• Author / Uploaded
• Miguel Jose Chanca Hinostroza

Citation preview

1 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL CURSO: IRRIGACIONES CAPITULO I: INTRODUCCION

CAPITULO I INTRODUCCIÓN 1.1 LA VIDA Y EL AGUA. La vida tal como la conocemos no seria posible sin el agua dado que la totalidad de los seres vivientes están constituidos predominantemente de agua. El contenido de agua en los vegetales varía de un 60 % a un 95 % de su peso, en los insectos es de un 50 %, en los peces puede llegar a un 70 % y en el hombre es aproximadamente de un 68 %, razón por la cual se puede concluir que el agua, es el elemento vital para todos los seres vivientes. El recurso natural que genera impactos de mayor sensibilidad en la vida del hombre es el agua, especialmente el agua dulce o agua continental. Es fuente de vida. Sin ella no es posible concebir ninguna forma de desarrollo. Genera vida, haciendo digeribles por los vegetales los elementos nutritivos del suelo. Directamente y como parte del forraje, sostiene la vida de los animales herbívoros; y a partir de ellos, sustenta la existencia del hombre. Utilizada adecuadamente es fuente de energía, espacio de recreo y medio de vida de animales acuáticos que también son parte de la dieta alimenticia humana. En el proceso de su desarrollo tanto los animales como las plantas pierden agua constantemente, los primeros pueden recuperarla bebiendo directamente el agua o comiendo plantas que tengan humedad. Las plantas en cambio absorben el agua del suelo mediante finas radículas y por medio de un complicado sistema de conductos transportan el agua hasta los puntos más distantes de sus ramas y hojas. Mediante el agua contenida en el suelo la planta obtiene los elementos minerales y nutrientes que requiere, y por el fenómeno de la evapotranspiración el agua retenida en las hojas y los tallos pasa a la atmósfera, razón por lo cual esta perdida tiene su límite, si es abundante la planta se marchita y muere. En todo tiempo el hombre ha utilizado el agua para sus alimentos como para saciar su sed, luego la ha utilizado para alimentar y dar de beber a sus animales y posteriormente en el riego de las tierras con objeto de desarrollar las plantas y lograr sus frutos. Su aprovechamiento organizado se remonta a la aparición de las primeras plantas y animales domesticados por el hombre. Sin agua no puede realizarse ningún proceso vital, razón por la cual una gran parte de las plantas y animales vive en el mar. Para desarrollar sus procesos vitales todos los organismos vivientes necesitan agua por lo que una gran deshidratación puede ocasionarles hasta la muerte.

DOCENTE: ING. ABEL A. MUÑIZ PAUCARMAYTA

2 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL CURSO: IRRIGACIONES CAPITULO I: INTRODUCCION

1.2 USOS DEL AGUA. Es Interesante anotar que del agua que se precipita desde la atmósfera el 40% aproximadamente se escurre, el 10% se Infiltra y el 50% se evapora por acción del sol desde el suelo y las plantas para volver nuevamente a la atmósfera. Del total del agua existente en el planeta el hombre sólo alcanza a utilizar menos del 6 %. Los usos del agua pueden ser los siguientes: • Consuntivos

:

Cuando

una

parte

de

su

masa

se

pierde

como

consecuencia del uso. • No consuntivos : Cuando su pérdida no es apreciable por su uso. • Degradante

: Cuando el agua pierde su calidad a consecuencia de su uso.

• No degradante : Cuando no pierde calidad.

FIG. No 1.1 USOS DEL AGUA

Los principales usos del agua son: a) Abastecimiento de agua y alcantarillado: incluye el agua de consumo humano. Se estima que el consumo promedio mundial alcanza en el medio rural a 50 m3/año por habitante y en las ciudades es de 90 m3/año por habitante. Su uso es degradante y consuntivo. b) Irrigación y todo tipo de riego: incluye todas las técnicas asociadas con la agricultura. Su uso es consuntivo estimándose que su consumo alcanza los 225 m3/año/hab. c) Hidroelectricidad: no incluye el agua utilizada en plantas térmicas de generación eléctrica, su uso no es degradante, ni consuntivo. DOCENTE: ING. ABEL A. MUÑIZ PAUCARMAYTA

3 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL CURSO: IRRIGACIONES CAPITULO I: INTRODUCCION

d) Navegación Fluvial: comprende los volúmenes de agua para alimentar los canales de navegación, como la regulación de los ríos considerando un gasto y tirante adecuados para la navegación, incluye también las pérdidas por evaporación. Se estima que su uso alcanza los 30 m3/año por habitante. e) Industrial: incluye los usos mineros, la usada en refrigeración de las plantas térmicas y nucleares de generación eléctrica, el agua para enfriamiento, transporte de productos, lavado y soluciones. Su uso puede ser consuntivo y degradante, se estima que su consumo llega a 250 m3/año/hab. f)

Control de contaminación ambiental: es el destinado a conservar el medio ambiente y disminuir los peligros de la contaminación.

