Conservacion de Suelos (Libro)

8/14/2019 Conservacion de Suelos (Libro)

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Catlogo de Prcticas de Conservacin deSuelo y Agua

Taller para el desarrollo de capacidadesorientadas a la conservacin yaprovechamiento de los activos

productivos primarios (Suelo, Agua yVegetacin)

2005


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Contenido

Tinas Ciegas Zanjas trinchera Manejo de escurrimientos superficiales Surcado al contorno Contreo Cortinas Rompeviento Zanjas derivadoras Control de crcavas y represas de control de azolves Terrazas


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Tinas Ciegas 1

Tinas ciegas

Definicin

Las tinas ciegas tienen como objetivo principal larecarga de mantos acuferos para mantener lahumedad en el suelo y fomentar el desarrollo de lavegetacin nativa, reducir la velocidad delescurrimiento superficial, as como utilizar las lneasde tinas como brechas cortafuego.

Son zanjas rectangulares de 2 m de longitud, 0.5 mde base y 0.5 m de profundidad, y un volumen decaptacin de agua de 0.5 m3 por tina, construidossiguiendo las curvas de nivel, que captan laescorrenta y conservan la humedad para los rboleso las plantaciones forestales. Las tinas puedenconstruirse en forma continua a travs de toda laladera, sobre distancias mas cortas, o para plantasindividuales...

Para conocer la distribucin de las tinas en el terrenoy la separacin entre lneas de tinas, es necesarioconocer el volumen de escurrimiento que se generanen la zona. Para estimar el escurrimiento mediopueden utilizarse el mtodo del Servicio deConservacin de Suelos (SCS), que considera lascaractersticas de uso del suelo, la condicin dehumedad antecedente, el tipo de suelo y la lluviamxima en 24 horas en un perodo de registrodeterminado

Objetivos

Favorecer la absorcin y almacenamiento de aguaen el suelo para el uso de las plantas o de loscultivos forestales.

Prevenir las avenidas torrenciales o movimientosmasivos de suelo.

Controlar erosin en laderas con cobertura vegetal

deteriorada que requieren repoblacin. Localizacin y requisitos para su empleo

En regiones ridas o semiridas donde la cantidad dela precipitacin no son muy altas. En los suelos conalta permeabilidad relativa (se examinan las tasas deinfiltracin del suelo y, se comparan con los registrosde la precipitacin, utilizando un perodo de retornode 10 aos y la lluvia mxima en 24 horas.

En las laderas sin vegetacin de una cuenca

hidrogrfica donde se proyecta hacer unareforestacin.

Para el desarrollo de huertos en terrenos de ladera.

Especificaciones para el diseo

Relacionando las caractersticas de uso del suelo, yel tipo de suelo se obtienen los valores de curvanumricas (CN) los cuales son indicadores de la


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Tinas Ciegas 2

proporcin de escorrenta. Estos valores se ajustanen funcin de la condicin de humedad antecedente.

Con los valores de la curva numrica ajustada a lacondicin de humedad antecedente, se calcula elpotencial mximo de retencin (S)

Conociendo los valores del potencial mximo deretencin y lluvia mxima en 24 horas se calcula elescurrimiento medio (Q).

Con los valores obtenidos se realiza una ponderacindel escurrimiento medio.

Como se emple lluvia mxima en 24 horas para laestimacin de este escurrimiento medio se esperaque por lo menos trabajen a su capacidad total lamitad de las veces se selecciona para su diseo lacaptacin del 50% del escurrimiento, es decir, secalcula el escurrimiento a captar

Considerando que las dimensiones de la tinas quehan dado mejores resultados son: largo: 2.00 m;ancho: 0.50 m, profundidad: 0.50 m y espaciamientoentre tinas de la misma lnea de 2.00 m. Se calcula elrea tributaria de escurrimiento para que trabajen almximo.

Ejemplo de clculo :

Considere la siguiente informacin para el diseo detinas ciegas en el Pueblo de Santo Toms Ajusco: Lluvia mxima en 24 horas = 68.5 mm; 290 ha de bosque con poca cobertura (Condicin

hidrolgica mala); 271 ha de pastizales muy pastoreados (condicin

hidrolgica regular). Lluvia en los cinco das previos = 42.5 mm.

Relacionando estas caractersticas se obtienen losvalores de las curvas numricas (CN) y se ajustan enfuncin de la condicin de humedad antecedente:

Zona CN CHA CNA1 66 III 82.62 69 III 84.4

Con los valores ajustados de la curva numrica,se calcula el potencial mximo de retencin (S)

25425400=CNA

S

Donde: S es el potencial mximo de retencin, CNAes la Curva numrica ajustada y 25400 y 254 sonconstantes.

S1 = 53.5S2 = 46.95 mm

Conociendo los valores del potencial mximo deretencin y de la lluvia mxima en 24 horas, secalcula el escurrimiento medio (Q) de la ecuacin:

( )S PS PQ

8.02.0 2

+

=

Donde: Q es el escurrimiento medio en mm y P es lalluvia mxima en 24 horas.

Q1= 30.01 mmQ = 30.94

Con estos valores se pondera el escurrimiento medio,tal como se muestra en el cuadro siguiente:

Zona Area(ha)

S(mm)

PP(mm)

Q(mm)

AQ(mm)

Q(mm)

1 290 53.5 68.5 30.01 8,702.9 30.462 271 46.95 68.5 30.94 8,384.74

561 17,087.64

Q(mm) = (17,087/561) = 30.46

Como se emple lluvia mxima en 24 hr paraestimar escurrimiento medio, se espera que trabajena su capacidad total la mitad de las veces para sudiseo se seleccion la captacin del 50% delescurrimiento:

Escurrimiento a captar:

Q/2 = (30.46/2) = 15.23

Para esta zona, por la profundidad del suelo, lapresencia de rboles y otros obstculos, las tinas quehan probado su efectividad tienen 2 m de largo,ancho 0.5 m, 0.5 m de profundidad y 2 m entre tinasde la misma lnea


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Tinas Ciegas 3

Con estas dimensiones y la capacidad por cada tina (0.5 m), se puede calcular el rea tributariescurrimiento para que trabajen al mximo.

Volumen = Lmina de escurrimiento x rea.rea =Volumen/ Lmina de escurrimiento

rea tributaria = 31.98 mEl ancho de la faja que cubre cada tina es de 2 m, el espaciamiento entre dos tinas que se encuentranmisma direccin

dt =rea tributaria /2.00 mdt = 31.98/2 = 15.99 m

Por su colocacin en el terreno (Ver croquis), la distancia entre lneas de tinas (dl) ser igual a dt/2

dl =15.99/2 = 7.99.m

Para fines prcticos y econmicos, se adopta una distancia final entre lnea de tinas de 8.0 m.

0.5

2.00

0.5

0.5

4 m 4 m

2 m

8 mBordo

Zanja

Bordo

0.5

Distancia de acuerdo con elvolumen medio


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Zanja trinchera 1

Zanja trinchera

La zanja trinchera es una variante del sistemazanja y bordo que consiste en la apertura de zanjasy bordos de manera discontinua siguiendo las

curvas de nivel.Objetivo

Acondicionar el terreno para el establecimiento deplantaciones y/o favorecer el proceso deinfiltracin.

Diseo

Se calcula la pendiente media del terreno. Se calcula el espaciamiento horizontal entre

bordos. Se obtiene la lluvia mxima en 24 horas para unperiodo de retorno de 5 aos.

Se obtiene el valor del coeficiente deescurrimiento.

Se calcula la capacidad de almacenamiento delbordo.

Dimensiones de la zanja y bordo.

Construccin

Las zanjas y bordos de tierra se construyen en

sentido perpendicular a la pendiente. El sistema seadapta a terrenos con pendientes de 5 a 40 % y suconstruccin puede ser a base de mano de obra,con maquinaria o la combinacin de ambas.

Se trazan curvas de nivel a equidistancias de del espaciamiento calculado.

Las zanjas se construyen de manera discontinuasobre una curva a nivel, procurando que la

proyeccin de tramo de zanja coincida con un tramociego de la siguiente curva.

Cada zanja debe tener una longitud de 2.5 m conseparacin variable de 0.5 a 2.5 m. La profundidady la plantilla son variables.

Pendiente media del terreno (s)

Generalmente la pendiente se expresa como la relacinporcentual entre las componentes vertical y horizontaly se simboliza matemticamente por la letra s.

s = (h/b)*100 = (tan Q)*100

Figura 1. Concepto de pendiente .

La pendiente puede medirse en campo con nivel decaballete, nivel de manguera, nivel de mano, planchetanivel montado o trnsito; de igual forma puede serdeterminada en gabinete sobre planos de curvas denivel o fotografas areas.

Espaciamiento horizontal entre bordos (IH)

Para calcular el intervalo vertical (IV) puede emplearsela frmula que considera la pendiente y la precipitacinanual.

IV = [2+(s/34)](0.305)

donde :IV = Intervalo vertical (m).s = Pendiente media del terreno (%).3 = Factor para reas con precipitacin anual

1200 mm.0.305 = Factor de conversin de unidades.


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Zanja trinchera 2

El intervalo horizontal se calcula con:

IH = (IV/s )*100

Donde: IH es el intervalo horizontal (m); IV es elintervalo vertical (m).y s es la pendiente delterreno (%).Lluvia mxima en 24 horas para un periodo deretorno de 5 aos.

Se obtiene de la interpolacin, previa ubicacindel rea de estudio en el plano 1 del apndice IIIdel Manual de Conservacin de Suelos.

Coeficiente de escurrimiento (C).

Para obtener el valor del coeficiente deescurrimiento se entra al Cuadro 1.

Cuadro 1. Valores del coeficiente de escurrimiento (C).

Topografa Textura del sueloVegetacin Gruesa Media FinaBosquePlano (0-5 % pendiente) 0.10 0.30 0.40Ondulado (5-10 % pendiente) 0.25 0.35 0.50escarpado (10-40 % pendiente) 0.32 0.52 0.62PastizalPlano (0-5 % pendiente) 0.10 0.30 0.40Ondulado (5-10 % pendiente) 0.16 0.36 0.55Escarpado (10-40 % pendiente) 0.23 0.43 0.63Terreno cultivado o denudadoPlano (0-5 % pendiente) 0.35 0.55 0.65Ondulado (5-10 % pendiente) 0.45 0.65 0.75escarpado (10-40 % pendiente) 0.57 0.77 0.87

Capacidad de almacenamiento del bordo .

Para calcular la capacidad en litros por metrolineal se utiliza la siguiente frmula:

A = E * C * L * 10

Donde: A es la capacidad de almacenamiento(l/m); E es el espaciamiento entre bordos (m); C esel coeficiente de escurrimiento; L es la lluviamxima en 24 h (cm) y 10 es un factor de ajustede unidades.

Dimensiones de la zanja y bordo

Se entra al Cuadro 2, con el dato de pendiente(s) y capacidad de almacenamiento (A).

Cuadro 2. Dimensiones y capacidad de almacenamiento de los sistemas de zanja y bordo.

