A. TÍTULO DEL PROYECTO : “ESTUDIO PATOLÓGICO Y GESTIÓN DE LA EFICIENCIA DE AGUA

DEL SISTEMA DE IRRIGACION SISA –REGION SAN MARTIN”.

B. AUTORES:

FUSTAMANTE DEL AGUILA MANUEL JESÚS

FUSTAMANTE BENAVIDES JOSÉ ELMER

1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 1.1.ANTECEDENTES Y FORMULACION DEL PROBLEMA

En todo el Perú, muchos sistemas de irrigación no pueden proporcionar un servicio adecuado a los agricultores porque no es posible ya mover las compuertas debido a la oxidación, o porque faltan algunas partes o están rotas, algunas secciones del canal se han derrumbado o están llenas de sedimentos, han desaparecido las reglas de aforo del nivel de agua, etc. Todo esto es resultado de un mantenimiento deficiente.

La patología en los sistemas de riego suele venir influenciada por las características del terreno, el cual necesita usualmente un cierto tiempo para irse degradando y reflejar el daño en las estructuras (asentamiento del terreno) 1. Por lo que cabe destacar que el mantenimiento rutinario es un factor primordial que permite alargar la vida útil de las estructuras hidráulicas, generando así, el buen estado de las mismas, evitando pérdidas de agua y aumentando su eficiencia de conducción.

La ejecución de las obras del “Proyecto de Irrigación Sisa” fue iniciada en la década de los ochenta y culminada en la década de los noventa, por el Proyecto Especial Huallaga Central y Bajo Mayo - PEHCBM, dependiente en ese entonces del Instituto Nacional de Desarrollo – INADE2.

Desde ese entonces no se ha realizado trabajos significativos de mejoramiento de sus principales componentes (canal principal, canales laterales y obras de arte), quedando solo en proyectos de “MEJORAMIENTO DEL CANAL DE LA MARGEN IZQUIERDA DE LA IRRIGACIÓN SISA”3, sin la consideración del margen derecho, evitando de esta manera su estudio patológico y generando pérdida de agua por su mal estado y el deterioro que presenta.

1 Juan Carlos Giralt Palacin, Impermeabilización y reparación de los canales, pág. 1. 2 http://cid.ana .gob.pe/ana/sites/default/files/sisa.pdf 3 http://www.ana.gob.pe/media/328295/12-%20perfil%20irrigacion%20sisa.pdf

Su canal de derivación hacia la margen izquierda, tiene una longitud total de 52.20 Km. Su canal de derivación hacia la margen derecha presente una longitud total de 35.20 Km, ambos contando con tramos revestidos y sin revestir.4

Las patologías presentadas en sus canales de derivación, ya sean en sus tramos revestidos y sin revestir, comprenden; desgastes, falta de limpieza externa, sedimentaciones, infiltración, erosión, fisuras en el recubrimiento de concreto y falta de revestimiento en el caso de no contar con ello.

Muchos de estos canales, se ven expuesto a la contaminación, e incluso forman parte de bebederos de animales, que originan deterioros en los bordes del canal. Los canales laterales también han sufrido un serio deterioro al paso de los años y en su mayoría están colapsados.

Esto conlleva a grandes problemas de pérdidas de agua y su ineficiencia en la conducción de la misma. Por lo que la diferencia del caudal captado y conducido, con el caudal entregado en las parcelas, viene a ser la pérdida debido a las patologías existentes, incluyendo las pérdidas por evaporación.

Ante esta situación de los canales existentes, el riego no es oportuno y la cantidad de agua es insuficiente para la irrigación, por lo tanto los niveles de producción y productividad en los cultivos afectan directamente al desarrollo socioeconómico de los agricultores beneficiarios.

4 http://cid.ana.gob.pe/ana/sites/default/files/sisa.pdf

1.2.JUSTIFICACION DEL PROBLEMA

El sistema de irrigación Sisa presenta una serie de deterioros que se puede apreciar desde la captación hasta su distribución a las parcelas, ocasionando de esta manera una considerable pérdida de agua afectando así la producción y productividad agrícola, y en consecuencia el atraso en el desarrollo socioeconómico de los beneficiarios, por la deserción de una infraestructura adecuada y la inexistencia de una gestión eficiente del recurso hídrico.