Después del año 2030 se estima que el consumo total de agua llegará a los 1000 m 3/año/hab, en todo tipo de uso. 1.3 IRRIGACION: DEFINICIONES Y CONCEPTOS. Según Q. W. Israelsen; Irrigación: es la aplicación artificial del agua en el suelo con el propósito de suplir a ésta de la humedad esencial para el crecimiento de las plantas. También se puede definir la Irrigación: como el aporte a los terrenos de cultivo de un volumen controlado y oportuno de agua, descontando de dicho volumen, la masa aprovechable de las lluvias afín de lograr el desarrollo de los cultivos hasta la maduración de sus frutos. Igualmente se define como Irrigación: toda acción, efecto o técnicas para regar; dentro de ello tenemos los siguientes: a) El bombeo de agua para riego: esta técnica extrae el agua del subsuelo o de un cauce elevando su nivel para regar. b) El drenaje: mediante esta técnica se deprime la napa freática en los terrenos húmedos o se elimina el hidromorfismo de los suelos con objeto de posibilitar la agricultura. c) Lavado de Suelos Salinos: con objeto de eliminar las sales de algunos suelos se efectúan lavados de suelos para fines agrícolas. d) Riego por Goteo: mediante esta técnica se lleva el agua hasta la proximidad de cada una de las plantas y se provee de humedad al suelo, de acuerdo a los requerimientos de las plantas. Los sistemas empleados pueden clasificarse en: •

Riego por gravedad: Cuando el agua se distribuye a los suelos mediante acequias, canales y conductos donde el agua fluye por acción del desnivel o pendiente de los mismos.

•

Riego por anegamiento: Cuando los terrenos de cultivo son sumergidos en una columna de agua. Caso del riego del arroz.

•

Irrigación por sub irrigación: Cuando el agua no fluye superficialmente sino que se distribuye debajo del nivel del terreno, para alimentar directamente la napa freática y el agua llega a las raíces de las plantas por capilaridad.

•

Irrigación por aspersión: Cuando el riego se efectúa por sistemas similares a la lluvia, para lo cual se utiliza sistemas de conductos que trabajan con carga y el riego es mediante aspersores de diferentes tipos. DOCENTE: ING. ABEL A. MUÑIZ PAUCARMAYTA

4 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL CURSO: IRRIGACIONES CAPITULO I: INTRODUCCION

•

Irrigación por infiltración: Cuando una regadera, o un canal pueden humedecer en toda su longitud una profundidad de terreno para permitir el humedecimiento de las raíces de las plantas.

1.4 LA IRRIGACION EN EL MUNDO. Toda la historia de la humanidad puede ligarse de alguna manera a la Agricultura y considerar las técnicas de irrigación como un factor de desarrollo, de seguridad y prosperidad del hombre. La ingeniería y la Agricultura desde la antigüedad hasta nuestros días se han desarrollado conjuntamente tal como lo veremos a continuación: a. Periodo Antiguo (2000 A.C.-332 A.C.) En este periodo la cultura china desarrolla un vasto proyecto agrícola en los nos Azul y Amarillo para alimentar por lo menos a 400 Millones de habitantes. En la India se construyen un conjunto de reservorios para Irrigar áreas secas. Igualmente los Asirios y Persas en la Mesopotamia derivan los ríos Eufrates y Tigris mediante canales con fines agrícolas. Cabe mencionar también los túneles usados por los reyes Arquímedes en Persia (600 años A.C.) b. Período Alejandrino (332 A.C.-642 D.C.) Para resumir la gigantesca obra realizada en este periodo nos referiremos a algunos científicos y a sus descubrimientos: Arquímedes: desarrolla el principio que lleva su nombre e inventa el tornillo hidráulico. •

Etsibio: inventa la bomba impelente

•

Heròn de Alejandría: inventa la turbina de reacción.

•

Vitrubio: desarrolla la rueda hidráulica de cucharas.