S(%)

H(cm)

B(cm)

Hc(cm)

p(cm)

A(l/m lineal)

80 36 60 1,41340 80 40 60 1,428

100 44 60 1,44390 45 60 1,789

5 45 100 50 60 1,805110 47 70 1,822100 56 60 2,208

50 110 52 70 2,227120 57 70 2,24580 36 60 765

40 80 40 60 780100 44 60 79590 45 60 969

10 45 100 43 70 985110 47 70 1,002100 56 60 1,196

50 110 52 70 1,214120 57 70 1,23290 45 60 695

40 100 43 70 712110 47 70 728100 56 60 858

15 45 110 52 70 877120 57 70 895110 58 60 1,039

50 120 63 70 1,059130 68 70 1,07990 45 60 559

45 100 50 60 575110 47 70 592100 56 60 690

20 50 110 52 70 708120 57 70 726110 58 70 834

55 120 63 70 855130 68 70 875100 56 60 521

50 110 52 70 539120 57 70 557110 58 70 630

30 55 120 63 70 650130 68 70 671

60 120 69 70 750130 65 80 772100 56 70 436

50 110 52 70 455120 57 70 473110 58 70 528

40 55 120 63 70 548130 68 70 568

60 120 69 70 628130 65 80 650

Volumen de corte/relleno por metro lineal

V = Hc * P * 1

donde: V es el volumen (m3); Hc representa laprofundidad de corte (m); P es la plantilla (m); y l es lalongitud unitaria (1 m).

Aplicacin : Este sistema es una prctica mecnica paraacondicionar el terreno, previo al establecimiento deplantaciones forestales o frutales, para asegurar lasupervivencia de las plantas y conservar el suelo.


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Surcado al contorno 1

Surcado al contorno

El surcado al contorno son operaciones delabranza, siembra y otras operaciones de camporealizadas al contorno de la pendiente del terreno

Objetivos

Reducir la erosin laminar y en canalillosReducir el transporte de sedimentos y otroscontaminantes del aguaReducir la velocidad del escurrimiento superficialPromover la infiltracin de agua en el suelo, yaumentar la humedad disponible para elcrecimiento de las plantasReducir los riesgos de formacin de crcavas ycanalillos en terrenos con pendiente

Condiciones donde se aplica la practica

Esta prctica se puede aplicar en los terrenos deladera donde crecen los cultivos.

El surcado al contorno es ms efectivo enpendientes entre 2 y 10%. Puede ser menosefectiva si la pendiente excede el 10% En caso de

que la pendiente del terreno sea mayor del 10% serecomienda combinar el surcado al contorno con otrapracticas mecnicas como las terrazas de formacinsucesiva o el establecimiento de barreras vivas.No es recomendable para zonas con altasprecipitaciones o donde los terrenos son muy arcillososo descansan sobre un estrato impermeable, ya que enestas condiciones los excesos de agua puedenperjudicar el desarrollo de los cultivos. Cuandoprevalecen estas condiciones es necesario modificar eltrazo de los surcos, para darles un desnivel del 3 al 8 almillar y desalojar los excesos de agua hacia caucespreviamente estabilizados.

Criterios generales aplicables a todas las condiciones.Gradiente mnimo del surco

El gradiente en el surco para suelos con tasas deinfiltracin bajas y muy bajas; o para cultivos sensiblesa condiciones de acumulacin de agua por periodosmenores de 40 horas, deben disearse con pendiente nomenor del 0.2%.


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Gradiente mximo del surco

Para alcanzar la mxima eficiencia en el control dela erosin el surco debe trazarse lo ms cercano ala curva de nivel. El grado mximo de pendienteen el surco no debe exceder el 2% o un medio delporciento de pendiente utilizada para los clculosde erosin. Pendientes en el surco mayores del 3%solo pueden permitirse en longitudes no mayoresde 50 m cercanas a un cauce empastado bordo osalida estable.

Las cabeceras y finales de los surcos que excedenlos rangos de pendiente mencionados pueden tenermanejo de la cobertura o el establecimiento debordos permanente.

Cuando el surco alcanza el gradiente mximo dediseo, debe establecerse una nueva lnea guapendiente abajo del ltimo surco al contorno uusarla como referencia para el siguiente patrn decontorno. Las operaciones de labranza y de cultivodeben hacerse utilizando el contorno establecido.

Longitud critica de pendiente

El trazo del surcado al contorno no debe hacerseen una pendiente mayor a la longitud crtica de lapendiente, a menos que se combine con otrasprcticas (e.g., terrazas, derivaciones, etc.) que

reduzcan la longitud de la pendiente por debajo dela longitud crtica o reduzca las velocidades delflujo superficial. El aumento de la coberturasuperficial y la rugosidad pueden cambiar lascondiciones de cobertura vegetal y disminuir lasvelocidades de flujo superficial. El aumento derugosidad no es suficiente para reducir la longitudcrtica de la pendiente. El clculo de la longitudcrtica puede determinarse utilizando la tecnologaaprobada de la prediccin de la erosin.

Salidas estables

Los escurrimientos del surcado al contorno debeliberarse a salidas estables como: caucesempastados, bordos perimetrales, cuencas decontrol de agua y sedimentos, o salidassubterrneas para terrazas o derivadores.

Consideraciones

Previo al diseo y trazo, debe considerarse el retiro deobstculo o cambios en los linderos o forma de losterrenos, donde sea factible, para mejorar la eficacia dela prctica y la facilidad de realizar operaciones decultivo.Si usa manejo de residuo, labranza en camellones o alcontorno, evite cruzar excesivamente los surcos en lasreas de la correccin. La altura del surco vara a travsdel ao por efecto de la labranza, operaciones decosecha, siembra, labranza secundaria e intemperismoEl uso de altura variable en el tamao del surco puedeser necesario en algunas reas.

El ancho de las reas de correccin y la distancia entrelneas guas, deben ajustarse segn el ancho de losequipos. Se deben utilizar cauces empastados,remansos para el control de agua y sedimentos, salidassubterrneas, u otras prcticas convenientes paraproteger reas existentes o potenciales de erosin porflujo concentrado.

Hay varios factores que afectan la eficacia del surcadoal contorno para reducir la erosin del suelo. Estosfactores incluyen: la altura del surco, la pendiente delsurcado, la pendiente del terreno el grupo hidrolgicodel suelo, la cubierta y la rugosidad, y la longitudcrtica de la pendiente. La cobertura, la rugosidad y la

altura del bordo y la aspereza, pueden ser influenciadaspor el manejo y proporcionar ms o menos ventajadependiendo de diseo. El surcado al contorno puedenecesitar la combinacin con otras prcticas deconservacin para alcanzar las metas de conservacinen el del sistema de manejo de la conservacin.

Operacin y mantenimiento

Realizar todas las operaciones la labranza y cultivoparalelas a las lneas guas, terrazas, derivaciones ofranjas al contorno, donde se utilicen estas prcticas,

garantiza mantener la pendiente en los surcos.Donde existan terrazas, derivaciones, o franjas alcontorno, mantenga marcadores del contorno quepuedan ser seguidos durante el establecimiento de cadacultivo. Los marcadores pueden ser linderos delterreno, lneas sin laborear cerca de la lnea guaoriginal del contorno, o de otro marcador fcilmenteidentificable, continuo y duradero. Todas las


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operaciones de la labranza y siembra deben serparalelas al marcador establecido. Si se pierde unmarcador, reestablezca una lnea gua del contornoantes de la preparacin del terreno para el cultivosiguiente.

Las operaciones de campo pueden iniciarse en laslneas gua y proceder arriba o debajo de lapendiente en un patrn paralelo hasta que secompleten los patrones. Donde las operacionesempiezan a converger entre dos lneas guas noparalelas al contorno, establezca un rea decorreccin que est permanentemente con pasto.

Donde la curvatura de la lnea al contorno llega aser demasiado aguda para mantener la maquinariaalineada con los surcos durante operaciones decampo, establezca nuevamente la correccin delos cornejales, tratando de mantener esta reacubierta con pasto

Localizacin y trazado de las curvas a nivel olneas guas

Para la ejecucin de esta prctica, es convenientesealar sobre el terreno las lneas a nivel (de cota oelevacin previamente determinada), que sirvan degua al establecer el surcado.

Para hacer este trabajo en el campo debenconsiderarse las caractersticas topogrficasdel terreno, ya que si la topografa es dependiente uniforme, bastar una sola lneagua y cuando sta sea irregular, sernecesario trazar ms de dos lneas guas. Losprocedimientos a seguir se describen acontinuacin:

Localizacin y trazo de la lnea gua enterrenos de pendiente uniforme.

En el rea de trabajo se localiza la lnea dependiente mxima y se marca con una estaca elpunto medio de esa pendiente.

A partir del punto sealado con la estaca inicial,se procede a marcar la lnea gua o curva denivel, por medio de estacas separadas de 15 a20 m. El trazado se hace con cualquierinstrumento de nivelacin (nivel montado, demano, caballete, etc.).

Con los puntos previamente localizados, se procede altrazado del surco o lnea gua con los implementosagrcolas adecuados (de traccin mecnica o animal).

Posteriormente, se trazan los surcos paralelos a la lneagua, hacia arriba y hacia abajo, hasta cubrir todo elterreno, circunstancia en la cual, todos los surcos seencontrarn sensiblemente a nivel, ya que la topografaes uniforme.

Figura 1. Localizacin y trazo de lneas gua en terrenos con pendiente uniforme

Localizacin y trazado de las lneas guas en terrenoscon pendiente poco uniforme. En terrenos de pendienteno uniforme, las curvas de nivel no son paralelas, yaque tienden a acercarse cuando la pendiente aumentaya separarse cuando disminuye. Es recomendableestablecer varias lneas guas para que los surcos semantengan lo ms paralelo posible entre s y endireccin perpendicular a la pendiente.

Los pasos que se siguen en este procedimiento, sedetallan a continuacin:

Se localiza la lnea de mxima pendiente del terrenoy se divide en porciones de pendiente uniforme, lasque se delimitan con estacas. A cada una de lasporciones (A, B y C) se les determina la pendientemedia.

Con la pendiente media de cada porcin, sedetermina la separacin que debe existir entre laslneas guas, de acuerdo con los datos que aparecenen el cuadro siguiente:


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Distancias o que deben trazarse las lneas guas en cultivos a nivel, segn la pendiente del terreno

Prctica mecnicaPendientemedia delterreno

Distancia entrelneas guas

(m)*Surcado al contorno 1-3 50(SC) 3-5 40SC 6-8 30Complementada 8-10 20Con otra 10-12 15Prctica 12-15 10* Debe medirse sobre el terreno.

Con la distancia entre lneas guas para cada tramoy a partir del punto ms alto, se marcan conestacas las separaciones de cada lnea gua, en los

diferentes tramos. Puede quedar una lnea en cadatramo, esto es variable en funcin de la longitud ypendiente media de cada tramo.

