CATÁLOGO DE OBRAS Y PRÁCTICAS DE CONSERVACIÓN DE SUELO Y AGUA

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1 CATÁLOGO DE OBRAS Y PRÁCTICAS DE CONSERVACIÓN DE SUELO Y AGUA APOYADAS CON EL COMPONENTE DE CONSERVACIÓN Y USO SUSTENTABLE DE SUELO Y AGUA (COUSSA) DEL PROGRAMA USO SUSTENTABLE DE RECURSOS NATURALES PARA LA PRODUCCIÓN PRIMARIA C O L E G I O D E P O S T G R A D U A D O S Institución de Enseñanza e Investigación en Ciencias Agrícolas Página

2 Contenido OBRA PRINCIPAL PARA EL USO SUSTENTABLE DEL AGUA 1 Bordo para Abrevadero con Cortina de Tierra Compactada 2 Pequeña Presa de Mampostería 3 Pequeña Presa de Concreto 4 Ollas de Agua 5 Cajas de Captación 6 Bordos y Canales de Derivación de Escurrimientos 7 Presas Derivadoras o de Desviación de Escurrimientos 8 Bordería Interparcelaria para Entarquinamiento 9 Galerías Filtrantes 10 Drenaje en Terrenos Agropecuarios 11 OBRAS COMPLEMENTARIAS A LA OBRA PRINCIPAL 12 Afinamiento de Taludes en obra nueva 13 Zampeado Seco 14 Vertedor de Demasías 15 Canales de Llamada 16 Colchón Hidráulico 17 Desarenadores 18 Compuerta o Válvula para Obra de Toma en Obras de Almacenamiento 19 Instalación de Líneas de Conducción 20 Recubrimiento con Geomembrana 21 Tanques para almacenamiento de Agua para consumo humano 22 Página I

3 Cercado de Malla Ciclónica para Ollas de Agua y Cajas de Captación 23 Bebederos Pecuarios 24 OBRAS COMPLEMENTARIAS AL PROYECTO INTEGRAL 25 Cabeceo de Cárcavas 26 Suavizado de Taludes de Cárcavas 27 Presa Filtrante de Costales 28 Presas Filtrantes de Gaviones 29 Presas Filtrantes de Piedra Acomodada 30 Presa Filtrante de Troncos o Ramas 31 Muro s de Contención 32 Caminos de Acceso y Sacacosechas 33 Tinas Ciegas 34 Zanja-Bordo para Retención de Humedad 35 Zanjas de Infiltración Tipo Trinchera 36 Pozos de Absorción 37 Terrazas de Banco 38 Terrazas de Bancos Alternos 39 Terrazas de Base Ancha 40 Terrazas de Base Angosta 41 Terrazas de canal amplio o de Zingg 42 Terraza Individual 43 Trazo de linea guía para el Surcado en Contorno 44 Cercos vivos para división de potreros 45 Cerco para área de exclusión 46 Página II

4 PRÁCTICAS VEGETATIVAS Y AGRONÓMICAS COMPLEMENTARIAS AL PROYECTO INTEGRAL 47 Barreras Vivas con especies perennes 48 Abonos Verdes 49 Formación de Cortinas Rompe Vientos 50 Reforestación con Especies Nativas Arbustivas y Forestales 51 Plantación de Especies Nativas Perennes en bordos de Tinas Ciegas, Zanjas -Bordo y Zanjas de infiltración tipo trinchera 52 Plantación de Barreras Vivas con Maguey 53 Plantación de Barreras Vivas con Nopal 54 Empastado de Taludes de Cárcavas 55 Empastado de Taludes de Obra Nueva 56 Repastización de Agostaderos 57 Paso de Rodillo Aereador 58 Surcado Lister 59 Cerco Perimetral en Potreros 60 Cercos para División de Potreros 61 Guardaganados 62 Silo de Trinchera 63 Cultivos de Cobertera 64 Página III

5 SECRETARIA DE AGRICULTURA, OBRA PRINCIPAL PARA EL USO SUSTENTABLE DEL AGUA P á g i n a 11

6 Bordo para Abrevadero con Cortina de Tierra Compactada Sinónimos o Nombres Regionales: Presa de tierra, Represo Definición: Es una pequeña presa con cortina de tierra compactada que almacena los escurrimientos superficiales provenientes de una corriente intermitente o de una área de drenaje bien definida. Finalidad y Beneficios: Se usa para captar y almacenar agua de escurrimientos en pequeñas área de drenaje, su función principal es abastecer de agua al ganado, cuando el abrevadero se conforma aguas abajo del vaso- y eventualmente para el uso doméstico de las comunidades rurales que se encuentren anexas a la obra. Descripción general. Requiere se verifiquen las condiciones topográficas, hidrológicas, geológicas y de mecánica de suelos de los bancos de material (lo más próximo posibles). Las condiciones topográficas para tener un estrechamiento suficiente para conformar la boquilla donde se ubique la presa, así como un valle aguas arriba para alojar el vaso de almacenamiento. Se buscará que el volumen de almacenamiento y el de obra sea de al menos una relación de 10:1 para que su construcción sea costeable. La estructura principal de los bordos es la cortina a base de suelo compactado superior al 85% proctor. Preferentemente de texturas arcillosas y fuera del vaso. El vertedor de demasías quedará anclado al terreno natural, alojándose en cualquiera de las laderas o en un puerto natural, pero jamás en el cuerpo de la cortina. Se procurará un enrocamiento de protección del talud aguas arriba, espesor promedio de 20 cm y revestimiento de protección con grava de tamaño medio, espesor promedio de 10 cm. La obra de toma incluirá un registro con rejilla y caja de válvulas. El análisis de estabilidad del bordo consiste en determinar los taludes aguas arriba y aguas abajo. La estabilidad de los taludes de una presa se determina por su capacidad para resistir esfuerzos cortantes ya que la falla se produce por deslizamiento a lo largo de una superficie de corte. La situación más crítica del talud aguas arriba es el rápido desembalse que sigue a un largo periodo de niveles altos en el embalse, y para el talud aguas abajo es la máxima saturación del terraplén cuando el embalse está lleno. Por ello, el talud de aguas arriba es más tendido que el de aguas abajo por estar sometido a la permanente acción del agua. Estructuras complementarias: Vertedor de demasías, colchón hidráulico, obra de toma, estructuras de conducción, caja de válvulas. Unidad de medida (Inventario): Obra, m 3 Unidad de medida (Impacto): m3 Página 2