En este periodo los ingenieros helenos construyeron acueductos, túneles, canales y diques que los romanos asimilaron para construir importantes proyectos de riego mediante extensos canales y acueductos. Los romanos llegaron a emplear bombas de bronce para la elevación del agua. Los restos arqueológicos dejados por ellos en Egipto. Francia y España son importantes. Basta mencionar la gigantesca rueda construida por Augusto en la ciudad de Fayun en Egipto para proveerle de agua. c. Período Islámico (642 D. C. - 1000 D. C.). En el año 634 de nuestra era, los árabes capturaron Alejandra e Iniciaron la era islámica en su desarrollo asimilaron las ciencias y técnicas antiguas mediante la traducción de los clásicos griegos, desarrollaron nuevas fuentes de energía, inventando la rueda hidráulica, los molinos de viento y los elevadores de agua, consiguiendo una gran técnica agrícola en sus proyectos. d. Civilización Tecnológica (1000 D.C.- Hoy). DOCENTE: ING. ABEL A. MUÑIZ PAUCARMAYTA

5 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL CURSO: IRRIGACIONES CAPITULO I: INTRODUCCION

La decadencia árabe da origen a la era de la civilización occidental que genera un acelerado desarrollo de las técnicas agrícolas e hidráulicas. En Francia, España e Inglaterra se fabrican más de 5000 molinos de viento, se construyen numerosos sistemas de canales para riego, y esclusas para la navegación, como se ejecutan obras para la generación hidráulica. Se inventan las ruedas Peltón y Francis. 1.5 EL AGUA EN EL MUNDO Y EN SUD AMÉRICA. El filósofo griego Tales de Mileto imaginaba la tierra como un océano infinito, en cuanto a longitud y anchura pero de profundidad limitada, sobre el cual flotaba el disco del Mundo, por esta razón creía que el agua era el principio de todas las cosas. En el globo terrestre de una superficie aproximada de 510 millones de km 2, sólo 145 km2 son tierra firme. En esa superficie la lluvia media anual no es uniforme y varía de 20 mm anuales en las zonas áridas a un promedio de 2,500 mm anuales en las zonas húmedas; habiendo llegado a un máximo anual de 26,461 mm en Cherrapunji, India. Se estima que la media anual alcanza los 610 mm en Europa, 840 mm en Asia, 700 mm en el Africa y en América Latina a 1,500 mm. La lluvia es más abundante en Sud América, que en Europa, Asia y África. Sin embargo su distribución es muy irregular tanto geográficamente como durante el año, paradójicamente tiene mayores áreas áridas y semiáridas que Europa. Un ejemplo son los desiertos de la costa Pacífica de Perú y Chile, donde las precipitaciones no alcanzan los 50 mm anuales mientras en otras áreas del continente existen áreas eternamente inundadas como la cuenca baja del río Amazonas. La disponibilidad bruta de agua en el planeta es de aproximadamente de 1’360,000 Hm 3 al año, de los cuales son aguas dulces únicamente el 1 %, es decir 13.600 Hm 3 y de este total sólo 4.100 Hm3 son aguas de escurrimiento que equivalen a 3 milésimos del total. Los principales ríos se ubican en América tales como el Mississipi con un gasto de (19000 m 3/seg), el San Lorenzo de (15,100 m 3/seg), el Amazonas (190000 m 3/seg), el Paraná con (18000 m3/seg), el Orinoco (24000 m3/seg), y el Uruguay con (4300 m3/seg). En el África el Congo (43000 m3/seg), el Nilo (3000 m3/s, en el Asia el Yenisel (18300 m3/seg), el Obi (15200 m3/seg), el Yangze (23000 m3/seg), el Bramaputra (21000 m3/seg) y el Ganges (15000 m3/seg). En Sud América los recursos superficiales en un 55 % corresponden a cuencas compartidas entre dos ó más naciones tal el caso de los ríos: Amazonas, Orinoco, Paraná, Uruguay y Paraguay. De un total de 19460, miles de km 2 de cuenca corresponden a cuencas compartidas internacionalmente cerca de 10797 km2, es decir el 55 %. Finalmente pese a la abundancia relativa del recurso agua en Sud América, sólo el 2.5 % de ella se utiliza en el riego de 8 millones de hectáreas. Es lamentable indicar que en las cuencas tropicales de Sud América y del Caribe se viene dando una acción depredadora del hombre, razón por la cual se está presentando una disminución paulatina de los recursos hídricos de la región. DOCENTE: ING. ABEL A. MUÑIZ PAUCARMAYTA

6 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL CURSO: IRRIGACIONES CAPITULO I: INTRODUCCION

Un claro ejemplo son las áreas agrícolas vecinas a la carretera Marginal en el Perú y en los estados amazónicos del Brasil y Venezuela. Se estima que los ríos de las 03 vertientes del Perú conducen anualmente un volumen de escorrentía superficial de 2'044,000 MMC (64,814.8 m3/s) que representa el 4.6% del volumen de escorrentía mundial. Según el INRENA, el volumen de escorrentía superficial se encuentra distribuido según el Cuadro N° 1.1 adjunto y de la siguiente manera:

CUADRO No 1.1 MASA HÍDRICA POR VERTIENTE HIDROGRÁFICA

Sin embargo el volumen factible de aprovechar es de sólo 51.17 Km3/año, distribuidos en: 40.95% (Vertiente del Pacífico); 1.37% (Vertiente del Titicaca); 57.68% (Vertiente del Atlántico).