A partir de los sitios sealados por cada estaca, semarca la lnea gua, al dejar estacas cada 15 o 20 m.Para marcar la lnea gua se utiliza cualquierinstrumento de nivelacin (nivel montado, de mano,caballete, etc.). Con los puntos localizados y conimplementos de labranza de traccin mecnica oanimal, se procede al trazo de los surcos que servirncomo lnea gua. A partir de las lneas gua, que son lostrazos de referencia, se procede a surcar el terreno.

Pendiente natural del terreno

Lnea gua 1

Lnea gua 2

Curva de nivel (desnivel 0.3%)

Lnea gua

Trazo de lneas gua y surcado en pendientes no uniformes

Trazo de lneas gua y surcado en pendientes no uniformes


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Manejo de escurrimientos 1

Manejo de escurrimientos superficiales

La escasa y errtica distribucin de la lluvia se haconstituido en una seria limitante para mejorar losniveles productivos en las zonas ridas y

semiridas. Los productores han generadoestrategias que les permiten enfrentar lasrestricciones de estos ambientes, subsistir yobtener satisfactores, las prcticas de captacin insitu del agua de lluvia y el aprovechamiento deescurrimientos superficiales, reducen el riesgo deprdidas de las cosechas por sequa, al incorporarvolmenes adicionales de agua a las actividadesagrcolas.

Mediante estas prcticas se logran rendimientossimilares a los que se alcanzan en cultivos deriego. Adems, un buen manejo del agua deescorrenta ayuda a conservar el suelo, aumentar laeficiencia en el uso del agua, diversificar laproduccin y mantener la fertilidad del suelo.

El mal manejo de estos sistemas o deficiencias endiseo aumenta los problemas de erosin, prdidade agua, destruccin de bordos, estructuras dederivacin y conduccin, entre otros.

Descripcin

El manejo de escorrentas tiene particularidadespara cada regin, por lo que sus caractersticas,componentes y diseo deben adecuarse a lascondiciones especficas de una.

Los sistemas de manejo de escurrimientos sonformas especializadas de riego superficial queincluyen estructuras de derivacin y conduccinde los escurrimientos (de canales naturales ocauces establecidos) y de distribucin del

escurrimiento en reas relativamente niveladas. Laderivacin y distribucin se controla con bordos, zanjasde desviacin, represas o una combinacin de stas,diseadas para manejar un volumen determinado deagua.

Estos sistemas se disean para colectar agua de lluvia,de una rea de escurrimiento y aplicarlo en terrenos decultivo. Generalmente se disean para tormentas de 6horas de duracin con perodos de retorno de 1.25, 2, 5y 10 aos.

Aplicacin

Se aplica en reas donde es posible derivar agua de lared de drenaje natural a zonas planas para suinfiltracin y retencin hasta que sea utilizada por lasplantas.

Cultivos. Se utilizan para el riego de maz, frijol,pastizales y agostaderos, con la finalidad de aumentarla produccin de grano, forraje o semilla.

Suelos. Los suelos profundos de textura media amoderadamente fina con subsuelos y substratosmoderadamente permeables son ideales. Los de texturafina son aceptables si las pendientes son ligeras y no sepresenta encharcamiento. Los suelos de textura gruesano son recomendables por las altas tasas de infiltraciny la baja capacidad de almacenamiento.

Topografa. El rea de cultivo debe estar nivelada ocon pendientes suaves. Si se usan sistemas deentarquinamiento, la pendiente mxima ser de 1 a 2%, de manera que los bordos no necesiten estar muyespaciados ni ser muy altos. En sistemas de flujocontinuo, la pendiente mxima ser de 5% paraterrenos uniformes y de 3% para terrenos ondulados.

Clima. En zonas donde la precipitacin satisfagalas demandas de agua de los cultivos.Otras consideraciones. El agua de escurrimiento nodebe tener sedimentos que se depositen en el rea desiembra que dificulte la preparacin de la cama oazolven los cultivos establecidos.

La seleccin del rea a utilizar con este sistema es unacombinacin de suelos, pendientes y cultivos.


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Ventajas

El aprovechamiento de escurrimientos con finesagrcolas es un mtodo relativamenteeconmico que genera beneficios coninversiones pequeas.

Los rendimientos en cultivos con estos sistemasson similares a los alcanzados bajo riego. Enaos de buen temporal los productores puedenmejorar sus ganancias, o mantener unrendimiento mnimo en aos de mal temporal.

Los sedimentos favorecen la formacin deterrazas, la fertilidad del suelo, la profundidad yla capacidad de almacenamiento de humedad.

Se pueden combinar plantaciones de rbolesfrutales y/o forrajeros en los bordos o dentro dela parcela que diversifiquen la produccin.

Desventajas

Que los escurrimientos no coincidan con lasnecesidades de agua por las plantas o con lacapacidad de almacenamiento en el suelo.

El mal diseo y manejo pueden provocarerosin, destruccin de estructuras, yacumulacin de azolves.

Tipos de sistemas

Estos sistemas se dividen en sistemas de flujocontinuo (Bordo dispersor, bordo conductor ybordos con salida independiente) y sistemas deentarquinamiento (de control manual). Los deflujo se caracterizan por manejar el escurrimientoentre zanjas y bordos con drenaje libre del rea deriego. Los sistemas de entarquinamiento retienenel agua aplicada en el rea de riego hasta que stase infiltra, el agua se almacena entre bordos yempieza a descargar cuando se ha aplicado lalmina deseada.

Sistema de flujo con bordos dispersores (Bordoderramador): Distribuye el agua en un perodocorto, los bordos y zanjas conducen un volumenreducido de agua, la pendiente de la zanja vara de0.3 o 0.4% en el extremo superior cercano a lafuente de agua a 0% en el extremo inferior. Elagua se conduce por zanjas y se controla conbordos distribuidos estratgicamente de maneraque pueda ser redistribuida lateralmente (Figura1).

Figura 1. Sistema de flujo contino con bordos dispersores(USADA s/f)

Sistema de bordos conductores: Existe una zanjaderivadora en la parte alta del rea de cultivos (Figura2). El agua se derrama aguas abajo de la zanja, amedida que el agua se mueve aguas abajo, esinterceptada por un bordo al contorno, y se mueve alotro extremo del terreno. Esto se repite hasta que sealcanza la parte final del terreno, donde hay un bordoque descarga el exceso de escurrimientos. La pendiente

mxima para este sistema es de 1.2 %; y la distanciamxima recomendada entre bordos es de 90 m. Lapendiente del terreno permite definir el espaciamientoentre bordos.

Sistema de Bordos conductores con salidascontinuas: Es una modalidad del subsistema de bordosconductores, el cual tiene varias salidas (tubos deconcreto, arcilla o metal o vertedores) distribuidas a lolargo del bordo (Figura 2).

0.3 m.

0.30 a 0.60 m.

Figura 2. Bordos conductores con salidas continuas


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Subsistema de control manual de entradas: El agua se distribuye en cada bordo de manera individualhasta que se alcanza la lmina deseada La pendiente mxima permisible es del 2%, con bordos de 60 caltura y con una altura libre de bordo de 15 cm. Los bordos pueden estar separados hasta 30 m, se recomla construccin de una zanja aguas abajo de los bordos, para que conduzca el escurrimiento y lo derramvertedor de excedencias (Figura 3).

Pendiente menor de 12%

Altura libre de bordo 0.15 a 0.3 m.

0.3 m.

Altur de bordo 0.5 a 0.6 m.

Salida con tubera

Bordo de abastecimiento

Corriente principal

Salida de exceso

Figura 3. Sistema de manejo con control manual

Criterios de diseo

rea de drenaje. Superficie que contribuye conescurrimientos o la relacin de rea de aporte- reabeneficiada; en un sistema seguro de manejo deescorrentas el rea de aporte debe generar unvolumen que satisfaga la demanda del cultivo

Obra de derivacin. Debe ser automtica y capazde resistir la avenida mxima, al sistema deconduccin slo debe entrar la cantidad deescurrimiento necesario, se debe evitar la entradade sedimentos gruesos, la entrada al sistema debeexcluir el escurrimiento cuando no se desee que sederive al rea de cultivo.

Sistema de conduccin. Debe conducir conseguridad el gasto de diseo de la obra dederivacin al rea de siembra.

rea de siembra. En sta se debe distribuiruniformemente el escurrimiento, se debe nivelar osuavizar el terreno, remover obstrucciones ymejorar la eficiencia de las operaciones agrcolas.

La lmina aplicada debe ser aproximadamenteigual a la cantidad de agua que el suelo puede

absorber en un perodo igual a la duracin estimada delescurrimiento.

Si el agua se va a entarquinar, la lmina debe igualar lacapacidad de retencin de humedad del perfil del sueloen la zona de crecimiento radicular.

Bordos para entarquinamiento. La altura del bordodebe exceder al menos en 15 cm la lmina de diseo; eancho mnimo de la corona ser de 90 cm, la pendientede los taludes laterales no deben ser mayor de 2:1. Elbordo debe construirse con una altura tal que permitapor lo menos el 5% de asentamiento.

Desages. En el sistema debe haber drenaje quepermita que los excesos de agua regresen al cauceoriginal sin provocar erosin.

Los bordos deben tener un desage para verterdemasas por lo menos 30 cm por debajo de la altura dediseo del bordo. Este desage puede ser un vertedor,una estructura de piedra acomodada, un vertedor dematerial estable, una tubera o alguna combinacin delo anterior. La capacidad del vertedor debe exceder elgasto diseo.


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Elementos de diseo

Para conocer las caractersticas del rea que recibeel escurrimiento, se pueden utilizar los mtodoshidrolgicos convencionales para predecir elvolumen de escurrimiento VS, el gasto mximoinstantneo Q, y el tiempo de concentracin delescurrimiento Tc.

Lmina de diseo. La lmina por aplicar estdeterminada por la duracin del escurrimiento ylas caractersticas de retencin del suelo. Laduracin del escurrimiento se relaciona con eltiempo de concentracin.

Cuadro 1. Lminas de diseo de sistemas de manejo deescurrimientos del tipo regulador de descarga.

TexturaTc(hr)*

De(hr)* Media Mod.

FinaFina Muy

fina0.5 8.5 215 120 75 401.0 9.0 225 130 75 401.5 9.5 235 130 80 402.0 10.0 245 140 80 452.5 10.5 250 140 80 453.0 11.0 260 145 85 453.5 11.5 270 150 85 454.0 12.0 280 150 90 504.5 12.5 285 160 90 505.0 13.0 290 160 95 505.5 13.5 300 165 95 506.0 14.0 310 170 95 50

* Tc es el tiempo de concentracin del escurrimiento (hr) y De es laduracin estimada del escurrimiento (hr)

En entarquinamiento, la lmina aplicada es igual ala que se puede almacenar en la zona radicular.

