FACULTAD DE AGRONOMIA UNIVERSIDAD DE LA REPUBLICA. Sistematización

Transcripción

1 FACULTAD DE AGRONOMIA UNIVERSIDAD DE LA REPUBLICA Sistematización

2 Bibliografía CASÁS BERNADÁ & H.E. COHAN. Aspectos económicos a programas de Conservación de suelo. Revista A.I.A., Montevideo, Uruguay. 2ª época, Diciembre, CAYSSIALS, R., J.E. LIESEGANG & J. PIÑEYRUA. Panorama de la erosión y conservación de suelos en el Uruguay. M.A.P. Uruguay. Boletín Técnico Nº 4, CHOW, V.T., D.R. MAIDMENT & L.W. MAYS. Hidrología Aplicada. Mc.Graw Hill. Colombia DURÁN, P.J Un modelo alternativo de sistematización de tierras. Agrociencia, Vol. IV, Nº 1, DURAN, P.J. y GARCIA PETILLO, M Desarrollo de tecnologías apropiadas para riego por surcos en terrazas paralelas y tierras con pendiente. Revista Ingeniería del Agua. Vol. 14(3), GARCIA, F. Guía para la toma de decisiones en conservación de Suelos. 3ª aproximación. INIA, Uruguay, Serie Técnica Nº GARCÍA PETILLO, M Criterios para la sistematización de montes frutales y viñedos en Uruguay. Pendiente máxima admisible en las filas. Nota Breve. Agrociencia, Vol 8(2), MOLINELLI, J.C. Sistematización por medio de terrazas, de predios destinados a la agricultura. Ministerio de Ganadería y Agricultura, Dirección de Agronomía. Uruguay. Publicación Nº 93, SCHWAB, G.O., R.K. FREVERT, T.W. EDMINSTER & K.K. BARNES. Ingeniería de Conservación de Suelos y Aguas. Noriega Editores, Editorial LIMUSA. México U.S.D.A. Manual de Conservación de Suelos. Publicación TC-243. Oficina Central de Traducciones. Secretaría de Estado de los Estados Unidos. Washington D.C

3 Objetivos de la clase Qué es una terraza? Cuándo usarlas? Diseño Construcción

4 Introducción Qué es una terraza? Terraza: método mecánico de control de la erosión. Consiste en la construcción de canales anchos a través de la pendiente en terrenos inclinados, que recogen el agua de escurrimiento y la desvían a zonas de descarga a velocidades controladas.

5 Tipos de terrazas Terraza Bancal o de Banco: cuando las pendientes son muy altas (> 20-30%)

6

7

8

9

10 Tipos de terrazas Terraza de Base Ancha: >6m cultivable Son secciones transversales amplias que se construyen de manera que se permiten laborear toda la sección transversal. Las pendientes del bordo y el canal se proyectan para permitir el paso de la maquinaria de acuerdo con el ancho de la propia maquinaria.

11 Base angosta: ancho < 6 m Terraza No Cultivable Terrazas de base angosta o de formación sucesiva. Las secciones transversales están formadas por un pequeño bordo y un canal a nivel o con pendientes. El bordo de la terraza no se siembra, pero debe protegerse con vegetación permanente.

12 Funciones Se construyen para disminuir la longitud de la pendiente, reduciendo la erosión laminar y evitando la formación de surcos, aguas concentradas y cárcavas. La sistematización mediante terrazas no es la "solución de fondo" del problema de la conservación de suelos, sino un importante complemento de un correcto manejo de suelos, y en algunos casos un "remedio" necesario (a veces imprescindible).

13 Por qué sistematizar Los escurrimientos causados por lluvias intensas, en laderas largas, con pendiente mayor al 3%, sobre suelo cultivado, erosionan.

14 Diferencias con las fajas empastadas FAJAS TERRAZAS Recibe el escurrimiento, lo enlentece y lo redistribuye. Pasa al cuadro inferior, sumándose los caudales Recibe el escurrimiento, lo canaliza y lo saca fuera del cuadro. No pasa al cuadro inferior

15

16 Criterios para su implantación Cuándo usarlas? Extremadamente plano - NO son necesarias Pendiente general inferior al 2.5% - NO son necesarias Pendiente general superior al 2.5% Sistemas intensivos sistematización con terrazas Rotaciones cultivo-pastura eventualmente sistematización con terrazas Sólo pasturas o cultivos en siembra directa no son necesarias (?)