1.6 LA IRRIGACIÓN EN EL PERÚ. El aprovechamiento de limitados recursos de agua en zonas desérticas dio origen a las "CULTURAS HIDRAULICAS" caracterizadas por: a) Una sólida organización encargada de distribuir el agua y conservar los sistemas hidráulicos. b) Regulaciones esenciales para el buen funcionamiento de la organización. c) Una autoridad para supervisar el cumplimiento de las obligaciones y resolver conflictos. Cuando la organización, las regulaciones y la autoridad fallaron, las culturas hidráulicas entraron en decadencia. El Perú tiene una larga tradición en el riego que es la base de la actividad agraria y que fue sustento de la sociedad andina. Los antiguos pobladores de la costa realizaron grandes obras de ingeniería para aprovechar los escasos recursos hídricos disponibles. También crearon una fuerte y centralizada organización que giraba en torno al riego.

DOCENTE: ING. ABEL A. MUÑIZ PAUCARMAYTA

7 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL CURSO: IRRIGACIONES CAPITULO I: INTRODUCCION

FIG. No 1.2 CULTIVOS EN LA SIERRA

En el Periodo Formativo 3000 años A.C., la Cultura Chavín inicia el riego con pequeños canales. En el Periodo Floreciente 100 años A.C., la Cultura Mochica emprende un vasto sistema de riego que se extendió entre Lambayeque y Nepeña. Su apogeo se sitúa entre los siglos III y IX de nuestra era. El "Canal La Cumbre" (110 km de longitud), el "Acueducto Ascope" ambos en Chicama y la represa San José, son las obras más importantes. La Cultura Nazca 100 A.C., construyo los famosos acueductos subterráneos en el mismo cauce del río para recolectar el agua del subsuelo y utilizarla en el periodo de estiaje. Los túneles, muchos de más de un km de longitud, tienen aberturas ("ojos") para realizar el mantenimiento. En el Periodo tardío, floreció la Cultura Chimú siglos VIII y IX, ocupando una larga faja de la Costa (Olmos-Pativilca). Ellos irrigaron los ínter valles por medio de grandes canales al estilo egipcio, para aprovechar al máximo las aguas de las avenidas. "Pabur" (Piura), "Raca Rumi" y "Cucureque" (Lambayeque), son los canales de riego más importantes. En el Periodo Inca (siglos XII al XIV) se continúa el aprovechamiento de las tierras del desierto y se impulsa el desarrollo de las laderas y de las quebradas de los cerros en la sierra mediante la construcción de andenes. Aprovechan al máximo el agua -símbolo de vida- evitando el desperdicio y el mal uso. Existían penas muy severas para los que alteraran el reparto. La limpieza anual de los canales era una tarea obligatoria, el Curaca* o Cacique* era el responsable para la organización de estas labores, acompañado por el "Varayoc" o alcalde. Algunos historiadores consideran una superficie cultivada en la Costa (siglos XIII-XIV) en más de 700,000 ha; los cultivos sembrados: maíz, algodón nativo, pallar, fríjol, etc., eran de bajo consumo de agua. En el Perú Colonial (siglos XV-XVIII) la agricultura fue reemplazada por la actividad minera. El área de cultivo alcanza unas 300,000 ha. El proceso de despoblación indígena, las guerras pizarristas, las "mitas" y la viruela, contribuyen a esta decadencia. DOCENTE: ING. ABEL A. MUÑIZ PAUCARMAYTA

8 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL CURSO: IRRIGACIONES CAPITULO I: INTRODUCCION

En este periodo se destacan disposiciones en torno al aprovechamiento y administración de las aguas: La Real Cédula del 20 de noviembre de 1536 dada por el Emperador Carlos V, ordenando que los españoles se repartieran el agua de acuerdo a los "usos y costumbres" de los indios y respetando sus derechos; el Reglamento de Antonio de Saavedra, Deán de la Catedral de Trujillo (1660); y, el Reglamento de Cerdán (1793), Juez de Aguas y Oidor de la Audiencia. A comienzos del siglo XX, Periodo Republicano, el Estado toma mayor interés en las obras de irrigación; se crea diversos organismos: Ingenieros de Minas y Aguas (1904), el Servicio Hidrológico (1911). Se contratan los servicios del Ing. Charles Sutton (1914), pionero de las irrigaciones y se obtiene el primer préstamo para la ejecución de obras de irrigación.