Capacidad de abastecimiento de agua. Lossistemas de abastecimiento de agua se diseanpara transportar la fraccin del escurrimiento quepuede ser distribuida. El volumen por derivar Vdse estima como:

Vd = da a

Donde da es la lmina por aplicar (de diseo) y aes el rea a beneficiar. Si se conoce el volumen dela tormenta Vs, entonces el gasto por derivarpuede calcularse a travs de dos ecuaciones.Primero se determina el gasto por derivar, Qdcomo:

Qd = rq Q

donde Q es el gasto mximo instantneo, rq es uncoeficiente emprico basado en la relacin Vd/Vs(Cuadro 2).

Cuadro 2. Relacin de volmenes en sistemas de escurrimientos .Relacin Vd/Vs rq

0.000 0.0000.100 0.0550.200 0.1100.300 0.1650.400 0.2300.500 0.2950.600 0.3700.650 0.4100.700 0.4550.750 0.5000.800 0.5550.850 0.6100.900 0.6850.950 0.7801.000 1.000

Por otro lado, si el gasto por derivar esta determinadopor las caractersticas del sitio, entonces el volumen poderivar se estima como:

Vd = rv Vs

donde rv es un coeficiente emprico (Cuadro 3) basadoen la relacin Qd/Q.

Cuadro 3. Relacin de gastos en sistemas de manejo deescurrimientos.

Relacin Qd/Q rV0.000 0.0000.100 0.1800.200 0.3500.300 0.5050.400 0.6350.500 0.7500.600 0.8400.650 0.8750.700 0.9100.750 0.9350.800 0.9550.850 0.9750.900 0.9850.950 0.9951.000 1.000

Desage. El exceso de agua debe canalizarse en lasalida de la parcela hacia un cauce natural.


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Contreo 2

Usos alternativos

Se mejorado la distribucin del agua en sistemasde riego rodado, su uso ha reducido el arrastre desuelo y la produccin de sedimentos. Tambin, seha utilizado en el riego por aspersin, ya quemejora la distribucin del agua en el terreno y laeficiencia en el uso del agua.

Ventajas del contreo

La efectividad de esta prctica en elalmacenamiento de humedad en el suelo, lareduccin de la tasa de erosin y la aceptacin delos productores, la ubican como una alternativatecnolgica accesible y con futuro.

Esta prctica ofrece las siguientes ventajas:

El equipo puede ser adquirido por los productoresque utilizan tractor o yunta.Se adapta a sembradoras y cultivadoras de tiroanimal y mecnico, sin requerir pasos adicionalessobre el terreno.

No implica gastos adicionales de combustible,mano de obra, maquinaria o uso de yuntas.

Permite trabajar la totalidad de la superficiesembrada con cultivos en hilera y mantener la

altura de las contras y surcos a su mximo nivel.Distribuye uniformemente el agua de la lluvia enel terreno.

Permite el almacenamiento del agua de lluvia, anen tormentas de alta intensidad (120 mm/h),evitando al mximo el escurrimiento superficial yla prdida de suelo por erosin.

Si la precipitacin no es abundante durante elciclo, se logra producir forraje o asegurar la

produccin de semilla para la siembra delsiguiente ciclo.

Es de bajo costo y tiene una buena rentabilidad.Cuando se utiliza en riego, mejora la distribucindel agua en el terreno y reduce el nmero deriegos aplicados en el cultivo.

Desventajas

Costo inicial del equipo para contrear. Solo puede utilizarse en cultivos que se

establecen en hileras.

Recomendaciones

Al efectuar esta labor, se debe estar consciente quela efectividad depende de la lluvia y que por ssola no tiene ningn beneficio.

No se recomienda el uso de esta prctica enlugares con problemas de drenaje, o ubicados enpartes bajas con probabilidades de inundacin.

Se recomienda utilizar esta prctica en todas laslabores del cultivo desde la preparacin del suelo,siembra y escardas, su uso puede asegurar elestablecimiento y crecimiento del cultivo.

Realizarla previa a la siembra puede asegurar uncontenido de humedad suficiente para lageminacin de la semilla.

Si se decide utilizar la prctica en todas las laboresde cultivo, se recomienda que durante la siembrase ajuste la altura de la contra, de tal manera que alrealizar las escardas no sea necesario remover lascontras. En caso contrario puede ser necesario eluso de removedores de diques en la parte frontalde las ruedas, evitando con esto molestias aloperador y a la maquinaria.

3. Mecanismo de interrupcin de tiro4. Resorte5. Regulador del mecanismo de interrupcin

8. Reja9. Mancera de arado

10. Cable de palanca


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Cortinas rompevientos 1

Cortinas rompevientos

Las cortinas rompevientos son hileras de rboleso arbustos de diferentes alturas que forman unabarrera, opuesta a la direccin predominante delviento, alta y densa que se constituye en unobstculo al paso del viento. Se conocen tambincomo barreras rompevientos, setos vivos o fajasde albergue, por refugiar a cierto tipo de fauna.

Es una prctica para el control de la erosin elica,se usa en reas agrcolas, pastizales, reasdesprovistas de vegetacin y en zonas urbanas.

Objetivos

Reducir la velocidad del viento en parcelas confines agropecuarios;Reducir el movimiento del suelo;Conservar la humedad;Reducir la accin mecnica del viento sobrecultivos, huertas, ganado y fauna silvestre;Regular las condiciones del microclima; oIncrementar la belleza natural de un rea.

Beneficios:

Reduce la velocidad del viento. Por el obstculoque presenta la cortina al flujo de viento, la

reduccin de la velocidad es mxima en la zonainmediata a la cortina y aumenta a medida que se alejade esta proteccin. FAO (1961), reporta que losporcentajes de reduccin de la velocidad del viento sonde 60 a 80% en la parte ms cercana a sta, y de 20% adistancias 20 veces la altura de la misma; La reduccinmxima de la velocidad del viento, se obtiene en el reade proteccin equivalente a cuatro veces la altura de lacortina (Figura 1).

La altura de la barrera constituye una unidad prcticade medida aplicada a la distancia en que el terreno

queda protegido por sta. As la distancia de proteccines de 14 veces la altura.

La velocidad mnima para iniciar el movimiento delsuelo (erosionable) est entre 19 y 24 km h-1. La zonade proteccin de una barrera, se reduce a medida queaumenta la velocidad del viento, lo que exige unespaciamiento menor de las barreras utilizadas paracombatir la erosin.

Detener la carga del material acarreado. Al disminuir lavelocidad del viento parte del material transportado se

deposita al no existir ya la energa necesaria paramantener en movimiento las partculas del suelo.

60 30 42 60 90 120 150 180 210

16 km/h 22 km/h

24 km/h

33 km/h38 km/h 41 km/h

105 M E T R O S

Figura 1. Efecto de la cortina rompevientos en la disminucin de la velocidad del viento


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El volumen de suelo en suspensin o movimiento,disminuye en forma proporcional con lavelocidad, como se aprecia en la Figura 1.

Proteger al suelo de la accin erosiva del viento.Al reducir la velocidad del viento y disminuir elvolumen de suelo en movimiento, la cortinaresulta eficaz en la reduccin del potencial erosivode las corrientes de aire, considerando que estosson los principales causantes de la erosin elica.

Consideraciones del establecimiento :

Las consideraciones al planear el establecimientode cortinas, son los efectos de las cortinas sobre:los caminos adyacentes, los edificios, los gastosindirectos y las bajas utilidades, y sobre el sistemade drenaje, por consiguiente se aplican lassiguientes especificaciones.Las cortinas se orientan generalmente de N-S o deE-W, paralela a los lmites del terreno aunquepuede haber ocasiones en que el arreglo circularalgn otro pueden ser ms efectivo.

Se puede presentar alguna reduccin en lavelocidad del viento en una longitud equivalente a20 veces la altura de la cortina (20H). Laproteccin proporcionada a distancias de 10H a20H generalmente no es suficiente para el control

de la erosin si no se combinan las cortinas conotras prcticas del control.

El establecimiento de cortinas los rboles yarbustos necesitan recibir el mismo cuidadoque reciben otras prcticas de conservacin.Muchas plantaciones de cortinas fallansimplemente porque no se les proporcionauna buena fertilizacin.

Especificaciones

Para lograr los objetivos de las cortinas, esimportante considerar los siguientes puntos::Orientacin . Las cortinas en campo debenorientarse perpendicularmente a la direccinpredominante del viento.

Forma: Debe procurarse la formacin de 4 a 10hileras, utilizando rboles y arbustos con unadistribucin que permita una forma trapezoidal

Altura. Entre ms alta sea la cortina, mayor ser el reaprotegida y mayor el espaciamiento entre cortinas.

Densidad. La cortina se debe disear para obtener unadensidad en la madurez del 50% al 60% de la densidadde una barrera slida. De una a tres hileras de rboles oarbustos en la madurez proporcionan comnmente ladensidad deseada.

Debe ser lo ms compacta posible, evitndoseespaciamientos entre plantas que permitaninfiltraciones de aire que formen corrientes turbulentas.

La separacin entre hileras y plantas depende deldesarrollo de las especies y de la porosidad que sedesee. Las separaciones ms usuales para cortinasson de 1 a 2 m entre arbustos y de 2 a 3 m entrerboles (Figura 2).

Separacin en metros

BARLOVETO

SOTAVENTO

1 .0 2 .0 2.02.02.0 1.0

Viento

Figura 2. Formacin correcta y zona de proteccin de una cortina

rompevientos (Salmeron, 1966)

Seleccin de las especies de rboles y arbustos .

En la seleccin considere las recomendacionessiguientes:

Especies adaptadas a la zona: Seleccione la especiede acuerdo a caractersticas de suelo, clima, alturadeseada, densidad, ancho de la corona, tendencia aramificar, crecimiento, longevidad, presencia deplagas y enfermedades, valor esttico y valor para lavida silvestre.

Resistentes a la sequa: Considere especies consistemas radiculares vigoroso para un ptimoaprovechamiento de la humedad del suelo.

De carecimiento rpido y morfolgicamenteuniforme con gran densidad de copas;

Utilizar en las alineaciones exteriores de la cortina,especies no apetecibles por el ganado o espinosasque restrinjan el ramoneo.

Que conserven parte del follaje todo el ao.


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Las cortinas se podrn establecer en interseccionescuidando siempre que estas no bloqueen la visinclara del trfico.

Localizacin cerca reas empedradas .

En estas reas se debe de cuidar que las races nointerfieran con la zona protegida.

Localizacin en referencia a zanjas y arroyos .

Las cortinas no deben ubicarse donde los rbolesmaduros puedan interferir con lneas detransmisin o con tuberas de uso general.

Los rboles de las cortinas deben establecerse a 6m de las lneas de transmisin o de tuberas demanera que no entren en contacto las ramas oraces de los rboles.Se debe dejar un pasillo de 6 m entre las cortinas ylneas elctricas, para poder proporcionarmantenimiento a las cortinas.

Localizacin en referencia a zanjas y corrientes .

Las cortinas se deben establecer a una distanciamnima de 6 m de zanjas y corrientes para reduciral mnimo la deposicin del suelo en arroyos.

