Metodologia Para Operacion, Conservación y Administracions de Unidades de Riego Caso de Estudio...

AMH XXII CONGRESO NACIONAL DE HIDRÁULICA ACAPULCO, GUERRERO, MÉXICO, NOVIEMBRE 2012

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I Introducción

El propósito de este trabajo es proporcionar elementos al personal de las organizaciones de usuarios e instituciones responsables del manejo y administración de las UR, para el desarrollo de estrategias y preparar planes de operación, conservación y administración de estas áreas de riego, considerando las expectativas de los usuarios, operadores y autoridades, con el objetivo de aumentar y garantizar la calidad del servicio de riego en frecuencia, gasto y duración. El trabajo se desarrollo justificando las necesidades y problemas del manejo y administración de las UR y como caso de estudio la “Zona de Riego Santiago del estado de Zacatecas”. En el estado de Zacatecas, la agricultura de riego descansa prácticamente en las UR, de las 169,713 ha con infraestructura de riego, el 89.1 % (151,183 ha), se operan bajo esta modalidad, mientras que en el distrito de riego 034 Estado de Zacatecas (DR) operan 18,830 ha (10.9 %). De la superficie de las UR con fuente de abastecimiento de agua superficial son el 21.6 % (32,670 ha) y 118,513 ha (78.4 %), se riegan con pozos y norias. La eficiencia de conducción en aguas superficiales se estima en 60 % y la de aplicación en 53 %. CONAGUA (2008).

|Figura 1. Localización de la zona de estudio

de la unidad de riego Santiago, Zac.

Para el caso de estudio de la zona de riego Santiago, Zac. con una superficie de 585 ha y que beneficia a 287 usuarios con fuente de abastecimiento la presa de almacenamiento Santiago, que tiene una capacidad de 8 millones de m3 y es la única zona de riego construida con la red de distribución con el método de regulación aguas abajo, de la planeación

de la operación, del manejo de la compuertas hidromecánicas (AVIS y AVIO), estructuras de extracción de gasto constante y del riego a nivel parcelario para proporcionar el servicio de riego eficiente, obteniendo rendimientos de los cultivos similares a los de las áreas aledañas de temporal, por otra parte falta una definición de programas de trabajo de operación, conservación y administración por parte de los usuarios y metodologías propias para la zona para el manejo del agua y la infraestructura hidroagrícola.

II Objetivo

Elaborar una metodología para la operación, conservación y

administración de unidades de riego.

III Materiales

Como material de trabajo fue principalmente la información de organización, operación, conservación, administración y del riego parcelario de la unidad de riego Santiago.

Características generales de la zona de riego. En 1997 se terminó la construcción de la Presa Santiago e inicio su operación para aprovechar los afluentes del río Aguanaval, para 585 ha y beneficiar 287 productores y el complemento de 595 ha aguas abajo de la presa. Con una precipitación media de 430 mm, una evaporación media de 1,983 mm y una temperatura media de 18°C, su ubicación promedio es; 24°17’ latitud norte, 103° 29’ longitud al oeste Greenwich y 1,982 msnm.

La unidad de riego Santiago cuenta con dos Canales Principales, el Margen Izquierda cuenta con 7 Canales Laterales y 2 Sublaterales de PVC y el Canal Margen Derecha cuenta con 6 Canales Laterales y 1 Sublateral de PVC. Los canales principales están revestidos de concreto con compuertas AVIS y AVIO, mientras que los canales laterales tienen una longitud de 6,840 y 5,235 m para el margen izquierda y derecha respectivamente, entubados de PVC con capacidad de 120 y hasta de 240 lps. En la Figura 2, se muestra la red de distribución de la unidad de riego Santiago. CONAGUA (2008). Estructuras y obras complementarias. Las principales estructuras existentes en la zona de riego son las compuertas deslizantes en la caja de distribución de la obra de toma para los canales principales, así como las 2 compuertas AVIO y

METODOLOGÍA PARA OPERACIÓN, CONSERVACIÓN Y ADMINISTRACIÓN DE UNIDADES DE RIEGO CASO DE ESTUDIO: ZONA DE RIEGO SANTIAGO, ZAC.

Guillén González José Angel1

Velasco Velasco Israel1

Saucedo Rojas. Heber Eleazar1

Arroyo Correa Víctor Manuel1

1 Instituto Mexicano de Tecnología del Agua, Paseo Cuauhnáhuac, Progreso, Jiutepec, Morelos, México. CP. 62550. [email protected]; [email protected]; [email protected];

[email protected]


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6 compuertas AVIS que permiten la regulación de los canales principales.

