Determinación del volumen de sedimentos transportados en el canal 1C de la conducción principal del proyecto de riego Zapotillo

(1)

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(2)

ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL

"DETERMINACIÓN DEL VOLUMEN DE

SEDIMENTOS TRANSPORTADOS EN EL CANAL

IC DE LA CONDUCCIÓN PRINCIPAL DEL

PROYECTO DE RIEGO ZAPOTILLO".

Tesis de Grado previa a

la obtención del Título de

Ingeniero Civil.

AUTORES:

IbIP2rw

DIRECTOR:

.

Loja - Ecuador 2004

(3)

ra el liii' Guadalupe Mas

- --AtJ1'OR

CESIÓN DE DERECHOS

Sofía Guadalupe Masache Armijos, Aníbal Gonzalo Macas Jiménez y José Eduardo Pauta Lavanda declaramos conocer y aceptar la disposición del artículo 67 del Estatuto Orgánico de la Universidad Técnica Particular de Loja que en su

parte pertinente textualmente dice: "Forman parte del patrimonio de la Universidad la propiedad intelectual de investigaciones, trabajos científicos o técnicos y tesis de grado que se realicen a través, o con el apoyo financiero académico o

(4)

CATEDRÁTICO DE LA ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL

CERTIFICA:

Haber dirigido, revisado y aprobado la tesis previa a la obtención del título de Ingeniero Civil, presentada por los señores Sofía Guadalupe Masache Armijos, Aníbal Gonzalo Macas Jiménez, y José Eduardo Pauta Lavanda; titulada:

"DETERMINACIÓN DEL VOLUMEN DE SEDIMENTOS TRANSPORTADOS EN EL CANAL IC DE LA CONDUCCIÓN PRINCIPAL DEL PROYECTO DE RIEGO ZAPOTILLO", la misma que tiene la suficiente validez técnica y profundidad investigativa, así coo el cumplimiento de la reglamentación requerida por parte de la Escuela e ngen ivil; por lo que, se autoriza su presentación.

(5)

José Pauta L.

AUTORÍA

Los conceptos, análisis, cálculos, resultados, conclusiones y recomendaciones que se exponen en el presente texto son de exclusiva responsabilidad de sus autores.

(6)

AGRADECIMIENTO

Dejamos constancia de nuestros profundos y sinceros agradecimientos:

A la

UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR de LOJA,

a través de la Escuela de Ingeniería Civil, a sus autoridades por habernos permitido formarnos profesionalmente y con ello darnos la oportunidad de ser unos entes que aporten al desarrollo de la sociedad.

Al Ing. Fernando Oñate V. Director de Tesis; por la atención y tiempo brindado durante el desarrollo y conclusión de esta investigación.

A todos los Catedráticos que forman la Escuela de Ingeniería Civil; de manera especial a los catedráticos de quienes fuimos alumnos, y que por medio de los cuales recibimos la formación y preparación técnica que nos ha permitido acceder al título de Ingeniero Civil, los mismos que merecen nuestro reconocimiento y gratitud, por su destacada labor en nuestra formación.

A nuestras familias, compañeros, amigos, y a todo aquel que se considere merecedor de nuestro agradecimiento que se nos haya olvidado en este pequeño recuento, por su apoyo y múltiples ayudas que hemos recibido durante nuestra carrera.

De corazón, muchas gracias.

(7)

DEDICATORIA

y

Mis padres y hermanos que con su cariño y abnegación han orientado mi vida

y me han ayudado para que culmibe con éxito y felicidad esta carrera.

GUADALUPE

TASÍ

Mi madre y hermano quienes con su sufrimiento, dedicación, constancia y

esfuerzo me han dado la oportunidad de conseguir un sueño muy anhelado.

ANÍBAL GONZALO

Mis padres y hermanos que con su amor y orientación supieron respaldarme

desde el inicio hasta el final de mi vida estudiantil y me han colaborado para

conseguir con éxito y felicidad una de las tantas metas de mi vida.

Quiero hacer infinito mi agradecimiento especialmente a mi . hermana

JANNYNE, ya que sin su cariño .y apoyo no me hubiera sido posible hacer

realidad mi más preciado sueño. Mil gracias Janny.

(8)

Los suelos al costado izquierdo de la conducción IC del proyecto de Riego Za.potillo son fácilmente erodables, y al evidenciarla ausencia de prácticas de control contra la erodabilidad de los mismos, se torna imprescindible el cuantificar la cantidad de suelo erosionado a fin de evitar problemas posteriores.

Ante esta necesidad, se elaboró el estudio "DETERMINACIÓN DEL VOLUMEN DE SEDIMENTOS TRANSPORTADOS EN EL CANAL 1C DEL PROYECTO DE RIEGO ZAPOTILLO".

Las metas son cuantificar el volumen de perdida _de suelo anual previsible por hectárea en el área de estudio; y,-elaborar un estudio de carácter práctico para lo cual en los tres primeros capítulos se hace una descripción de los procesos erosivos y sus efectos, así como también realizar una descripción del modelo de la ecuación de perdida del suelo revisada (RUSLE) que se aplica para cumplir con los objetivos mencionados.

Una mención aparte merecen en el capitulo 4, los sistemas de información geográfica (SIG), los cuales incluyen programas que facilitan notablemente la realización 'de cálculos y elaboración de mapas para su posterior evaluación e interpretación.

(9)

(10)

CONTENIDO

CESIÓN DE DERECHOS

CERTIFICACIÓN

AUTORÍA

AGRADECIMIENTO

DEDICATORIA

INTRODUCCIÓN

CONTENIDO

CAPÍTULO 1

OBJETIVOS DEL ESTUDIO

OBJETIVO GENERAL DEL ESTUDIO

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

GENERALIDADES

UBICACIÓN

CLIMA

AGRICULTURA Y GANADERÍA

VÍAS DE COMUNICACIÓN

DEMOGRAFÍA

CARACTERÍSTICAS GENERALES DEL PROYECTO

OBRAS DE CAPTACIÓN

DESRIPIADOR

DESARENADOR

CANALES DE CONDUCCIÓN

CANALES

CANAL DE CONDUCCIÓN O TRASVASE

CONDUCCIÓN PRINCIPAL 1C

(11)

DETERMINACIÓN DEL VOLUMEN DE SEDIMENTOS TRANSPORTADOS EN ix EL CANAL JC DEL PROYECTO DE RIEGO ZAPOTILLO

Autores: Guadalupe Masache, Aníbal Macas y José Pauta

CONTENIDO CAPÍTULO II

EROSIÓN

INTRODUCCIÓN

FACTORES QUE CONTROLAN LA EROSION TIPOS DE EROSIÓN

EROSIÓN EÓLICA

MOVIMIENTOS DEL VIENTO FASES DE LA EROSIÓN EÓLICA TIPOS DE EROSIÓN EÓLICA

EFLUXIÓN EXTRUSIÓN DETRUSIÓN EFLASIÓN ABRASIÓN EROSIÓN HÍDRICA

FASES DE LA EROSIÓN HÍDRICA

FORMACIÓN DE LA GOTA DE AGUA LLUVIA

IMPACTO DE LA GOTA DE LLUVIA Y DESPRENDIMIENTO DEL SUELO SALPICADO Y DISPERSIÓN DEL SUELO

ESCORRENTÍA Y TRANSPORTE DE PARTÍCULAS DESPRENDIDAS SEDIMENTACIÓN DE LAS PARTÍCULAS

TIPOS DE EROSIÓN HÍDRICA

EROSIÓN TIPO SALPICADURA EROSIÓN TIPO ESCURRIMIENTO

(12)

EROSIÓN SUBTIPO DESLIZAMIENTO EROSIÓN SUBTIPO DERRUMBES EROSIÓN SUBTIPO SOLIFLUXIÓN

EROSIÓN SUBTIPO COLADAS DE BARRO EROSIÓN SUBTIPO HUNDIMIENTOS EROSIÓN SUBTIPO RIBERAS

EROSIÓN SUBTIPO DESPRENDIMIENTO Y DESPLOMES GRADOS DE LA EROSIÓN HÍDRICA

MODELOS UTILIZADOS EN LA EVALUACIÓN DE LA EROSIÓN NIVEL MEDIO-BAJO DE NECESIDAD DE DATOS

CARGAS POR SUPERFICIE UNITARIA (PREDICCIÓN ESTADÍSTICA)

USLE (ECUACIÓN UNIVERSAL DE PÉRDIDA DE SUELO) RUSLE / MUSLE'(USLE REVISADA/ MODIFICADA)

MODELOS QUE REQUIEREN GRAN CANTIDAD DE DATOS

ACTMO (MODELO DE TRANSPORTE DE PRODUCTOS QUÍMICOS AGRÍCOLAS)

AGNPS (CONTAMINACIÓN DE FUENTES AGRÍCOLAS NO LOCALIZADAS)

ANSWERS (SIMULACIÓN DE RESPUESTAS AMBIENTALES EN CUENCAS HIDROGRÁFICAS DE FUENTES ZONALES NO LOCALIZADAS)