7 Pequeña Presa de Mampostería Sinónimos o Nombres Regionales: Presa, Represo. Definición: Es una presa con cortina de material rígido a base de mampostería de piedra y mortero (no lleva varilla), de no más de 15 m de altura máxima, ó de hasta 1.5 millones de m 3 de capacidad de almacenamiento que se construye con herramientas manuales de manera transversal al flujo del agua de un arroyo. Este tipo de estructuras basan su estabilidad en el peso total de la cortina y se construyen con un talud aguas abajo de 0.7:1. Finalidad y Beneficios: Se usan para captar y almacenar el agua de escurrimientos para el abrevadero de ganado, el riego de pequeñas superficies y eventualmente el uso doméstico de las comunidades rurales aledañas a la obra. Descripción general: Requiere se verifiquen las condiciones topográficas, hidrológicas, geológicas y de mecánica de suelos. Las condiciones topográficas para tener una sección transversal estrecha para conformar la boquilla donde se ubique la presa, así como un valle aguas arriba como vaso de almacenamiento. Se buscará que al menos la relación entre el volumen de almacenamiento y el de obra sea de 10:1 para que su construcción sea costeable. Estructura impermeable perpendicular a la pendiente del terreno que se construye con mampostería de piedra natural braza (mínimo treinta kilogramos), labrada, y junteada con mortero (cemento-arena 1:3). Las piedras deberán estar limpias, sin rajaduras y humedecidas. Se descartarán las piedras redondeadas o cantos rodados sin fragmentar o fragmentos sedimentarios. Se colocarán en el desplante las piedras de mayores dimensiones en forma cuatrapeada, de tal manera, que el junteo llene lo mejor posible el hueco formado con las piedras adyacentes, usando suficiente mortero para que al asentar las piedras el exceso de mortero fluya por las juntas. Las juntas no serán mayores de cuatro (4) centímetros, ni menos de dos (2) centímetros de espesor. Las piedras se labrarán hasta lograr la forma que corresponda con la del sitio de asiento, seleccionando para las esquinas, extremos y paramentos, las de mejor forma y aspecto. Las mejores caras se aprovecharán para los paramentos y la corona. Las piedras se asentarán teniendo cuidado de no aflojar las ya colocadas. En caso de que una piedra se afloje, será retirada al igual que el mortero de las juntas, y se volverá a colocar con mortero nuevo, humedeciendo previamente el sitio de asiento. Se procurará el cuatrapeo de las juntas verticales y horizontales o inclinadas. Se procurará un repellado sobre cortina en la parte interior, mortero (cemento-arena 1:4) de 2 cm de espesor promedio. Estructuras complementarias: Vertedor de demasías, colchón hidráulico, obra de toma, estructuras de conducción, barandal de seguridad sobre cortina, y compuerta deslizante (opcional), caja de válvulas. Unidad de medida (Inventario): Obra, m 3 Unidad de medida (Impacto): m 3 Página 3

8 Pequeña Presa de Concreto Sinónimos o Nombres Regionales: Presa, represo. Definición: Es una presa de tipo gravedad con cortina de material rígido a base de concreto (f c= 250 kg/cm 2 ), de no más de 15 m de altura máxima, ó de hasta 1.5 millones de m 3 de capacidad de almacenamiento que se construye transversalmente al flujo del agua de un arroyo. Este tipo de estructuras se construyen con un talud aguas abajo de 0.7:1. Finalidad y Beneficios: Se usan para captar y almacenar agua de escurrimientos destinada como abrevadero de ganado, el riego de pequeñas superficies y eventualmente el uso doméstico de las comunidades rurales aledañas a la obra. Descripción general: Requiere se verifiquen ciertas condiciones topográficas que aseguren tener un estrechamiento que permita conformar la boquilla donde se ubique la presa, así como un valle aguas arriba como vaso de almacenamiento. Se buscará que al menos la relación entre el volumen de almacenamiento y el de obra sea de 10:1, para que sea recomendable su construcción. Para que una presa de gravedad resulte económica, conviene que se ubique dentro de su cuerpo de la cortina el vertedor y se considere la disipación de la energía del caudal vertido por la presa. Este tipo de presas dependen por completo de su propio peso para su estabilidad. Su perfil es esencialmente triangular, con el fin de asegurar la estabilidad y evitar esfuerzos excesivos en la presa o su cimentación. En el proyecto es necesario determinar las fuerzas que afectan la estabilidad de la estructura como son la presión del agua, la presión del azolve, el peso de la estructura y la relación de la resultante en la cimentación. El perfil teórico en estas presas es el triangular el cual es corregido con el borde libre (para contener el oleaje y el rebose de la presa). En algunos casos resulta necesario inclinar el paramento anterior de la presa para contrarrestar las fuerzas de presión de sedimentos, la presión del oleaje y del hielo, y las fuerzas sísmicas. Las rocas constituyen la fundación ideal ya que se obtienen valores de coeficientes de esbeltez bastante bajos y por ende muy económicas. La fundación ideal es aquella compuestas de rocas duras como granitos, dioritas, basaltos, diabasas, porfiritas, andesitas, gneis, cuarcitas. La preparación para cimentar la estructura de la presa consiste en limpieza de escombros, la cementación de las grietas y el relleno de los sitios débiles con concreto. Para el dentellón aguas arriba se deben cavar con el fin de aumentar la seguridad al deslizamiento de la presa, facilitar las inyecciones, o mejorar el contacto de la presa con la cimentación. Estructuras complementarias: Vertedor de demasías, dentellón, colchón hidráulico, obra de toma, estructuras de conducción, barandal de seguridad sobre cortina, y compuerta deslizante (opcional), caja de válvulas. Unidad de medida (Inventario): Obra, m 3 Unidad de medida (Impacto): m 3 Página 4