En los canales laterales se tienen como estructuras principales las compuertas de gasto constante XX2 (Aquacontrol) instaladas al inicio de los canales laterales y tomas directas, así como la serie de hidrantes localizados a lo largo de los laterales que sirven de tomas granja, a partir de los cuales se conecta la tubería de multicompuertas para la aplicación del riego en las parcelas. Organización y reglamentación. El trabajo de organización y reglamentación no se realizó al parejo de la construcción de la presa y las obras de la zona de riego. Al terminarse la obra civil, los usuarios aun no tenían los conocimientos ni la organización necesaria para efectuar la operación. Operación. El padrón de usuarios existente al inicio del proyecto es solo una lista de usuarios, con nombres incompletos en muchos de los casos. El plan de riegos en años anteriores se ha formulado con información disponible en la Comisión Nacional del Agua (CONAGUA) y datos teóricos, sin embargo; la asociación civil de riego no dispone del documento respectivo, ni de los conocimientos necesarios para su ejecución.

. Figura 3. Compuerta AVIS en el CPMD de la unidad de riego

Santiago, Zac.

La programación de los riegos se hace de manera empírica, siguiendo las peticiones de los usuarios en el campo y a juicio del canalero, por lo que la distribución del agua no se controla de manera efectiva y correcta, además, no se llevan estadísticas de la distribución del agua y de producción agrícola. La operación de los canales es mediante control aguas abajo con compuertas AVIS y AVIO para mantener el tirante constante aguas abajo, sin embargo; la operación de la obra de toma de la presa es manual, y la operación es semi-automática con control hidráulico. En la operación de los canales principales se observan algunos problemas en las compuertas AVIO y en menor grado con compuertas AVIS, presentan algunas fugas y se atoran parcialmente. Conservación de obras. El mantenimiento de las obras se ha concretado a la limpia de canales y reparaciones de las válvulas de la obra de toma de la presa. Los conceptos de trabajo restantes como son los de conformación de caminos,

bacheo, pintura de mecanismos y otros prácticamente no se han realizado. Se carece de drenes para conducir las aguas broncas y no existe drenaje principal de las parcelas hacia el río. Tampoco existen caminos parcelarios para la introducción de insumos y la extracción de cosechas. Riego y Drenaje. Mejoras territoriales. En la mayoría de las tierras requieran de emparejes o nivelación integral. Además, se requiere drenaje para conducir los coleos de riego y aguas broncas en época de lluvias.

Figura 4. El riego deficiente en la unidad de riego Santiago.

Técnicas de riego. Predomina el riego por surcos y melgas, no están definidos los calendarios de riego, los riegos se aplican a juicio del usuario, aplicando agua de más. Administración. La Asociación Civil de Usuarios carece de un sistema de administración establecido, para la recepción de cuotas por servicio de riego y otras aportaciones, se expiden recibos de papelería sencillos y sin foliar, por lo que se dificulta el control y los cortes de caja.

IV Metodología

4.1 Elementos de diagnóstico para la operación de

unidades de riego

En la toma decisiones para el mejoramiento de la operación de las áreas de riego es necesario conocer su estado actual, las causas y los efectos de éstos a través del tiempo. Por ello es necesario analizar la información de toda la UR generada durante varios años agrícolas, y por otra analizar la operación a escalas de tiempo (una semana a un día) y espacio (como una compuerta a un tramo de canal) más pequeñas para identificar las causas puntuales que limitan el uso eficiente del agua. (De León, 1995). Uno de los indicadores que se usa en las UR es la evolución el comportamiento de la superficie sembrada, regada y cosechada, y los volúmenes de agua usados anualmente y la flexibilidad en el manejo del riego. Las variaciones del patrón de cultivos realizado obedecen principalmente a la disponibilidad y al manejo del agua de riego. La evolución de los patrones de cultivo se debe analizar por cultivo, ciclo agrícola y anualmente. (Palacios, 1980). Planeación de la operación. Esta etapa es considera como la más importante, debido a que de ella dependen las demás


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actividades como; la conservación de las obras, el riego parcelario y administración. Para esta actividad revisar cómo han sido las aportaciones, extracciones y almacenamientos de las fuentes de abastecimiento, extracciones y recarga del acuífero, y por cultivo las láminas netas y brutas, número de riegos y superficies físicas con respecto a lo programado. Infraestructura de operación. Considerar el tipo de infraestructura de conducción y distribución que no limite la operación en los canales son compuertas radiales y deslizantes, y vertedores, las cuales se operan manualmente. Mientras que las estructuras de extracción son en su mayoría compuertas de carga constante y compuertas Miller. (Iñiguez, 1994). En la medición del agua. Se debe de revisar con base a la organización para la operación, los puntos de control establecidos y los que deben estar en la red de distribución; de los puntos de aforo se debe de revisar sus características hidráulicas y geométricas. Por otra parte revisar los métodos de aforo y el equipo utilizado.

