DRENAJE Y CONTROL DE

INUNDACIONES

MANEJO Y CONSERVACIÓN DE

SUELOS Y AGUAS

ING. WALDEMAR PEÑARETE

CONTROL DE INUNDACIONES

El agua de escorrentía fluye sin poder canalizarla.

Efectos de las inundaciones

• Dañan la propiedad y amenazan la vida de seres humanos y animales

• Erosión del suelo y sedimentación excesiva

• Destrucción las zonas de desove de los peces y otros hábitats de la vida

silvestre

• Reducción de la vida útil de los embalses

• Dificultan el drenaje e impiden el empleo productivo de los terrenos

• Se ven afectados con frecuencia los estribos de los puentes, los peraltes de las

vías, las canalizaciones y otras estructuras

• Obstrucción de la navegación y el abastecimiento de energía hidroeléctrica.

Medidas de control

Los métodos básicos para el control de las inundaciones se practican

desde tiempos primitivos. Incluyen la reforestación de cuencas (dentro

de los proyectos de restauración hidrológico-forestal) y la construcción

de diques, presas, embalses y cauces de alivio o aliviaderos (canales

artificiales para dirigir el agua procedente de la inundación).

• Diques

Es un terraplén natural o artificial,

por lo general de tierra, paralelo al

curso de un río.

• Construcción de presas

Antes se construían para suministrar agua de riego, consumo y

obtención de energía, ahora se hacen para el control de inundaciones

Drenaje Evacuación de los excesos de agua de la zona

de absorción con el fin de evitar la saturación del suelo.

Consecuencias de un suelo en estado de saturación se

tiene:

-Aumento de evaporación: demanda de más energía para

calentarse

-Dificulta la circulación de agua en el suelo

-Mayor cantidad de parásitos y enfermedades

-El alto nivel freático limita la penetración de las raíces

INFLUENCIA DEL MAL DRENAJE EN LAS

PROPIEDADES DEL SUELO

1. Propiedades físicasAireación

Drenaje

máximo en 24

horas

Indispensable

en el manejo de

suelos salinos

Estructura

Permeabilidad

Textura

NO AFECTA DIRECTAMENTE A LA TEXTURA

Temperatura

• El calor específico del agua es 5 veces mayor que la de los

componentes sólidos del suelo. El calor específico del suelo

aumenta cuando está húmedo

2. INFLUENCIA DEL MAL DRENAJE EN EL

DESARROLLO DE LOS CULTIVOS

Aireación del suelo y fisiología de raíces

Alteraciones en las actividades microbianas: reducción del Fe y Mn

(formas solubles); los sulfatos se reducen a sulfuros; disminución del N

asimilable

Enfermedades

PROPIEDADES DE LOS SUELOS

RELACIONADAS CON EL DRENAJE

1. Relación suelo - agua

1.1. Retención del agua por el suelo

1.2 Macroporosidad: volumen drenable de poros

U = e - CCU = macroporosidad

e = porosidad total

CC = capacidad de campo

Si un suelo que está a CC, se

infiltra una lámina R, el nivel

freático se eleva una altura h

dada por:

h = R / U

2. Conductividad hidráulica y permeabilidad

Ley de Darcy

Ecuación de Hagen Poiseuille

La Ley de Darcy describe, con base en experimentos de

laboratorio, las características del movimiento del agua a través

de un medio poroso.

La expresión matemática de la Ley de Darcy es la siguiente:

Donde

Q = gasto, descarga o caudal en m3/s.

L = longitud en metros de la muestra

k = una constante, actualmente conocida como coeficiente de

permeabilidad de Darcy, variable en función del material de

la muestra, en m/s.

A = área de la sección transversal de la muestra, en m2.

h3 = altura, sobre el plano de referencia que alcanza el agua en un

tubo colocado a la entrada de la capa filtrante.

h4 = altura, sobre el plano de referencia que alcanza el agua en un

tubo colocado a la salida de la capa filtrante.