9 Ollas de Agua Sinónimos o Nombres Regionales: Jagüey, Bordos de Agua Definición: Son depresiones sobre el terreno, que permiten almacenar agua proveniente de los escurrimientos superficiales. Son cuerpos de agua más pequeños que una presa de tierra compactada, el cual permite almacenar y distribuir, de manera controlada y por gravedad, el agua captada de los escurrimientos superficiales. Finalidad y Beneficios: Es una obra de captación de bajo costo, con horizontes de recuperación de inversión de uno a dos años, usada para captar y almacenar agua para diversos usos del medio rural; pero principalmente el pecuario. Su uso disminuye la mortandad y/o estrés del ganado, causado por escasez de agua durante la época de estiaje. Mejoran el entorno micro climático y la recarga de acuíferos. No se requieren conocimientos técnicos avanzados para su manejo y administración. Son compatibles con proyectos de acuicultura para autoconsumo. Descripción general: El volumen de almacenamiento deberá calcularse en función del balance de masa crítico calculado a través del consumo diario y las aportaciones de agua; lo anterior tiene como propósito de garantizar la disponibilidad del líquido durante el periodo de sequía. El jagüey se construye en hondonadas topográficas o en laderas con pendiente uniforme, de tal forma que el terraplén configura con el material una cortina recta, en media luna o en rectángulo. Este tipo de obras se caracterizan por extraer del fondo de la olla el material con el que se conforma la cortina. La condición es buscar una relación de 1:5 entre el volumen del terraplén y el almacenamiento. Cuando la olla de agua se construye en la ladera con pendiente muy ligera (la excavación alcanza relaciones de 1:1 entre el material excavado y el volumen almacenado) solo se justifica su construcción cuando se trate de la alternativa menos onerosa para almacenar agua para consumo humano. Las ollas de agua tienen el objetivo de aprovechar los escurrimientos de cuencas pequeñas (<50 ha), laderas a través de canales de llamada o para usarse como almacenamiento temporal de volúmenes de agua derivados y que requieran ser regulados según su demanda. Los suelos donde se construyan deberán tener una textura franca o arcillosa ya que se debe asegurar un grado de impermeabilidad adecuado en el fondo y cortina. Los suelos arenosos no son recomendables para la construcción de ollas de agua, a menos que se consideren inversiones adicionales para el sellado o impermeabilización con el uso de arcillas expansivas o colocación de plásticos o geomembrana. Estructuras complementarias: Canales o líneas de conducción de llamada, vertedor de demasías, colchón hidráulico, obra de toma, y estructuras de conducción. Unidad de medida (Inventario): Obra, m 3 Unidad de medida (Impacto): m 3 Página 5

10 Cajas de Captación Sinónimos o Nombres Regionales: Estanques, trampas de Agua, Aljibes, Aguaje. Definición: Es una estructura para captar y almacenar temporalmente los escurrimientos sub-superficiales (manantiales), que fluyen de una ladera para uso principalmente humano. Finalidad y Beneficios: La caja de captación es un depósito construido para evitar la contaminación del agua de los manantiales y para crear una carga piezométrica (posición) para la operación de la línea conducción de tal forma que esté siempre llena y no haya entrada de aire en su interior. Descripción general: Son obras cerradas e impermeables que se construyen a base de concreto reforzado o de mampostería de piedra o tabique con diversas formas y dimensiones en función de las características del terreno y el aforo del manantial a aprovechar. Deberán construirse muros en ala que sirvan de pantalla a las filtraciones subsuperficiales, para que sean forzadas a ingresar en la cámara húmeda. La instalación de la caja de captación requiere que se excave lo suficiente para encontrar las verdaderas salidas de agua, procurando que la entrada a la caja sea en la parte más baja. Se removerá el material de relleno que quede adyacente al afloramiento mismo, de tal manera que el acuífero quede completamente descubierto. La excavación para los cimientos tendrá una profundidad mínima de 0,80 m. Por ningún motivo se utilizarán explosivos o detonantes para las excavaciones. Es recomendable que la estructura de captación se proteja contra el escurrimiento superficial por medio de cunetas interceptoras, excavadas a 10 m de distancia aguas arriba de la caja. Las cajas deben contar con una tapa movible, para facilitar la limpieza de las mismas. No se requieren de tubos de ventilación, pero sí de uno para la excedencia de volumen almacenado y otro para la extracción y conducción del agua hasta el tanque de regularización y/o almacenamiento. En la caja seca se instalará una válvula de control para la regulación del agua en la línea de conducción. Estructuras complementarias: Tubo de demasías, colchón hidráulico, desarenador, caja de válvulas, filtro, y línea de conducción. Unidad de medida (Inventario): Obra Unidad de medida (Impacto): m 2 Página 6

11 Bordos y Canales de Derivación de Escurrimientos Sinónimos o Nombres Regionales: bordos conductores. Definición: Es una forma especializada de riego superficial que se aplican en áreas donde es posible derivar agua de la red de drenaje natural a zonas planas de cultivo para su infiltración y retención hasta que sea utilizada por las plantas. Se caracterizan por manejar el escurrimiento entre zanjas y bordos con drenaje libre del área de riego. Finalidad y Beneficios: El sistema de bordos conductores es una estrategia para complementar las restricciones de lluvia aprovechando las aguas broncas. El sistema incluye estructuras de derivación y conducción de los escurrimientos (de canales naturales o cauces establecidos) y de distribución del escurrimiento en áreas relativamente niveladas. Esta práctica permite captar agua para zona de cultivo y conducirla a velocidades no erosivas en la zona protegida con el sistema. El uso del sistema permite producir cultivos en zonas con escasa precipitación, hacer un uso eficiente de las aguas broncas derivadas al sistema y mantener la fertilidad del suelo. Descripción general: El sistema se compone de un bordo dispersor, bordo conductor y bordos con salida independiente. La derivación y distribución del agua se controla con bordos, zanjas de desviación, represas o una combinación de éstas, diseñadas para manejar los excesos de agua de tormentas de 6 horas de duración con períodos de retorno de 5 años. La zanja derivadora se construye en la parte alta del área de cultivos de donde el agua se derrama aguas abajo a través de varias salidas (tubos de concreto, arcilla o metal o vertedores) distribuidas a lo largo del bordo. A medida que el agua se mueve aguas abajo, es interceptada por un bordo al contorno, que forza el agua al otro extremo del terreno. Esto se repite hasta que se alcanza la parte más baja del terreno, donde hay un bordo que descarga el exceso de escurrimientos. Se recomienda la construcción de una zanja aguas abajo de los bordos, para que conduzca el escurrimiento hacia un vertedor de excedencias. La pendiente máxima permisible para este sistema es de 2 %, con bordos de 60 cm de altura, con una altura libre de bordo de 15 cm y una distancia máxima recomendada entre bordos de 30 m. Los sedimentos finos favorecen la formación de terrazas, la fertilidad del suelo, la profundidad y la capacidad de almacenamiento de humedad; pero el sistema debe evitar la entrada de sedimentos gruesos. La entrada al sistema permite controlar escurrimiento según las necesidades de humedad. Se deberá garantizar la distribución uniformemente del agua escurrida, nivelando o suavizando el terreno. La lámina aplicada debe ser aproximadamente igual a la cantidad de agua que el suelo puede retener en un período igual a la duración estimada del escurrimiento. Los suelos de textura gruesa no son recomendables por las altas tasas de infiltración y la baja capacidad de almacenamiento. Estructuras complementarias: Presa derivadora, zanja derivadora, bordo que descarga, bordo de contención, vertedor de excedencias. Unidad de medida (Inventario): m 3 Unidad de medida (Impacto): Metro Lineal Página 7