Cercas vivas

Se pueden establecer cercas vivas de modo quesirvas como linderos de los terrenos, de proteccina actividades agropecuarias o como una fuentealternativa de alimento a los habitantes o losanimales..

Uso de cortinas para proteccin de huertas

La altura de proteccin de la huerta se puedeobtener con una sola hilera de rboles. Los rboles

usados para la proteccin de huertas deben teneruna altura madura dos veces la de los rboles de lahuerta a proteger.

Establecimiento de cortinas .

Preparacin del sitio. La preparacin del sitio sepuede realizar antes de la plantacin. Muchasplantas, particularmente muchos de los pastos

pueden desaparecer del rea de establecimiento de lascortinas con productos naturales que producirn losrboles y los arbustos (alelopata). La vegetacin puedecontrolarse con una combinacin de:

Labranza con arado, disco, cultivadoras o uninstrumento similar.

Eliminados con un accesorio mecnico o a mano. Tratamiento qumico con un herbicida apropiado. Usar acolchados naturales o artificiales o lonas

plsticas.

Obtencin y cuidado de los rboles del vivero.

Los arbolitos a establecer deben estar adaptados alclima, de preferencia se debe de obtener de viveroscercanos al sitio de siembra.Los rboles y arbustos se deben plantar lo ms rpidoposible despus de su llegada del vivero al sitio. Si lasiembra se realiza dos o tres das despus de su llegadaestos deben de mantenerse a la sombra en lugares queno sufran amplios rangos de variacin en temperatura.

Plantacin:

En climas que los permiten, los rboles y arbustos sepueden plantar al inicio de la primavera

Se deben de realizar inspecciones de los rbolesplantados y se deben desechar los de tamao pequeo ylos dbiles.

Durante la plantacin las races tienen humedad, por loque no se deben sumergirse en agua. Las races secassignifican una planta muerta.

En algunos sitios, la plantacin mecnica puederesultar un mtodo de siembra ms econmico que laplantacin manual.

La plantacin manual se puede realizar con pala,azadn, zapapico o herramientas similares. El cuidadoque se debe tener es que la cepa sea lo bastante grandepermitir las races entren libremente evitando que sedoblen, las races muy largas se deben podar antes deplantar el rbol.

Al plantar rboles de vivero se debe de apretarfirmemente el suelo para cerciorarse de que no quedenhuecos en la cepa,. Esto con el fin de que las plantasqueden firmes y no se puedan sacar fcilmente.


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Zanjas derivadoras 1

Zanjas derivadoras

Una zanja de derivacin es un canal construidotransversal a la pendiente sencillamente con unbordo en la parte baja de la pendiente, con lafinalidad de generar una salida controlada a losexcesos de escurrimiento

Objetivos :

Esta prctica puede aplicarse como prcticas deconservacin en terrenos con pendiente,ondulados y en terrenos que se consideran planos

o irregulares destinados a la construccin deterrazas.

Las zanjas de derivacin eliminan los excesosde agua;

Colecta o distribuye agua o en reas decaptacin o en sistemas de cosecha de agua.

Incrementa o disminuye el rea de drenajealrededor de las parcelas.

Intercepta el flujo superficial y el subsuperficialpoco profundo.

Disminuye los peligros del escurrimiento enreas del altiplano.

Disminuye la erosin hdrica y losescurrimientos en reas urbanas, enconstruccin o en reas mineras.

Las zanjas derivadoras sacan el agua del rea dereas potencialmente erosionables.

Complementan las necesidades de humedadpara los cultivos y la conservacin en parcelascon sistemas de captacin de agua.

Condiciones donde pueden aplicarse :

Se puede aplicar en terrenos de cultivo y otras reasdonde el control y/o manejo del escurrimientosuperficial sea necesario, se aplica en suelos ytopografa donde las zanjas derivadoras puedan serconstruirse las zanjas y exista una salida apropiada.

Criterios de construccin :

Capacidad: las zanjas derivadoras son medidas

temporales con una expectativa de vida til de dos aoso menos, en profundidad deben tener capacidad parasoportar una avenida mxima con un periodo deretorno de 10 aos y una tormenta de 24 horas deduracin.

La profundidad de dise es el flujo de la tormenta msel bordo libre.

Seccin transversal :

El canal puede ser parablico, triangular o trapezoidal

lo alto de la cresta incluye un adecuado factor deasentamiento.

La cresta mxima debe tener 1 m de ancho de laprofundidad de diseo de la zanja con menos de 5 hadel rea de drenaje alrededor de la tierra de cultivo, depotrero o del bosque.


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La cima de la cresta construida no debe ser menora la profundidad especificada para sedimentacino asentamiento

La profundidad de diseo de la alcantarillatransversal puede ser la de la alcantarilla a lacabeza de agua para el diseo del libre bordo.Grado y velocidad :

La velocidad en el canal no debe exceder lavelocidad mxima considerada como erosionablepara el suelo, la vegetacin o el revestimiento delcanal.

Cuando la capacidad se determina con la formula

Q =A*V

"V" se calcula usando la ecuacin de Manning, ydebe usarse el valor ms alto de "n".

Localizacin:

La ubicacin de la salida, las condicionestopogrficas, el uso del suelo, las operacionesculturales, los recursos y el tipo de suelodeterminan la ubicacin de las zanjas derivadoras

Proteccin contra sedimentos:

Las zanja derivadoras normalmente no seconstruyen en reas que produzcan grandescantidades de sedimentos, cuando es necesario sedebe de realizar una prctica (s) necesarias paraprevenir el peligro de la acumulacin desedimentos en el canal. Estas practicas puede estarencaminadas a controlar la erosin del suelo,prcticas culturales de manejo, fajas de vegetacino estructuras, estas prcticas se pueden realizarantes o al momento de la construccin de laszanjas.

El movimiento de los sedimentos dentro del canales un problema, el diseo debe incluir unacapacidad extra para el transporte de sedimentos ose debe disear un plan de manejo ymantenimiento del canal removiendo lossedimentos acumulados.

Salidas:

Cada zanja derivadora debe tener una salida segura yestable de acuerdo a su capacidad de transporte, lasalida puede ser un canal, un cauce empastado, unalnea, un rea con vegetacin o pavimetada, unaestructura con cierto grado de estabilizacin, un salidabaja, un cause estable, un rea de sedimentacin o unacombinacin de estas prcticas.

La salida debe conducir el escurrimiento a un puntodonde estos no causen problemas, las salidas convegetacin pueden construirse y estabilizarse antes deconstruir la zanja, para asegurar una salida estable.

El gasto de salida de tierra combinada conalmacenamiento puede disearse con el escurrimientode una tormenta y no sobrepasara el arreglo de la zanja

La profundidad de diseo de una superficie de agua enla zanja no debe ser menor que el diseo de laelevacin de la superficie de agua, un empalme deestos es considerado funcional para el diseo de ambos

Vegetacin:

En reas disturbadas que nos son cultivadas, elestablecimiento de la vegetacin puede realizarsedespus de la construccin.

Revestimiento:

En suelos o en climas que excluyen el uso devegetacin como proteccin contra la erosin, sepueden emplear revestimientos como grava, block uotro material.

Consideraciones:

Una zanja derivadora en un campo de cultivo puedenalinearse y espaciarse de otras estructuras o prcticasde tal manera que se pueda emplear maquinara

agrcola, el lado y longitud de la pendiente puededeterminar el tamao (anchura del equipo) cuando elterreno no es cultivado.

No todas las tierras de cultivo consideran vegetacinnativa en reas disturbadas puede introducirse especiesforneas.


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El contenido de humedad del suelo y los valoresde diseo de las zanjas derivadoras puedenminimizar los efectos adversos existentes y susvalores.

Las zanjas derivadoras construidas aguas arribapara prevenir el acceso de agua a tierras hmedaso una tierra hmeda puede modificarse con elcambio en la hidrologa. Las actividades deconstruccin pueden minimizar el disturbio en loshbitats silvestres.

Pueden explorarse oportunidades para restaurar ymejorar los hbitat de la vida silvestre, incluyendohbitat en peligro o amenazados.

En tierras donde hay sitios arqueolgicos, se usantcnicas para maximizar su identificacin, paraplanear, disear y construir.Planes y especificaciones:

Para construir zanjas derivadoras pueden utilizarselos planes y especificaciones estndares.

Operacin y mantenimiento:

El plan de operacin y mantenimiento incluyeinstrucciones especficas para mantenimiento, lacapacidad de la zanja, almacenamiento, lo alto de

la cresta y salidas.Los requerimientos mnimos de un plan demantenimiento son:

Realizar inspecciones peridicas especialmentedespus de una tormenta.

Reparar o sustituir componentes de la zanjacuando estn daados.

La zanja debe tener capacidad de desvo, alturade la cresta y elevacin de la salidaespecialmente en reas donde los sedimentosrepresentan riesgo en el rea de drenaje cercade la zanja, es necesaria una salida estable ylimpia.

Cada ensenada de salida debe de mantenerselimpia y los sedimentos deben redistribuirse, lasensenadas daadas por maquinaria agrcola debenrepararse inmediatamente.

La redistribucin de los sedimentos es necesaria paramantener la capacidad de transporte de la zanja.

La vegetacin (rboles y arbustos) deben controlarsemediante mtodos qumicos o manuales.

Mantener la maquinaria agrcola fuera de terrenoscon pendiente pronunciada.


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Control de crcavas 1

Control de crcavas y represas de control de azolves

DefinicinCrcava es una zanja causada por la erosin quesigue generalmente la mxima pendiente delterreno y constituye un cauce natural en donde seconcentra y corre el agua proveniente de laslluvias. El agua que corre por la crcava arrastragran cantidad de partculas de suelo producto de laerosin.

Formacin de la crcava

Generalmente, cuando el agricultor utiliza nuevosterrenos para cultivo, corta la vegetacin arbrea,arbustiva y herbcea, limpia el terreno dejndoloexpuesto a la accin directa de la lluvia y elescurrimiento superficial, ocasionandoinicialmente la remocin y el arrastre de laspartculas del suelo por capas delgadas (erosinlaminar).

El agua, a medida que va descendiendo por laladera y debido a las irregularidades en el relievedel terreno, se va concentrando, formando

pequeos canales, los que a su vez se juntan yforman un canal mayor. Con una masa de aguamayor y una velocidad que va en aumento, laerosin se va acentuando, formando inicialmentepequeos surcos, los que se van agrandandohorizontal y verticalmente hasta que finalmente seforman las crcavas, llamadas tambin zanjas;barrancos o torrenteras.

Control de crcavas

La primera accin que se debe llevar a cabo parcontrolar una crcava es eliminar la causa que lorigin, para lo cual se tiene que efectuar trabajos a dniveles:

A nivel de ladera o rea de drenaje, que en muchocasos resulta ser suficiente, cuando con prcticas dconservacin se controla el escurrimiento superficial eesta zona. En caso contrario, si despus de habetratado la ladera todava se mantiene flujo por lcrcava, entonces se efectan trabajos a nivel de crcava misma.

