe = C*I*KPe = 0.50 * 13.32038902*1.2Pe = 7.99223341mm/hr.Donde:Q = caudal máximo en m3/hr/haPe = precipitación efectiva mm/hrC = coeficiente de escorrentía, (0.50 para suelos de textura media con tipo de pendiente mayor a 20%).I = intensidad máxima en 01 hr (mm/hr)A = área del terreno en hectárea (10,000m2)K = constante de ajuste, igual a 1.2.

2.5.4. CALCULOS DE DISEÑO DE ZANJAS DE

INFILTRACION, DISEÑO DE LA SECCION

TRANSVERSAL DE LA ZANJA.

calculo del volumen de la zanja

Formula: Vz = Az * LAz = (B * b)h+v/2Az = (0.45 + 0.30)(0.30 + 0.0125/2)Az = 0.1172 m2Vz = Az * LVz = 0.1172m2 * 10mVz = 1.1484 m3

Donde:Vz: volumen de la zanjaAz: área dela sección transversal de la zanjaB: base mayorb: base menorh: altura de la zanjaI: longitud de la zanjaV: velocidad de infiltración promedio: 12.50mm/hr

Calculo del numero de zanjas de

infiltración por ha.

FormulaNº zanjas = Q/VzNº zanjas = 79.922334m3/ha/1.1484m3Nº zanjas = 70 zanjas por hectárea.

Calculo del distanciamiento entre zanjas

sin tabique (d)

Formula:d = Vz /L*Ped = 1.1484m3/9.80m*0.00799223d = 14.66 metros

Calculo del distanciamiento entre zanjas

con tabique

Formula:D = (L*d)(L+lt)D = (9.80*14.66)/(9.80+2)D = 12.0 metrosDonde:D =distanciamiento entre zanjas con tabique de 02 metrosLt = longitud de tabiqueI = longitud de la zanja

2.5.5. COMPARACIÓN DE DISPONIBILIDAD HIDRICA EN

SAN PEDRO CUSCO SICUANI

Para el cálculo del caudal afectado por la construcción de las zanjas de infiltración y del caudal sin efecto alguno de las zanjas de infiltración se realizaron los siguientes estudios:

área de la cuenca Aransaya

Se obtuvo el área de la cuenca mediante trabajos realizados por el Programa Nacional De Manejo de Cuencas Hidrográficas y Conservación de Suelos (PRONAMACHCS). En su plan de manejo de cuencas hidrográficas. Teniendo la cuenca Aransaya un área total de 114.64 km2 (cuenca pequeña).

Calculo de la disponibilidad hídrica

Para el cálculo de la disponibilidad de agua en la comunidad de Aransaya, se desarrollara mediante la fórmula racional, dado que los datos obtenidos del SENAHMI son datos totales anuales, y el área analizada para el cálculo de la disponibilidad de agua pertenece a una cuenca pequeña. La fórmula es la siguiente: Q = 0.278 C*I*AReemplazando se tiene:Q = 0.278 * 0.50 * 0.037 * 114.64Q = 0.58m3/sg

Calculo de el caudal sin efecto de las

zanjas de infiltración

se realizaron cinco pruebas de aforo en el mismo lugar esto con el propósito de corroborar el caudal, del mismo.Se empleó el método volumétrico, para un diámetro de 15 cm, y una altura 18cm.

Nº DE PRUEBAS VOLUMEN

TIEMPO (sg)

caudal m3/sg

1 3,18 4 0,7952 3,18 5 0,6363 3,18 5 0,6364 3,18 6 0,535 3,18 4 0,795

TABLA 04 AFORO DE EL CAUCE PRINCIPAL DE LA CUENCA, SIN

EFECTO DE LAS ZANJAS DE INFILTRACION

Se tiene como caudal Q = 0.71m3/sg.