El estudio patológico y la gestión de la eficiencia del sistema de irrigación Sisa constituyen uno de los instrumentos preventivos más eficaces para la conservación del canal y, el mejor manejo y cuidado del recurso agua. Del cual comprende: TEÓRICA: La búsqueda de información y la revisión de bibliografías en cuanto al estudio patológico y la gestión de la eficiencia del agua de un sistema irrigación, crea el alcance de datos suficientes para poder optar por una solución que involucra a los agricultores de modo genérico, creando así una guía de estudio para la facilitación de investigación.

METODOLÓGICA: La gestión de la eficiencia del agua del sistema de irrigación Sisa, involucra medidas preventivas y correctivas, que serán necesarios ejecutar con el fin de aprovechar dicho recurso durante su utilización, para ello el estudio patológico permitirá erradicar las fallas existentes en las infraestructuras hidráulicas, y se podrá conocer cuál es la magnitud de la problemática y realizar un análisis sobre las causantes de las mismas como las posibles soluciones para lograr una mayor eficiencia de conducción.

PRACTICA: Mediante la elaboración de este proyecto de investigación se dará a conocer las patologías con que cuenta el sistema de irrigación Sisa, así mismo descubrir el origen de dichas fallas, y tratar de dar alternativas de solución ante estos problemas. Así mismo abarcar la gestión eficiente del recurso hídrico, evitando las perdidas por conducción de agua, implicando el mejoramiento y mantenimiento de las infraestructuras hidráulicas.

1.3.DELIMITACION DEL PROBLEMA5

El proyecto de Estudio Patológico y Gestión de la Eficiencia de Agua del Sistema Irrigación Sisa, está localizado en el Valle del río Sisa, cuya cuenca tiene un área de 1620 km2, desde su origen situado cerca del poblado de los Aguanos a 1650 m.s.n.m. y su desembocadura en el río Huallaga, en las profundidades de San Cristóbal de Sisa, a 230 m.s.n.m.

Su localización geográfica se encuentra entre las coordenadas 6º 20’ y 7º 7’ de latitud sur y entre 76º 30’ y 76º 54’ de longitud oeste.

El proyecto comprende áreas correspondientes a 6 distritos, 3 de la provincia de San Martin (Picota, Caspizapa y San Cristóbal de Sisa) y 3 de la provincia de Huallaga (Belavista, San Pablo y San Rafael) cuya población es de 20 000 habitantes aproximadamente.

Gráfico Nº 1: Delimitación de la Cuenca del Río Sisa

Fuente: http://cid.ana.gob.pe/ana/sites/default/files/Vol%20II_6.pdf

5 http://cid.ana.gob.pe/ana/sites/default/files/sisa.pdf

1.4.FORMULACION DEL PROBLEMA

La situación actual de las obras hidráulicas del sistema de irrigación Sisa, contemplan patologías que afectan al desarrollo de la actividad agrícola, debido a la ineficiencia de conducción y con ello el bajo aprovechamiento de los recursos de agua, lo que determina el retraso de la capacidad productiva y del proceso de desarrollo socioeconómico del área del proyecto.

La población de la cuenca depende del río Sisa para su disponibilidad de agua; así como su agricultura está en manos de la irrigación Sisa. Este sistema de irrigación cuenta con una bocatoma situada en la localidad de San Pablo, se encuentra localizado en un tramo casi rectilíneo del rio Sisa, entre dos meandros situados hacia aguas arriba y aguas abajo, de desarrollo limitado. Debido a las características del rio, está diseñada por un barraje móvil de 53 metros de largo de concreto armado y hasta 3.8 metros de altura, con 3 compuertas radiales de 13.2 metros de ancho y 2 compuertas radiales más pequeñas de 3.10 metros de ancho para limpiar. Se considera que con esta solución el lecho estará estabilizado manteniéndose el cauce actual y proporcionando de esta manera la carga de ingreso en las ventanas de captación de ambas márgenes.

El río observado en el estiaje tiene una profundidad máxima de un metro, apreciándose en forma visible un banco arenoso en formación en su parte central. Durante las avenidas se tiene referencias que el nivel del rio sube 3 a 4 metros.