Métodos de distribución. Analizar el método de distribución de aguas con base a las características de las fuentes de abastecimiento, capacidad de la red de distribución, tipo de estructuras de regulación y entrega, patrones de cultivos realizados, organización para la operación y personal asignado para la elaboración de los programas de riego y la distribución del agua y reportar la información derivada de estas actividades. (SARH a, 1988). Métodos de regulación. Revisar cómo se regula la red de distribución si es aguas arriba o aguas abajo, para mantener un tirante constante máximo para abastecer los canales laterales y tomas directas. Se debe describir la red por cada tramo donde existan estructuras de regulación, indicando el método de regulación y la manera de cómo se hace el control si es manual, automático, supervisorio o mixto, así como, el método de operación. (Buyalski et.al, 1991). 4.2 Diagnóstico de la unidad de riego Santiago

Situación actual de la organización de la unidad de riego. La UR Santiago es parte del sistema de riego Santiago de los diversos aprovechamientos que se tienen en el río Santiago en los municipios de Miguel Auza y Juan Aldama en Zacatecas y Santa Clara, Durango, en los cuales existen otros grupos de usuarios con concesiones de agua, como de muestra en la Figura 5. La organización y formulación del Padrón de Usuarios no avanzo al parejo de la construcción de la obra civil, por lo que la operación se inicio con un retraso en estos aspectos, lo que se manifiesta en fricciones de los usuarios con el Consejo Directivo en turno. Situación actual de la operación, conservación y

administración de la unidad de riego Santiago

La operación. Se realiza de manera empírica, con la experiencia en la zona de riego antes de la construcción de la presa, esto ocasiona incertidumbre a los usuarios para

invertir en cultivos rentables, fricciones entre los usuarios y con la mesa directiva actual. Planeación del riego. Existe poca información para la elaboración del plan de riegos y no tienen definido como planear el uso del agua, así mismo la programación del riego y distribución de aguas. Se hace a criterio de los usuarios y de los canaleros.

Figura 5. Sistema de riego “Santiago- El Capricho- Molino de

la Luz- La Luz”.

Medición del agua. Solo se afora en la salida de la obra de toma, faltan de estructuras de medición en los canales principales y en los laterales, y en parcelas no se afora. Método de control. La red de distribución no es operada como fue concebida con control aguas abajo en forma automática, se hace semi-automática. La conservación de obras. Se hace sin programa y sólo conservan los canales en forma manual y las reparaciones de la obra de toma, caminos, ni mecanismos, y otras actividades no se realizan. La cuota por servicio de riego cubre alrededor del 60 % del presupuesto requerido, la modalidad de cuota implementada de ha-año no es la adecuada y no existe un procedimiento formal para su recaudación. Los métodos de riego son a través de surcos y melgas con dirección del riego generalmente a favor de la máxima pendiente del terreno, el calendarios de riego es a juicio del usuario, la asistencia técnica es limitada y temporal por la SAGARPA y la capacitación en riego prácticamente no existe. Organización para la operación de la unidad de riego. Se consolidó la organización con el nombramiento de los Delegados de los 22 grupos de usuarios, como se muestra en la figura 6. Se elaboró y aprobó los estatutos sociales de la Asociación Civil con base a los del año 1997 con la participación de los 22 Delegados y se protocolizaron ante notario público. Se elaboró el padrón de usuarios y el reglamento de la operación, conservación y administración, considerando las particularidades de las específicas de la UR Santiago, de acuerdo con las observaciones de campo, las aportaciones


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de los Delegados y fue aprobado por la Asamblea de Delegados.

4.3 Reglas de operación

Plan de riegos. La elaboración del plan de riegos de la UR Santiago que se presenta fue con el consenso de los usuarios en la definición del patrón de cultivos, la capacidad máxima de los canales y estructuras; la CONAGUA fijo los volúmenes que deberán extraerse de la presa Santiago.

Figura 6. Grupos para la operación de la unidad de riego

Santiago.

Tabla 1. Relación de cultivos de emprender

Lamina (cm) Volumen (miles m

3)

Cultivos

Superficie física (ha)

Hectáreas riego (ha)