Prcticas de conservacin a nivel de ladera

Cualquier prctica a ser aplicada a nivel de ladera debencaminarse fundamentalmente a evitar o controlatotalmente el escurrimiento superficial y permitiuniformemente su infiltracin; las prcticas apropiadason:

Repoblacin de pastos y bosques,fundamentalmente con especies nativas. Buen manejo de pastos (pastoreo de corta duraci

y frecuente) y bosques. Zanjas de infiltracin en bosques y pastizales. Terrazas de absorcin. Surcos en contorno. Zanjas de desviacin.


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Prcticas a nivel de Crcavas

Despus de haber tratado la ladera y si todava hayescurrimiento en la crcava misma, se efectuartrabajos a nivel de sta, consistentes en laconstruccin o colocacin de presas o pequeasbarreras u obstculos transversales a la crcava, afin de disminuir la velocidad del agua y favorecerla sedimentacin de las partculas que lleva elagua en suspensin.

Las presas se construyen a lo largo de la crcava ypueden ser hechos de costales llenos de arena,piedras, ramas, palos, gaviones, barreras vivas,etc. (Figura 1).

Figura 1. Tipos de presas para el control de azolves

Un aspecto importante es el espaciamiento entrepresas. El principio fundamental que se debe tenerpresente para la determinacin del espaciamientoentre presas es que el centro del borde superior deuna presa est al mismo nivel que la base de lapresa siguiente aguas arriba.

Un medio eficaz en el control de la crcava espermitir el crecimiento de la cubierta vegetal,

evitando el pastoreo de animales a lo largo de lcrcava y en la zona circundante a ella, en por lo menun radio igual a cinco veces la profundidad de lcrcava.

Las paredes mismas de las crcavas deben estacubiertas por vegetacin natural o sembradaespecialmente con pastos.

Antes de proceder a rehabilitar una crcava hay qudefinir que tipo de medidas correctivas deberadoptarse para su control y si estas medidas s justifican en trminos de valor de la tierra aguas arriby abajo de la obra.

El valor de la tierra puede considerarse en funcin dsu rentabilidad, beneficio social, proteccin de lcuenca para conservacin de una obra hidrulica, lproteccin aguas abajo de terrenos de riego, proteccide vas de comunicacin, reas urbanas, infraestructuhidroagrcola, etc. Cada uno puede considerarsprioritario, pero es ms conveniente evaluarlos efuncin del costo actual y de la relacin beneficio-cosque cada una representa.

Rehabilitacin

La rehabilitacin y control de crcavas considera doprincipios bsicos: la rehabilitacin parcial y lrehabilitacin total.

El control parcial es muy econmico, se utilizsatisfactoriamente cuando el objetivo no es corregir crcava totalmente, sino que se utiliza como medidpreventiva. Tericamente, esta clase de solucin emuy econmica debido a la sencillez de las estructurque se utilizan, pero desafortunadamente este tipo dsistema no llega a recuperar el estado original de crcava, lo que implica que el problema de degradacipersista, ocasionando gastos intiles, tiempo yesfuerzo. Adems, el control parcial no controla epunto donde se origina la crcava, es decir, no

considera el control de la erosin remontanteEl segundo considera la restauracin total de la crcavbajo los siguientes consideraciones: la rehabilitacidel sistema hidrulico mediante estructuras de contropermanentes y/o creando nuevas condicionehidrulicas para reducir el escurrimiento superficiamediante canales colectores, interceptores y ddesviacin, adems de detener la erosin remontante.


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Los principios anteriores permiten seleccionar elorden de ejecucin de obras. Existen diferentesopiniones, algunos sostienen que los trabajosdeben iniciarse por la parte ms alta y otros quepor la parte ms baja. Sin embargo, cada crcavaes un caso particular, el orden de ejecucin deobras debe iniciarse por donde sea ms urgente.Pueden distinguirse cuatro etapas importantes enel control de una crcava:

Origen de la crcava. Detecta el origen deformacin de la crcava, se evita el crecimientolongitudinal de la crcava controlando la erosinremontante. Esta etapa se conoce comnmentecomo cabeceo de la crcava.

Estabilizacin de taludes. Se encarga de estabilizarlos taludes, ambas mrgenes de la crcava,evitando que crezca en su ancho, al mismo tiempocontrola y reduce el escurrimiento superficiallateral. Controla el desarrollo de crcavasramificadas laterales.Caracterizacin fsica del suelo. En esta etapa sedeterminan las caractersticas fsicas del suelo(permeabilidad, compactacin, estructura, dureza,etc.) a fin de conocer su comportamiento almomento de cimentar la obra.Seleccin del tipo de estructura. Finalmente, lacuarta etapa implica seleccionar el tipo de obra en

funcin de las etapas anteriores.Clasificacin de las obras de control

Las presas de control de azolves se clasifican deacuerdo de acuerdo a los materiales empleadospara su construccin y la vida til de estos enpermanentes y temporales. Dentro del grupo deestructuras permanentes, podemos ubicas laspresas de mampostera, gaviones y presas de murovivo; en un segundo grupo se encuentran laspresas de costales, piedra acomodada, ramas y

palos.Seleccin de los sitios de construccin

La seleccin de los sitios de construccin de laspresas considera lo siguiente:Deber ser la parte ms angosta de la crcava, afin de reducir costos de construccin y lograrmayor estabilidad en las mrgenes.

El lugar debe ser un tramo recto de aprox. 20 metroaguas arriba del sitio de construccin a fin de lograque el escurrimiento se conduzcan linealmente hastimpactarse de frente sobre el muro transversal; eviconstruir presas en meandros y lugares curvos decauce.

El sitio deber tener taludes bien consolidados, (Re0.7:1) a fin de evitar deterioro; las mrgenes no debeser salida de otra crcava.

Si el sistema de drenaje se encuentra muy disectadodeber seleccionarse en una confluencia (punto dondocurren otras crcavas) a fin de controlar variacrcavas con una sola obra. Por el contrario, en murde control no deber construirse en una bifurcaci(punto donde se originan dos crcavas).

Espaciamiento unitario

Espaciamiento doble Figura 2. Espaciamiento entre presas de control de azolve

Espaciamiento entre presas

El espaciamiento es funcin de la pendiente de lcrcava (Pc), la pendiente de los sedimentos aguaarriba de la presa (Ps) y del tratamiento que se pretenden el control.

De acuerdo al Manual de Conservacin del Suelo y dAgua (SARH, 1977), para determinar el espaciamienms adecuado entre presas deben tomarse las siguientconsideraciones:

El espaciamiento ms eficiente se obtiene cuando unpresa se construye en la parte donde terminan losedimentos depositados por la presa anterior.

Para obtener un espaciamiento adecuado, deberconocerse el volumen de sedimentos transportados pel escurrimiento que circulan por la crcava a fin ddeterminar la capacidad de azolves de la presa.


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En funcin de lo anterior se considera que loscriterios de espaciamiento se determinan comosigue: Espaciamiento unitario y por dobleespaciamiento.

Tanto el espaciamiento unitario como el doblepresentan una superficie inclinada formada por lossedimentos retenidos aguas arriba de la presa. Estasuperficie se conoce como pendiente decompensacin o aterramiento, menor que lapendiente de la crcava. Su valor se determina enfuncin del tamao de los materiales transportadospor escurrimiento mximo y las caractersticashidrulicas de la crcava.

Diseo de las presas

En el diseo se definen las dimensiones msadecuadas de los tendidos que forman el cuerpo dela obra y la estabilidad de los mismos. Para eldiseo se consideran los siguientes puntos:

Determinar las secciones transversales de lacrcava donde se desea llevar a cabo laconstruccin. Estas deben dibujarse a escala 1:100preferentemente.

Determinar la curva de reas y capacidades paracuantificar volmenes de agua y sedimentosalmacenados aguas arriba de la presa.

Estimar el escurrimiento mximo que tiene lugaren la cuenca de la crcava (rea de recepcin) a finde disear la capacidad mxima del vertedor.

Considerar empotramientos mximos permisiblesen ambas mrgenes de la crcava con el propsitode evitar posibles filtraciones que debiliten laseguridad de las obras.

Proporcionar un colchn amortiguador a fin deevitar el golpe de la cada del agua sobre el piso

aguas abajo de la obra en el momento de verterselas aguas, evitando de esta manera la socavacindel lecho y el deterioro de las paredes laterales.

Considerar el volumen total de excavacin que laconstruccin demande, as como la dureza delsuelo y las condiciones fsicas del lecho de lacrcava.

Diseo de presas de piedra acomodada.

Por la profundidad de las crcavas zona y por su rede escurrimiento,: la funcin de las presas en el contrde crcavas ser la de contencin de azolves y ldisminucin de energa cintica del agua.

Diseo de presas filtrantes de piedra acomodada .

Al igual que en las presas de mampostera, se considecomo factor crtico para su diseo, su seguridad parresistir el volcamiento, debiendo por tanto pasar lresultante de las fuerzas que actan en la presa por medio de su base (Figura 3).

Figura 3. Diagrama de fuerzas actuantes en una presa de piedra acomodada .

De acuerdo al material existente en los sitios dconstruccin, se torna para el diseo de estabilidad lasiguientes constantes:

Relacin de vacos = 1/3Peso especfico de la piedra = 2.4 ton/m3 Peso especfico del agua con sedimentos = 1.2 ton/m3 Coeficiente de friccin: piedra sobre piedra = 0.6piedra sobre grava = 0.5

Teniendo en cuenta los valores anteriores, la dimenside la base de la presa estar sujeta a la siguientfrmula:

2 / 4 / 5 22 c H c B ++= (1)

Donde: B es el ancho de la base (m); c es el ancho dcorona en m (valor obtenido experimentalmente); H la altura total de la presa (m). El bordo libre (BL) etodos los casos ser de 0.20 m y el ancho (B) dezampeado se exceder en 0.60 m a la longitud (L) dvertedor (0.30 m a cada lado).