CREAMS (EROSIÓN QUÍMICA Y ESCORRENTÍA DE LOS SISTEMAS DE ORDENACIÓN AGRÍCOLA)

EPIC (CALCULADOR DEL EFECTO EROSIÓN-PRODUCTIVIDAD)

HPSF (PROGRAMA FORTRAN DE SIMULACIÓN HIDROLÓGICA)

SHE (SISTEMA HIDROLÓGICO EUROPEO)

SWAM (MODELO DE CUENCAS HIDROGRÁFICAS PEQUEÑAS)

(13)

, DETERMINACIÓN DEL VOLUMEN DE SEDIMENTOS TRANSPORTADOS EN xi EL CANAL 1C DEL PROYECTO DE RIEGO ZAPOTILLO

CONTENIDO

SWRRB (SIMULADOR PARA RECURSOS HÍDRICOS EN CUENCAS RURALES)

WEPP (PROYECTO DE PREDICCIÓN DE LA EROSIÓN HÍDRICA)

o

CAPÍTULO III

MODELO DE LA ECUACIÓN UNIVERSAL DE PÉRDIDA DE SUELOS REVISADA (RUSLE)

INTRODUCCIÓN

DEFINICIÓN DE LA ECUACIÓN UNIVERSAL DE PÉRDIDA DE SUELOS REVISADA (RUSLE)

FACTORES QUE INTERVIENEN EN LA ECUACIÓN UNIVERSAL DE PÉRDIDA DE SUELOS REVISADA (RUSLE)

FACTORES DE LA RUSLE

FACTOR DE EROSIVIDAD DE LA LLUVIA

(R)

FACTOR DE ERODABILIDAD DEL SUELO

(K)

FACTOR DE LONGITUD Y GRADIENTE DEL TERRENO

(LS)

FACTOR DE LONGITUD DEL TERRENO

(L)

FACTOR DE GRADIENTE DEL TERRENO (S) TERRENOS CON GRADIENTE IRREGULAR

FACTOR DE COBERTURA VEGETAL Y MANEJO DEL SUELO

(C)

CALCULO DE LA TASA DE PÉRDIDA DE SUELOS

(SLR)

USO PREVIO DEL SUELO

(PLU)

COBERTURA VEGETAL (CC)

COBERTURA DE LA SUPERFICIE (SC) ESCABROSIDAD DE LA SUPERFICIE

(SR)

HUMEDAD DEL SUELO (SM)

CÁLCULO DEL FACTOR

C

FACTOR DE PRÁCTICAS DE CONSERVACIÓN

(P)

(14)

CAPITULO IV

SISTEMA DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA (SIG) INTRODUCCIÓN

VENTAJAS DESVENTAJAS TIPOS DE SIG

SIG VECTORIALES AUTODESK MAP 5 ARCVIEW

CATALYNX SIG RASTER

IDRISI 32 ENVI

ER-MAPPER

ANÁLISIS TOPOGRÁFICO, HIDROLÓGICO Y DE IMÁGENES A TRAVÉS DE UN SIG

ANÁLISIS TOPOGRÁFICO OPERACIÓN PENDIENTE OPERACIÓN ORIENTACIÓN

OPERACIÓN CURVATURA Y RUGOSIDAD OPERACIÓN VISIBILIDAD DESDE UN PUNTO OPERACIÓN INTERVISIBILIDAD

OPERACIÓN VISIBILIDAD EN LA SUPERFICIE ANÁLISIS HIDROLÓGICO

OPERACIÓN DIRECCIÓN DE FLUJO OPERACIÓN LÍNEAS DE FLUJO

OPERACIÓN LARGO DE LA LÍNEA DE FLUJO OPERACIÓN CUENCA HIDROGRÁFICA PROCESAMIENTO DE IMÁGENES

TRABAJO CON MATERIAL AÉREO

(15)

DETERMINACIÓN DEL VOLUMEN DE SEDIMENTOS TRANSPORTADOS EN xiii EL CANAL JC DEL PROYECTO DE RIEGO ZAPOTILLO

J44 Autores: Guadalupe Masache, Aníbal Macas y José Pauta

CONTENIDO

GEOREFERENCIACIÓN Y GEORECTIFICACIÓN DE FOTOGRAFÍAS AÉREAS

DIGITALIZACIÓN EN LA PANTALLA EXPORTACIÓN

CAPÍTULO V

FACTOR EROSIVIDAD DE LA LLUVIA

(R)

INTRODUCCIÓN

CUENCA HIDROGRÁFICA

CARACTERÍSTICAS DE LA CUENCA HIDROGRÁFICA GEOLOGÍA DE LA CUENCA HIDROGRÁFICA

DEMARCACIÓN DE LA CUENCA HIDROGRÁFICA TAMAÑO DE LA CUENCA HIDROGRÁFICA

FORMA DE UNA CUENCA HIDROGRÁFICA

ELEVACIÓN MEDIA DE UNA CUENCA HIDROGRÁFICA PENDIENTE DE UNA CUENCA HIDROGRÁFICA

DRENAJE DE UNA CUENCA HIDROGRÁFICA CICLO HIDROLÓGICO

PRECIPITACIÓN

FORMAS DE PRECIPITACIÓN LLOVIZNA

LLUVIA ESCARCHA NIEVE

BOLAS DE NIEVE GRANIZO

TIPOS DE PRECIPITACIÓN

PRECIPITACIÓN CICLÓNICA

PRECIPITACIÓN DE FRENTES CÁLIDOS PRECIPITACIÓN DE FRENTES FRÍOS PRECIPITACIÓN CONVECTIVA

(16)

MEDICIÓN DE LA PRECIPITACIÓN PLUVIÓMETRO ESTÁNDAR

TORMENTAS

INTENSIDAD, DURACIÓN Y FRECUENCIA DE LAS TORMENTAS INTENSIDAD

DURACIÓN

DURACIÓN DE LA TORMENTA INTERVALO DE DURACIÓN PERIODO DE DURACIÓN FRECUENCIA

CURVA INTENSIDAD-DURACIÓN

CURVA INTENSIDAD-DURACIÓN-FRECUENCIA FÓRMULAS DE INTENSIDAD

FÓRMULA DE TALBOT FÓRMULA DE GRISOLLET FÓRMULA AMERICANA

REGIONALIZACIÓN DE INTENSIDADES HIETOGRAMA O TORMENTA DE DISEÑO

CÁLCULO DEL FACTOR EROSIVIDAD DE LA LLUVIA

(R)

CAPÍTULO VI

FACTOR DE ERODABILIDAD DEL SUELO (K) TEXTURA DEL SUELO

FORMAS DE DIFERENCIAR LAS FRACCIONES QUE FORMAN EL SUELO TRIÁNGULO DE LA TEXTURA

PROCEDIMIENTO PARA DETERMINAR LA CLASE TEXTURAL DE UN SUELO, USANDO EL TRIÁNGULO DE TEXTURA

ENSAYO DE LABORATORIO PARA DETERMINAR LA TEXTURA DEL SUELO: MÉTODO DE BOUYOUCOS O DEL HIDRÓMETRO

MATERIA ORGÁNICA EN EL SUELO

(17)

DETERMINACIÓN DEL VOLUMEN DE SEDIMENTOS TRANSPORTADOS EN xv EL CANAL 1C DEL PROYECTO DE RIEGO ZAPOTILLO

I44

CONTENIDO

PROCESO DE AMONIFICACIÓN PROCESO DE HUMIFICACIÓN

ORIGEN DE LAS SUSTANCIAS HÚMICAS PAPEL DEL HUMUS EN EL SUELO

ENSAYO DE LABORATORIO PARA DETERMINAR LA CANTIDAD DÉ MATERIA ORGÁNICA: MÉTODO DEL DICROMATO DE POTASIO WALKLE BLACK

ESTRUCTURA DEL SUELO

TIPOS DE ESTRUCTURA DEL SUELO LAMINAR

COLUMNAR

COLUMNAR ANGULAR COLUMNAR SUBANGU LAR CÚBICO

CÚBICO ANGULAR CÚBICO SUBANGULAR ESFEROIDAL

ESFEROIDAL GRANULAR ESFEROIDAL MIGAJOSA SIN ESTRUCTURA

TIPOS DE ESTRUCTURA POR SU TAMAÑO GRADOS DE LA ESTRUCTURA

GRADO O, SIN ESTRUCTURA GRADO 1, DÉBIL

GRADO 2, MODERADO GRADO 3, FUERTE

ENSAYO DE CAMPO PARA DETERMINAR LA ESTRUCTURA DEL SUELO PERMEABILIDAD

COEFICIENTE DE PERMEABILIDAD

ENSAYO DE LABORATORIO PARA DETERMINAR LA PERMEABILIDAD DEL SUELO: MÉTODO DEL PERMEÁMETRO

(18)

CAPÍTULO VII

FACTOR DE LONGITUD Y GRADIENTE DEL TERRENO (LS)