2.6. ANÁLISIS DE RESULTADOS

2.6.1. DISEÑO HIDROLÓGICO DE LAS ZANJAS DE

INFILTRACIÓN

cálculo de la precipitación máxima de 24

horas

Con los datos de 16 años del registro de precipitación del cuadro nº 6 , se ha calculado estadísticamente el valor real de precipitación máxima de 24 horas. Este valor es promedio de la precipitación para altitud de 3940 msnm (estación meteorológica). El valor es igual:Pmax. 24 hr. = 55.506113 mm.

corrección de precipitación por altitud

En Canchis los sitios de tratamiento en las micro cuencas altas se ubican a mayor altitud (regresión matemática.) por eso se ha corregido el valor de precipitación máxima en 24 horas, de acuerdo a la variación de altitud.La diferencia de altitud promedio respecto a la estación pluviométrica (3940 y 4100) es 210m, por tanto la precipitación aumenta en 3.2mm, por cada 50 metros de altitud. Donde el valor corregido es:PMAX 24 HR= 68.9461129mm.

precipitación máxima en 1 hora

Este valor de precipitación es el siguiente:PMAX=13.32038902 mm.

caudal maximo (m3/hora)

Este valor promedio en Canchis es:Q=79.922334 m3/01hora/hectárea

precipitacion efectiva

Cuyo resultado es el siguiente:Pe= 7,99223341 mm/hora

calculo de volumen de zanjas

Con dimensiones de sección transversal y con la inclusión del valor de velocidad de infiltración (0.0125m/hora), y el largo de la zanja articulada (02 zanjas de 5 metros juntos), de 10 metros de largo, el volumen es igual a:Vz = 1.1484m3

calculo del numero de zanjas de

infiltración por ha

El número de zanjas por hectárea, resulta de dividir el volumen del caudal máximo en m3/Ha de un sitio y el volumen de la zanja articulada, cuyo volumen es:Nº zanjas = 70 zanjas por hectáreaEl número de zanjas por hectárea, varía de acuerdo al caudal máximo de precipitación y coeficiente de escorrentía y este último calor

depende principalmente de la pendiente del terreno, textura del suelo y tipo de vegetación.En suelo de textura media con vegetación de pastos naturales en función a la pendiente y el volumen de zanjas predeterminado aproximadamente la tabla es el siguiente:

CUADRO 06. NUMERO DE ZANJAS SEGÚN COEFICIENTE DE

ESCORRENTÍA

DETERMINACION DE

DISTANCIAMIENTO ENTRE ZANJAS

El distanciamiento entre zanjas con tabique de 2 metros (D), con clase de pendiente 20-35%, con el valor de coeficientes de escorrentía de 0.50 es de:D = 12.0 metros.El distanciamiento entre zanjas, varia con el coeficiente de escorrentía, tipo de pendiente del terreno, textura del suelo. Esta variación se observa en el siguiente cuadro.

Clase de pendiente

(%)

Tipo de pendiente

(%)Precipitación efectiva (m3)

Distanciamiento / tabique de 2.00 metros

01 - 05 3 0.006393787 15

05 - 20 15 0.007193010 13,5

20 - 35 25 0.007992233 12

35 - 50 40 0.008791457 11

> 50 55 0.009590680 10CUADRO 07. DISTANCIAMIENTO ENTRE ZANJAS DE

INFILTRACIÓN

distribución espacial del sistema de zanjas

Conociendo el número de zanjas y sus distanciamientos el siguiente paso es la distribución espacial de zanjas en el área de tratamiento o sitio seleccionado.

distribución de zanjas en sistema de

imbricada

En terrenos con pendiente promedios de 40% y con vegetación de praderas naturales la distribución espacial sistemática que mejor responde es el sistema de imbricadas. Por qué este sistema en la zanja articulada (02 zanjas individuales de 5 metros). Compensa a las otra en casos de eventos extremos cuando hay rebalse de las agua.

2.6.2. EFECTO DE LA CONSTRUCCIÓN DE LAS ZANJAS DE

INFILTRACIÓN EN LAS PRADERAS ALTO ANDINAS DE

LA CUENCA ARANSAYA

La construcción de las zanjas de infiltración como se puede observar en las figuras 4 y 5. Hace que la erosión de suelos producto de la escorrentía de la cuenca disminuya ya que los resultados que se pueden observar son los siguientes:

caudal m3/sgafectado por las zanjas de

infiltración 0.58sin efecto alguno de las zanjas de

infiltración 0.71TABLA 8: TABLA COMPARATIVA CAUDALES ANTES- DESPUES DE

LA CONSTRUCCION DE LAS ZANJAS DE INFILTRACION

Se observa que la construcción de las zanjas de infiltración en la cuenca aransaya hace que el caudal no incremente a niveles tan altos como en el caso una cuenca sin son zanjas de infiltración.De aquí se puede desprender que efectivamente la construcción de zanjas de infiltración cumpliría la función de retener agua dentro de la cuenca, ya que la comparación de caudales así lo demuestraEn base a los resultados obtenidos se puede observar que la Hipótesis N° 01 y la HipótesisN° 03 son verdaderas.La construcción de zanjas de infiltración imbricadas retienen las precipitaciones pluviales para guardarlo por infiltración dentro de la cuenca, de modo esta agua captada en tiempos de sequia pueda seguir aflorando en las partes bajas de la cuenca en forma de manante, etc. Sin embargo en la presente investigación solo se ha verificado la diferencia de los caudales, sin ningún tipo de propuesta para la utilización del mismo.Actualmente se viene continuando con la Investigación a fin de evaluar las condicionesMencionadas. Esto permitir tener mayor certeza respecto a las bondades que la utilización de las zanjas de infiltración en las cuencas.

2.6.3. EFECTO DEL DISEÑO HIDROLÓGICO EN LA

CONSTRUCCIÓN DE LAS ZANJAS DE INFILTRACIÓN

Clase de pendiente

(%)

Coeficiente de

escorrentía

Caudal máximo (m3/Ha)

Volumen de zanja

(m3)

Nº total de zanjas /

ha *

01 - 05 0.40 63.937.867 1.148 56

05 - 20 0.45 71.930.101 1.148 63

20 - 35 0.50 79.922.334 1.148 70

35 - 50 0.55 87.914.568 1.148 77

> 50 0.60 95.906.801 1.148 84(*) la zanja articulada compuesta por 02 zanjas individuales de

5 metros

En cuanto a el diseño hidrológico de las zanjas de infiltración se propuso para cada tipo de de suelo – tipo de pendiente dentro de la cuenca una nueva forma de construcción de la zanjaEsta propuesta hace suponer que las condiciones de la cuenca (tipo de suelo y pendiente ) no presentaran problemas de erosión de suelos no desperdicio de agua por escorrentía ya que en gran medidadichas propiedades fueron consideradas para el diseño de las zanjas de infiltraciónCon ellos la Hipotesis N° 02 se verifica enbase a lo planetado.

3. CONCLUSIONES Y

RECOMENDACIONES

C1. Se realizó el diseño hidrológico de las zanjas de infiltración, observándose la pendiente de la cuenca, el tipo de suelo, la precipitación anual. Así mismo se propuso un nuevo tipo de zanja de infiltración óptimo para la zona, la presencia de las zanjas de infiltración en los divortiun acuariun de las cuencas es lo fundamental que hay que hacer en todos los eriazos alto andinos, para retener parte de las lluvias en favor de las propias áreas y los bajíos, además de evitar la violenta de las escorrentías hacia las quebradas y valles.C2. Como se nota el desperdicio de agua sin zanjas de infiltración es mayor en un 1.2%, al evacuarse mayor cantidad de agua a los afluentes o barreras naturales, esto podría causar inundaciones ya que en época de lluvia el nivel de los afluentes incrementa por la constante precipitación.C3. En la comparación de disponibilidad hídrica se puede observar que el caudal del cauce afectado por la construcción de las zanjas de infiltración disminuyo, con esto confirmando que el agua restante se encuentra dentro de la cuenca (se esta cosechando agua) y el mismo al pasar el tiempo aflorara, aun en tiempo de estiaje, trayendo como consecuencia mejorar en la calidad de la población, tanto en el ámbito pecuario como en el de consumo, así mismo esta disminución de caudal genera menos desperdicio de agua ya que el mismo ya no se dirige a los afluentes o barreras naturales, generando de este menos destrucción de las obras ribereñas de protección de cuaces.Descolmatar los cauces de los ríos alto andinos y apuntalar las defensas ribereñas de los mismos, así como proteger puentes, carreteras áreas agrícolas y poblaciones, ante los posibles huaycos, desbordes inundaciones equivalen solo

