Diseo de Estructuras Reservorios

COSECHA DE AGUA DE LLUVIA

“ Especificaciones técnicas para la

construcción de reservorios agrícolas ”

Msc. Adolfo Salinas Acosta.


El almacenamiento de agua en estanques permite alagricultor y ganadero ofrecer a los cultivos y animalesun suministro de agua de buena calidad en el verano.

El diseño y construcción adecuados de los estanquesson indispensables para asegurar el éxito de estasobras, además de hacerlos más fáciles de cuidar, másseguros y económicos.


La selección del sitio adecuado es clave para el éxito

del estanque. Debe tomarse en cuenta la topografía

del terreno, la textura del suelo, la ubicación del área

donde se usará el agua y la disponibilidad de la fuente

de agua, estos factores se detallan a continuación:


Se definen los siguientes estanques agrícolas:

-De dique –represa ( con revestimiento, gaviones).-Reservorio dique escalonado.-Excavados: (Revestimiento).-Reservorio estanque: Revestimiento.-Reservorio envase.


La ubicación ideal para un estanque es una depresiónnatural ancha y plana con una garganta estrecha en elextremo inferior, que permita embalsar el agua conuna represa transversal.El sitio más económico es el que permite represar lamayor cantidad de agua, con profundidad suficiente,usando la represa de menor tamaño y con el mínimomovimiento de tierra.Deben evitarse sitios poco profundos donde sea difícilcontrolar malezas, que podrían perjudicar la calidaddel agua debido a la descomposición de las malezas.


Una alternativa para aumentar la capacidad dealmacenamiento sin incrementar la excavación, es usarla tierra removida para construir diques laterales,debidamente compactados, que permitan almacenaragua por encima del nivel natural del terreno.


Es preferible construir los estanques en suelos detexturas arcillosas, que al compactarse adquierencierta impermeabilidad y estabilidad; sinembargo, si se emplean “geomembranas”, puedenconstruirse en suelos de texturas menosfavorables.

Los afloramientos de rocas, grava o arenas,pueden causar problemas por la excesivainfiltración y por el debilitamiento de lasestructuras, por lo que deben evitarse en loposible o recubrirse con materiales impermeablesy resistentes antes de construir el embalse.


Debe procurarse la ubicación más ventajosa deacuerdo al uso del agua, para evitar lanecesidad de bombeo. Si el estanque es paraabastecer abrevaderos por gravedad, convieneubicarlo en una zona elevada de la finca, perocon suficiente área de captación para llenarlo eninvierno.En fincas extensas y en áreas planas es

inevitable el uso de bombas.


Si el estanque se llena con agua de escorrentía, espreferible que esta provenga de pastizales cercados,con buena cobertura, para reducir el arrastre desedimentos. En caso de que la cantidad de sedimentosarrastrados sea alta, puede construirse una caja desedimentación a la entrada del embalse.

Para evitar la contaminación, debe evitarse el ingresode agua proveniente de corrales y alcantarillas.


Sitio ideal para una estructura


Es importante conocer la cantidad promedio de

precipitación en las distintas zonas donde se va a

implementar un proyecto, así se puede utilizar las

isoyetas que surgen de la tabulación de datos de lluvia

a través de un período de tiempo (15 años) que son

curvas promedio de lluvia anual para las zonas, las

cuales nos permiten interpretar de manera gráfica el

potencial de lluvia en mm/año.

Importancia de la precipitación


Figura . Volumen de agua captada en litros con relación al área de captación y a la precipitación pluvial promedio.Fuente: Manual sistemas de captación y aprovechamiento del agua de lluvia para uso domestico y consumo humano en América Latina. Colegio de Postgraduados. México


La tabla anterior nos permite calcular la cantidad deagua que se podría capturar directamente si unreservorio no tuviera área de captación y su captaciónseria la misma área de espejo, o sea captura del aguadirectamente:

Ejm: Se desea elaborar un reservorio revestido condimensiones de 20m*20m y una profundidad de 2.5metros de agua en Nandayure. Qué cantidad de aguapuedo recolectar en m3?


Volumen = A*hA = Largo *anchoH = Altura de reservorioV = 20*20 *2V = 800 m3 Es la capacidad del reservorio.

Revisando el mapa de CR nos muestra que Nandayuretiene una precipitación de 2000mm/año, con este valorlo metemos en la figura 7, la anterior y nos indica quese recolectan 800 m3, pero hay que aplicar la perdidapor evaporación.(mas adelante)


Evaporación.

Se recomiendan embalses profundos y de menoresdimensiones para reducir la evaporación, así como elempleo de coberturas de sarán para aminorar el efectode los factores ambientales.El volumen evaporado se calcula con la fórmula:

Vevap. = 10 * S * E (tomado de control del libroControl de torrentes y estabilización de cauces)Vevap. = volumen evaporado, en m3.S = área de espejo, en ha.E = evaporación, en mm/mes.