12 Presas Derivadoras o de Desviación de Escurrimientos Sinónimos o Nombres Regionales: Presas vertedoras, azudes Definición: Estructuras de diversos materiales empotradas sobre los taludes y suelo firme del cauce, con la cortina orientada generalmente de manera diagonal al cauce, con dimensiones variables en función del caudal a conducir. Finalidad y Beneficios: El objetivo de las presas de derivación es elevar el nivel del agua de una corriente para proporcionar los gastos requeridos por los canales de derivación, en forma regular. La obra sirve para Interceptar los escurrimientos superficiales y conducirlos de manera controlada hacia áreas de cultivo donde puedan ser aprovechados sin provocar daños. La sedimentación del cauce se debe evitar para que no se obstruyan las bocatomas de derivación. Cortina Elev. Cresta N.A.M.E. Pantalla N.A.N. Compuerta Radial Plantilla del canal desarenador B P Corona del muro Perfil del terreno Eje de canal Bocatoma L N.H.A. S d h 0.5 m Elev. P h 0.10 m P 1.0 m S 0.10 m Descripción general: Estas presas constan de una cortina vertedora y una de toma. La primera, alojada en el cauce del río, y puede estar coronada por una batería de compuertas, mientras que la segunda, generalmente posee una compuerta para regular el gasto que va hacia el canal de derivación que se ubica a una margen del río. En la presa derivadora, la elevación de la cresta de la cortina corresponde al nivel mínimo del agua en el río necesario para derivar el gasto de diseño de la obra de toma. Este tipo de estructura requiere de colchones hidráulicos para amortiguar las avenidas de diseño. Este tipo de presas son, en general, de poca altura ya que el almacenamiento del agua es un objetivo secundario. Se recomienda que la presa cuente con un canal de desarenador para evitar el azolvamiento de la estructura. El trazo del canal desarenador deberá propiciar un fácil acceso del agua hacia él, su descarga deberá ser libre aguas abajo de la estructura de salida. El canal se iniciará en la cota apropiada del cauce con una sección y área hidráulica suficiente para desalojar el gasto de diseño de la obra de toma. El alineamiento del canal deberá evitar, en lo posible, la obstrucción del canal por efecto de avenidas de la corriente. La plantilla del canal desarenador deberá quedar por lo menos 1 m más abajo que la correspondiente a la obra de toma. En la revisión hidráulica del canal desarenador se deberá partir de un gasto mínimo igual al gasto de diseño de la obra de toma. La velocidad para sedimentación no debe exceder de 0.60 m/s. La velocidad de descarga del canal desarenador debe estar entre 1.50 y 2.50 m/s. Estructuras complementarias: Canal de derivación, canal desarenador, compuerta para obra de toma. Unidad de medida (Inventario): obra, m 3 Unidad de medida (Impacto): m 3 Página 8

13 Bordería Interparcelaria para Entarquinamiento Sinónimos o Nombres Regionales: Cuadros de inundación, cajas de agua Definición: Es una forma especializada de riego superficial que se aplican en áreas donde es posible derivar aguas torrenciales, provenientes de las sierras, y anegar zonas planas para su infiltración y retención hasta que sean utilizadas por un cultivo. El caudal derivado a la caja, hasta el nivel del bordo, da el aspecto de caja de agua. Finalidad y Beneficios: La función de la bordería interparcelaria es la de retener agua y suelo para crear una superficie de cultivo una vez que el agua se haya infiltrado. Las cajas de agua son obras que permiten la producción agrícola y ganadera, el control de las inundaciones, la recarga sistemática del acuífero, y la reproducción de la flora y la fauna de la región. Descripción general: La técnica del entarquinamiento consiste en la captura y manejo del agua mediante compuertas y canales para llenar las cajas de agua. La captación del agua se logra mediante bordería de tierra de 1-2 m de alto por 1-5 m de ancho. La altura del bordo debe exceder al menos en 0.15 m la lámina de diseño; el ancho mínimo de la corona será de 0.9 m, la pendiente de los taludes laterales no deben ser mayor de 2:1. El bordo debe construirse con una altura tal que permita por lo menos el 5% de asentamiento. Se utilizan canales de tierra de 1 a 3 m de ancho y entre 0.5 a 2 m de profundidad para derivar o desalojar el agua de las cajas hacia el río. El gasto de diseño de la obra de derivación será el que resulte de tormentas de 6 horas de duración con períodos de retorno de 5 años. Estas cajas se construyen en series en forma escalonada para que el agua llene la caja superior y se derive a las de aguas abajo. Los bordos deben tener un vertedor de al menos 30 cm por debajo de la altura de diseño del bordo. El vertedor puede ser una estructura de mampostería de piedra o tubo. La capacidad del vertedor debe exceder el gasto diseño y el sistema de desagüe debe dirigirse hacia el cauce original sin provocar erosión. El agua permanece en las cajas hasta que se infiltra y se espera de días para que se efectúe la siembra. El manejo de aguas debe ser colectivo y coordinado por los usuarios que comparten el sistema. El sistema de conducción debe estar diseñado con el volumen derivado y se debe evitar la entrada de sedimentos gruesos. Si el agua se va a entarquinar, la lámina de agua debe ser mayor o igual a la capacidad de retención de humedad del suelo en la zona de crecimiento radicular. Estructuras complementarias: Presa derivadora y canales de desviación, compuertas y bordos Unidad de medida (Inventario): Metro Lineal Unidad de medida (Impacto): ha Página 9