= el gradiente hidráulico.

Experimento de Darcy

Conductividad hidráulicaInterpretación

Cm/hora m/día

< 0,1 < 0,03 Muy lenta

0,1 -0,5 0,03 – 0,12 Lenta

0,5 – 1,6 0,12 – 0,38 Mod. Lenta

1,6 – 5,0 0,38 – 1,20 Moderada

5,0 -12,0 1,20 – 2,90 Moderada. Rápida

12,0 – 18,0 2,90 – 4,30 Rápida

>18,0 >4,30 Muy rápida

CONDUCTIVIDAD HIDRÁULICA

Ecuación de Hagen- Poiseuille

Ud2 Dw g

K = --------- ---------

32 n

K = Conductividad hidráulica

U = macroporosidad

d = diámetro equivalente de poros

Dw = densidad del líquido

g = gravedad

n = viscosidad dinámica del líquido

Permeabilidad

f(suelo)

f(líquido)

TIPOS DE DRENAJE

DRENAJES

NATURALES

ARTIFICIALES

DRENAJES

SUPERFICIALES

DRENAJES

SUBSUPERFICIALES

CANALES

CANALES

TUBOS

BOMBEO

CLASIFICACIÓN DE LOS SUELOS DE ACUERDO AL TIPO DE

DRENAJE

Según la rapidez con que pasa el agua a través del suelo hacia los

espacios subterráneos (conductividad hidráulica):

-Suelos mal drenados: El agua sale lentamente del suelo que la capa

freática está en o cerca de la superficie durante una parte considerable

del año. Requiere drenaje artificial.

-Suelos moderadamente drenados: los suelos están afectados por el

agua por un periodo lo suficientemente largo, de modo que se

restringen las labores agrícolas. Requiere drenaje artificial.

- Suelos bien drenados: los suelos retienen cantidades óptimas de

humedad para el crecimiento de la plantas. Pueden estar saturados

por un tiempo, pero no afecta el rendimiento de cultivos.

DRENAJES NATURALES

Muy escasamente drenado.

El suelo se encuentra frecuentemente

encharcado en el fondo del perfil.

Imperfectamente drenado.

Suelo mojado durante largo

tiempo después de las lluvias.

Bien drenado

El color de los horizontes

inferiores suele ser vivo con

tonalidades rojas o amarillas sin

moteados propios de la reducción

Excesivamente drenado.

Suelo húmedo solo durante las

lluvias.

Suelos poco evolucionados y poco

desarrollados.

Suelos muy porosos.

DRENAJE ARTIFICIAL

Es cualquier obra o instalación que extrae agua del terreno.

Eliminación de agua superficial y control de la capa freática

CLASIFICACIÓN DE SISTEMAS DE DRENAJE

1. Sistemas abiertos: tanto drenes como colectores son

zanjas abiertas

2. Sistemas subterráneos: drenes y colectores son

tuberías subterráneas

3. Sistemas mixtos: drenes son tuberías subterráneas y

los colectores son zanjas abiertas

DRENAJES SUPERFICIALES

Utilizados para remover los excesos de aguas superficiales

DRENAJE POR DEBAJO DE LA SUPERFICIE

Usados para remover el agua de las zonas de raíces

Cuándo hay más riesgo de problemas de drenaje?• Si el suelo es arcilloso, más riesgo que si es arenoso. Aunque no

todos los suelos arcillosos drenan mal.

• En áreas planas o cóncavas del terreno.

• Al pie de pendientes, que es donde llega toda el agua de

escorrentía.

ACTIVIDADES A REALIZAR PARA EL MANEJO DEL DRENAJE

- Nivelación del terreno

- Obras de drenaje

- Realización de caballones o camellones

- Elección de especies que toleren condiciones de mal drenaje

- Aplicación de materia orgánica

- Realizar labranza con subsolador

- Manejo del riego