INTRODUCCIÓN

LEVANTAMIENTOS TOPOGRÁFICOS LEVANTAMIENTOS PLANIMÉTRICOS LEVANTAMIENTOS ALTIMÉTRICOS LEVANTAMIENTOS TAQUIMÉTRICOS CURVAS DE NIVEL

NIVELACIÓN

NIVELACIÓN GEOMÉTRICA SIMPLE NIVELACIÓN COMPUESTA

CONTRANIVELACIÓN

RECOPILACIÓN DE DATOS TOPOGRÁFICOS TRABAJO DE OFICINA

CAPÍTULO VIII

FACTOR DE COBERTURA VEGETAL (C) INTRODUCCIÓN

COBERTURA VEGETAL DEL ÁREA CIRCUNDANTE AL CANAL CONDUCCCIÓN 1C

DETERMINACION DE LA COBERTURA VEGETAL

DETERMINACIÓN DEL FACTOR DE COBERTURA VEGETAL (0)

CAPÍTULO IX

FACTORES DE PRÁCTICAS DE CONSERVACIÓN DEL SUELO (P) INTRODUCCIÓN

PRÁCTICAS AGRONÓMICAS Y MECÁNICAS DE CONSERVACIÓN DE SUELOS

(19)

, DETERMINACIÓN DEL VOLUMEN DE SEDIMENTOS TRANSPORTADOS EN xvii EL CANAL 1C DEL PROYECTO DE RIEGO ZAPOTiLLO

CONTENIDO

BARRERAS MUERTAS ZANJAS DE INFILTRACIÓN

TERRAZAS DE FORMACIÓN LENTA TERRAZA DE BANCO

DETERMINACIÓN DEL FACTOR DE PRÁCTICAS DE CONSERVACIÓN DEL: SUELO (P)

CAPÍTULO X

CÁLCULOS Y RESULTADOS

CAPÍTULO XI

CONCLUSIONES RECOMENDACIONES

ANEXOS

BIBLIOGRAFÍA

GLOSARIO

(20)

(21)

DETERMINACIÓN DEL VOLUMEN DE SEDIMENTOS TRANSPORTADOS EN 2 EL CANAL 1C DEL PROYECTO DE RIEGO ZAPOTILLO

Autores: Guadalupe Masaclie, Aníbal Macas yJosé Pauta CAPÍTULO 1

1. OBJETIVOS DEL ESTUDIO

1.1 OBJETIVO GENERAL DEL ESTUDIO

El objetivo general de esta tesis es realizar una evaluación del proceso erosivo, con la aplicación de la Ecuación Universal de Pérdida de Suelos Revisada, que permita prever las pérdidas anuales previsibles del suelo, del lado izquierdo del canal conducción IC del proyecto de Riego Zapotillo.

1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Para determinar la pérdida de suelo se ha utilizado la Ecuación Universal de Pérdida de Suelos Revisada (RUSLE), en base a la información disponible de la conducción 1C, por lo que se deberá determinar los siguientes factores:

R : Factor de erosividad de la lluvia.

K : Factor de erodabilidad del suelo.

L y S : Factores topográficos.

C : Factor de cobertura vegetal.

P : Influencia de las prácticas de manejo en el proceso erosivo.

1.3 GENERALIDADES

Con la ejecución del proyecto de Riego Zapotillo logrará abastecer de agua para riego a las poblaciones de Saucillo, La Ceiba, Zapotillo, Valle Hermoso, Tronco Quemado, Limones, Lalamor, entre otros.

Desde el punto de vista geomorfolágico, es una zona de colinas bajas y pequeños valles.

(22)

"La superficie bruta a incorporarse a la agricultura de riego es de 13 000 Ha, de las cuales se irrigarán aproximadamente 7872 Ha netas."'

1.4 UBICACIÓN

El cantón Zapotillo se encuentra ubicado en el extremo sur occidental de la provincia de Loja (anexo 1.1), limita al norte con los cantones Celica y Pmndal, al sur con la República del Perú, al este con la República de Perú y el cantón Macará; y al oeste con la República del Perú. "Sus coordenadas son: 04° 15' 39" y 04° 23'48" Latitud sur y 800 11' 20" y 80° 22' 30" longitud oeste."2

Los principales ríos que se encuentran en esta zona son: el río Alamor que atraviesa la zona de Zapotillo de norte a sur y el río Chira que toma este nombre a partir de la unión del río Catamayo y el Macará.

1.5 CLIMA

El clima del cantón Zapotillo está influenciado por la corriente fría de Humboldt, cuyas masas de aire seco hacen su ingreso por la cuenca del río Chira, como consecuencia de lo cual hay poca cobertura vegetal.

Según el mapa bioclimático del Ecuador, se cataloga a Zapotillo como una zona subdesértica tropical, cuya temperatura oscila entre 23° y 26° C.

1.6 AGRICULTURA Y GANADERÍA

Los principales cultivos de esta zona son: maíz, cebolla, fréjol, arroz, tomate; y los cultivos secundarios son la zarandaja, maní, yuca, camote, ajo, sandía, melón.

Los productos agrícolas destinados al comercio son: maíz, cebolla, tomate y cocos, los que son vendidos a intermediarios, quienes se encargah de transportarlos a otras ciudades como Loja, Zamora, Huaquillas, Guayaquil y al Perú. Los demás productos se consumen dentro del mismo cantón.

ORLANDO A. 2003. Tamaño óptimo de UPA's. Zapotillo, Ec. p 22.

(23)

EL CANAL 1C DEL PROYECTO DE RIEGO ZAPOTILLO Autores: Guadalupe Masache, Aníbal Macas y José Pauta

CAPÍTULO 1

En cuanto a la ganadería se cría principalmente el ganado caprino y vacuno.

1.7

VÍAS DE COMUNICACIÓN

Zapotillo está comunicado con Loja por medio de tres vías principales:

Loja - Catamayo - Velacruz - Catacocha - Celica - Pindal - Zapotillo.

Loja - Catamayo - Velacruz - Catacocha - El Empalme - Macará - Zapotillo.

Loja - Gonzanamá - Cariamanga - Sozoranga - Macará - Zapotillo.

El proyecto de Riego Zapotillo está ubicado en una zona que cuenta con vías transitables en época de verano, ya que en invierno las fuertes lluvias dañan estas vías que no son afirmadas, lo que dificulta la circulación de vehículos.

En la actualidad se está construyendo varios puentes tipo pasarela en los sectores de Chambarango, Paletillas, Tronco Quemado; y el puente colgante carrozable en la parroquia Limones.

Fig. 1.1 Vista panorámica plataforma canal IC absc. 20+800

p,

(24)

1.8 DEMOGRAFÍA

Las familias que residen actualmente en el cantón Zapotillo han disminuido

considerablemente debido al fenómeno de migración; sin embargo, el proyecto

de riego abarca una extensa área a irrigar en donde existe suficiente número

de familias que se beneficiarán, con fuentes de trabajo en las

áreas: agrícola,

pecuario y comercial.

1.9 CARACTERÍSTICAS GENERALES DEL PROYECTO

"El proyecto de Riego Zapotillo conforme al diseño original, considera la

captación en

el río Catamayo con un caudal de 8.2 m3/s, los mismos que son

conducidos hasta la zona de riego, mediante una conducción de trasvase de

14.01 Km."3

En el sector de Saucillo, mediante una estructura de repartición, se distribuye

el caudal a dos conducciones principales; denominadas, 1C que riega la

margen izquierda del río Alamor y 2C que riega la margen derecha del mismo

río.

El proyecto tiene como área de influencia el extremo sur occidental de la

provincia de Loja, en el sector comprendido entre los ríos Alamor y Chira.

1.9.1 OBRAS DE CAPTACIÓN

"Son aquellas instalaciones situadas a suficiente altura para que el agua corra

por su propio peso. Entre las obras de captación tenemos: obra de toma por

captación directa y obras de almacenamiento.

La obra de almacenamiento consiste en una presa que cierra el cause del río,

formando un embalse que almacena agua.

La obra de toma por derivación directa capta el agua del río sin ningún

al macen am

'4

ORLANDO A. 2003. Modelo de desarrollo agrícola. Zapotillo, Ec. p 2.

(25)

EL CANAL JC DEL PROYECTO DE RIEGO ZAPOTILLO Autores: Guadalupe Masache, Aníbal Macas y José Pauta

CAPÍTULO 1

La obra de captación del proyecto de Riego Zapotillo está ubicada en el río Catamayo, a la altura del sitio denominado Vicín (cota 255.00 m.s.n.m, en el fondo del lecho), para un caudal de 8.2 m3/s.

Constituida por un azud de derivación, el cual dispone de una estructura de disipación de energía al pié, un canal de desfogue y un equipo mecánico que acciona las compuertas para regular los caudales y para limpieza.

El azud de derivación tiene un ancho de 42.7 m incluido los zampeados, 6.9 m de altura incluyendo el dentellón y 108 m de longitud, la longitud la conforman, 4 módulos de 20 m, un módulo de 12 m y un módulo de 16 m delimitados entre sí por juntas de dilatación.