Respecto a los canales de la Irrigación Sisa, situados en la margen derecha e izquierda del río Sisa, nacen en la bocatoma proyectada en San Pablo y entregan al río Huallaga. El canal de la margen derecha tiene una longitud de 35 + 200 km, de topografía mediamente accidentada, que atraviesa muchas quebradas o depresiones del terreno siendo las principales, la quebrada de Dos Unidos en el km 4 + 340, la quebrada Berlín km 6 + 640, la quebrada, la quebrada de Peruaté km 17 + 135 y la quebrada de Baños km 33 + 820, siendo estas las más importantes, Peruaté y Baños por tener agua permanente y la de Berlín y Dos Unidos por traer gran cantidad de agua en tiempo de avenidas. El canal de la margen izquierda cuenta con una longitud de 52 + 20 km. La sección de los canales es trapezoidal, revestida con losa de concreto en toda su longitud. 6

El sistema de captación ha sido diseñado para un caudal de 6 m3/seg en la margen izquierda y 5 m3/seg en la margen derecha del río Sisa, proyectándose avenidas probables en el rio de 272 m3/seg., para una vida útil de 50 años.

6 http://cid.ana.gob.pe/ana/sites/default/files/sisa.pdf

La falta de mantenimiento de las obras líneas arriba mencionadas, generan un desequilibrio entre el caudal que es captado de la bocatoma y el caudal entregado a las parcelas, disminuyendo de esta manera la eficiencia de riego.

Producto de las diversas patologías existentes en la irrigación Sisa, tales como la erosión, sedimentación, deterioro en el revestimiento del canal, entre otros; obtenemos las pérdidas de agua en los canales. Estas pérdidas son mayores en los canales laterales, que en su mayoría son sin revestimiento, encontrándose en pésimo estado; y en aquellos que cuentan con fisuras en el revestimiento dando paso de esta manera a las infiltraciones.

Por lo mencionado anteriormente formulamos la siguiente interrogante:

¿De qué manera el estudio patológico del Sistema de Irrigación Sisa puede garantizar la gestión de la eficiencia de agua de riego?

1.5.LIMITACIONES

En este proyecto de investigación se presentan las siguientes limitaciones.

El estudio patológico se realizará en el Sistema de Irrigación Sisa, involucrando a todas las obras hidráulicas que lo comprenden.

La búsqueda de la gestión de la eficiencia de agua de riego a través de un estudio patológico.

2. MARCO TEÓRICO

2.1 ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACION

PLAN DE GESTIÓN DE LA OFERTA DE AGUA DEL PROYECTO PUYANGO-TUMBES7 nos menciona que: La gestión del agua se considera exitosa en la medida que posibilite una distribución y uso multisectorial equitativo y sostenido del recurso hídrico, que sea satisfactoria para los usuarios en términos de cantidad, calidad y oportunidad y ambientalmente sustentable. En el Perú, el aprovechamiento integral debe formar parte importante de las políticas y estrategias del Gobierno para constituir un Estado descentralizado, donde los responsables del uso racional de los recursos sean los habitantes de las cuencas y las organizaciones que ellos conformen, actuando con voluntad consultiva y participativa.

ESTUDIO A NIVEL DE PERFIL AFIANZAMIENTO HIDRICO DE LA CUENCA DEL RIO SISA8 nos hace menciona que Actualmente la Irrigación Sisa, opera dentro de un sistema de derivación, conformado por la obra de cabecera o Bocatoma San pablo emplazada en el cauce del rio Sisa y los canales de la margen izquierda y derecha de 50 km y de 34 km de longitud respectivamente. En Junio del 2,009 la DEPHM en coordinación con el gerente técnico de la Junta de Usuarios, elaboró el “Inventario del Canal de la Margen Izquierda”, cuya información se refiere a la evaluación del estado actual e identificación de los tramos de canal revestidos y sin revestir, desde la progresiva km 0+000 hasta el km 50+000; debido a la necesidad de conocer el estado de la conducción para programar y elaborar el diseño del revestimiento de los tramos de canal.