Bruta

Neta

Número

de riegos

Bruto

Neto

Año Agrícola Anterior

Avena 50 50 15 15 1.00 75 75

Subtotal 50 50 15 15 1.00 75 75

Primavera-Verano

Maíz 300 1200 68.77 55.00 4.0 2063 1650

Frijol 150 600 45.00 36.00 4.0 675 540

Chile 60 360 100.17 80.0 6.0 601 480

Hortalizas 5 20 46.00 36.00 4.0 23 18

Papa 5 25 56.00 44.00 5.0 28 22

Subtotal 520 2205 65.19 52.12 4.24 3390 2710

Perennes

Alfalfa 15 135 149.33 119.33 9.0 224 179

Alfa. Est. 5 30 108.00 84.00 6.0 54 42

Subtotal 20 165 139.00 110.50 8.25 278 221

1° Cultivos 540 2370 67.93 54.28 4.39 3668 2931

1° Cul. + C. Año A. Ant 590 2420 63.44 50.69 4.10 3743 2991

Juan José Ríos 200 160

Vol. Ajeno 2268 1814

TOTAL 590 6211 4965

Programas de riego. Para el caso de la UR Santiago es posible aplicar el método de distribución de aguas de demanda libre, pero debido a las restricciones de la obra toma se proponen los métodos de demanda programada para un periodo de tres días, el cual , consiste en que los usuarios soliciten el servicio de riego los días lunes, martes y miércoles para surtirse los días jueves y viernes, y otro periodo de solicitudes los días jueves, viernes y sábados para surtirse los días lunes, martes y miércoles. Distribución de aguas. Para el caso de la UR Santiago debido a las restricciones de la obra de toma y que no es posible que la transmisión de la información hidráulica en los dos canales principales (debido a que se presenta el flujo supercrítico) llegue a la obra de toma, se propone la distribución del agua se haga de la siguiente manera:

Que se implemente la programación del riego dos veces a la semana para mantener gastos constantes y que el servicio de riego se proporcione de día iniciando a las 07:00 hr con la apertura de la obra de toma y a las 09:00 iniciando los riegos y cerrando la obra de toma a las 17:00 hr para suspender los riegos a las 19:00 hr. Operación y regulación de la red de distribución. En las UR se debe revisar el método de operación y regulación, la capacidad de la red de distribución, selección de la estrategia de control, la selección e instalación de la estructuras de control y extracción. Para el caso de la UR Santiago se revisó los aspectos antes mencionados.

Para el caso de la UR Santiago, revisó el método de operación y es de nivel constante aguas arriba del tramo y el método de regulación es aguas abajo.

Figura 6. Compuerta AVIS instalada en el CPMD.

4.4 Reglas de conservación

Que las Asociaciones Civiles de las UR programen los trabajos de conservación con criterios de ingeniería y de racionalidad económica. Los trabajos de conservación normal, deberán cumplir los siguientes requisitos: Evitar interferir con la operación de la UR, realizarse de acuerdo con la importancia de cada una de las obras de la UR y programarse con un esquema de trabajo debidamente elaborado y que considere los factores que puedan afectar la ejecución de los trabajos. Los trabajos de conservación normal son responsabilidad de las Asociaciones Civiles, deberán realizarse con sus propios recursos financieros, es conveniente que consideren los siguientes aspectos: Se deben realizar con oportunidad y suficiencia los trabajos de conservación y mantenimiento, la realización oportuna de los trabajos de conservación resulta más económica que llevar a cabo trabajos diferidos o de rehabilitación que siempre son más costosos, aquellas obras o mecanismos que requieran equipo o mano de obra especializada, deberán realizarse por personal debidamente capacitado para este fin, ya que resulta más económico y siempre que sea posible es recomendable que los usuarios aporten su mano de obra, así los trabajos resultan de mejor calidad y son más baratos. Hacer la programación y presupuestos mensuales por concepto, el uso de maquinaria con total de horas efectivas, la programa anual de conservación se basará en el Plan de Riegos y en estudios de drenaje que para cada año agrícola se va a realizar en la UR y debe comprender los siguientes documentos: Programa de actividades, programa anual de obras y control de avances, nnecesidades de conservación de obras longitudinales, nnecesidades de conservación de


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obras dispersas y plano de la unidad, localizando el programa de trabajo y es indispensable contar con el inventario de obras y un diagnóstico de necesidades de conservación para hacer el programa de trabajo. Se presenta un ejemplo para determinar el cálculo del gasto de máxima demanda para el plan de riegos de la UR Santiago, que comprende una superficie a sembrar de 590 ha., y el volumen bruto mensual es de 1,497 miles de m3

para el mes de Julio. Por lo tanto se calculará el gasto máximo instantáneo que se requiere en el canal durante un día para ese mes.

Máximo volumen bruto mensual requerido Q requerido =

(60 segundos)(60 minutos )(24 horas)(30 días)

1,497 Q requerido =

(60)(60 )(24)(30) = 0.5775 m3 /seg.