Siguiendo el ejemplo anterior: espejo = 400 m2 =0.04 ha y 7 mm/día(se multiplica por 30 días)

Vevap = 10.(0.04).(210)Vevap= 84 m3

Si fueran 3 meses secos: 3 * 84 m3

Vevap ciclo: 252 m3

Volumen útil : 800 m3 -252 m3

VU: 548 m3


Capacidad de almacenamiento.

Para determinar el volumen de agua requerido, debetenerse en cuenta el uso que se le dará a la misma, asícomo las pérdidas por evaporación e infiltración y elagua de reserva. Si el estanque es de forma geométricano hay ninguna dificultad para calcular el volumen, yaque usa los cálculos de geometría general, si es deforma irregular, se debe de hacer el levantamientotopográfico (teodolito, estación total) paraposteriormente estimar el volumen (programaSURFER)


Construcción de un reservorio.

Se empieza por determinar un punto donde se hará elreservorio, luego se determina el perfil del dique paralo cual se puede usar equipo como : nivel de precisión,cinta, estacas.


Remoción de material orgánico.

El material utilizado para construir los diques o terraplenes,debe estar libre de raíces, materia orgánica, piedrasaisladas de diámetro mayor a 10 cm, troncos y de cualquierotro material que comprometa la impermeabilidad de losdiques.

Esta capa superior de suelo debe guardarse para esparcirse posteriormente sobre los taludes exteriores y corona de los diques, permitiendo establecer vegetación que contribuya a estabilizarlos


CUADRO . TALUDES PARA PRESAS DE MATERIAL HOMOGENEO.


Calculo de estimación de movimiento de tierras paraun reservorio tipo represa.

La forma de calculas el material de tierra a mover, esV = A* LV = Volumen de tierra.(m3)A = Área transversal del muro. (m2)L = longitud del muro (m).Ejemplo 1:

El muro de retención tiene una L de 20m, seccióntrapezoidal B= 5 b =2 h = 2

Figura 7.A = (B+b).2/2 = (5+2).2/2 = 7 m2

V = 7m2. 20mV = 140 m3


Un back hoe tiene la capacidad en promedio de mover 25 m/hora(dato de propietarios

de maquinaria), esto si fuera solo mover la tierra pero debe de arrancar y acomodar,

maniobrar es decir moverse dentro del proyecto, así se multiplica por un factor

eficiencia de 0.60(dato de campo), entonces seria 25 .0.60 = 15 m/hora = Vb

Entonces:

Tiempo de elaboración del dique:

T = V tierra/ Vb

T = 140 m3/ 15 m3/hora T = 9.33 horas T = 10 Horas

Limpieza de materia orgánica = 3 horas Compactación del muro = 5 horas

Horas totales = 18 Si la hora del back hoe vale 50 dólares entones 50.18 = 900

Además se debe de incluir el transporte a la respectiva finca que en muchos casos es

mas caro que el mismo muro o dique.

Nota: Se recomienda este tipo de estructuras en suelos arcillosossolamente.


Cuando los suelos no tiene la capacidad de retener elagua por su textura (francos y arenosos) o formacionesrocosas, se aconseja revestir con geomembrana oplástico, para evitar perdidas por infiltración.

TALLER COSECHA DE AGUA DE LLUVIA


-Es importante tomar el apoyo de entidades como el MAG,Centros Agrícolas Cantonales, CNP, que tienenpermanentemente los programas de extensión agrícola enlas zonas rurales, los técnicos tienen un amplioconocimiento de las zonas, ellos con una idea de lainiciativa, es más puntual llegar a un sitio idóneo, ya que sise inicia sin el apoyo de ellos, se gasta tiempo en labúsqueda, y pérdida de recursos al no tener un buen guía deterreno.

-Hacer un estudio de suelo, que permita conocer la textura yotras condiciones de suelo que justifiquen la necesidad deutilizar geomembranas.


-Considerar la topografía, es decir que el reservorio tenga unárea de escorrentía con una pendiente mayor al 10%, de modoque este pueda llenarse en el periodo de precipitaciones, ademásconsiderar las diferencias de altura del punto del reservorio a lazona de riego, de modo que hayan más de 20 metros para proveerla presión necesaria para operar el sistema.

-El acceso a las fincas debe de ser fácil, de modo que se puedaentrar en vehículo, para que la maquinaria no pierda tiempo enhacer trochas, lo cual encarecería el proceso de la elaboración ydemoraría más tiempo del estimado.

-La selección del productor agrícola debe de ir de la mano de losextensionistas, los cuales los conocen desde mucho tiempo, sabensus virtudes y su nivel de emprendedurismo, esto con el afán deagilizar la selección de un buen productor.

MINI ALMACEN EN SAN DIMAS FEBR-2010

MUCHAS GRACIAS POR SU

ATENCIÓN.

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