17

18 Diseño del sistema Espaciamiento y localización adecuado de las terrazas Diseño de un canal de capacidad suficiente con velocidad no erosiva Fácil manejo del cultivo

19 Modelo del S.C.S. Fija un I.V. Entre terrazas, en función de la pendiente y del tipo de suelo y cobertura I.V. = 0.3 * (X * s + Y) X - depende de la localización geográfica (ROU = 0.6) Y - susceptibilidad a la erosión (ROU = 1 a 2) s - pendiente promedio del terreno (%) I.V. = 0.3 * (0.6 * s + 1) I.V. = 0.3 * (0.6 * s + 2)

20 Interva alo vertical (m) Y=1 Y=2 Pendiente (%)

21 Criterios del S.C.S. Intervalo vertical entre terrazas variable en función de la pendiente Pendiente longitudinal del canal fija entre 0,1 y 0,4% (Por lo general se comienza al 0,1% y se va aumentando un 0,1% a intervalos de 100 a 150 m) Longitud máxima de terrazas entre 500 y 550 m (hasta 800 m. en casos muy especiales). Profundidad del agua (tirante) entre 0.35 a 0.55 m. Área mínima del perfil transversal del canal entre 0.7 a 1.0 m 2.

22 Esos criterios resultan en estas características Distancia entre terrazas varía con s Como s es fija, las terrazas se acercan y alejan entre sí Por lo anterior, cuadros desuniformes Incremento del tiempo de las operaciones mecánicas Trazado de surcos de riego oblicuos a las terrazas

23

24

25

26

27

28

29 El modelo alternativo propuesto

30 Objetivos de la sistematización Adecuado control del escurrimiento para prevención de la erosión Interferir lo menos posible en las prácticas culturales utilizadas Servir de guía permanente al laboreo en contorno Posibilitar el riego por surcos Construidas con implementos agrícolas (arado de disco o pala de cola)

31 Pautas de diseño Terrazas paralelas entre sí Pendiente variable entre 0,5 y 1,75% Distancia 40 m Longitud de 50 a 120 m (máximo 200)

32 Análisis hidrológico Q = C * I * A C = 0.72 (según Schwab et al. 1990) I = 318 mm/h (T de C = 4 min; T = 90 años) A = 4800 m 2 (120 * 40 m) Q = 308 l/s C: según Chowet al. 1994, para áreas de cultivo y pendientes entre 2 y 7% y un período de retorno de 100 años, el valor de C es de 0.51

33 Coeficiente de escurrimiento C para cuencas agrícolas (Grupo de suelos B) Cubierta y condición hidrológica Coeficiente C para índices de lluvia de: 25 mm/h 100 mm/h 200 mm/h Cultivo en surco, práctica deficiente Cultivo en surco, práctica adecuada Grano pequeño, práctica deficiente Grano pequeño, práctica adecuada Pradera, rotación, buena Pastizal, permanente, buena Forestal, madura, buena Grupo de suelos B: potencial de escurrimiento moderadamente bajo. Infiltración de 4 a 8mm/h. La mayor parte son suelos arenosos

34 Factores de conversión para grupos hidrológicos de suelos Cubierta y condición hidrológica Factores para convertir el coeficiente de escurrimiento C de suelos del grupo B a: Grupo A Grupo C Grupo D Cultivo en surco, práctica deficiente Cultivo en surco, práctica adecuada Grano pequeño, práctica deficiente Grano pequeño, práctica adecuada Pradera, rotación, buena Pastizal, permanente, buena Forestal, madura, buena Suelos de la asociación Fray Bentos, pertenecen a la clase hidrológica C (Durán, 1997)

35 Tiempo de concentración: a) Distancia/ velocidad velocidad con una pendiente de 4.3% = 1m/s en 40m demora 40seg. Velocidad en el canal:1.1m/s en 120m demora 110 seg Sumado = 150seg = <3 min b) Kirpich: Tc = *L 0.77 *S = 4.08 min Donde: Tc: tiempo de concentración en minutos L: longitud máxima de recorrido, en m S: pendiente en m/m c) California Culvert Practice: Tc= 0.95 (L 3 /H) = 0.07 h = 4min Donde: Tc: Tiempo de concentración en horas L: longitud del recorrido en km H: desnivel en m Considerando : Pendiente promedio en las laderas: 4.3% y en la terraza de 1.75% (máxima) Recorrido de 40m y 120m Desnivel: 4.3*40/ *120/100= 3.83m (=H) S= 3.83/160= 0.024m/m