Se concluye que para el CPMD (Q de diseño es = 0.798 m3/seg.) el canal para el período de máxima demanda requiere un gasto de 0.5775/2canales (izquierdo y derecho) = 0.2888 m3/seg. Se obtiene que Gasto de diseño (Q diseño) es mayor que el Gasto de requerido (Q requerido), por lo que no se presentaran problemas. Conservación de la red de drenaje. Es necesario analizar el funcionamiento de la red de drenaje, considerando el drenaje agrícola y el drenaje superficial. Se debe considerar el ciclo óptimo de conservación, los presupuestos definitivos deberán apoyarse en mediciones físicas y hacer un análisis del Grado Máximo de Deterioro que se puede permitir sin que ello presente una deficiencia importante en el servicio.

Determinación de volúmenes de obra. Después de calcular los volúmenes de cada obra denominados Necesidades de Conservación de obras dispersas y de obra longitudinal.

Necesidades de maquinaria y personal. Para la ejecución de los volúmenes de obra calcular las horas efectivas de maquinaría necesarias: Primero calcular las horas efectivas de máquina necesarias, se utiliza la siguiente relación:

Volumen de obra por efectuar por concepto de trabajo Horas efectivas Necesarias de máquina

= Rendimiento de la máquina adecuada

Segundo determinar el número de máquinas necesarias con la siguiente relación:

Horas efectivas necesarias de la máquina Número de máquinas Necesarias

= (Horas que puede trabajar la máq.)(Eficiencia operativa)

Programa anual de conservación de obras. Debe hacerse calendarizado por concepto de trabajo y para cada obra, y considerar las restricciones por obra en operación, por fenómenos naturales y otros. Estimación de tiempos necesarios. Los tiempos necesarios para ejecutar cada uno de los conceptos de trabajo se determinarán considerando los volúmenes de obra de la forma siguiente:

Cantidad de trabajo

T = (Rendimiento)(Número de equipos o cuadrillas)

T = Tiempo necesario para ejecutar cada uno de los conceptos (en horas efectivas o días).

Presupuesto de conservación de la unidad de riego Santiago, para el año agrícola 2008-2009 elaborado con la participación del Consejo Directivo de la Asociación Civil. Debido a que en la UR Santiago únicamente se construyo la red de distribución y los caminos de los canales principales, los propios usuarios han considerado la necesidad de incluir algunos trabajos de mejoramiento, por lo que también se agregan algunos trabajos de este tipo, razón por la cual se define un Programa de Conservación Normal y un

Programa de Mejoramiento.

En la Tabla 2 se muestra el presupuesto de conservación normal con los conceptos mínimos de trabajo necesarios para mantener las obras en buen estado de funcionamiento.

Tabla 2. Presupuesto de conservación normal Concepto Unidad Cantidad Precio

Unitario ($) Importe ($)

Mantenimiento de la obra de toma Pieza 1 10,000.00 10,000.00

Mantenimiento de las compuertas deslizantes de los canales principales

Lote 3 1,00.00 3,000.00

Mantenimiento Compuertas AVIO y AVIS Lote 1 5,000.00 5,000.00

Mantenimiento de los aforadores de gasto constante Lote 1 3,000.00 3,000.00

Reposición de hidrantes Pieza 6 1,500.00 9,000.00

Reposición de tubería de multicompuertas Tubo 25 900.00 22,500.00

Reposición de compuertas en 200 tubos Pieza 1600 50.00 80,000.00

Reposición de empaques en 200 tubos Pieza 200 25.00 7,000.00

Limpia y deshierbe de la cortina Jornal 20 150.00 3,000.00

Desazolve y deshierbe de los canales principales Jornal 90 150.00 13,500.00

Total : 156,000.00

Presupuesto de mejoramiento de la unidad de riego Santiago, debido a que en la zona de riego únicamente se cuenta con caminos en los canales principales, el acceso a las parcelas se realiza por caminos improvisados que los agricultores han dejado en las orillas de las parcelas. Por lo anterior se requiere construir terraplenes con motoconformadora, a fin de que el agua de lluvia y de los coleos de riego no afecten el área de rodamiento. Para resolver este problema se programan 15 Km. de formación de terraplenes.

Figura 7. Necesidades de obras de protección

en canales y caminos

En relación con el sistema de drenaje, es muy importante señalar que las aguas broncas que cruzan los canales principales mediante pasos superiores o inferiores, no tienen salida controlada hacia el río lo que ocasiona que las aguas se dispersen por las parcelas, produciendo inundaciones o afectando caminos, etc., razón por la cual se estima necesario construir 2.5 Km. de drenes.


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Tabla 3. Cantidades de obra para mejoramiento

Concepto Unidad Cantidad Precio Unitario*

($)

Importe ($)

Construcción de caminos Km 15 1,050.00 15,750.00

Construcción de drenes en 2.5 km m3 5000 15.00 75,000.00

Total : 90,750.00

* Los Precios Unitarios son los correspondientes a la maquinaria propiedad el gobierno del estado de Zacatecas.