FIG. No 1.3 CULTIVOS DE CAÑA DE AZUCAR

En el segundo gobierno de Leguía (1919-30) se inicia una política de irrigaciones y se ejecutan pequeños proyectos de riego y diversos estudios de irrigación (Olmos). En 1930 se crea la Dirección de Aguas e Irrigación que se encarga de los estudios y ejecución de obras de regadío. En 1945-48 se elaboró el Plan Nacional de Irrigación y Mejoramiento de Riego. Entre 1948 y 1956 el peso de las inversiones públicas alcanza niveles sin precedentes: 50% respecto al total de la inversión publica de 1952. Se destacan las obras de derivación del río Quiroz al río Piura y la del Chotano al río Chancay-Lambayeque. Entre 1956 y 1968, se ejecuta la irrigación La Joya, las presas de San Lorenzo y Tinajones y se inicia la ejecución de pequeños y medianos proyectos de irrigación. A partir de 1970 se da impulso a la construcción de los Grandes Proyectos hidráulicos, ubicados en su mayoría en la costa. INVERSIONES: Las obras hidráulicas hacen posible para el hombre el aprovechamiento eficiente del agua en sus diferentes usos. Las mayores inversiones del Estado y de particulares se han realizado en obras hidráulicas en la costa y sierra, con las características y resultados siguientes: DOCENTE: ING. ABEL A. MUÑIZ PAUCARMAYTA

9 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL CURSO: IRRIGACIONES CAPITULO I: INTRODUCCION

•

Las obras hidráulicas de mayor rentabilidad ya se han construido.

•

El costo de construir obras hidráulicas en el Perú ha estado siempre sobre el promedio mundial. A fines de los 60s., el costo de construcción de pequeñas y grandes obras de riego era 11% y 48% superior al promedio mundial.

FIG. No 1.4 PRESA GALLITO CIEGO JEQUETEPEQUE

El mayor costo se debe a la difícil topografía del terreno, fenómenos sísmicos y volcánicos y periódicas ocurrencias del fenómeno de El Niño. También elevan los costos los extensos períodos de ejecución de las grandes obras, con largos intervalos de tiempo entre una etapa y la siguiente. En la costa y sierra las mayores obras hidráulicas se han realizado para regular la descarga de los ríos mediante la construcción de presas, aumentando la capacidad de almacenamiento La capacidad de almacenamiento total en la costa se estima en 9,470 MMC de los cuales 4,700 MMC se encuentra en los acuíferos subterráneos de los valles; en reservorios superficiales 2,100 MMC; en lagunas 1,500 MMC; y agua transferida de la vertiente amazónica 1,500 MMC. De menor a mayor costo las obras hidráulicas en el Perú se ordenan como sigue: 1.

La regulación de lagunas.

2.

La perforación de pozos.

3.

Las pequeñas obras de riego.

4.

La construcción de grandes embalses.

5.

La transferencia de agua de la vertiente del Amazonas a la vertiente del Pacifico, que solo se justifica para aprovechamiento múltiple.

El sector privado ha realizado las obras de menor costo como son la regulación de lagunas y la perforación de pozos. Las pequeñas obras de riego en la sierra se han realizado con financiamiento del estado y el aporte de la mano de obra de los beneficiarios. Las grandes obras se han construido con el financiamiento del estado y el sector privado, este último en obras para la generación de electricidad. DOCENTE: ING. ABEL A. MUÑIZ PAUCARMAYTA

10 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL CURSO: IRRIGACIONES CAPITULO I: INTRODUCCION

En economías de mercado, el agua se transfiere siempre del sector donde tiene menor valor económico al sector que puede pagar mas por el agua, la transferencia de recursos de agua en el Perú siempre ha sido del sector agrícola a los otros sectores económicos, y de la región de la Sierra a la Costa. El valor del agua depende del uso al que se destina. Su costo unitario tiene relación directa con la escasez, con las inversiones en obras hidráulicas para asegurar una dotación determinada, y los tratamientos para obtener la calidad deseada. Las mayores alzas en el costo del agua están ocurriendo para satisfacer las demandas de ciudades grandes como Lima, Arequipa y Trujillo. La recuperación de las inversiones en el sub sector aguas es menor que en telecomunicaciones, energía y gas. Las obras hidráulicas que signifiquen aportes considerables del Estado por extensos periodos deben ser evaluadas cuidadosamente en sus múltiples usos, especialmente la generación de energía hidroeléctrica atractiva para el sector privado mediante concesiones, y financiadas mayormente con ahorro interno. El Estado viene ejecutando diez proyectos Hidráulicos en la costa a través del INADE, cuyo componente principal es la irrigación. Según la información disponible al 2000 la inversión asciende a US $ 3,468 millones. EJEC. PRESUP. HASTA EL AÑO 2000 (US$)