14 Sinónimo o Nombre Regional: Galerías subálveas Definición: La galería filtrante es un conducto horizontal permeable (semejante a un dren subterráneo), cerrado, enterrado, rodeado de un estrato filtrante, y adyacente a una fuente de recarga superficial que permite interceptar el flujo natural del agua subsuperficial. La galería filtrante termina en una cámara de captación de donde generalmente el agua acumulada es bombeada. Finalidad y Beneficios: La función de la galería filtrante es captar aguas subsuperficiales de los lechos de los cauces permanentes o intermitentes. Permiten extraer agua libre de sedimento de los cauces. Descripción general: Respecto a las galerías de captación subálveas, hay que diferenciar las de tipo minero que se excavaban al pie de un monte; y las galerías de tubo ranurado insertas en el aluvial de un río. La galería puede ser conformada con tubería o a través de un túnel de bóveda, sin embargo, los tubos perforados o ranurados son el método más empleado por su economía. La distancia mínima entre el emplazamiento de la galería y la zona de recarga debe ser de 15 m. La profundidad del drenaje de la zanja de filtración será definida en función de la variación del nivel freático y en ningún momento deberá ser menor a 0.3 m en condiciones de sequía severa. La galería de filtraciones se ubicará en dirección perpendicular al flujo de las aguas subterráneas, pero en caso de que exista una recarga constante de una fuente superficial, podrá optarse una dirección paralela a esta. El lugar donde se tenga previsto la construcción de la galería filtrante no debe estar sujeta a la erosión del fondo del cauce. En las galerías filtrantes, la tubería de infiltración se entierra con un ligero gradiente y con un diámetro mínimo del conducto de 6 (+/- 15 cm). El tubo filtrante deberá ser diseñado para un tirante de agua no mayor al 50% y una velocidad del agua dentro del conducto mayor a 0.6 m/s y menor a 3.0 m/s. Los drenes se perforaran o ranuran para obtener velocidades (V) a través de la aberturas de 2.5 a 5.0 cm/s y calculando con un coeficiente de contracción (C) de 0.55 A=Q/(V*C). El tubo puede ser cubierto con geotextil para reducir la sedimentación en las cámaras de de inspección. La tubería se cubre con materiales graduados y filtrantes y se remata en una cámara de captación, al margen del cauce, de donde se extrae el agua acumulada. Para la instalación de la tubería se cavan zanjas a cielo abierto mínimo de 0.6 m de base y 1.0 m de profundidad. El relleno filtrante se compone de capas de 0.2 m con diámetros de las gravas para la capa exterior, media e interior de 2, 8 y 25 mm respectivamente. Encima del la capa exterior de grava se debe colocar el material producto de la de la excavación hasta alcanzar el terreno natural pero procurando que sea de al menos 0.3 m de espesor. Se colocarán cámaras de inspección impermeables de 1.2 x 1.2 m cubiertas con tapa sanitaria y dotadas de escalinata cuando superan 1.5 m de profundidad. Las cámaras se ubicaran al inicio de los drenes y cada 100 m o donde ocurran cambios de dirección o pendiente. El fondo de la cámara se prolongará 0.6 m por debajo de la salida del dren para la acumulación de arenas y deberá sobre salir por lo menos 0.5 m por encima del nivel terreno o el nivel máximo del agua. La construcción de la zanja debe iniciarse por la cota más baja para facilitar el drenaje natural de las aguas hacia el lugar donde se construirá la cámara vertical. Estructuras complementarias: Equipo de bombeo. Galerías Filtrantes Unidad de medida (Inventario): m 3 Unidad de medida (Impacto): Obra Página 10

15 Drenaje en Terrenos Agropecuarios Sinónimo o Nombre Regional: Desagües Definición: El drenaje agrícola, a nivel predial, es el conjunto de obras (red de zanjas, o tubos perforados, o galerías rellenas con material permeable) que se construye para desalojar los excesos de agua sobre la superficie o dentro del perfil del suelo de una parcela. Esquema para drenar depresiones en terrenos relativamente planos de topografía ondulatoria Finalidad y Beneficios: Desalojar los excesos de agua superficial en un tiempo adecuado y controlar los niveles freáticos para asegurar un contenido de humedad apropiado para el desarrollo de las raíces de las plantas y conseguir así su máximo desarrollo potencial. Descripción general: Los problemas de drenaje superficial se presentan con mayor frecuencia en zonas húmedas, cuando la velocidad de infiltración es inferior a la intensidad de la precipitación y la pendiente del terreno no favorece el escurrimiento. Los problemas de drenaje subterráneo se observan principalmente en zonas áridas y semiáridas bajo riego principalmente por las pérdidas de conducción de los canales. En algunos lugares el drenaje parcelario se conecta a una red de canales que conducen los efluentes al sistema principal de drenaje. La identificación de los problemas de exceso de agua y su solución correcta deberá evaluar el origen del agua, la permeabilidad de los diferentes estratos del suelo, la topografía del terreno, el tipo de agricultura practicada, y los volúmenes a desalojar. Los problemas de drenaje se pueden solucionar a través de zanjas abiertas, zanjas cubiertas con filtros de grava-arena, drenes tubulares sin revestimiento (drenes topo), y drenes de tubo revestido (el más común en la actualidad). Para definir las dimensiones de un dren se deberá conocer el caudal de diseño (para un periodo de retorno (PR) de 5 años) y la resistencia del cultivo a la inundación (para una pérdida de la productividad del 10%). Para el espaciamiento de drenes parcelarios se usa generalmente la fórmula de Hooghoudt la cual es función de la conductividad hidráulica del suelo, la altura del nivel freático, el coeficiente de escurrimiento de la parcela, la lluvia de diseño (PR = 5 años), la evapotranspiración, y la geometría del dren. T Q B Ka Kb L H P D Estructuras complementarias: Drenes colectores, nivelación de tierras, bordos de protección, pozos de absorción, puentes, alcantarillas, caídas, entradas de agua, vados, remates finales. Unidad de medida (Inventario): m 3 Unidad de medida (Impacto): Obra Página 11