Seguimiento y control del programa de conservación. Es necesario llevar la bitácora correspondiente, verificar que los trabajos se realicen conforme a lo que se pactó en los contratos, revisar las estimaciones de trabajos ejecutados y juntamente con el contratista, aprobarlas y firmarlas para el trámite de pago, mantener los planos debidamente actualizados y comprobar la terminación de los trabajos. 4.5 Trazo de riego y operación de riego parcelario

Establecimiento y desarrollo de las parcelas

demostrativas. Se establecieron dos parcelas demostrativas una con el cultivo de maíz y la otra con frijol, así mismo dos parcelas testigo una de maíz y otra de frijol para mostrar a los usuarios a través de visitas de campo el manejo adecuado del agua a nivel de parcela mediante tubería de compuertas y el manejo de las líneas regantes e hidrantes del sistema de riego, así como, la aplicación de los paquetes tecnológicos de producción agrícola de los cultivos mencionados. La parcela de maíz se estableció en el lote 55 abastecido por la toma-hidrante 4 (0+495) del Canal Lateral 2+160 del CPMI y en la parcela de frijol se estableció en el lote 276 abastecido por la toma-hidrante 9 (2+365) del Canal Lateral 2+510 del CPMD. Diseño del riego por gravedad. Para conocer la velocidad de infiltración en la parcela demostrativa de maíz, se utilizo el método de entradas y salidas se utiliza en riegos por surcos, lo cual se coloco un vertedor triangular al final del tramo seleccionado, el gasto de 1.0 lps aplicado por surco fue mediante la tubería de compuertas, aforando en esta mediante el método volumétrico, la longitud de la prueba = 80 m.,y el ancho del surco = 75 cm. Se ajustaron los datos obtenidos de la prueba de la velocidad de infiltración a la ecuación de Kostiakov-Lewis. Obteniéndose la ecuación siguiente:

I = 14.988 t - 0.3274 con r2 = 0.9274

Se integra la ecuación anterior (I) y se divide entre 60 para obtener la lámina infiltrada (Z) en cm.

Z = 0.371394 t 0.6726

Figura 8. Curvas de velocidad de infiltración e infiltración

acumulada de la parcela demostrativa del cultivo de maíz en la

unidad de riego Santiago, Zac.

Calculo del tiempo requerido de riego (t) para aplicar una lámina de agua de 12 cm (presiembra) para el maíz.

t = (Z/0.371394)1/0.6726 =(12/0.371394) 1/0.6726

t = 176.73min.(2 horas, 57 min). Calculo del tiempo de mojado (tm) para la longitud que proporciona el 95 % de eficiencia es; tm = t/4.

tm = 44.18 min.= 0.736 hora. Calculo del tiempo total de riego (ttr) = t + tm = 1.25 t = 3 hr., 41 min.

Determinación de la curva de avance. Se presentan los datos de la prueba de avance de riego obtenidos en la parcela demostrativa del cultivo de maíz en la unidad de riego Santiago, Zac., en esta prueba se realizo con la aplicación de un gasto de 1.0 lps.

Tabla 4. Datos de la prueba de avance de riego en la parcela

demostrativa de maíz Longitud (m) Tiempo Tiempo acumulado (min)

0 12:11

20 12:19 8

40 12:25 14

60 12:30 19

80 12:35 24

Ajustando los datos de la tabla 4, se obtiene la ecuación siguiente.

265983.1432337.1 tL =

Determinación de la longitud del surco.

Evaluación de la prueba de riego para la parcela demostrativa de maíz de aplicó una lámina de 16.20 cm, el suelo tiene una densidad de 1.35 gr/cm3 y la humedad del suelo de 28.88 %, se tiene (De la Peña, 1987).

cm76.412888.0*35.1

20.16Pr ==

El perfil humedecido obtenido mediante un sondeo, se detecto una profundidad media de humedecimiento de 35 cm, por lo tanto la eficiencia de aplicación es: (35/41.76) = 84.34 %

( ) mL 33.17318.44432337.1265983.1

==


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El procedimiento del diseño simplificado del riego parcelario: en la Parcela de Maíz se considero (CNA-IMTA, 1997). Q = 40 lps (Disponible que maneja el usuario) Textura: Franco-arcillo-limosa. Dirección del riego So = 0.4 % pendiente longitudinal en la dirección del riego. S = 0.8 % en el sentido de la colocación de la tubería de compuertas. D = Longitud del riego = 190 m.