PROYECTOS BINACIONAL PUYANGO – TUMBES

67,287,233

CHIRA – PIURA

657,490,614

OLMOS - TINAJONES

337,198,598

JEQUETEPEQUE- ZAÑA

253,772,951

CHAVIMOCHIC

811,383,513

CHINECAS

162,414,758

TAMBO - CCARACOCHA

28,830,986

MAJES – SIGUAS

837,324,067

PASTO GRANDE

119,418,179

RECURSOS HIDRICOS TACNA

125,647,922

TOTAL COSTA

3,400,768,821

CUADRO N° 1.2 INVERSION EN PROYECTOS HIDRICOS EN EL PERU

Los agricultores peruanos han adaptado los cultivos nativos maíz, algodón, pallar y otros a la descarga de los ríos. Una alta intensidad de uso de la tierra (cultivos permanentes, dos o más cultivos temporales en el año), depende de regular la descarga de los ríos. DOCENTE: ING. ABEL A. MUÑIZ PAUCARMAYTA

11 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL CURSO: IRRIGACIONES CAPITULO I: INTRODUCCION

1.7 NECESIDAD DE LA IRRIGACIÓN EN EL PERÚ. La estadística nos muestra que menos del 1.4 % del territorio del país se encuentra bajo cultivo, incluyendo en esta superficie las áreas de pastos naturales, mientras que la densidad de población con relación a las áreas cultivadas es de 1223 habitantes por km 2, por lo cual estamos situados entre el segundo o tercer país de mayor densidad de población por km 2 cultivado, en contraste con nuestra densidad geográfica que es de 17 habitantes por km 2. Por otro lado la región de la costa es una faja angosta, que se extiende frente al Océano Pacifico hasta una altitud aproximada de 2000 m.s.n.m. En esta región la precipitación media anual varía de 20 a 50 mm, lo que no hace posible ningún tipo de cultivo, lo cual permite definir a la costa como un inmenso desierto separado de tramo en tramo por reducidos valles fértiles. En cambio las temperaturas medias en el año varían entre los 14 y 28° C, lo cual hace posible todo tipo de agricultura, pero la escasez de los recursos hídricos hace que la costa requiera en todo sus valles de proyectos de Irrigación. En la Figura No 1.4 se muestra la limitada precipitación en el litoral peruano con la Curva Limite Probable de Precipitación de 250 mm anuales de la costa del Perú. A partir de los 2000 metros de nivel se inicia un proceso de elevación de los Andes, que cruzan longitudinalmente el territorio peruano en tres cordilleras denominadas Occidental, Central y Oriental respectivamente, a esa región se la conoce como Sierra. En esta región la precipitación aumenta relativamente desde 550 mm a 800 mm, pero es irregular y se presenta mayormente en los meses de Diciembre a Marzo, por lo cual también requiere de proyectos de riego, dado que la mayor parte de sus áreas son exclusivamente de secano. La característica principal de los Andes es que todas las cordilleras tienen un declive hacia el Oriente y desde el flanco central todos los ríos convergen al Amazonas y esta región constituye el Oriente peruano o la llamada Selva. Esta región se caracteriza por una mayor precipitación, la misma que varia entre los 900 y 3300 mm anuales y las lluvias son más intensas en los meses de Diciembre a Abril, mientras que sus temperaturas varían desde un mínimo de 15°C a un máximo de 35°C. La Selva abarca toda la extensión del oriente de los Andes y se encuentra en su mayor parte cubierta de abundante vegetación presentando contrastes en el clima, flora y fauna con el resto del territorio. En su relieve existen partes altas Llamadas Restingas donde es posible la colonización y asentamientos humanos mientras que en las depresiones llamadas Bajiales y las zonas Inundadas llamadas aguajales no es posible la Agricultura. En esta región es también necesaria la Irrigación y el Drenaje. con objeto de asegurar el agua en los periodos vegetativos de las plantas que generalmente no son coincidentes con el periodo de lluvias y en las áreas con problemas de hidromorfismo es necesario el Drenaje para desarrollar la Agricultura. Conviene enfatizar que la relación de área cultivada y población es sólo de 0.13 hectáreas por habitante, resultando ser la más baja en relación a los países vecinos; y es también una razón Importante para ampliar la frontera agrícola en base a la Irrigación. DOCENTE: ING. ABEL A. MUÑIZ PAUCARMAYTA