Según “ANA’’9 Actualmente se cuenta, con la bocatoma Sisa en buen estado, más el canal principal es en tierra (más del 80% de su recorrido), lo que degrada la eficiencia del riego y no permite dotar de la adecuada cantidad de recurso a los cultivos. El área del proyecto cuenta con recursos de agua y suelos aptos para la agricultura intensiva que, sin embargo, son aprovechados inadecuadamente y de manera insuficiente pues, no se cuenta con una adecuada infraestructura de conducción, lo que se traduce en una agricultura con bajos niveles de eficiencia técnica y económica.

7 Plan de gestión de la oferta de agua del proyecto puyango-tumbes. pág. 9.8 Estudio a nivel de perfil afianzamiento hídrico de la cuenca del rio sisa pág. 3.9 Mejoramiento del canal de la margen izquierda de la irrigación sisa pág. 12.

Según Enrique Palacios Vélez10 (Investigador Titular del Colegio de Postgraduados, Montecillo, Edo. de México.) Las pérdidas por infiltración se producen principalmente en los cauces naturales de las corrientes y en los canales no revestidos; sin embargo, en algunos casos de revestimientos agrietados. El monto de estas pérdidas es variable, destacando el caso de los canales no revestidos, construidos en suelos permeables, donde pueden ser de mucha consideración.

PAREDES TELLO11, en su proyecto nos explica, en la región de San Martín se han desarrollado diversos proyectos de irrigación, tales como la irrigación Sisa, Ahuashiyacu y Saposoa, los cuales tienen una cédula de cultivo acorde con las necesidades de cada zona y tomando en cuenta además la disponibilidad del recurso hídrico en cada uno de los cursos de agua antes mencionado, pero la mayoría de ellos presentan problemas patológicos en su estado de conservación que generalmente repercute en la baja eficiencia de conducción de agua de riego.

Las condiciones climáticas de nuestra región (Selva) exige la ejecución de continuas actividades encaminadas a la conservación, mantenimiento y rehabilitación de obras de riego, con la finalidad de garantizar y prolongar su vida útil, así como lograr que su funcionamiento y operatividad sean óptimos en beneficio de los usuarios.

El estudio patológico de un sistema de riego, así como su mantenimiento y rehabilitación está en función del grado de conocimiento que tengan los usuarios referente a las medidas más adecuadas, que las permita mejorar el uso de agua para alcanzar un alto nivel de producción y productividad agrícola que permita incrementar sus ingresos económicos y mejorar las condiciones de vida de cada uno de ellos.

10 LA EFICIENCIA EN EL USO DEL AGUA EN LOS DISTRITOS DE RIEGO (Investigador Titular del Colegio de Postgraduados, Montecillo, Edo. de México.) pág.411 PAREDES TELLO, Jorge Luís, Informe de Ingeniería “Rediseño Hidráulico del Canal Principal de la Irrigación Ahuashiyacu”, pág. 10

2.2. MARCO TEORICO O FUNDAMENTACION TEORICA DE LA INVESTIGACION

2.2.1. SISTEMA DE RIEGO

Según Luis A. gurovich12 en su libro “fundamento y diseño de sistema de riego ” nos menciona que el riego es la aplicación oportuna y uniforme de agua aun perfil del suelo para reponer en este el agua consumida por los cultivos

Así mismo Luis A. gurovich13 en su libro “fundamento y diseño de sistema de riego ” nos indica que el sistema de riego es una parte pequeña del ciclo hidrológico ;el agua que alcanzado la superficie terrestre por precipitación sobre una cierta área conocida como hoya hidrográfica que puede ser almacenada y/ o canalizada de tal forma que al llegar hasta un campo sea distribuida lo más uniformemente posible sobre la superficie del suelo cultivado por la acción del hombre. En cierto sentido el riego es una modificación artificial de los cauces naturales de agua que escurre sobre la superficie terrestre y cuya fuente de origen es una de los procesos más importantes del ciclo hidrológico, la precipitación.