Lámina de riego neta (Ln). Ln = (θcc - θo) Pr = (0.39 - 0.20)*60 = 11.40 cm Lámina de riego bruta. Lb = 11.40/0.9 = 12.70 cm. Volumen de riego unitario (Vru) = (0.127m)*(190m) = 24.10 m2 Gasto de riego unitario (Qru). Con base en la textura del suelo y la lámina neta (11.40 cm), se entra a la tabla (láminas netas) generada con el sistema de cómputo RIGRAV (CNA-IMTA, 1997). - Gasto unitario (Qo) = 0.003 lps/m2. - Tiempo de avance (Ta) = 451.20 min. - Tiempo de riego (Tr) = 740.7 min. - Coeficiente de uniformidad (CUC) = 0.97 El Gasto unitario: Qru = (Qo)*(D) = (0.003)*(190) = 0.57 lps/m El gasto máximo no erosivo (Qmáx). Qmáx = 0.75/So = 0.75/0.4 = 1.87 lps.

Qmáx = 1.87 lps > Qu = 0.57 lps/m Se acepto la longitud de riego de 190 m. Número de surcos y puestas de riego (Ns) = Gasto disponible/Gasto de riego (aplicación) (Ns) = (40 lps)/ (1.0 lps) = 40 surcos Surcos por Regar = (Ancho de parcela)/ (Espaciamiento entre surcos) Surcos por Regar = 90m/0.75m = 120 surcos por regar Puestas de riego = Surcos por regar (120)/Surcos por puesta(40) = 3 Puestas Tiempo de riego = (0.127*190*30/0.040) = 18,097.5 seg./60) = 301.6 min.

Tabla 5. Calendarios de riegos calculados de los cultivos de

maíz y frijol Cultivo del maíz Cultivo de frijol

Núm. De Riego

Lámina (cm)

Intervalo (días)

Núm. de Riego

Lámina (cm)

Intervalo (días)

1 12.00 0 1 12.00 0

2 8.60 36 2 8.60 32

3 8.60 39 3 8.60 22

4 8.60 34

Aplicación de los riegos a la parcela demostrativa de maíz. Para aplicar el riego de presiembra en la parcela de maíz se

hizo el cálculo el Tiempo de Riego Teórico, con la lámina 12 cm y Q = 40 lps para 1.71 ha. V = 0.12*17,100 = 2,052 m3

T = 2,052/0.04 = 51,300 seg. (14.25 hr) Para calcular el Tiempo de Riego “Real” se realizaron los aforos en la descarga de las compuertas.

Tabla 6. Aforos en la toma hidrante del primer riego para el

cultivo de maíz

Aforo Gasto (lps)

Tiempo de riego (hr)

Volumen servido (m3)

1 38.50 2.00 277.20

2 36.50 1.75 226.80

3 44.90 7.75 1252.70

4 45.00 2.75 445.50

5 36.00 4.50 583.20

Total: 18.75 2785.40

Q promedio = 41 lps/40 compuertas = Gasto por surco = 1.03 lps. Eficiencia de aplicación Volumen calculado = Vc = 2,052.0 m3 Volumen aplicado = Va = 2,785.4 m3 Eficiencia de aplicación = Ea = 2,052.0/2,785.4 Ea = 0.74*100 = 74% < 90% (Estimada con el diseño).

Figura 10. Capacitando a usuarios en el primer riego del cultivo

de maíz.

Riegos de auxilio y contenido de humedad. Se utilizó el método gravimétrico. Ps = (Psh- Pss)/Pss*100. Con 4 muestras por parcela a una profundidad de 30 cm.

CC = (0.39/1.35)(100) = 28.88 %

PMP = (0.10/1.35)(100) = 7.41%. Los riegos se aplicaron al 70 % de la humedad aprovechable y se aplicaron los riegos con los volúmenes siguientes: Tabla 7. Riegos de auxilio a la parcela demostrativa del cultivo

de maíz Fecha Riego Volumen

Calculado (m

3)

Volumen Aplicado

(m3)

Eficiencia de aplicación (%)

21-julio-2008 Primero 1,470.60 1,500.00 98.04

22-sept-2008 Segundo 1,470.60 2,400.00 61.28

Suma: 2,941.20 3,900.00 75.42

Se realizo una comparación costos, rendimientos y productividad media del agua de las parcelas demostrativas de maíz y frijol, y las testigo. Las utilidades aparentes en las parcelas demostrativas son mayores con respecto a las parcelas testigo, para el cultivo de maíz fue 2.43 veces y para el cultivo de frijol 4.01 veces. El costo de los 4 riegos de maíz: $ 1,344 (18.01%). Las Utilidades Aparentes por M3 fue superior en las parcelas demostrativas con respecto a las testigo.