12 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL CURSO: IRRIGACIONES CAPITULO I: INTRODUCCION

FIG. No 1.5

La superficie sembrada de los principales cultivos a nivel nacional en cada campaña agrícola es muy reducida y no ha aumentado significativamente en los últimos 30 años y al contrario ha disminuido como consecuencia de la Ley 17716 de Reforma Agraria promulgada el 31 de Diciembre de 1976 por lo cual indudablemente es urgente aumentar las áreas de cultivo mediante la Irrigación y proyectos de mejoramiento de riego, en los valles andinos y costeros. Ver Cuadro No 1.3: Superficie Sembrada años 1999-2002. Los productos agrícolas de exportación no han superado los 300 millones de USA dólares, según datos del año 1988 continúan siendo los siguientes: Café 46 %, Algodón 11%, Frutas y Hortalizas 18%, Cacao 9%, Azúcar 6%, Colorantes 6%, Menestras 2% y Otros 2%. Lo anterior muestra que el Perú tiene una participación muy ínfima en su comercio exterior del sector agrario y sólo el café y el algodón pueden considerarse productos competitivos, es indudable que debe estudiarse proyectos de Irrigación con la finalidad de aumentar nuestras exportaciones. En el cuadro N° 1.3, se presenta la superficie sembrada de los principales cultivos a nivel nacional

DOCENTE: ING. ABEL A. MUÑIZ PAUCARMAYTA

13 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL CURSO: IRRIGACIONES CAPITULO I: INTRODUCCION

AGOSTO-FEBRERO

CULTIVOS

1998-99

1999-00

2000-01

2001-02

TOTAL NACIONAL

1477

1578

1562

1540

ALGODÓN RAMA

52

71

56

57

ARROZ CASCARA

213

202

226

253

MAIZ AMARILLO DURO

164

176

207

173

MAIZ AMILACEO

241

271

262

245

TRIGO

113

120

119

112

PAPA

231

243

202

219

YUCA

55

58

57

62

CEBOLLA

9

10

10

9

TOMATE

5

4

5

3

FRIJOL GRANO SECO

53

54

49

50

ARVEJA GRANO

34

40

39

36

OTROS

309

327

330

321

FUENTE : SNE-MINA G

CUADRO N° 1.3 SUPERFICIE SEMBRADA POR CAMPAÑA AGRÍCOLA DE PRINCIPALES CULTIVOS: 1998 - 2002 (Miles de Hectáreas)

Según INEI (1994), las tierras con sistema de riego en diferentes estados de conservación y manejo cubren una superficie de 1 752 000 has en promedio se riegan 1 109 000 ha (63.3%), Cuadro N° 1.4 . Si existen 1.8 millones de tierras aptas para el riego y se están regando 1 109 000 ha, se deduce que aun existe en el Perú 700 000 has aptas para el riego.

Area con infraestructura de riego y areas regadas según Regiones ( Miles de ha) REGIONES COSTA

SUPERFICIE DE RIEGO c/Infraestructura ( a )

%

Regada ( b )

%

( b/a ) %

1,190

67.92

736

66.37

61.85

SIERRA

453

25.86

289

26.06

63.80

SELVA

109

6.22

84

7.57

77.06

1,752

100.00

1,109

100.00

TOTALES

Nota : Las cifas consignadas son estimadas Fuente : Elaborado en base a INEI : Avance de resultados del III Censo Agropecuario 1,994

DOCENTE: ING. ABEL A. MUÑIZ PAUCARMAYTA

14 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL CURSO: IRRIGACIONES CAPITULO I: INTRODUCCION

CUADRO N° 1.4 AREAS CON INFRAESTRUCTURA DE RIEGO Y AREAS REGADAS SEGÚN REGIONES (Miles de Hectáreas)

El desabastecimiento de productos agrícolas por falta de incremento de las áreas de cultivo en proporción del crecimiento poblacional es cada vez mayor, por cual es imprescindible un Plan Nacional a Mediano y Largo plazo, que incluya un agresivo programa de Irrigaciones, de obras de mejoramiento de riego, de drenaje y lavado de suelos que incrementen la frontera verde. Para mostrar el estancamiento agrícola se incluye la producción nacional de la papa y del azúcar, cultivos que en muchos años no aumentan en rendimiento y producción. Ver Cuadro N 1.3: Producción Nacional de la Papa y de Azúcar. 1.8 DESARROLLO INTEGRAL DE CUENCAS. El proceso de planificación del uso y control del agua requiere como condición básica de un marco general y limitado que llamamos CUENCA. Así mismo el uso y control del agua esta ligado al uso del resto de recursos naturales ubicados en ese marco general que incluyen al clima, suelos, cubierta vegetal, topografía, minerales, recursos pesqueros, forestales y otros. La unidad fisiográfica “LA CUENCA”, tiene un significado muy preciso para la oferta del recurso hídrico dada su ubicación geográfica, por lo que el balance oferta demanda de los RECURSOS HÍDRICOS, en cada uno de los puntos de la cuenca debiera ser óptima dada la escasez en la mayoría de naciones del recurso agua y de los principales recursos naturales. Igualmente debieran efectuarse análisis de sensibilidad para escoger la mejor alternativa de los proyectos de propósitos múltiples o de un proyecto determinado. El aprovechamiento del recurso “AGUA” posibilita una serie de bienes y servicios tales como el riego, la hidroelectricidad, el abastecimiento de agua potable y alcantarillado, la navegación, la protección del medio ambiente mediante Proyectos Hidráulicos que en la actualidad dependen de diversos sectores tales como: Agricultura, Energía y Minas. Transportes y Comunicaciones e Industrias que no realizan coordinaciones entre ellos para la optimización de sus proyectos. Conviene al tratar de los Proyectos de Irrigación definir lo que se entiende por “Desarrollo Integral de Cuencas”. Este concepto ha sido muy bien definido por expertos de las Naciones Unidas a] indicar que: “Desarrollo Integral de Cuencas es el manejo ordenado de los recursos hidráulicos de una Cuenca mediante la selección de las mejo res alternativas de los diversos proyectos de propósitos múltiples que puedan ubicarse en cada uno de Los tramos de la cuenca para lograr el mayor Bienestar Humano”. 1.9 EL PROYECTO IRRIGACION. En el proyecto de Irrigación participan una serie de profesionales e Ingenieros de diferentes especialidades pero en el presente libro nos referiremos principalmente a los aspectos de ingeniería civil y de hidráulica no así a las técnicas agrarias ni agro económicas.