Fig. 1.2 Vista panorámica cresta del azud

--1.

.. . . . ....

FUENTE: Archivo ACSAM-Z

1.9.1.1

DESRIPIADOR

(26)

Fig. 1.3 Vista panorámica del desripiador

DESARENADOR

'Es una estructura hidráulica que sirve para separar y remover el material sólido que transporta el agua. Los desarenadores son necesarios en los proyectos que conducen agua de fuentes superficiales y constan de cuatro partes que son:

TRANSICIÓN DE ENTRADA.- Une el canal con el desarenador, con un cambio de sección gradual a fin de conseguir que la pérdida de carga sea mínima.

CÁMARA DE SEDIMENTACIÓN.- En ésta las partículas sólidas se depositan debido a la disminución de la velocidad producida por el aumento de la sección.

COMPUERTA DE LAVADO.- Es la compuerta por la que se desalojan los materiales depositados en la cámara de sedimentación.

CANAL DIRECTO.- Es aquel por el cual fluye el agua cuando se le da mantenimiento al desarenador.'5

Tiene 74.00 metros de longitud con tres compuertas metálicas para lavado.

(27)

8 EL CANAL 1C DEL PROYECTO DE RIEGO ZAPOTILLO

I4 Autores. Guadalupe Masache, Aníbal Macas y José Pauta

CAPÍTULO 1

Fig. 1.4 Esquema del desarenador

Cand de llegado

Compuertas de admisión

Transición

Canal de lavado Compuerta

Cómar'de de ovado

Canal diredo

Vertedero

Canal de saluda

FUENTE: KROCHIN S. 1995. Diseño Hidráulico. 3 ed. Quito-Ecuador. Escuela Politécnica Nacional, Quito, p 124

1.10 CANALES DE CONDUCCIÓN

1.10.1 CANALES

'Los canales son conductos por los cuales circula agua debido a la acción de la gravedad y sin ninguna presión, pues la superficie libre del líquido está en contacto con la atmósfera. Se llaman canales abiertos a los conductos que van a cielo abierto.

Los canales pueden ser: naturales (ríos o arroyos) o artificiales (construidos por el hombre).

,, 1 4 Qs.--L.An frnsircI dad rn21

(28)

En donde:

B = ancho del canal a la altura de la plataforma.

b ancho de solera.

d = tirante.

s separación de seguridad entre el espejo de agua y la plataforma (franco).

m = pendientes de las paredes del canal.

Cuadro 1.1 Relaciones geométricas de las secciones transversales más comunes

SECCICN ASEA HORAUuCA PER tIRO MOJM)O R.'DO HD.4.UUC0 Í SPEJC

A P R T

—

w1

by b+2y b

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oreTA22,A Ala

(b+zy)y b+2y _b+2y'JítZb-.zy)y b#2Zy

Z7

¡

Zy2 2y Ji2 22y

(enIJ2)D

1/2eD 1J4(1-)D Ó

TI 119 (o -sen o)D22 y

3A

2/3Ty _3T _3T8yZ _2y

FUENTE: VILLON, M. 1985. Hidráulica de canales. costa Rica. Instituto Tecnológico de Costa Rica. p 18.

Los canales pueden ser de flujo permanente, no permanente, uniforme, variado, laminar o turbulento.

El flujo es permanente cuando en un punto cualquiera, la velocidad media y presión no varían con respecto al tiempo.

(29)

Autores: Guadalupe Masache, Aníbal Macas yjosé Pauta

CAPÍTULO 1

El flujo es uniforme cuando la velocidad, presión y área, no cambian con respecto al espacio.

El flujo es variado cuando la velocidad, presión y área varían de una sección a otra.

Flujo laminar, en este flujo las partículas se mueven en trayectorias paralelas, mediante la formación de capas o láminas.

El flujo es turbulento cuando las partículas se mueven en forma desordenada en todas las direcciones. ,6

1.10.1.1 CANAL DE CONDUCCIÓN O TRASVASE

"Empieza en la obra de captación y termina en Saucillo. Tiene una longitud de 14.01 Km de los cuales 8.17 Km corresponden a 8 túneles, y 5.65 Km a canal abierto, además 100 m en dos acueductos y 74 m al desarenador."7

Se incluye la construcción de estructuras hidráulicas especiales: puentes vehiculares, pasos superiores, pasos inferiores, alcantarillas, aliviaderos, entre otras obras.

"La sección adoptada para los tramos de canal abierto es de tipo trapezoidal con un ancho de solera de 2.55m y talud 4:1, revestido con una capa de hormigón de 15 cm de espesor.

Los túneles son de sección transversal tipo baúl con dimensiones de 2.80 m de ancho de solera y 2.90 m de profundidad del agua, conservando una sección circular en la bóveda de 1.40 m de radio y van revestidos por una capa de hormigón lanzado de diferentes espesores según el estrato geológico que se esté atravesando.

En el caso de la sección tipo baúl (Fig. 1.7) tenemos:

6 _{Resumen de: VEN TE CHOW, 1997. Hidráulica de Canales Abiertos. 3 ed. México. Editorial Diana. pp}

24-28

(30)

R = radio de la bóveda.

13 = ángulo con la horizontal que hace el radio que toca la intersección de la

superficie del agua con la bóveda. h = profundidad del agua.

t = espesor de las paredes del túnel.

Fig. 1.6 Sección transversal de un túnel tipo baúl

Los túneles denominados 1 _y2 se sitúan sobre la formación Celica la misma que está constituida por rocas volcánicas de composición andesítica. Mientras que los túneles 3, 4, 5, 6, A, y B, se construyen sobre la formación Zapotillo constituida por lutitas negras, muy fracturadas estratificadas e intercaladas con areniscas.

Distancias de los túneles que se construyen en el canal de conducción o trasvase:

Cuadro 1.2 Longitudes de túneles del Proyecto Riego Zapotillo

TÚNEL 1 2015 m TÚNEL B 100 m

1 TÚNEL 2 861 m TÚNEL 4 491 m

TÚNEL3 206m TÚNEL5 2077m

TÚNELA 165m TÚNEL6 2230m

(31)

EL CANAL IC DEL PROYECTO DE RIEGO ZAPOTILLO

Autores: Guadalupe Masa che, Aníbal Macas y_,'osé Pauta CAPÍTULO 1

Fig. 1.7 Vista panorámica dei trasvase absc. 6+310

FUENTE: Archivo ACSAM-Z

1.10.1.2 CONDUCCIÓN PRINCIPAL IC

Tiene su inicio en el repartidor de caudales de Saucillo, con una longitud total de 32.52 Km y servirá para irrigar la margen izquierda del río Alamor.

Constituida por un canal abierto, 75 pasos subterráneos, 44 pasos superiores, 158 alcantarillas, 8 sifones, 16 pasos vehiculares, 90 pasos peatonales y un repartidor de caudales. Transporta un caudal de 6.72 M3 /s hasta el repartidor y de 1.32 m3/s luego de su derivación a la conducción 3-C, la sección del canal es trapezoidal con taludes 4:1 y 2.20 m de solera.

Fig. 1.8 Vista panorámica del canal IC absc. 11+650

a

(32)

1 1.10.1.3 CONDUCCIÓN PRINCIPAL 2C

"Al igual que la conducción 1C tiene su inicio en Saucillo, esta se desarrollaen la margen derecha del río Alamar, constituida por un canal abierto trapezoit1al de talud 4:1, además 35 pasos subterráneos, 33 pasos superiores, 150 alcantarillas, 1 acueducto, 8 sifones, 11 puentes vehiculares y 90 pasos

peatonales.

Fig. 1.9 Compactación de solera canal 2C absc. 1+500

Tiene una longitud de 32.83 Km y capacidad variable de 1.48 m 3/s en su inicio hasta 0.13 M3 /s al final de la conducción.

1.10.1.4 CONDUCCIÓN PRINCIPAL 3C

Con una longitud de 20.7 Km constituido por un canal abierto de talud 4:1 y sección trapezoidal, se divide en los ramales 3-lC y 3DC.