36 Análisis hidrológico Q = C * I * A C = 0.72 (según Schwab et al. 1990) I = 318 mm/h (T de C = 4 min; T = 90 años) A = 4800 m 2 (120 * 40 m) Q = 308 l/s C: según Chowet al. 1994, para áreas de cultivo y pendientes entre 2 y 7% y un período de retorno de 100 años, el valor de C es de 0.51

37 Riesgo de ocurrencia del evento máximo de 20% vida útil de la obra: 20 años 1 Tr = = = 1/Vu 1/20 ( 1 ( 1 r) ( ) ) 1 ( ) ( ) 1 ( ) 90años Intensidad: Ecuación de Rodriguez Fontal, para la sub región VII, para eventos menores a 2horas

38 Perfil transversal de la terraza tipo 3.15 m 0.60 m 0.30 m

39 Análisis hidráulico V = * 3 * 2 n R s V = 1.2 m/s n = (paredes del cauce cubiertas de malezas) s = 0.50 a 1.75%

40 Sección triangular Máximos admisibles % Pendiente Longitud de terraza: 120 m Caudal Longitud Vel. m/s Tirante (h) m. Lts/seg metros Sección trapezoidal con a = 0.30 m Máximos admisibles % Pendiente Longitud de terraza: 120 m Caudal Vel. m/s Tirante (h) m. lts/seg Longitud metros Sección trapezoidal con a = 0.50 m Máximos admisibles % Pendiente Longitud de terraza: 120 m Caudal Vel. m/s Tirante (h) m. lts/seg Longitud metros

41 Longitud máxima admisible de una terraza, para diferentes pendientes y que se cumpla que h 0.5 m y V 1.2 m/s 450 Longitud de la terraza (m) ,5 0,7 0,9 1,1 1,3 1,5 1,7 1,9 Triangular a=0,30m a=0,50m Pendiente (%)

42 Criterios de sistematización propuestos Ubicación de los drenajes naturales y líneas divisorias de aguas, los cuales actuarán como ejes principales de la sistematización. Longitudes de las terrazas (y los surcos de riego) no inferiores a los 50 m ni superiores a los 120 (200) m. Terrazas paralelas a la dirección de los surcos (o viceversa). Coincidencia del final de un terraza e inicio de la siguiente contigua, en caso que el ancho de una ladera sea tal que requiera más de una terraza independiente. Distancia entre dos terrazas sucesivas (superior e inferior), nunca mayor a 40 m. Pendiente de los surcos (y las terrazas) entre 0.5% y 1,75%

43 Cabecera en la máxima pendiente Conducción entubada Aducción de agua a los surcos con tuberías perforadas Drenaje empastado Surcos paralelos a las terrazas Terrazas paralelas Separación 40 m Longitud m Pendiente 0,5 1.75% 100 m

44 Diseño del sistema en el plano 1. Se marcan las divisorias de agua y los desagües 2. En la mitad de la ladera se marca la terraza madre, desde la divisoria hasta los bajos, con una pendiente del 1%. 3. A 40 m por debajo de la terraza madre se dibuja una paralela a ésta. 4. Se verifica que el rango de pendiente de la nueva terraza esté entre 0.5 y 1.75%. 5. Si es así, se traza una nueva terraza paralela, ahora 40 m por encima de la madre. 6. Si la pendiente está fuera de rango, se corrige aumentando o disminuyendo la pendiente en los tramos problemáticos. En este caso, se deben borrar y volver a dibujar paralelas las terrazas que ya se habían hecho, inclusive la madre, cuya pendiente ya no será del 1%. 7. Se repiten los puntos 3, 4 y 5 hasta cubrir toda la ladera. 8. Cuando es imposible la paralelización, se hace un cambio y se marca una nueva terraza madre. 9. Si la longitud de las terrazas fuera excesiva (más de 200 m) se deberán cortar, volcando en desagües empastados en el sentido de la máxima pendiente.

45 Replanteo del sistema en el campo

46 Construcción y mantenimiento

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

57

58

59 4% 3% Terraza madre al 1% 150m Desagüe empastado