Para HENDRIKS14, Jan (2009) “Los Grandes Sistemas de Riego y el Cambio Climático: Márgenes y Medidas de Gestión”. Ponencia presentada en el Foro Nacional del Agua 2009. Lima. se entenderá por Sistema de Riego un territorio regado en el cual usuarios comparten una misma fuente principal de agua, a través de uno o más canales que son directamente interdependientes (red) en términos de operación y mantenimiento de la infraestructura hidráulica y/o la administración de los servicios de distribución de agua.

2.2.2. DEMANDA DE AGUA EN UN SISTEMA DE IRRIGACION

Es estimación de la demanda de agua, a través de cualquier sistema de riego, depende en gran medida del conocimiento de la cantidad de agua que consumen los cultivos y del momento oportuno para aplicarla, con el objetivo de no perjudicar su rendimiento

Según Fernández y otros15, la estimación de la demanda de agua, a través de cualquier sistema de riego, depende en gran medida del conocimiento de la cantidad de agua que consumen los cultivos y del

12 14 Gurovichic Luis Alberto, Fundamentos y diseño de sistemas de riego, pág.1413 14 Gurovichic Luis Alberto, Fundamentos y diseño de sistemas de riego, pág.3014 Para HENDRIKS, Jan (2009) “Los Grandes Sistemas de Riego y el Cambio Climático: Márgenes y Medidas de Gestión”. Ponencia presentada en el Foro Nacional del Agua 2009. Lima, pág.9.15 Fernández Reynoso Demetrio y otros, Estimación de las demandas de agua ,pág. 5

momento oportuno para aplicarla, con el objetivo de no perjudicar su rendimiento.

2.2.3. CANALES DE RIEGO

Según el ING. WILLIAM J.LOPEZA16 en su libro “diseño de obras hidráulicas” afirma que un canal es una estructura básica destinada al transporte de agua de riego desde la captación hasta los puntos de entrega en las parcelas.

Para PEDRO RODRÍGUEZ RUÍZ17 en su libro “HIDRÁULICA II” los canales son conductos abiertos o cerrados en los cuales el agua circula debido a la acción de la gravedad y sin ninguna presión, pues la superficie libre del líquido está en contacto con la atmosfera; esto quiere decir que el agua fluye impulsada por la presión atmosférica y su propio peso.

VILLÓN BÉJAR18, en su manual expresa, los canales son conductos en los que el agua circula debido a la acción de la gravedad y sin ninguna presión, pues la superficie libre de líquido está en contacto con la atmósfera, los canales pueden ser naturales o artificiales.

2.2.3.1. Canal revestido

PAREDES19, explica lo siguiente: Los canales revestidos se construyen por las siguientes cinco razones primordiales:

Permitir el transporte de agua a altas velocidades a través de terrenos con excavaciones profundas.

Permitir el transporte de agua a alta velocidad con un costo reducido de construcción.

Disminuir la infiltración, conservando el agua y reduciendo la sobre carga en los terrenos adyacentes al canal.

Reducir el costo anual de operación y mantenimiento del canal.

Asegurar la estabilidad de la sección transversal del canal de irrigación.

2.2.3.1. Canal de tierra

16 ING. WILLIAM J.LOPEZA, “diseño de obras hidráulicas” , pág. 317 Pedro Rodríguez Ruíz , “ hidráulica II” , pág. 118 VILLÓN BÉJAR, Máximo. Hidráulica de Canales. Pág. 1519 PAREDES TELLO, José L. “Informe de Ingeniería: Rediseño hidráulico y estructural del canal principal de la irrigación Ahuashiyacu”, pág. 33

PAREDES20, indica lo siguiente: Para este caso los cálculos se realizan para la condición de mínima infiltración, debido a que esta condición puede plantear una magnitud dada para que por ella discurra el máximo caudal posible con la menor perdida producida por infiltración del agua en la caja del canal.

2.2.4 SECCIÓN HIDRÁULICA ÓPTIMA

2.2.4.1. Condición de Máxima Eficiencia Hidráulica

GARCÍA21, menciona lo siguiente:

Se dice que un canal es de máxima eficiencia hidráulica cuando para la misma área y pendiente conduce el mayor caudal posible, ésta condición está referida a un perímetro húmedo mínimo, la ecuación que determina la sección de máxima eficiencia hidráulica es:

by=2∗tg( θ2 )

Siendo θ el ángulo que forma el talud con la horizontal, arctan (1/z), b plantilla del canal y y tirante o altura de agua.