CONDUCCIÓN PRINCIPAL 31C

(33)

EL CANAL 1C DEL PROYECTO DE RIEGO ZAPOTILLO

Autores. Guadalupe Masache, Aníbal Macas y José Pauta

CAPÍTULO 1

Fig. 1.10 Vista panorámica canal 3C absc. 1+520

CONDUCCIÓN PRINCIPAL 3DC

Para el transporte de 4.20 M3 /s en una longitud de 13.07 Km de canal abierto; se compone de 21 pasos subterráneos, 11 pasos superiores, 75 alcantarillas, 2 sifones, 5 puentes vehiculares y 42 pasos peatonales. Naciendo en el repartidor de caudales de la conducción 1C."8

8

(34)

(35)

EL CANAL 1C DEL PROYECTO DE RIEGO ZAPOTILLO

Autores: Guadalupe Masa che, Aníbal Macas y José Pauta

CAPÍTULO II

2. EROSIÓN

2.1 INTRODUCCIÓN

"La erosión puede ser analizada comenzando por el despegue de las partículas de suelo debido al impacto de las gotas de lluvia. La energía de las gotas puede lanzar las partículas de suelo al aire durante el impacto. En suelos a nivel, estos se dispersan más o menos uniformemente en todas las direcciones, pero en un terreno con pendiente habrá un transporte mayor hacia abajo (Fig. 2-1). Si durante el proceso ocurre flujo superficial, las partículas serán incorporadas al flujo y serán transportadas aún más abajo antes de ser depositadas de nuevo en la superficie. "

Fig. 2-1 Transporte de partículas de suelo por impacto de lluvia

TRAYECTORIA DE LA GOTA DE LLUVIA YECTORLA DE LAS PARTÍCULAS DE SUELO

FUENTE: LINSLEY, J. 1987. Hidrología para Ingenieros. 2 ed. México, McGraw-Hill. p 132.

El flujo superficial es predominantemente laminar y en general no puede despegar partículas de la masa del suelo; sin embargo si puede mover partículas ya sueltas en la superficie. Los procesos de socavación y flujo superficial son responsables de la erosión en capas de poco espesor y de la degradación relativamente uniforme de la superficie del suelo.

La erosión en capas es difícil de detectar, a menos que el suelo haya descendido por debajo de viejas marcas de nivel del terreno en postes de

(36)

cercas, si las raíces de los árboles se encuentran descubiertas o si ha dejado pequeños pilares de suelo cubierto por capas de roca o grava.

"El diámetro (d) de las gotas de lluvia se encuentra entre 0.5 y 6 mm (0.02 a 0.25 puIg) y la velocidad ( y) que varía con el diámetro, desde 2 hasta 9 m/s (7 a 30 pie/s).

Dado que la energía cinética es proporcional a d 3 y2 , el poder erosivo de las gotas más grandes, puede ser 10 000 veces mayor que el de las gotas más pequeñas. ,2

Esto es compatible con el hecho de que unas pocas tormentas intensas son las causantes de la mayor parte de la erosión que se presenta en las cuencas de los ríos. Este efecto se incrementa, en razón de que el flujo superficial ocurre con mayor frecuencia durante tormentas de gran intensidad.

En sitios donde la pendiente es fuerte, la velocidad aumenta considerablemente, por cuya razón se forma una pequeña socavación que posteriormente da lugar a la formación de un surco y termina en un proceso de erosión en cárcava.

A medida que la socavación se hace más profunda, su perfil se hace más pendiente cerca de la sección inicial de la cárcava (Fig. 2-2). La erosión es más intensa en esa región y en consecuencia hay una tendencia de la cárcava a extenderse hacia arriba.

Otro factor que ayuda a la erosión, es el movimiento de las masas de suelo, que puede tomar la forma de un movimiento lento de arrastre o de un colapso masivo rápido, como un deslizamiento.

Algunos deslizamientos pueden ocurrir directamente sobre un cauce natural llevando un volumen considerable de material sedimentario al cauce.

(37)

' DETERMINACIÓN DEL VOLUMEN DE SEDIMENTOS TRANSPORTADOS EN 18 EL CANAL 1 C DEL PROYECTO DE RIEGO ZAPOTILLO

CAPÍTULO II

Fig. 2-2 Perfil típico de una cárcava

FUENTE: LINSLEY, J. 1987. Hidrología para Ingenieros. 2 ed. México, McGraw-Hill. p 133.

2.2 FACTORES QUE CONTROLAN LA EROSIÓN

La tasa de erosión depende de: régimen de lluvias, cobertura vegetal, tipo de suelos y pendiente del terreno.

El régimen de lluvias es importante, ya que el impacto de las gotas de agua lluvia aumentará el proceso de la erosión.

La vegetación brinda protección mecánica contra la erosión del suelo ya que sirve como un colchón que impide que el agua golpee directamente en el suelo y adicionalmente puede mejorar la capacidad de infiltración del suelo por el aumento en el contenido natural de materia orgánica del mismo. Una mayor infiltración significa menor flujo superficial.

(38)

Las tasas de erosión son mayores en pendientes altas que en pendientes

suaves. Entre más pendiente tenga un talud, más efectiva será la acción del

agua lluvia en erosionar y transportar los sedimentos pendiente abajo.

Las velocidades del flujo superficial y los movimientos masivos del suelo son

superiores y más frecuentes

en taludes con gran pendiente.

2.3 TIPOS DE EROSIÓN

Existen dos tipos de erosión: eólica e hídrica.

2.3.1 EROSIÓN EÓLICA

Es el proceso físico mediante el cual el suelo es desprendido, arrastrado y

depositado en otro lugar por acción del viento.

Las masas de suelo permanecen por algún tiempo en equilibrio precario, y

basta la presencia de un factor detonante como el viento, para que se produzca

el movimiento.

2.3.1.1 MOVIMIENTOS DEL VIENTO

Los movimientos del viento en el proceso erosivo son de triple naturaleza,

llamados: remolinos, corrientes paralelas y torbellinos.

2.3.1.1.1 REMOLINOS

El movimiento del viento se da en forma giratoria a manera de embudo, en un

solo punto del terreno, removiendo el suelo y suspendiéndolo (Fig. 2-3).

Fig. 2-3 Movimiento del viento en remolinos

DIRECCIÓN GENERAL PERFIL SUPERFICIE DEL VIENTO DEL SUELO DELSUELO

v'') 9'QQ cc

(39)

EL CANAL 1C DEL PROYECTO DE RIEGO ZAPOTILLO Autores: Guadalupe Masache, Aníbal Macas ,vJosé Pauta

CAPÍTULO II

2.3.1.1.2 CORRIENTES PARALELAS

Son intermitentes y se desplazan con variaciones repentinas de intensidad y

dirección (Fig. 2-4).

Fig. 2-4 Movimiento del viento en corrientes paralelas

DIRECCIÓN GENERAL DEL VIENTO

SUPERFICIE DEL SUELO PERFIL DEL SUELO — '. ' .. ¡ •' - r

1 • - ? ,p_. 0oT, •, - • •o 1.P

FUENTE: IÑIGUEZ M. 1999. Manejo y conservación de suelos y aguas. Loja, Ec. p 244.

2.3.1.1.3 TORBELLINOS

Se producen al chocar corrientes paralelas con remolinos, produciendo gran

agitación dentro de las masas de aire (Fig. 2-5).

Fig. 2-5 Movimiento del viento en torbellinos

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DEL SUELO

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(40)

2.3.1.2 FASES DE LA EROSIÓN EÓLICA

En su desarrollo la erosión eólica involucra en forma simultánea algunos

movimientos del suelo durante la mecánica del proceso, así:

2.3.1.2.1 REMOCIÓN

En suelos sueltos y desprovistos de cobertura vegetal, donde las partículas se

encuentran libres, la energía del viento puede activar el movimiento de las

partículas y generar el proceso de remoción.

Las partículas empiezan a moverse ejerciendo pequeños saltos, las que

al caer

pueden rebotar hacia las corrientes del viento o chocar con otras partículas,

fraccionándolas (Fig. 2-6).

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FUENTE: INIGUEZ M. 1999. Manejo y conservación de suelos y aguas. 1 ed. Loja, Ec. Gráficas Cosmos. p 245.

La altura de los saltos después de haber sido removidas las partículas, varían

de 0.30 a 0.50 m con desplazamientos horizontales de 1.20 m a 2.0 m. El

tamaño de las partículas más afectadas, es de hasta 0.50 mm de diámetro. El

porcentaje de suelo removido por efecto de rebote está entre 55 y 72%.

2.3.1.2.2 TRANSPORTE

(41)

DETERMINACIÓN DEL VOLUMEN DE SEDIMENTOS TRANSPORTADOS EN 22 EL CANAL JC DEL PROYECTO DE RIEGO ZAPOTILLO

CAPÍTULO II

Fig. 2-7 Transporte de partículas de suelo según su tamaño

CULTIVAR

FUENTE: IÑIGUEZ M. 1999. Manejo y conservación de suelos y aguas. Loja, Ec. p 246. El transporte de las partículas en suspensión por el viento es mayor, cuando las partículas son esféricas y pequeñas (<0.1 mm de diámetro); y. la altura de transporte disminuye conforme aumenta el tamaño de las partículas.

Cuando la fuerza del viento vence la atracción de la gravedad, las partículas son transportadas a grandes distancias en forma de nubes de polvo.

La energía de transporte, aumenta el arrastre mientras mayor es la velocidad del viento.

El ángulo con que las partículas en suspensión golpean las partículas del suelo está entre 10 y 16 grados a partir de la horizontal, independientemente de la altura alcanzada.

2.3.1.2.3 DEPOSICIÓN

La deposición de las partículas en suspensión se da por gravedad; al disminuir la energía del viento, al existir obstáculos como árboles, cultivos, rocas, etc., o, al presentarse lluvias, que disminuyan la energía del viento. De este modo primero se depositan las partículas gruesas, luego las finas.