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Haciendo uso de la frmula anterior se procedi a la elaboracin del cuadro de dimensiones y en el cual se utiliza las siguiente

c

h

B

z

TERRAPLEN

SECCION TRANSVERSAL

P L A N TA

V I S TA F R O NSIMBOLOGIAc = Ancho de corona h = Altura efectiva de la presahd = Carga de diseo sobre el veL = Longitud del vertedorH = Altura total de la presa

= Longitud zampeado seco

B = Base de la presaBL = Bordo libreT = Talud aguas abajoT = Talud aguas arribab = Ancho zampeado seco

= Empotramientoz

l

1

2

BL

Hd

Dentelln

Zampeado seco

h Hd c B (m) (m) (m) (m) 2 0.50 0.70 1.80

2 1.00 1.35 1.853 0.50 0.85 2.703 1.00 1.65 2.704 0.50 1.00 3.60

4 1.00 2.00 3.655 0.50 1.35 3.905 1.00 2.70 4.106 0.50 1.40 4.006 1.00 2.85 4.35

Dimensionamiento

Figura 4. Croquis de presas de piedra acomodada


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Especificaciones de diseo de presas para el control de Azolves Piedra Acomodada

Piedra Bola

ANCHO DELA CRCAVA

SECCION TRANSVERSAL

L

B1e

B2B3

BH2

T R A N S V E R S A L

Materiales Altura DIMENSIONES B1 B2 B3 H2 L B e

Piedra bola 0.50 1.50 0.50 0.80 0.30 0.75 0.20 0.20 Pala 1.00 2.80 1.00 1.50 0.30 1.50 0.20 0.30 Pico 1.50 4.30 1.30 2.50 0.50 2.20 0.30 0.50

2.00 5.50 2.00 3.00 0.50 3.00 0.30 0.50 2.50 6.70 2.20 4.00 0.75 3.50 0.40 0.50 3.00 8.00 3.00 4.50 0.75 4.00 0.40 0.50

H1

Figura 5. Seccin y especificaciones para presas de piedra bola


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Especificaciones de diseo de presas para el control de Azolves Presas de ramas

A

L

P L A N T A

AMARRE DE ALAMBRE

TERRAPLEN

Suelo

Zacate

Pendiente 1:1

15 cm

S

D

Pendiente dl Talud 2:1

SECCION TRANSVERSAL

A

B

AZACATE 10 cm DE ESPRESOR

L

Ramas

RamasZacate

Estacas

Material Altura H a* p* D P A T L B SRamasZacateAlambrePostesPolinesPicoPalaPinzasBarrenaPostera

50 20 20 20 20 50 40 75 10 200

100 30 30 25 30 75 50 150 20 150

150 35 30 50 30 100 60 175 30 100

Caractersticas de las presas de ramas

B) Especificaciones para la construccin* Variable de acuerdo con el material de la crcava

Figura 6. Secciones y especificaciones para presas de ramas


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Diseo de las presas de contencin de azolves Mampostera

El diseo se realiza considerando nicamente presas de tipo gravedad, en las que todas las fuerzasintervienen en la estabilidad de la obra son equilibradas por el peso propio de la estructura.

En este mtodo de diseo se busca que la resultante de las fuerzas actuantes quede dentro del tercio mela base de cada seccin, evitando con ello que se presenten tensiones. Una vez obtenidas las dimensionhace una revisin para obtener los factores de seguridad al volcamiento y deslizamiento.

Por tratarse de obras de dimensiones muy reducidas y cuya falla no pone en peligro vidas humanen el anlisis de esfuerzos no se consideraron los efectos de sismos, viento y presin de hielo.

Asimismo se hicieron algunas consideraciones que responden a las condiciones medias de la zonde trabajo.

B

nmW 2

W 1

S

H 1

Hd

H

h

e

C

( h + H d )

2

( h + H d )

3

F

h = Altura efectiva de la presa.H = Altura total de la presa.B = Ancho base.e = Ancho corona.Hl = Bordo libreF = Empuje hidrosttico.C = Coeficiente de subpresin.

Peso especfico del material de la cortina

Peso especfico del agua con sedimentos.S = Subpresin.

f

w

==

Figura 7. Fuerza que actan en una presa de gravedad.


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Clculo del ancho de corona "e"

nm

H d + H

1

Hd

H 1

F

S

W H d

e1 / e6

1 / e3

Figura 8. Diagrama de esfuerzos

Fuerza Brazo Momentos (kgm)W = e (HD+H1) 1/6 e 1/6 e2 (HD+H1)

( )

2

2 HDF = 1/3 HD 3

6

1 HD

2 HdeC S =

1/3 e 361 Hde

Para que la resultante pase por el tercio medio Mn = 0, por lo tanto

( ) ( ) 061

61

61 322 =++ Hd e Hl Hd Hde

Simplificando y despejando e

( )( ) Hd C H Hd

Hd e

+=

13

(2)

Donde: e es el ancho de la corona (m); representa el peso especfico del agua con sedimentos (Kg/m3); esel Peso especfico del material de la cortina ( Kg/m3); Hd es la cargo de trabajo del vertedor (m); HL bordolibre (m); y C es el coeficiente de subpresin (0-1) adimensional.


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Clculo del ancho de la base B

Con base en la Figura 8, se procede a calcular los momentos con respecto al punto n.

Fuerzas que se consideran en el anlisis: 1) Peso de la seccin rectangular de la cortina W1; Peso de laseccin triangular de la cortina W2; Empuje del agua F; y Subpresin S

Fuerza Brazo Momentos (kgm)( )

2

2 Hd hF += ( ) Hd H +31

( )361 Hd h +

H eW =1 e B21

32

+ H eB H e 32

21 2

( ) Bc Hd hC S += 21

B31

( ) 261 B Hd hC +

Para asegurarnos de que se presenten tensiones, la resultante de las fuerzas debe pasar por el termedio de la base, siendo el lmite cuando dicha resultante pasa por n, con lo cual la suma. demomentos con respecto al punto 11 deber ser igual a cero Mn =0

( ) ( )322261

31

21

32

21

61

61 Hd hhe H e HBehBehB B Hd hC Mn +++++=

Realizando operaciones y agrupando trminos tenemos:

( ){ } ( ) ( ) ( ) 02343 322 =+++++ Hd heh H B H ehe Bh Hd hC

Siendo esta una. Ecuacin cuadrtica del tipo ax2

+ bx + c = 0; podemos encontrar el valor de B que lasatisface por medio de la ecuacin general.

aacbb Base

242

= (3)

donde:a = C (h+Hd)-h 8 (4)b =e (3h -4H) (5)c =e2(3H -2h) +(h+Hd)3 (6)

En las ecuaciones 3y 6 las variables ya han sido definidas y para encontrar el valor de B es necesario calculado antes el valor de "e", por medio de la ecuacin 10-2, obtener los valores de las variables a, b sustituirlos en la Ecuacin 10-3.Para las condiciones medias de la regin se utilizaron los siguientes valores:

Pesos especfico mampostera = 2,400 Kg/m3 Pesos especfico del agua con sedimentos =1,200 Kg/m3 Bordo libre mnimo Hl = 0.20 mEspesor mnimo corona e mn = 0.20 m


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Coeficiente de subpresin Cs = 0, 1/2, 2/3 y 1.A continuacin se presentan los valores obtenidos para presas de hasta 6 m - de altura efectiva (h) y sobre el vertedor (Hd), que varan de 0.2 a 1 m.

Cuadro 1.- Dimensiones de base y corona, si se considera nula la subpresin. C = O

Carga sobre el vertedor 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00Altura total vertedor 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00 1.10 1.20Ancho corona 0.30 0.30 0.30 0.30 0.40 0.50 0.50 0.60 0.70Altura efectiva0.50 0.40 0.45 0.50 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80 0.901.00 0.70 0.80 0.90 0.95 1.00 1.00 1.10 1.15 1.201.50 1.10 1.15 1.25 1.35 1.35 1.40 1.45 1.50 1.552.00 1.50 1.60 1.60 1.70 1.80 1.80 1.90 1.90 1.902.50 1.80 1.90 2.00 2.10 2.20 2.20 2.20 2.30 2.303.00 2.20 2.30 2.40 2.50 2.50 1.50 1.60 2.70 2.703.50 2.50 2.60 2.70 2.90 2.90 2.90 3.00 3.00 3.004.00 2.90 3.00 3.10 3.20 3.20 3.30 3.30 3.40 3.404.50 3.30 3.40 3.50 3.50 3.60 3.60 3.70 3.70 3.80

5.00 3.60 3.70 3.80 3.90 3.90 4.00 4.00 4.10 4.105.50 4.00 4.10 4.20 4.30 4.30 4.40 4.40 4.50 4.506.00 4.10 4.40 4.50 4.60 4.70 4.80 4.80 4.80 4.90

Cuadro 2 Dimensiones de base y corona, considerando un coeficiente de Subpresin. C = 1/3

Carga sobre el vertedor 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00Altura total vertedor 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00 1.10 1.20Ancho corona 0.30 0.30 0.30 0.30 0.40 0.50 0.50 0.60 0.70Altura efectiva0.50 0.45 0.50 0.55 0.60 0.70 0.75 0.80 0.90 0.951.00 0.80 0.85 0.95 1.00 1.10 1.10 1.20 1.25 1.301.50 1.15 1.25 1.35 1.45 1.50 1.50 1.60 1.60 1.70

2.00 1.55 1.65 1.80 1.85 1.90 1.95 2.00 2.00 2.102.50 1.95 2.05 2.20 2.25 2.30 2.35 2.40 2.45 2.503.00 2.35 2.45 2.60 2.65 2.70 2.75 2.80 2.85 2.903.50 2.75 2.85 3.00 3.05 3.10 3.15 3.20 3.25 3.304.00 3.15 3.25 3.35 3.45 3.50 3.55 3.60 3.65 3.704.50 3.55 3.65 3.75 3.85 3.90 3.95 4.00 4.05 4.155.00 3.95 4.05 4.15 4.25 4.30 4.35 4.40 4.45 4.655.50 4.30 4.45 4.55 4.65 4.70 4.75 4.80 4.85 4.906.00 4.70 4.80 4.95 5.00 5.10 5.15 5.20 5.25 5.35


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Diseo del colchn amortiguador.

Como diseo del colchn amortiguador se entiende el encontrar su longitud y profundidad, dmodo que en su interior se produzca un salto hidrulico que disipe la energa que obtiene el agcaer desde la cresta vertedora al piso de la crcava. Con un colchn adecuado evitamo

socavacin aguas abajo de la estructura.

dn = dcd2

d1

L

z

p

hv1

hvcdchd

Seccin de control

Fig.9: Variables que intervienen en el diseo de un colchn hidrulico.

Para proceder al diseo del colchn hidrulicodeberemos tener en cuenta la ley de Conservacinde la Energa (Bernoulli) y as, si observamos lafigura 9, tenemos:

z + dc + hvc = d1 + hv1 (7)

donde: z es la diferencia de nivel entre la crestavertedor y el piso del colchn; dc es el tirantecrtico , nivel del agua sobre la cresta vertedora;hvc es la carga de velocidad al presentarse eltirante critico; d1 es el tirante en la seccin mscontrada de la vena lquida; y hv1 es la carga develocidad en el lugar donde se presenta d1.

Para resolver la ecuacin debemos encontrar eltirante d1 que la satisfaga por medio de tanteos.Con el fin de encontrar una solucin aplicable atodas nuestras cortinas, se considero que Z =

altura efectiva de la presa, i.e. z = h, y adems seutiliz el concepto de gasto unitario (q) que es elgasto que pasa por una longitud de un metro devertedor.

Expuesto lo anterior, las variables involucradas sedeterminan por medio de las siguientes frmulas:

BQq = (8)

donde q = gasto unitario (m3 /s)/m; Q es el gasto total enel vertedor (m3 /s); y B es la Longitud de la crestavertedora (m).