DOCENTE: ING. ABEL A. MUÑIZ PAUCARMAYTA

15 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL CURSO: IRRIGACIONES CAPITULO I: INTRODUCCION

En el Perú por las características de su territorio el Proyecto de Irrigación se inicia en las zonas altas de la cordillera mediante la construcción de represas con la finalidad de almacenar los excedentes de agua en épocas de crecidas de los ríos de la costa. En la mayoría de los proyectos es posible incluso construir almacenamientos en la vertiente oriental o Amazónica de los Andes y luego trasvasar las aguas hacia la cuenca del Pacifico mediante canales y túneles. El afianzamiento hídrico de una cuenca significa el estudio de derivaciones y represas con el objeto de regularizar las aguas necesarias para el Proyecto. Luego es necesario localizar un eje para ubicar una presa derivadora (bocatoma) que permita captar las aguas del río y derivarlas al canal llamado canal de derivación, el cual recorre con pendientes apropiadas el tramo que separa la torna con los terrenos de cultivo hasta llegar a un punto elevado de las áreas por regar. En algunos casos puede ser necesario eliminar partículas sólidas en suspensión para lo cual se construyen los desarenadores. Una vez que el canal de derivación llega a las áreas de riego el canal comienza a distribuir las aguas mediante un canal principal y canales de menor dimensión, el canal principal se llama canal madre y los canales de menor capacidad se llaman laterales, secundarios o distributarios, indistintamente, estos canales son los que entregan el agua a tomas secundarias o finalmente a las tomas de lote. Con el objeto de disminuir el hidromorfismo o hacer descender una napa freática alta es necesario proyectar drenes con la finalidad de aprovechar estas áreas que pueden tener adicionalmente problemas de salinidad. El esquema descrito anteriormente puede variar cuando el riego se efectúa mediante bombeo de aguas superficiales o de aguas subterráneas, en este caso el pozo será el inicio del proyecto de riego, desde el cual se conducirá el agua a has áreas de riego utilizando tuberías o canales. En el caso de los modernos sistemas de riego por Aspersión el agua generalmente se conduce mediante tuberías con presión, en las cuales se instalan los aspersores para regar mediante una lluvia artificial las áreas de cultivo. La presión del agua en las tuberías se consigue mediante pozas de carga y bombas. Existen también riegos tecnificados de micro aspersión para áreas reducidas, que pueden ser empleados en huertos familiares o en áreas de cultivos sumamente rentables como los cultivos de flores y plantas medicinales y perfumes. Para el riego por goteo se conduce las aguas generalmente hasta las áreas de riego mediante tuberías en las cuales se instala cánulas de jebe que se aproximan a las raíces de las plantas con el objeto de disminuir las pérdidas de agua y reducir las dotaciones de riego. Su instalación es costosa porque cuentan con válvulas y sistemas para controlar la cantidad y tiempo de riego. DOCENTE: ING. ABEL A. MUÑIZ PAUCARMAYTA

16 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL CURSO: IRRIGACIONES CAPITULO I: INTRODUCCION

Igualmente se viene empleando las técnicas de riego por Exudación, en la cual la planta recibe agua de un tanque mediante tuberías y por un material poroso que vierte el agua por diferencia de calor y sequedad directamente a la zona próxima a las ralees de las plantas. Ver Figura No 1.5: Proyectos de Irrigación en la Costa del Perú.

FIG. 1.6 PRINCIPALES PROYECTOS DE IRRIGACION EN EL PERU

DOCENTE: ING. ABEL A. MUÑIZ PAUCARMAYTA