2.3.1.3 TIPOS DE EROSIÓN EÓLICA

(42)

2.3.1.3.1 EFLUXIÓN

Es el proceso que se inicia con la remoción de partículas de suelo de 0.5 a 0.05

mm de diámetro, desplazándose luego por efecto de salto o movimiento de

rebote (Fig. 2-8).

Fig. 2-8 Proceso de erosión eólica tipo efluxión viento

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viento

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FUENTE: www.iespana.es/naturaeduca/cienc_suelo_erosion.htm

2.3.1.3.2 EXTRUSIÓN

Llamado impacto, es el proceso por el cual el impacto de las partículas sobre

las superficies de material flojo es suficiente para que otras partículas sean

puestas en movimiento. Las cuales sin ésta ayuda quizá no pueden ser

transportadas por el viento (Fig. 2-9).

Fig. 2-9 Proceso de erosión eólica tipo extrusión

--

(43)

DETERMINACIÓN DEL VOLUMEN DE SEDIMENTOS TRANSPORTADOS EN 24 EL CANAL JC DEL PROYECTO DE RIEGO ZAPOTILLO

CAPÍTULO U

2.3.1.3.3 DETRUSIÓN

Las partículas de diferente tamaño son arrancadas por el viento y luego

depositadas, primero las más pesadas y luego las más livianas. Las partículas

más pesadas y que no pueden ser transportadas por el viento, se deslizan

hacia depresiones u hondonadas del terreno a manera de avalancha

aumentando así el aporte de material erosionado (Fig. 2-10).

Fig. 2-10 Proceso de erosión eólica tipo detrusión

\

FUENTE: IÑIGUEZ M. 1999. Manejo y conservación de suelos y aguas. Loja, Ec. p 248.

2.3.1.3.4 EFLASIÓN

Es el proceso por el cual se erosionan las partículas de suelo menores a 0.1

mm de diámetro. El viento las desprende y las pone en suspensión en la

atmósfera.

Esta forma de erosión ocurre, cuando la velocidad terminal de caída,

determinada por el tamaño de la partícula, forma y densidad, es menor que la

velocidad de las corrientes ascendentes del viento.

(44)

Fig. 2-11 Proceso de erosión eólica tipo eflasión

-;-j--FUENTE: INIGUEZ M. 1999. Manejo y conservación de suelos y aguas. Loja, Ec. p 248.

2.3.1.3.5 ABRASIÓN

Es el proceso que da como resultado, que los suelos después de haber sido impactados por granos con golpes directos y constantes de partículas en salto, se desgasten y se rompan, de esa manera aumenta el aporte de material erosionable. Los suelos franco arenosos son los más susceptibles y los arcillosos los más resistentes a este proceso (Fig. 2-12).

Fig. 2-12 Proceso de erosión eólica tipo abrasión

(45)

26

EL CANAL 1C DEL PROYECTO DE RIEGO ZAPOTILLO

CAPÍTULO II

2.3.2 EROSIÓN HÍDRICA

La erosión hídrica se produce cuando las gotas de lluvia que caen sobre el

suelo tienen la suficiente energía para remover las partículas del mismo,

dejándolas libres para que puedan ser transportadas por la escorrentía

superficial.

2.3.2.1

FASES DE LA EROSIÓN HÍDRICA

En la erosión hídrica se distinguen las siguientes fases:

2.3.2.1.1 FORMACIÓN DE LA GOTA DE AGUA LLUVIA

"El diámetro de una gota de agua lluvia al caer de la nube esta entre 0.6 y 6.0

mm, con forma y peso variables. La gota de agua lluvia al cruzar el espacio

adquiere una velocidad terminal ( y), que varía de 2 a 9 m/s en función de su

diámetro "3, hasta que la resistencia por fricción del aire iguale la fuerza

gravitacional y a partir de este momento continúa descendiendo a esa

velocidad, adquiriendo la gota de agua una energía comparable con la energía

que alcanzaría una piedra al ser lanzada a 10 m de altura, la cual se denomina

energía cinética (Ec), misma que se representa así:

m * 2

Ec= (2-1)

2

En donde:

Ec

_{= Energía Cinética (Kg. m 2/s2) (Joule).}

m

= Masa de la gota de agua (Kg).

y

= Velocidad terminal

(m/s).

(46)

2.3.2.1.2 IMPACTO DE LA GOTA DE LLUVIA Y DESPRENDIMIENTO DEL

SUELO

El fenómeno erosivo se inicia cuando las gotas de lluvia impactan al suelo

desnudo, desprendiendo, disgregando y lanzando las partículas del suelo al

aire, hasta una altura de 1.50 m (Fig. 2-13).

La capacidad erosiva de las gotas de lluvia depende de la energía por unidad

de área de la gota individual, ya que la energía de las gotas determina la fuerza

que debe ser absorbida en cada impacto, mientras que el área horizontal de la

gota determina la cantidad de suelo que debe recibir el impacto.

2.3.2.1.3 SALPICADO Y DISPERSIÓN DEL SUELO

La gota de lluvia al caer sobre el suelo produce una corona de dispersión. Esta

gota de lluvia, una vez que formó la corona de dispersión se fracciona y a cada

una de estas fracciones se adhieren partículas de suelo; seguidamente estas

fracciones pasan a formar parte de la escorrentía superficial y de esa manera

las partículas de suelo son arrastradas (Fig. 2-13).

Fig. 2-13 Impacto de la gota de lluvia y salpicado del suelo en el proceso erosivo

(47)

CAPÍTULO II

Cada partícula salpicada describe una curva parabólica que se mueve lateralmente cuatro veces su altura. La altura y distancia del salpicado depende de la condición de la superficie del suelo y de la velocidad final de las gotas de lluvia.

En suelos con superficie a nivel, las partículas se dispersan uniformemente, mientras que en terrenos con pendiente, existe mayor movimiento del material salpicado ladera abajo que hacia arriba.

Existe máximo salpicado después que la superficie del suelo se ha humedecido, luego disminuye. En igual forma en presencia de una lámina delgada de agua el impacto es mayor y disminuye cuando la lámina es más gruesa.

El diámetro de las partículas de suelo que fácilmente salpican por efecto de las gotas de lluvia está entre 0.25 y 1.0 mm, y el diámetro de los agregados (terrones) está entre 0.5 a 2.0 mm.

2.32.1.4 ESCORRENTÍA Y TRANSPORTE DE PARTÍCULAS

DESPRENDIDAS

Es el proceso mediante el cual las partículas de suelo removidas, son transportadas por las aguas que se movilizan sobre la superficie del suelo por efectos de la gravedad siguiendo las irregularidades del terreno, durante y luego de haberse sucedido una precipitación (Hg. 2-14).

Fig. 2-14 Salpicado y escurrimiento de las partículas TRAYECTORIA DE LA GOTA

DE LLUVIA

TRAYECTORIA DE LAS PARTíCULAS DE SUELO

(48)

La escorrentía en laderas tiende a concentrarse en rugosidades, grietas,

huellas de labranza y obstáculos. La cantidad de suelo erosionado, depende de

las propiedades del suelo, porcentaje, longitud de la pendiente; y la capacidad

de disgregación del suelo.

2.3.2.1.5 SEDIMENTACIÓN DE LAS PARTÍCULAS

Es la cantidad de material erosionado, transportado por la escorrentía y

depositado en pliegues o rugosidades que impiden el libre flujo de la

escorrentía (Fig. 2-15).

Fig. 2-15 Sedimentación de las partículas en el proceso erosivo

FUENTE: IÑIGUEZ, M. 1999. Manejo y conservación de suelos yaguas. Loja, Ec., p 251.

Si la cantidad de sedimentos es mayor que la capacidad de transporte de la

escorrentía, habrá un depósito de sedimentos. Los sedimentos llevados por la

escorrentía se pueden depositar en:

- Las pendientes de las colinas abiertas y en los aluviales.

- Los cauces de las corrientes.

- Los lagos, presas y puertos.

(49)

Autores: Guadalupe Masa che, Aníbal Macas ,vJosé Pauta

CAPÍTULO II

El depósito de sedimentos en los ríos, se inicia con los materiales más gruesos,

luego los medianos a mayores distancias de recorrido y finalmente los más

finos en los meandros, embalses, reservorios o puertos.

2.3.2.2 TIPOS DE EROSIÓN HÍDRICA

Según como el agua actúe en el suelo se distinguen tres tipos de erosión

hídrica:

2.3.2.2.1 EROSIÓN TIPO SALPICADURA

Parte del proceso de erosión hídrica se debe al impacto de las gotas de lluvia

sobre el suelo desnudo (salpicadura). La velocidad terminal de caída y el

tamaño de las gotas de lluvia, desprenden las partículas del suelo y las

dispersan.

Además de los efectos de remoción, desprendimiento y dispersión de las

partículas del suelo, la erosión por salpicadura deja las partículas pequeñas del

suelo en suspensión para que la escorrentía superficial las arrastre (Fig. 2-16).