32

gqdc = (9)

donde g = aceleracin de la gravedad = 9.81 m/seg2

hvc = (9/dc)2 /2g

d1 = Se calcula por tanteos

gV hv2

211 = donde

11 d

qV =

Habiendo calculado z, dc y hvc, se procede a darvalores a d1, se obtiene el valor hv1 y se Sustituyenvalores en la ecuacin para ver s esta se cumple.Generalmente se requieren varios tanteos para que ladiferencia sea mnima y se toma como d1 el valorobtenido al final.

Una vez obtenido el tirante di que se conoce comoconjugado menor se procede al clculo del conjugadomayor d2 que es la altura de la superficie libre del aguaal final del salto hidrulico


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gd V d d d 1

21

211

22

42 ++=

Para que el salto se presente en el interior delcolchn hidrulico y no en reas desprotegidasdonde causara daos al cauce, debemos cumplircon lo siguiente:

Longitud del colchn L = 5 (d2 -d1 )Profundidad del colchn p = d2 -dc

Debido al costo de una excavacin para darleprofundidad al colchn es preferible interpretar a pcomo la altura del dentelln final.

Finalmente, para asegurarnos de que el salto seaestable el nmero de Froude (Fr) deber tener un

valor entre 4.5 y 9, es decir:4.5 < Fr < 9

1

1

gd V Fr =

Como se habr notado, el clculo de un slocolchn hidrulico es bastante laborioso,pudiendo resultar al final de nuestros clculos

que el salto no es estable. Con el fin de evitar todoese trabajo, con la ayuda de un microprocesador sehan obtenido las siguientes tablas.

En las tablas se transform cada gasto en la cargadiseo del vertedor correspondiente (Hd), y sepresentan los nmeros de Froude en cada caso paraseleccionar en lo posible dimensiones que permitan unsalto estable.

Carga de diseoHd (m)

Gasto unitario q(m3 /s)/m

0.2 0.130.3 0.2380.4 0.3670.5 0.5130.6 0.674

0.7 0.8490.8 1.0380.9 1.2381 1.45

Frmula resuelta

23CLH Q = L = Longitud de la cresta del vertedorc = 1.45


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Terrazas 1

Terrazas

Definicin.

Las terrazas son los terraplenes formados entre losbordos de tierra, o la combinacin de bordos y canales,construidos en sentido perpendicular a la pendiente delterreno.

Objetivo de las terrazas

Reducir la erosin del suelo. Aumentar la infiltracin del agua en el suelo para que

pueda ser utilizada por los cultivos. Disminuir el volumen de escurrimiento que llega a las

construcciones aguas abajo. Desalojar las excedencias de agua superficial a

velocidades no erosivas. Reducir el contenido de sedimentos en las aguas de

escorrenta. Mejorar la superficie de los terrenos,

acondicionndola para las labores agrcolas.Para que un sistema de terrazas sea efectivo debe usarseen combinacin con otras prcticas, tales como:surcado al contorno, cultivos en fajas, rotacin decultivos y un manejo del suelo ajustado a su capacidadde uso; adems, se requiere de un sistema completo demanejo del agua, que debe incluir cauces empastados,desages subterrneos, drenes y estructuras dedesviacin de los excedentes que forman la escorrenta.

Adaptabilidad de las terrazas

La adaptacin de las terrazas a una determinada localidaddepende de varios factores, que se pueden presentar en formaaislada o conjunta y los cuales se exponen a continuacin:

a) Clima Las terrazas se adaptan a condiciones variadas declima, lo que difiere es el tipo de sistema a utilizar. Asse tienen terrazas que almacenan el agua cuando laprecipitacin es menor de 750 mm y terrazas quedesalojan los excesos de agua, cuando la precipitacin esabundante y las condiciones del suelo lo requieran.

b) Erosin: Cuando las terrazas se utilizan para recuperarterrenos fuertemente erosionados su construccin escostosa, el mantenimiento es constante y las operacionesde labranza son, en general, difciles.

c) Topografa: Al aumentar la pendiente, la construccin,el mantenimiento de las terrazas y las dificultades delaboreo incrementan el costo hasta un punto tal, que enocasiones esos gastos sobrepasan a los beneficios quepudiera obtenerse en un tiempo razonable.

Los rangos de pendiente donde ya no es recomendableutilizar las terrazas no se determinan por alguna frmula,sino por aspectos sociales, econmicos y tcnicos queincluyen la facilidad de laboreo y prcticas de conservacinadicionales por aplicar, los cuales deben analizarse para la


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Terrazas 2

construccin de terrazas, considerando en todos loscasos que este sistema reduce la erosin de los suelos.

d) Pedregosidad: Los suelos extremadamentepedregosos no permiten una construccin prctica yeconmica de las terrazas con maquinaria; sin embargo,su construccin es factible en reas donde existedisponibilidad de mano de obra y se satisfacen losaspectos antes indicados.

e) Suelos: Las caractersticas del suelo determinan eltipo de terraza y de desage que se debe utilizar, ascomo la profundidad de corte tolerable y elespaciamiento que debe existir entre las terrazas.

Generalmente, cuando los suelos son profundos ypermeables, se puede construir cualquier tipo deterraza, en cambio si los suelos son poco profundos eimpermeables, es necesario establecer terrazas quetengan un gradiente que permita la salida de los excesosde agua hacia un cauce natural o artificial debidamenteprotegido.

f) Disponibilidad de maquinaria o mano de obra:Debido a los movimientos de tierra que implica laconstruccin de terrazas, algunas veces en las reas decorte afloran a la superficie materiales no frtiles quepueden hacer prohibitivo algn sistema de terrazas.

Clasificacin de terrazas

Los sistemas de terrazas se pueden clasificar segn la

condicin de escurrimiento, el tipo de seccintransversal y la clase de desage.

Clasificacin de terrazas segn la condicin deescurrimiento. La agrupacin est en funcin de lascaractersticas pluviales y de suelos de cada regin; seconsideran dos tipos:

Terrazas con declive o de drenaje. Esta terraza seutiliza en reas donde la precipitacin es abundante olas caractersticas de permeabilidad y profundidad delos suelos, propician la acumulacin excesiva que esnecesario desalojar hacia una salida natural o artificialdebidamente protegida (Figura 1).Terrazas a nivel. Generalmente se recomiendan enreas con precipitaciones bajas a moderadas, que I de750 mm anuales, o donde los suelos son profundos, conbuena permeabilidad y capaces de absorber toda elagua de lluvia.

Figura 1. Terrazas a declive que muestra el desage hacia un cauce empastado

Este tipo de terraza se construye con un bordo y canalamplio a nivel, de manera que el agua se almacene a largo dela terraza. Algunas veces se cabecean los extremos para queen suelos permeables el agua se infiltre por medio deldrenaje interno (Figura 2).

Figura 2. Terrazas a nivel

Clasificacin de las terrazas de acuerdo a la seccin transversal . La seccin transversal est formada de un bordoy de un canal. La seccin consta de tres pendientes lateralesconocidas como: pendiente de corte, pendiente frontal ycontrapendiente las cuales se muestran en la Figura 3.

P e n d i e n t e d e c o r t e

C o n t r a p e n d i e n t e

P e n d i e

n t e d e

c o r t e S u

p e r f i c i e o r i g i n a l d

e l t e r r e n o

Canal

Figura 3. Seccin transversal

Existen cinco tipos de secciones transversales de las terrazasque pueden adaptarse a las diferentes condicionestopogrficas y ecolgicas del lugar y que aparecen en laFigura 4.

A continuacin se discuten las terrazas con diferentessecciones transversales:


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Terrazas 3

Figura 4. Tipos de secciones transversales de terrazas

Terrazas de base ancha . Este tipo de construye demanera que se pueda laborear en toda su seccintransversal. Las pendientes del bordo y el canal seproyectan para permitir el paso de la maquinaria ycubrir los requerimientos de anchura de la misma.

Terrazas de banco o bancales . Esta construye paraformar bancos o escalones amplios. El bordo tiene eltalud aguas abajo y debe ser protegido con vegetacinpermanente. Este tipo de terrazas aprovechaeficientemente el agua de lluvia o de riego.

Terrazas de bancos alternos . Este sistema de terrazasest constituido por una serie de bancales construidosen forma alterna con fajas de terreno natural donde nose realiza ningn movimiento de tierra. El sistema deterrazas se disea para mejorar la configuracin delterreno y lograr una mejor disposicin de este para laslabores agrcolas.

Terrazas de base angosta o de formacin sucesiva . Eneste tipo de terrazas, la seccin transversal estaconstituida por un bordo, el cual no se siembra, sinoque se debe proteger con vegetacin permanente.

Terrazas de canal amplio o de Zingg . Se construye unbancal a nivel en la parte baja del rea de captacin.Esta terraza se disea para la utilizacin mxima delagua. La anchura del canal vara dependiendo de lapendiente del terreno, la profundidad permisible decorte, anchura de la maquinaria, tipo de cultivo yprecipitacin pluvial de la zona.

Clasificacin de las terrazas de acuerdo con el tipo dedesage. Las terrazas se pueden clasificar en tresgrupos por el tipo de desage:

Terrazas con desage hacia un cauce empastado . Estesistema de terrazas se caracteriza por tener desages hacia uncauce o cauces empastados, los cuales pueden estar ubicadosen diferentes partes del terreno (Figura 1).

Terrazas con desage hacia un sistema de drenaje subsuperficial . Este tipo de terrazas se caracteriza porconducir los excedentes de agua hacia las partes bajas, dondepreviamente se ha instalado un sistema de tubera enterradacon entradas mltiples que permite desalojarlos (Figura 5).

Figura 5. Terrazas con desage a un sistema subsuperficial

Terrazas de absorcin . Este sistema es el denominado deterrazas a nivel, donde las acumulaciones de agua se infiltrana lo largo de dichas terrazas, a travs del perfil del suelo. Unejemplo de este sistema aparece en la Figura 2.


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Terrazas 4

Criterios de diseo de terrazas

Para el diseo de las terrazas, es necesario considerarlos aspectos siguientes:

Espaciamiento entre terrazas.Caractersticas del canal.Forma de la seccin transversal.

La influencia de cada uno de los aspectos anteriores sediscuten a continuacin:

Espaciamiento entre terrazas . El espaciamiento entreterrazas depende principalmente de la pendiente. Sinembargo, tambin influye la precipitacin pluvial, laseccin transversal de la terraza, los implementosagrcolas que se van a utilizar y el tamao de lasparcelas:

Clculo del espaciamiento entre terrazas . Elespaciamiento se puede medir utilizando la diferenciade nivel entre ellas, denominado intervalo vertical (IV)o considerando la distancia horizontal entre ellas, quese conoce como intervalo horizontal (m). Generalmenteel intervalo horizontal se mide sobre el terreno(distancia superficial), sobre todo en pendientespequeas donde la diferencia entre las dos medicioneses despreciable. En pendientes fuertes s debe utilizarseel intervalo horizontal, ya que la distancia superficialpuede provocar errores considerables (Figura 6).

Figura 6. Mediciones usadas en el esparcimiento entre terrazas

Los procedimientos para calcular el espaciamientoentre terrazas son los siguientes:

Frmula que considera la pendien

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