2.2.4.2. Determinación de Mínima Infiltración

GARCÍA22, menciona lo siguiente:

Se aplica cuando se quiere obtener la menor pérdida posible de agua por infiltración en canales de tierra, esta condición depende del tipo de suelo y del tirante del canal, la ecuación que determina la mínima infiltración es:

by=4∗tg( θ2 )

La siguiente tabla presenta estas condiciones, además del promedio el cual se recomienda.

20 PAREDES TELLO, José L. “Informe de Ingeniería: Rediseño hidráulico y estructural del canal principal de la irrigación Ahuashiyacu”, pág. 3421 GARCIA RICO, Elmer. “Manual de diseño hidráulico de canales y obras de arte”, pág. 6422 GARCIA RICO, Elmer. “Manual de diseño hidráulico de canales y obras de arte”, pág. 64

Tabla 1. Relación plantilla vs tirante para, máxima eficiencia, mínima infiltración y el promedio de ambas

De todas las secciones trapezoidales, la más eficiente es aquella donde el ángulo a que forma el talud con la horizontal es 60°, además para cualquier sección de máxima eficiencia debe cumplirse: R = y/2

Donde:

R = Radio hidráulico y = Tirante del canal

No siempre se puede diseñar de acuerdo a las condiciones mencionadas, al final se imponen una serie de circunstancias locales que imponen un diseño propio para cada situación.

2.2.4.3. Determinación de las pérdidas por Infiltración.

GARCÍA23, menciona lo siguiente:

Este parámetro resulta de gran importancia para el estudio patológico de los canales que se van a ejecutar o de los canales que están en operación, el cálculo se efectúa en base a un examen de las propiedades hidráulicas del suelo, donde intervienen muchas variables, razón por la cual, aun no se han establecido ninguna regla general para el cálculo de este valor.

2.2.5. VELOCIDAD MAXIMA Y MINIMA PERMISIBLE

GARCÍA24, menciona lo siguiente:

La velocidad mínima permisible es aquella velocidad que no permite sedimentación, este valor es muy variable y no puede ser determinado con exactitud, cuando el agua fluye sin limo este valor carece de

23 GARCIA RICO, Elmer. “Manual de diseño hidráulico de canales y obras de arte”, pág. 6524 GARCIA RICO, Elmer. “Manual de diseño hidráulico de canales y obras de arte”, pág. 77

importancia, pero la baja velocidad favorece el crecimiento de las plantas, en canales de tierra. El valor de 0.6 m/seg se considera como la velocidad apropiada que no permite sedimentación y además impide el crecimiento de plantas en el canal.

La velocidad máxima permisible, algo bastante complejo y generalmente se estima empleando la experiencia local o el juicio del ingeniero; las siguientes tablas nos dan valores sugeridos.

Tabla 2. Máxima velocidad permitida en canales no recubiertos de vegetación

Fuente: Krochin Sviatoslav25. “Diseño Hidráulico”, Ed. MIR, Moscú, 1978

2.2.5. PATOLOGÍAS EN UN SISTEMA DE IRRIGACIÓN

ROSELL26, nos explica: El estudio patológico en un sistema de irrigación, es aquella que se dedica a los problemas o enfermedades que surgen en las estructuras hidráulicas. Por lo que este estudio tiene la intención de prevenir, antes de restaurar daños ya ocasionados.

2.2.5.1. Patologías en Bocatomas y Canales de Irrigación

ROCHA27, nos dice: En las bocatomas debemos tener en cuenta los daños producidos por las partículas sólidas, que forman el fondo de un cauce, ya que pueden ser arrastrados por el agua. El arrastre de solidos puede ser perjudicial incluso en los cauces estables y mucho más en los fondos móviles. Las patologías principales que producen los sólidos son los siguientes:

25 Fuente: Krochin Sviatoslav. “Diseño Hidráulico”, Ed. MIR, Moscú, 197826 ROSELL CALDERON, César Arturo. Irrigación, pág. 5727 ROCHA F., Arturo. Transporte de Sedimentos, pág. 86

Disminución de la capacidad de captación de la bocatoma en algunos casos es motivo que la bocatoma se quede seco.