Fig. 2-16 Erosión hídrica tipo salpicadura

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(50)

2.3.2.2.2 EROSIÓN TIPO ESCURRIMIENTO

El agua lluvia al no infiltrarse en el suelo, debido a la gran intensidad de la

lluvia o a que el suelo está saturado, ocurre la escorrentía superficial que

arrastra el suelo desprendido (Fig. 2-17).

Fig. 2-17 Erosión hídrica tipo escurrimiento

Escurrimiento

Raíces al descubierto

FUENTE: www.iespana.es/natureduca/cienc_suelo_erosion.htm

Según sea, la pendiente, la cantidad de agua y las características del suelo, se

presentan diferentes subtipos de erosión hídrica por escurrimiento:

EROSIÓN POR ESCURRIMIENTO DIFUSO

Es un tipo denominado normal, consiste en desplazamientos relativamente

cortos de partículas de suelo, o en la formación de pequeños surcos

temporales. Ocurre aún en terrenos con buena cobertura vegetal (Fig. 2-18).

Fig. 2-18 Erosión hídrica subtipo escurrimiento difuso ¡ 4' ¿ 4 1 • ( -j

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(51)

32

EL CANAL 1C DEL PROYECTO DE RIEGO ZAPOTILLO Autores: Guadalupe Masache, Aníbal Macas y José Pauta

CAPÍTULO II

EROSIÓN POR ESCURRIMIENTO LAMINAR

Es el arrastre uniforme y casi imperceptible de delgadas capas de suelo por efecto del agua. A veces se forman redes de pequeños surcos en las rugosidades de la superficie, que cambian su curso y forma durante la precipitación.

La erosión laminar, es muy perjudicial aunque es difícil de apreciar. Se puede detectar esta forma de erosión porque el nivel del suelo desciende por debajo de viejas marcas, en postes, cercas y raíces que quedan al descubierto. Producto de esta acción aparecen otras formas de erosión.

Los suelos con escasa cubierta protectora son los más expuestos a este efecto, así como también subsuelos con partículas de baja cohesión y bajo contenido de materia orgánica, los que permiten que las gotas de agua lluvia ocasionen la salpicadura de las partículas de suelo, para luego ser transportadas en delgadas y uniformes capas por el escurrimiento superficial (Fig. 2-19).

Fig. 2-19 Erosión hídrica subtipo laminar

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(52)

EROSIÓN POR ESCURRIMIENTO EN SURCOS

Es causada por el escurrimiento superficial del agua que se concentrá en surcos que pueden ser paralelos, independientes, durables, naturales o inducidos.

El cultivo en dirección de la pendiente facilita la concentración del agua de escurrimiento superficial, formando los surcos.

En pendientes menores al 20%, estos surcos son fácilmente observados, y pueden ser borrados con herramientas de labranza y así evitar que aumenten su tamaño hasta formar cárcavas.

Los surcos ocurren con mayor frecuencia durante precipitaciones de intensidades mayores a 10 mm con intervalos de duración de 30 minutos, en terrenos preparados para el cultivo, con pendientes mayores al 20% (Fig. 2-20).

Fig. 2-20 Erosión hídrica tipo surcos

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FUENTE: www.iespana.es/natureduca/ciencsueloerosjon.htm

EROSIÓN POR ESCURRIMIENTO EN CÁRCAVAS

(53)

CAPÍTULO II

de varios surcos que forman zanjas de gran tamaño, conocidas como cárcavas, generalmente ramificadas y que no permiten el uso de maquinaria para el cultivo.

Las cárcavas son por lo general canales profundos y se presentan frecuentemente en áreas con subsuelos frágiles (Fig. 2-21).

Fig. 2-21 Proceso de erosión subtipo cárcavas

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FUENTE: www.iespana.eslnatureducalcienc—suelo—erosion.htm

EROSIÓN POR ESCURRIMIENTO SUBTIPO REGRESIVA

Este tipo de erosión se refiere, a que luego de formados los surcos y cárcavas, el agua lluvia al precipitarse impacta las mismas, erosionando la parte superior de éstas, hasta llegar en ocasiones a la cima de las laderas (Fig. 2-22).

Fig. 2-22 Proceso de erosión subtipo regresiva

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(54)

EROSIÓN POR ESCURRIMIENTO EN PINÁCULOS

Llamada tubular, es la erosión, en la que las aguas de la escorrentía superficial

socavan en profundidad el suelo suelto, desprendiendo y arrastrando todo el

material removido hasta topar suelo cementado, dejando de esta manera

columnas de suelo semejantes a pirámides o pináculos aislados, que pueden

alcanzar alturas desde pocos centímetros hasta varios metros. En este tipo de

erosión una capa resistente de grava o piedra, corona el pináculo (Fig. 2-23).

Fig. 2-23 Erosión hídrica subtipo pináculo

\ Pendiente

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FUENTE: www.iespana.es/natureduca/cienc_suelo_erosion.htm

EROSIÓN POR ESCURRIMIENTO EN TERRACETA

Se origina por el sobrepastoreo de los animales, que destruyen la cobertura

vegetal y remueven las partículas del suelo; dejando así, una serie de caminos

que luego serán recorridos por la escorrentía superficial, dando inicio de esta

manera a la erosión en surcos, cárcavas y derrumbes (Fig. 2-24).

(55)

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e-DETERMINACIÓN DEL VOLUMEN DE SEDIMENTOS TRANSPORTADOS EN 36

EL CANAL 1 C DEL PROYECTO DE RIEGO ZAPOTiLLO Autores: Guadalupe Masa che, Aníbal Macas y José Pauta

CAPÍTULO II

2.3.2.2.3 EROSIÓN POR REMOCIÓN EN MASA

Son movimientos masivos de suelo, causados por la infiltración del agua, a

través de fisuras o sedimentos gruesos y la acción de la gravedad. Puede ser

de movimiento lento, o rápido.

Los principales subtipos de erosión por remoción en masa son:

EROSIÓN SUBTIPO DESLIZAMIENTO

Llamado alud, son movimientos rápidos, que ocurren por la saturación y

aumento de peso de la masa de suelo. El agua infiltrada encuentra capas

inferiores de texturas más finas o impermeables, que facilitan el deslizamiento

de la capa superior del suelo por lubricación o gravedad y ayudados por la

pendiente del terreno.

Los deslizamientos se presentan con mayor frecuencia cuando se destruye la

vegetación y aumenta la infiltración (Hg. 2-25).

Fig. 2-25 Erosión hídrica subtipo deslizamientos

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FUENTE: www.iespana.es/natureduca/ciencsueloerosjon.htm

EROSIÓN SUBTIPO DERRUMBES

(56)

escorrentía superficial y la gravedad, ocasionando la pérdida del suelo. Este tipo de erosión afecta a cualquier clase de suelo y es muy frecuente en caminos, carreteras, y ríos, debido al socavamiento de los taludes (Fig. 2-26).

Fig. 2-26 Erosión hídrica subtipo derrumbes

FUENTE: IÑIGUEZ, M. 1999. Manejo y conservación de suelos y aguas. Loja, Ec., p 259.

EROSIÓN SUBTIPO SOLIFLUXIÓN

Es el movimiento lento y progresivo de suelos en sentido de la pendiente, los cuales descansan sobre suelos arcillosos, de baja permeabilidad, o sobre zonas con rocas metamórficos en estado avanzado de meteorización.

La erosión tipo de solifiuxión es ocasionada por aguas internas provenientes de infiltraciones o corrientes subterráneas. Se notan por la presencia de desplazamientos de caminos y carreteras, por la presencia de cercas o árboles inclinados y hundimientos leves que forman terrazas. No siempre se rompe la cubierta vegetal, permitiendo las actividades agrícolas (Fig. 2-27).

Fig. 2-27 Erosión hídrica subtipo solifluxión

(57)

, DETERMINACIÓN DEL VOLUMEN DE SEDIMENTOS TRANSPORTADOS EN 38 EL CANAL 1C DEL PROYECTO DE RIEGO ZAPOTILLO

CAPÍTULO II

EROSIÓN SUBTIPO COLADAS DE BARRO

Son remociones de suelo en forma de lodo, ocasionadas por sobresaturación de la capa superior de los suelos, al sobrepasar el límite de liquidez, en terrenos de grandes pendientes. El peso de árboles, animales y construcciones unido al proceso de infiltración de las aguas, favorecen la formación de coladas de barro (Fig. 2-28).

Fig. 2-28 Erosión hídrica subtipo coladas de barro

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EROSION SUBTIPO HUNDIMIENTOS

(58)

Fia. 2-29 Erosión hídrica subtipo hundimientos

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FUENTE: IÑIGUEZ M. 1999. Manejo y conservación de suelos y aguas. 1 ed. Loja, Ec. Gráficas Cosmos. p 262.

EROSIÓN SUBTIPO RIBERAS

Llamada erosión de orillas de cauces naturales, que en su curso van socavando sus riberas, lo que representa serias pérdidas de suelo. Cuando la pendiente es mínima, los cursos de agua serpentean entre bancos de fango, provocando importantes pérdidas de suelo (Fig. 2-30).