16 SECRETARIA DE AGRICULTURA, OBRAS COMPLEMENTARIAS A LA OBRA PRINCIPAL 12 P á g i n a 12

17 Afinamiento de Taludes en obra nueva Sinónimo o Nombre Regional: Terminación de talud Definición: Consiste en suavizar y uniformizar la inclinación de los taludes con el fin de estabilizar las paredes de un terraplén o excavación eliminando rocas salientes y restos de vegetación. Esta actividad radica en rasar o remover el material sobrante, en la construcción de una presa de tierra nueva, para ajustar el terraplén a la línea de la sección y pendiente fijadas en el proyecto. Finalidad y Beneficios: Se ejecuta en terraplenes o cortes en material clase I (cortinas de tierra, drenes, canales, terrazas, etc) para eliminar las irregularidades dejadas por el equipo de construcción y para remover material suelto, a fin de que resulten las líneas, niveles, y taludes establecidos en proyecto. Descripción general: Los taludes se afinarán quitando materiales gruesos como pueden ser rocas salientes, material punzocortante o vegetación, para ello se harán cortes y desmontes cuando se requiera. Cuando el material producto de la conformación de taludes, tenga características adecuadas como material de cobertura, será depositado lateralmente según los planos del proyecto. A fin de uniformizar la inclinación del talud se deberán hacer los cortes o rellenos necesarios, pero evitando profundizarlos más allá de la subrasante de las líneas de proyecto para no afectar la estabilidad del talud y permitir un drenaje superficial adecuado. El afine de taludes se realizará en forma manual y en seco. La sección escavada no deberá exceder a la línea de proyecto en 10 cm y procurando que esta desviación no se repita en forma sistemática. El material que no se utilice se retirará del sitio de trabajo (20 m) y se depositará en sitios de colocación libre (desprovistos de vegetación o perturbados), que no afecten cuerpos de agua u obstaculicen el drenaje natural, mismos que se mostrarán en los planos del proyecto. Estructuras complementarias: Revestimiento de protección de la corona, zampeado seco. Unidad de medida (Inventario): m 2 Unidad de medida (Impacto): Obra Página 13

18 Zampeado Seco Sinónimo o Nombre Regional: Empedrado Definición: El zampeado seco consiste en el recubrimiento, con materiales pétreos, de taludes en terraplenes para evitar riesgos de erosión. Finalidad y Beneficios: Su implementación evita la erosión o socavación de estructuras hidroagrícolas y de conservación de suelos que estén sujetas al pisoteo de ganado, la concentración de escurrimientos, y/o la erosión laminar de taludes. Descripción general: Las piedras para el zampeado seco serán angulares, aproximadamente prismáticas, de cantera o pepena, completamente limpia, y sanas (que no presenten signos evidentes de descomposición y meteorización). Las piedras que se utilicen para la construcción del zampeado no serán menores de 20 x 20 cm ni mayores de 40 x 40 cm (60% de ellas arriba de 25 cm), siendo el espesor variable entre 20 y 30 cm aproximadamente. Para garantizar un buen anclaje del zampeado, se cavarán trincheras al pie del talud, para alojar un muro de soporte, antes de iniciar la colocación del zampeado. La trinchera que se use como base del zampeado se construirá con mampostería de piedra (75% de las cuales serán mayores a 30 cm). La superficie del terreno por zampear deberá estar exenta de troncos, raíces, hierbas y demás cuerpos extraños que estorben o perjudiquen el trabajo. Antes de la colocación del zampeado, el terreno deberá compactarse. Las piedras se colocarán, comenzando por el pie del talud y extendiendo el zampeado hasta la cota de aguas máximas. Las piedras descansarán firmemente sobre el terraplén, buscando que queden en contacto unas con otras y conformando, tanto como sea posible, las líneas y niveles del proyecto. Las piedras de mayor tamaño se colocarán en la parte inferior del zampeado, procurando que no se formen juntas continuas verticales ni horizontales, es decir, en forma cuatrapeada. Las juntas abiertas en el zampeado seco se rellenarán con astillas de piedra y arena. El relleno de las juntas en taludes deberá hacerse comenzando por el pie del zampeado. Así, las piedras se apisonarán firmemente al sitio de tal forma que forme una superficie uniforme, libre de protuberancias o depresiones, sin cavidades debajo, y sin piedras individuales que se proyecten por encima de la superficie general. Estructuras complementarias: Bordos de tierra compactada, afinamiento de taludes, encarpetado de corona. Unidad de medida (Inventario): m 3 Página 14

19 Vertedor de Demasías Sinónimos o Nombres Regionales: Vertederos, rebosaderos, aliviaderos, obra de excedencias, sección de control Definición: Estructura de seguridad de la mayor importancia, consistente en un corte o desnivel, ubicado estratégicamente en la cortina de la estructura de almacenamiento, recubierta con diversos materiales, para desalojar las aguas generadas durante los eventos de máximas crecidas. Finalidad y Beneficios: Desalojar o verter los excedentes de agua almacenada, a fin de proteger la estructura de almacenamiento. Descripción general: Es una estructura hidráulica sobre la cual se efectúa una descarga de agua a superficie libre. En particular, el vertedor de pared gruesa es el que se emplea como obra de control de una presa. La descarga del vertedor debe hacerse hacia un cauce vecino o al mismo cauce siempre que resulte factible y se tomen medidas adecuadas de protección. En presas flexibles la mejor opción es localizar el vertedero separado de la cortina. De no ser posible éste se pueden ubicar en uno de los extremos del terraplén buscando en lo posible suelo rocoso y resistente a la erosión. En presas de concreto es más económico que se ubique dentro de su cuerpo de la cortina el vertedor. El vertedor debe descargar más allá del pie del talud seco para evitar erosión y socavación. En general, se prefiere que el vertedor sea ancho y poco profundo porque así las variaciones de la profundidad son pequeñas cuando ocurren fluctuaciones en el caudal. La longitud mínima de la cresta debe ser 2.0 m para evitar obstrucciones. La carga sobre el vertedor debe procurarse que esté entre 0.40 m y 1.50 m. El canal de conducción entre el vertedor y el cauce debe tener una pendiente no inferior al 0.5% para permitir una evacuación rápida del agua. El ancho de la base del canal es generalmente igual a la longitud de la cresta. La obra de excedencias deberá diseñarse para el gasto máximo de descarga y se deberá tomar en cuenta el efecto regulador del vaso (ecuación de continuidad) a fin de determinar el caudal de la creciente sobre el vertedor. Se deberán colocar muros de encauce con perfil hidrodinámico en los extremos de la cresta vertedora para que el agua llegue a la obra de excedencias en forma tranquila y sin turbulencias. La sección transversal del canal vertedor podrá ser trapecial o rectangular, se evitarán las curvas horizontales, y la plantilla deberá tener una pendiente que genere un régimen supercrítico. Estructuras complementarias: Cimacio, canal de descarga, colchón hidráulico. Unidad de medida (Inventario): m 3 Unidad de medida (Impacto): obra Página 15