AMH

Se pudo demostrar que con un Diseño Adecuado del Riego Parcelario se puede incrementar significativamente: La Eficiencias de Aplicación y La Productividad del Agua. Estrategias de gestión para la administración de la

Unidad de Riego Santiago. Se agregó en los estatutos sociales de la AC la responsabilidad de gestionar la operación, conservación, administración de la UR y en l reglamento se agregó a cumplir por la AC, mejorar la eficiencia del uso del agua, incrementar la producción y productividad, un esquema de autosuficiencia financiera y cobrar la cuota de riego por volumen. Se elaboró el presupuesto de la unidad de riego y se calculo la cuota por servicio de riego (CSR) en operación $ 111,600, en conservación normal $ 156,000, en mejoramiento $ 90,750 y en administración $ 60,000 haciendo un total de $ 418,350.00 LA CSR (volumétrica) = $ 418,350.00/3,743 millares de m3 = $ 111.17 millar de m3. La cuota por volumen se dificulta por la medición y los usuarios no la conciben. CSR (por ha y por año) = $ 418,350.00/585 ha = $ 715.13 por ha y por año. Aprobada. Administración de la UR Santiago. Para lograr el máximo aprovechamiento del agua a fin de elevar el nivel económico de los usuarios se proponen mejorar; la elaboración de presupuestos, los aspectos contables, el control de sus recursos económicos y materiales y contratar un gerente técnico

La Asociación Civil además de proporcionar el servicio de riego realice en la medida de lo posible el servicio de suministro de insumos y otros servicios como comercialización de los productos agrícolas y capacitar a los usuarios en desempeños empresariales y desarrollar proyectos productivos para darle valor agregado al agua.

V Resultados

Se elaboró el diagnóstico de la UR y se organizó a los usuarios en 22 grupos para el manejo y administración de la UR. Se actualizó los estatutos sociales de la AC y se elaboró reglamento de operación de la UR y el padrón de usuarios con plano codificado. Se elaboró el plan de riegos de la UR Santiago y la metodología para su formulación y evaluación y las metodologías para la programación y distribución del agua. Se definió las reglas de operación para la red de canales y elaboro los formatos para la elaboración, ejecución, seguimiento y evaluación de la conservación. Se establecieron dos parcelas demostrativas una con el cultivo de maíz y la otra con el cultivo de frijol con estas

parcelas se logró mostrar a los usuarios que es posible mejorar el uso del agua y los rendimientos.

Se elaboró los presupuestos de operación, conservación,

mejoramiento y administración de la UR Santiago y se

determinó la cuota por servicio de riego.

Se elaboró notas y estrategias de gestión para la administración de la UR.

VI Conclusiones

La formación de grupos permite la participación directa e indirecta de los usuarios. Con la información generada en la UR se puede formular el plan de riegos y la asignación del volumen por usuario. Por las condiciones de la infraestructura la regulación de los canales se realiza semiautomática. La conservación de las obras es deficiente y poco interés de los usuarios por el buen estado de éstas. Uno de los mayores problemas es el desconocimiento de los productores de cuánto, cuándo y cómo regar y con las parcelas demostrativas se mostró a los usuarios que es posible mejorar la productividad del agua. La participación de los usuarios permite incrementar la cuota de riego como estrategia para lograr la autosuficiencia de las UR.

VII Recomendaciones

Se recomienda realizar una segunda etapa de organización que integre las otras cuatro áreas de riego aguas debajo de la UR Santiago en una sola organización Programar los riegos con el método de demanda programada y elaborar los informes de distribución de aguas. Automatizar la obra de toma para que responda con el método de regulación aguas abajo y para mejorar la operación actual de los canales principales que el servicio de riego sea continuo día y noche. Realizar un diagnóstico detallado de las estructuras de operación para mejorar su funcionamiento. Para consolidar la operación de la UR Santiago debe continuarse con la capacitación de los usuarios para que asimilen las reglas de operación. Validar y/o transferir la tecnología disponible de otros cultivos para darle mayor valor agregado al agua y contratar un gerente técnico con experiencia en manejo y gestión de UR.


AMH

Este trabajo es una herramienta de apoyo a los usuarios y técnicos para mejorar la administración de la UR Santiago y de otras áreas de riego con problemas similares.

Referencias

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de diagnóstico, planeación, uso eficiente del agua y la energía y mejoramiento de la productividad en las unidades de riego. Colegio de Postgraduados. Montecillos, Edo. de México. Burt, C.M. (1987). Overview of canal control concepts. planning, operation, rehabilitation and automation of irrigation water delivery systems. American Society of Civil Engineers. N.Y., USA. . Buyalski et. Al. (1991). Canal Systems automation manual. Volumen 1. U.S. Departament of the interior. Bureau of Reclamtion. Denver, Colorado. . CNA-IMTA (1997). Manual de pequeñas zonas de riego. Jiutepec, Morelos. Méx.

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Metodologia Para Operacion, Conservación y Administracions de Unidades de Riego Caso de Estudio...

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