Deterioro y corrosión de las compuertas. Deposición de los materiales sólidos en los canales de

conducción, produciendo la reducción de su sección. Erosión de los revestimientos de los canales.

2.2.5.2. Sedimentación en un Sistema de Irrigación

Según Pérez Farrás28 "sedimentación" al proceso natural por el cual las partículas más pesadas que el agua, que se encuentran en su seno en suspensión, son removidas por la acción de la gravedad.

Chanson29 menciona que, las aguas que fluyen en corrientes naturales y ríos tienen la habilidad de socavar los lechos de los canales, de transportar partículas (más pesada que el agua) y de depositar los materiales así la topografía del lecho.El estudio del transporte de sedimentos tiene mucha importancia en cuanto al factor económico, con finalidad de predecir los riesgos de socavación en los canales, estimar la sedimentación de un embalse aguas arriba de la presa y predecir los posibles cambios en la forma del lecho en ríos y estuarios.

Sedimentación en conducciones hidráulicas.- La sedimentación se presenta cuando la velocidad en el canal es baja. La sedimentación en canales representa una disminución de la sección y una variación del coeficiente de rugosidad. Eventualmente aparece vegetación.

2.2.5.3. Erosión

La erosión es el arrastre de partículas constituyentes del suelo por la acción del agua en movimiento.Según Suárez30; la erosión comprende el desprendimiento, transporte y posterior depósito de materiales de suelo o roca por acción de la fuerza de un fluido en movimiento (Grafico N° 2). La erosión puede ser generada tanto por el agua como por el viento.

La erosión según Ayres31, depende de cuatro variables principales:

28ING. LUIS E. PÉREZ FARRÁS, instituto de ingeniería sanitaria y ambiental, teoría de la sedimentación Pag.2 29 Chanson Hubert, Hidráulica del flujo en canales abiertos, Pg. 16930 Suárez Díaz Jaime, Control de erosión en zonas tropicales, pág. 15.31 Ayres Q. C. La erosión del suelo y su control, pág. 75

E = f (R.G. S.V)

E = Rata de erosiónR = Factor que depende de la cantidad e intensidad de la lluviaG = Factor que depende de la pendiente y topografía del terrenoS = Factor que depende de las propiedades físicas y químicas del sueloV = Factor que depende de las características de la cobertura vegetal.

La erosión involucra una serie de procesos en los cuales interviene una gran cantidad de factores, además de los indicados por Ayres.

Grafico N° 2. Erosión

Mecanismos de la erosión

Suarez32 habla sobre los mecanismos de la erosión y afirma que incluye tres procesos básicos:

1. Desprendimiento de las partículas2. Transporte de las partículas desprendidas3. Depósito o sedimentación.

Las fuerzas que actúan o fuerzas tractivas dependen de la velocidad del agua, la turbulencia, los caudales y la forma y rugosidad del canal y la resistencia del suelo a la fuerza tractiva depende de la estructura y las interacciones físico – químicas entre las partículas de suelo (Grafico N° 3)

El control de erosión está dirigido a disminuir la fuerza tractiva y/o aumentar la resistencia del suelo a la erosión

Erosión del revestimiento de canales y túneles

En los conductos hidráulicos, canales o túneles, puede producirse erosión del revestimiento como consecuencia de

32 Suárez Díaz Jaime, Control de erosión en zonas tropicales Pág. 42

la presencia de sólidos y de una alta velocidad de la corriente.

Grafico N°3. Desprendimiento y arrastre de partículas

Al referirnos a la erosión en los canales de riego, tendríamos que realizar los análisis respectivos a los canales revestidos y sin revestir, en el que se estaría hablando de la erosión del suelo propiamente dicho.

2.2.5.4. Pérdidas de agua por infiltración

La perdida por infiltración es la más importante y depende de muchos factores, como el material que constituye el fondo y taludes del canal, las dimensiones de la sección, la graduación de dicho material y la posición del nivel freático en el lugar.