Fig. 2-30 Erosión hídrica subtipo riberas de los ríos

(59)

DETERMINACIÓN DEL VOLUMEN DE SEDIMENTOS TRANSPORTADOS EN 40 EL CANAL 1 C DEL PROYECTO DE RIEGO ZAPOTILLO

Autores: Guadalupe Masache, Aníbal Macas yJosé Pauta

CAPÍTULO II

EROSIÓN SUBTIPO DESPRENDIMIENTOS Y DESPLOMES

Son desplomes de partículas de suelo en seco, producidas por su peso o pérdida de cohesión. Se presentan en bordes o salientes de formaciones rocosas de esquistos, conglomerados, yen taludes de carreteras (Fig. 2-31).

Fig. 2-31 Erosión hídrica subtipo desprendimientos y desplomes

FUENTE: www.iespana.es/natureduca/cienc_sueloerosjon.htm

2.4 GRADOS DE LA EROSIÓN

'La erosión hídrica se evalúa con el fin de determinar los daños causados por ella, los costos y beneficios de las prácticas de conservación y control.

Al calificar el grado de erosión, se determina su dinámica, en términos de su intensidad y el área que afecta.

Existen diferentes calificaciones y número de grados, según la utilización que se le vaya a dar al estudio.

(60)

Conservación. Además pueden existir problemas geológicos, que sólo con el transcurso del tiempo y la acción de agentes naturales podrían corregirse. '4

2.5 MODELOS UTILIZADOS EN LA EVALUACIÓN DE LA EROSIÓN

"La erosión por su distribución espacial y por que las mismas están condicionadas por muchos factores interactuantes, es un proceso que no puede ser medido en forma exacta y de manera sencilla. La estimación de las tasas de erosión se realiza con base a pruebas de campo y modelos que consideran al mundo real como un sistema. A continuación se muestran los modelos más conocidos para la determinación de la erosión."5

2.5.1 NIVEL MEDIO-BAJO DE NECESIDAD DE DATOS

2.5.1.1 CARGAS POR SUPERFICIE UNITARIA (PREDICCIÓN ESTADÍSTICA)

"Aplicación: Pérdida de sedimentos, pérdida de nutrientes.

Escala de tiempo: Promedios a largo plazo.

Escala espacial: Decenas a centenares de km2.

Los modelos estadísticos utilizan datos agregados para situaciones comparables.

La capacidad de predicción es baja, pero puede ser útil como medio de detección o en los casos en que no se dispone de datos sobre los campos de cultivo o la escala espacial es tan grande que resulta antieconómico obtenerlos.

2.5.1.2 USLE (ECUACIÓN UNIVERSAL DE PÉRDIDA DE SUELO)

Aplicación: Pérdida media de suelo en relación con cultivos específicos, etc.

"Resumen de: IÑIGUEZ, M. 1999. Manejo y conservación de suelos y aguas. Loja, Ec., pp. 261-262.

(61)

CAPÍTULO II

Escala de tiempo: Anual.

Escala espacial: Parcela/finca.

2.5.1.3 RUSLE/MUSLE (USLE REVISADA/MODIFICADA)

Aplicación: Pérdida media de suelo en relación con cultivos específicos, etc.

Escala de tiempo: Anual.

Escala espacial: Parcela/finca.

Los modelos empíricos semejantes al USLE se aplican en el análisis de grandes superficies, utilizando por ejemplo, datos obtenidos con sistemas de teledetección, para elaborar estimaciones regionales de las pérdidas de suelos.

Estos modelos se incorporan muchas veces en los modelos hidrológicos más detallados que se indican a continuación:

2.5.2 MODELOS QUE REQUIEREN GRAN CANTIDAD DE DATOS (ORIENTADOS HACIA EL PROCESO)

2.5.2.1 ACTMO (MODELO DE TRANSPORTE DE PRODUCTOS QUÍMICOS AGRÍCOLAS)

Aplicación: Procesos hidrológicos, calidad del agua.

Escala de tiempo: Suceso aislado, continuada.

Escala espacial: Finca.

2.5.2.2 AGNPS (CONTAMINACIÓN DE FUENTES AGRÍCOLAS NO LOCALIZADAS)

Aplicación: Hidrología, erosión y plaguicidas.

Escala de tiempo: Suceso aislado, diariamente, continuada.

(62)

0

CAPÍTULO II

2.5.2.3 ANSWERS (SIMULACIÓN DE RESPUESTAS AMBIENTALES EN CUENCAS HIDROGRÁFICAS DE FUENTES ZONALES NO LOCALIZADAS)

Escala de tiempo: Una tormenta.

Escala espacial: Cuadrícula.

2.5.2.4 CREAMS (EROSIÓN QUÍMICA Y ESCORRENTÍA DE LOS SISTEMAS DE ORDENACIÓN AGRÍCOLA)

Escala de tiempo: Diaria, continuada.

2.5.2.5 EPIC (CALCULADOR DEL EFECTO EROSIÓN-PRODUCTIVIDAD)

Aplicación: Hidrología, erosión, ciclo de los nutrientes, ordenación de cosechas y suelos; y economía.

Escala de tiempo: Suceso aislado, diaria, continuada.

2.5.2.6 HPSF (PROGRAMA FORTRAN DE SIMULACIÓN HIDROLÓGICA)

Aplicación: Hidrología, calidad del agua en relación con contaminantes orgánicos, tóxicos y convencionales.

Escala espacial: Cuenca hidrográfica.

2.5.2.7 SHE (SISTEMA HIDROLÓGICO EUROPEO)

Aplicación: Hidrología con módulos de calidad del agua.

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DETERMINACIÓN DEL VOLUMEN DE SEDIMENTOS TRANSPORTADOS EN 44 EL CANAL ÍC DEL PROYECTO DE RIEGO ZAPOTILLO

Autores: Guadalupe Masache, Aníbal Macas yJosé Pauta

CAPÍTULO It

2.5.2.8 SWAM (MODELO DE CUENCAS HIDROGRÁFICAS PEQUEÑAS)

Aplicación: Procesos hidrológicos, sedimentos, nutrientes y plaguicidas.

Escala de tiempo: Diana, continuada.

2.5.2.9 SWAT (INSTRUMENTO DE EVALUACIÓN DE SUELOS Y AGUAS)

Aplicación: Procesos hidrológicos, sedimentos, nutrientes y plaguicidas.

Escala espacial: Simulación simultánea para centenares de subcuencas.

2.5.2.10 SWRRB (SIMULADOR PARA RECURSOS HÍDRICOS EN CUENCAS RURALES)

Aplicación: Balance hídrico y procesos hidrológicos y sedimentación.

2.5.2.11 WEPP (PROYECTO DE PREDICCIÓN DE LA EROSIÓN HÍDRICA)

Aplicación: Procesos hidrológicos, procesos de sedimentación.

Escala de tiempo: Tormenta, diaria, continuada.

Escala espacial: Ladera, cuenca hidrográfica, cuadricula. ,6

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(65)

Autores: Guadalupe Masache, Aníbal Macas yJosé Pauta CAPÍTULO III

3 MODELO DE LA ECUACIÓN UNIVERSAL DE

PÉRDIDA DE SUELOS REVISADA (RUSLE)

3.1 INTRODUCCIÓN

El objetivo de este capítulo es presentar el modelo RUSLE (Ecuación Universal de Pérdida de Suelos Revisada) para estimar tasas de erosión de los suelos.

La posibilidad de evaluar cuantitativamente alternativas de uso y manejo de suelos en términos de la erosión que generan, constituye una guía para la toma de decisiones. Menor erosión significa menores externalidades; es decir, menos salida de sedimentos del predio con el impacto de las gotas de lluvia o con el agua de escurrimiento, lo que reduce la sedimentación en cauces y cuerpos de agua superficiales. La sedimentación, fenómeno siempre asociado a la erosión, colmata cauces y cuerpos de agua, reduciendo su capacidad.

La planificación que considera la conservación de los suelos, tiene utilidad a escalas desde prediales hasta regionales. La principal ventaja de un modelo de simulación, es poder realizar la estimación de la tasa de erosión que ocurriría con un determinado uso y manejo del suelo, en el proceso de elaboración de proyectos de explotación prediales. A escalas menores que la predial, además de la planificación y ordenamiento territorial, un modelo de simulación puede servir para evaluar el uso actual de los suelos y poner de manifiesto las combinaciones uso—suelo—topografía—lugar geográfico, con niveles de erosión excesivos para actuar sobre ellos.

"La Ecuación Universal de Pérdida de Suelos Revisada (RUSLE), fue originalmente desarrollada en los Estados Unidos de América, para el tratamiento de problemas de erosión severos en áreas agrícolas durante los años 30. La ecuación fue derivada empíricamente de-más de 10.000 parcelas con datos de escorrentía y pérdida de suelos, tomados por más de cuatro décadas en el este y centro de Estados Unidos"'