20 Canales de Llamada Sinónimo o Nombre Regional: Zanjas alimentadoras Definición: Son estructuras para la captación de agua, las cual se excavan a lo largo de una ladera natural, con diversas dimensiones para alimentar a un jagüey u ollas de agua. Finalidad y Beneficios: Los canales de llamada tienen por objeto conducir los escurrimientos superficiales de las laderas naturales a fin de incrementar la capacidad de almacenamiento de un depósito. Esta obra tiene la ventaja adicional de servir como brecha cortafuego Descripción general: Este tipo obra se construye en la parte superior o media de la ladera para capturar la escorrentía procedente de las partes altas. Se proyectan cuando se quiere incrementar el área de captación ya sea porque la cuenca de capitación no está bien definida (terrenos de pendiente uniforme) o porque se quieren aprovechar los escurrimientos en ladera de las microcuencas vecinas. Los canales se construyen en una o ambas márgenes de la obra de captación con un ligero desnivel (1%) transversal a la pendiente para secciones triangulares o trapezoidales, con optimización del radio hidráulico, y un bordo libre de 1/3 de la altura de la sección calculada, la cual no debe ser menor a 9 cm. La sección hidráulica tendrá un ancho mínimo en la base de 0.3 metros y una altura efectiva mínima de 0.3 metros, la cual se ampliará a lo largo del recorrido en función del área de escurrimiento. El material producto de la excavación se coloca aguas abajo para forma un bordo compactado con talud 1.5:1. Las dimensiones del canal se definen en relación al volumen de agua a conducir para una precipitación con periodo de retorno de 5 a 10 años. En áreas donde los sedimentos representan riesgo será necesaria la remoción de los mismos a fin de mantener la capacidad de transporte del canal. Se recomienda la construcción de desarenadores que se diseñan en función del caudal medio anual y un largo que permita, por un minuto, sostener una velocidad de 0.30 m/s a fin de que decanten 90% de las arenas. Estructuras complementarias: Ollas de agua, desarenadores, líneas de conducción. Unidad de medida (Inventario): m 3 Unidad de medida (Impacto): Obra Página 16

21 Colchón Hidráulico Sinónimos o Nombres Regionales: Tanque amortiguador, delantal, colchón amortiguador Definición: Estructura para la disipación de energía del agua construida al pie de un vertedor o de cualquier otra estructura que descargue a régimen supercrítico Finalidad y Beneficios: Reducir el impacto del agua que vierte sobre la obras de excedencia a fin de proteger la base de la cortina de socavaciones que comprometan la estabilidad de la estructura. Descripción general: Cuando se provoque un salto hidráulico, se deberá confinar en un tanque amortiguador. En ningún caso se permitirá que el salto se barra. Para escoger la profundidad y dimensiones del tanque amortiguador se deberá revisar el funcionamiento hidráulico de la toma bajo diferentes condiciones de gasto y nivel de agua en el vaso. Así, el diseño de un colchón hidráulico consiste en encontrar su longitud y profundidad, de tal modo que en su interior se produzca un salto hidráulico que disipe la energía que gana el agua al caer desde la cresta vertedora al fondo del cauce. Para este propósito se usa la ecuación de Bernoulli que se basa en la ley de Conservación de la Energía. Para que el salto se presente en el interior del colchón hidráulico la longitud del tanque será igual a la longitud del salto multiplicada por un factor de 1.20; la longitud del salto se calculará como siete veces la diferencia entre los tirantes conjugados (tirante supercrítico y el que se produzca a la salida del colchón amortiguador). El tanque se construirá preferentemente con concreto; el revestimiento de los muros laterales del tanque quedará definido por los tirantes conjugados mayor y menor más un bordo libre de 0.5 a 1.0 m. En forma opcional, se colocarán escalones y bloques de concreto en la plantilla. Estructuras complementarias: Vertedor de demasías, canal de descarga, obra de toma, disipadores de energía Unidad de medida (Inventario): m 3 Unidad de medida (Impacto): Obra Página 17

22 Desarenadores Nombre Regional o Sinónimo: Tanque sedimentador Definición: Es una estructura en la cual la velocidad del agua es menor a la velocidad de arrastre del material en suspensión, permitiendo así que este material decante por su propio peso en el fondo de una caja de captación o canal de alimentación antes de llegar al extremo del propio desarenador. Finalidad y Beneficios: Reducir la sedimentación en almacenamientos, canales y tuberías de conducciones provocada por la acumulación de partículas arenosas, generalmente aquellas con diámetros superiores a 0.20 mm y peso específico de Descripción general: El desarenador es un tanque sedimentador cuyas dimensiones dependen del caudal de diseño de la toma, de la distribución granulométrica de los sedimentos que transporta en suspensión la corriente natural y de la eficiencia de remoción, la cual oscila entre el 60 y el 80% del sedimento que entra al tanque. Teóricamente, para partículas de 0.20 mm de diámetro y peso específico 2.65, la velocidad crítica de barrido es de 0.25 m/s aunque en la práctica se adopta 0.30 m/s. como velocidad de diseño. Con esta velocidad se considera que se mantiene el 95% de las partículas orgánicas en suspensión, y se proporciona el tiempo suficiente (1 min) para que se sedimenten en el fondo del canal el 90% de las arenas. La sección transversal de un desarenador es función de la velocidad horizontal de diseño (0.3 m/s) y del gasto máximo diario que circulará por el mismo. La longitud del canal estará dada por la profundidad que necesita la velocidad de sedimentación y la sección de control. Además de su función de sedimentador, el desarenador puede contar con un vertedor de rebose que permite devolver a la corriente natural los excesos de agua que entran por la toma. El desarenador deberá tener un espacio para recibir los sedimentos en suspensión que retiene; estos sedimentos son removidos periódicamente mediante lavado hidráulico o procedimientos manuales. En las cajas de captación, además del vertedor se deberá incluir un desarenador abajo del nivel de la obra de toma (bocatoma). Estructuras complementarias: Canal vertedor (limitador de gasto), obra de toma, línea de conducción. Unidad de medida (Inventario): m 3 Unidad de medida (Impacto): Obra Página 18