Según el Arumí33, se puede considerar las pérdidas de agua por infiltración para canales revestidos y sin revestir una serie de fórmulas, en las que a continuación se pueden mencionar algunas.

2.2.5.5. Limpieza del canal

Infante34 dice que, uno de los problemas más importante del entretenimiento de las conducciones de agua para riego es la limpieza de los canales. El crecimiento de hierbas y sauces en los taludes y orillas y de mohos u otras plantas acuáticas en los canales, disminuyen la velocidad del agua y reducen su capacidad de transporte. Los depósitos de limo y arcilla en los lechos de las acequias disminuyen también el caudal. El denso crecimiento de malas hierbas impide la inspección adecuada de los canales y proporciona hierba abundante durante el invierno, lo que hace que los animales al pastar estropeen sus orillas.

2.3. MARCO CONCEPTUAL: DEFINICION DE TERMINOS BASICOS

SEGÚN EN ANA35 Los canales de riego por sus diferentes funciones adoptan las siguientes denominaciones:

Canal de primer orden.- Llamado también canal madre o de derivación y se le traza siempre con pendiente mínima, normalmente es usado por un solo lado ya que por el otro lado da con terrenos altos.

33 Arumí José Luis, Análisis Hidrológico, Pág. 3734 Israelsen-Hansen, Principios y aplicaciones del riego, pág. 92.35 Autoridad Nacional del agua, Manual: afianzamiento hídrico Criterios de diseños de obras hidráulicas para la formulación de proyectos hidráulicos multisectoriales y de afianzamiento hídrico, pág.6.

Canal de segundo orden.- Llamados también laterales, son aquellos que salen del canal madre y el caudal que ingresa a ellos, es repartido hacia los sub laterales, el área de riego que sirve un lateral se conoce como unidad de riego.

Canal de tercer orden.- Llamados también sub laterales y nacen de los canales laterales, el caudal que ingresa a ellos es repartido hacia las propiedades individuales a través de las tomas del solar, el área de riego que sirve un sub – lateral se conoce como unidad de rotación.

Para PEDRO RODRÍGUEZ RUÍZ36 en su libro “HIDRÁULICA II” los canales de acuerdo a su origen pueden ser:

Canales naturales: incluyen todo los cursos de agua que existen de manera natural en la tierra, los cuales varían en tamaño desde pequeños arroyuelos en zonas montañosas, hasta quebradas ,ríos pequeños y grandes, arroyos, lagos .las corrientes subterráneas que transportan agua con una superficie libre también son considerados como canales abiertos naturales , la sección transversal de un canal natural es generalmente de forma muy irregular y variable durante su recorrido

Canales artificiales: son todos aquellos construidos o desarrollados mediante el esfuerzo de la mano del hombre, tales como: canales de riego, canales de navegación etc. los canales artificiales usualmente se diseñan con forma geométrica regulares.

INFILTRACIÓN. Es la velocidad máxima con que el agua penetra en el suelo y/o revestimiento del canal.

EFICIENCIA DE RIEGO. Se denomina eficiencia del riego en la explotación o eficiencia del suministro a la explotación cuando se mide desde la entrada a la explotación; eficiencia de riego en el terreno o parcela cuando se mide en el terreno o parcela; eficiencia de suministro y conducción del agua o eficiencia general cuando se mide en la fuente de suministro.

PATOLOGÍA. Se llama patología al estudio de las diferentes fallas que existe en un canal de riego.

LESION. Toda alteración que tiene lugar afectando el estado de la estructura hidráulica.

SINTOMA. Manifestación extrema sensible de una alteración producida en el estado ideal de equilibrio, de funcionamiento o de servicio, de una estructura.

COLAPSO. Estado de inhabilidad de una obra o de alguna de sus subsistemas en el cual ya no puede cumplir con el fin para el cual fue

36 Pedro Rodríguez Ruíz , “ hidráulica II” , pág. 1

diseñado y construida, debiendo procederse entonces a su reparación, reemplazo o demolición.

EROSIÓN. Es la degradación y el transporte de suelo o roca que producen distintos procesos en la superficie de la Tierra.

SOCAVACIÓN. Se denomina socavación a la excavación profunda causada por el agua, uno de los tipos de erosión hídrica.