a proteger las piernas del organismo humano, descuidando todo el resto, mediante el uso de las zanjas no infiltración se podría evitar todo un gasto económico ya que dicha estructura rural puede reducir el agua producida por escorrentía que se pierde en los afluentes principales, provocando posibles desastres naturales.R1. Se recomienda ampliar la investigación alrespecto ya que significa lograr una alternativa de solución para la ingeniería de gestión de riesgo en cuanto a la prevención y mitigación de desastres naturales – fenómeno EL NIÑOR2. Las comparación de caudales en la presente investigación no se han verificado demanera directa, por lo que resulta siendo un tema consistente para un futuro avance y desarrollo, siendo muy importante en el áreade hidrología e hidraulica.R3. En toda la provincia de Canchis existe una sola estación meteorológica de Sicuani a 3949msnm. Esto dificulta mayor cobertura de la micro cuenca por eso es necesario hacer ajustes en base a la variación de altitud. Tampoco se cuenta con registro pluviografico que permita el análisis hidrológico directos.R4. Se recomienda realizar más evaluaciones ya que para fines de análisis y cálculos hidrológicos, se ha utilizado valores promedios: coeficiente de escorrentía: 0.50, velocidad de infiltración: 12.5 mm/hora, tipo de pendiente de 30%. Además que El valor del coeficiente de escorrentía es bastante complejo, porque involucra las variaciones de tipo de suelos, tipo de pendientes y la clase de vegetación; en este caso se ha utilizado datos promedios, para trabajos detallados se requiere mayores precisiones de estudios de campo. R5. Se recomienda desarrollar nuevas tecnologías y métodos para prevenir y mitigar los desastres naturales – fenómeno EL NIÑO en zonas alto andinas, siendo esta investigación un factor importante para el desarrollo de la investigación en la región de Cusco, El agua es “ un recurso natural retornable indispensable para la vida” patrimonio de la nación y bien de uso público. Por lo que toda obra de infraestructura hidráulica en las alturas de la provincia de canchis. Debe empezar por resolver la creciente escasez de agua, para las comunidades respectivas y su economía. Si no se desarrolla esto, el mejoramiento de carreteras locales, la remodelación de colegios o otras dabidas improductivas no pasarían de ser meros maquillajes frente a la cosecha de un recurso vital.

4. AGRADECIMIENTOS:

El principio de la sabiduría es el temor a Jehová (Prov. 1:7). A Dios por permitir que podamos seguir avanzando, siendo un factor importante en nuestra vida la salud física y mental.

A mi madre por sus incontables contribuciones en mi formación: la investigación, las muchas conversaciones melifluas, su invaluable ayuda en mi carrera profesional y no menos importante su conocimiento de la ingeniería de que he sido aprendiz en numerosas epifanías, es inefable expresar lo agradecido que estoy y cuanto a inspirado mi trabajo.

A la farmacóloga - bioquímica Zulma R. Vargas Chambilla por su confianza puesta en la presente investigación, sus consejos durante la culminación de la misma, y sobre todo su amistad.

Al Phd. Dimas Apaza Idme Experto internacional en siembra y cosecha de agua una estrategia de adaptación frente al cambio climático. por su incondicional ayuda y asesoría en el transcurso de realización de este trabajo.

Así mismo se agradece a Hidroandes Consultores S.A.C, consultora especializada en Evaluación y Gestión de aguas subterráneas, por el conocimiento brindado del diseño hidrológico de

las zanjas de infiltración aplicado a la ingeniería civil.

Al Ingeniero Civil Ecler Mamani Chambi, por sus consejos de invaluable valor en el tema de zanjas de infiltración y prevención y mitigación de desastres naturales

5. REFERENCIAS:

- Autoridad Nacional del Agua ANA – ing. Civil Carlos

Pereira Matsumoto “rol de las prácticas de siembra y

cosecha de agua en el marco normativo y de políticas

de gestión de riesgo integrada del agua “ – Junio -2015

- APAZA Idme, Dimas, 2015. Panorama de las

tecnologías de recarga artificial de acuíferos y cosecha

de agua en uso en los Andes del Perú, y su

funcionamiento técnico-hidrológico y beneficios de uso.

- HUALPAYUNCA, gualberto. compensacion por servicios

ecosistemicos mediante la construccion de zanjas de

infiltacion en la microcuenca piuray ccorimarca

- SUYO, juan 2015. siembra y cosecha de agua como

medida de adaptacion frente al cambio climatico, caso:

cuenca de la laguna quescay.

- Lemus vera M. metodología de diseño de zanjas de

infiltración y canales de desviación de agua convenio

ambiental CONAF CHILE

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