23 N.A.M.E Corona, Elev. Compuerta o Válvula para Obra de Toma en Obras de Almacenamiento Definición: Las compuertas son estructuras hidráulicas utilizadas para controlar el flujo de agua (admisión, descarga, o aislamiento) de obras para almacenamiento o conducción. N.A.N. MATERIAL IMPERMEABLE Transición de salida Finalidad y Beneficios: En el caso de obras de almacenamiento, las compuertas o válvulas de salida son estructuras de la obra de toma que permiten manejar las extracciones de un almacenamiento para satisfacer los diferentes beneficios para los cuales fue concebida la obra. Canal de Acceso Estructura de Rejillas Canal de acceso N.A.M.E N.A.N. Tuberia TALUD 2.5:1 Tuberia 30 Longitud de la tuberia PERFIL NATURAL DEL TERRENO Dentellones CORONA, ELEV. TALUD Dentellones 2.5:1 o+ ELEV. Caja de Válvulas o+ Estanque amortiguador Descripción general: El tipo de obra de toma más común en Bordos para Abrevadero con Cortina de Tierra Compactada y en cortinas rígidas (concreto o mampostería) son la tubería a presión con válvulas a la salida. En este caso las válvulas se comunican con el vaso de almacenamiento a través de una rejilla y una tubería que atraviesa la sección del bordo; la cual se ancla con dentellones que además le sirven para aumentar la trayectoria de filtración y disminuir el peligro de tubificación. La válvula de operación se aloja en la caja de válvulas para descargar posteriormente a una caja amortiguadora que disipará la energía cinética. Otro tipo de obras de toma, empleados en bordos de tierra compactada, consisten en compuertas instaladas sobre un muro de cabeza hecho a base de mampostería (a partir de aquí inicia el conducto) cimentada sobre terreno firme. El paramento aguas arriba es vertical, los laterales y el de aguas abajo serán inclinados lo cual garantizará su estabilidad. La operación de la compuesta se hace por medio de un mecanismo elevador instalado sobre una ménsula de concreto reforzado anclada al muro de cabeza, o bien, sobre viguetas empotradas en la mampostería del mismo muro. Delante de la compuerta, sobre la mampostería, se dejarán muescas especiales para colocar agujas de madera en caso de descompostura de la compuerta. El acceso al mecanismo elevador se recomienda se haga mediante un terraplén colocado a mano. N.A.M.E. Estructuras complementarias: Estructura de rejillas, tubería de conducción, dentellones, caja de válvulas. Unidad de medida (Inventario): Pieza, dimensiones N.m.o. hmin Limitador de gasto N.N.A. Hlim D Sumerg. mín=25 cm dmáx d N.N.A. = Nivel Normal del Agua en el canal para gasto normal (Qn) Página 19

24 Instalación de Líneas de Conducción Nombre Regional o Sinónimo: Conducciones Definición: Las líneas de conducción son un sistema que transporta agua a presión desde la captación hasta el punto de distribución, que usualmente es un tanque de regulación. Finalidad y Beneficios: Las líneas entubadas tienen costos de mantenimiento bajos, disminuyen las pérdidas por filtraciones, se adaptan fácilmente a la topografía del terreno. Son una alternativa económica en tramos de terreno rocoso, y mantienen la calidad del agua durante su conducción. Por cada 1 litro por segundo (lps) de conducción este sistema permite aprovechar anualmente 31,536 m 3. Descripción general: La línea de conducción se debe trazar por los sitios que tengan la menor variación topográfica, se busca seguir las curvas de nivel en las faldas de los cerros, de tal forma que se evite al máximo los cambios bruscos de pendiente. Hidráulicamente no siempre la ruta más corta es la mejor, aunque puede ser la más económica, pueden requerir un continuo mantenimiento o incluso la reubicación. Las tuberías de poliducto o PVC deberán instalarse sobre una zanja excavada para tal fin. En terrenos rocosos, sujetos a incendios forestales, o en cruces de cauces se preferirá la tubería galvanizada. El diámetro mínimo para la línea de conducción debe ser de 2 con velocidades máximas de 5 m/s (en línea de impulsión 2 m/s) y mínima 0.5 m/s. El tanque de regulación se hace necesario cuando el caudal de conducción es menor al caudal máximo horario. Si se tiene disponibilidad hídrica se usara como caudal de conducción el máximo horario siempre y cuando se justifique económicamente un mayor diámetro de tubería respecto a la construcción de un tanque de regulación. La línea de conducción deberá tener un alineamiento que sea lo más recto posible y evitando zonas de deslizamiento o inundaciones. Deben evitarse las presiones excesivas mediante la construcción de cajas rompe presión y también las contrapendientes, cuando esto es inevitable se usarán válvulas de aire. En el caso de sifones, se puede realizar una distribución de varias clases de tubería, de acuerdo al perfil de presiones. Deberá evitarse impedimentos de un flujo continuo como pueden ser curvas bruscas o válvulas, para evitar el golpe de ariete. Nunca deberá colocarse una válvula de cierre en el punto de entrega de la línea de conducción. Para evitar cambios bruscos de temperatura en la línea, que ocasionen problemas de dilatación, la tubería deberá enterrarse. En casos de puentes en que la tubería estará expuesta a la intemperie deberá considerarse las juntas que absorban la dilatación. Las válvulas (de paso, de aire, de purga, y de retención) deberán soportar las presiones de diseño (la presión de diseño debe ser el 80% de la nominal) y ser instalados en cajas registro. Las válvulas de paso se instalarán al inicio de la línea para el cierre del agua. La válvula de aire se colocará en el punto más alto de la tubería para eliminar bolsones de aire. La válvula de purga se instalará en el punto más bajo para eliminar sedimentos. Las válvulas de retención se emplearán en líneas de bombeo para evitar el retroceso del agua. Las líneas deberán contener cajas rompe presión de tal forma que la línea piezométrica baje a un nuevo nivel estático. Cuando la tubería este expuesta a la intemperie, se construirán atraques hechos de concreto para inmovilizar la línea, por cambios de direcciones (verticales y horizontales) y disminución de diámetro. Estructuras complementarias: Las válvulas de paso, válvulas de de aire, válvulas de de purga, válvulas de de retención, atraques, cajas rompe presión. Unidad de medida (Inventario): m 3 Unidad de medida (Impacto): Metro Lineal Página 20

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