Construcción de diques

CONSTRUCCIÓN DE DIQUES

Elaboración y Colaboración: DIRECCIÓN ZONAL AGRORURAL PUNO Edición: Agosto 2014 Gestión y Coordinación: Dirección General de Competitividad Agraria.

Dirección de Información Agraria. www.minagri.gob.pe Jr. Yauyos 262, Lima-Perú.

Telf: 051-2098600 (2251) Impresión: Corporación Gráfica Rodríguez S.A.C. Prohibida la reproducción parcial o total, por cualquier medio o método de este libro sin previa autorización del Ministerio de Agricultura y Riego.

MINISTERIO DE AGRICULTURA Y RIEGO

PRESENTACIÓN PROGRAMA PRESUPUESTAL DE SUELOS 0089 “REDUCCIÓN DE LA DEGRADACIÓN DE LOS SUELOS AGRARIOS” El Ministerio de Agricultura y Riego en coordinación con sus organismos públicos adscritos: la Dirección General de Asuntos Ambientales-DGAAA, la Dirección General de Competitividad Agraria-DGCA, el Programa de Desarrollo Productivo-AGRORURAL, el Instituto Nacional de Innovación Agraria-INIA, y en un trabajo conjunto con el Ministerio de Ambiente a través del Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología del Perú-SENAMHI, dan a conocer para el ejercicio 2014 el Programa Presupuestal Multisectorial “Reducción de la Degradación de Suelos Agrarios 0089” el cual se encuentra enmarcado dentro de los objetivos nacionales y sectoriales del sector agrario, contribuyendo con el incremento de la productividad, competitividad, sostenibilidad e inclusión en bien de la seguridad alimentaria del país y en especial de los pequeños y medianos productores.

En este contexto, el MINAGRI, cumpliendo con su rol promotor, articulador y orientador viene implementando la actividad 5004175:”Difusión de Campañas Informativas a Productores” del programa presupuestal indicado, con tres sub-actividades: a) Difusión y promoción orientada a la aptitud de suelos. b) Difusión y sensibilización a través de jornadas de información agroclimática y suelos. c) Sensibilización y difusión del uso adecuado de los productos químicos en los cultivos (fertilizantes y plaguicidas).

Para la realización de esta labor, el programa presupuestal ha priorizado siete departamentos: Ancash, Ayacucho, Cajamarca, Huancavelica, Huánuco, Pasco y Puno, y con un trabajo conjunto de los gobiernos regionales y locales se espera lograr que los productores agrícolas a través de la sensibilización y difusión de la información agraria especializada logren emplear técnicas adecuadas para reducir la degradación del suelo considerando factores críticos como: disponibilidad de insumos, características del suelo, características del clima, disponibilidad del agua y rentabilidad.

En esta oportunidad presentamos el manual informativo especializado: “Construcción de Diques”, elaborado por la Dirección Zonal de AGRORURAL Puno.

“CONCIENCIA, VOLUNTAD Y COMPROMISO POR UN AGRO COMPETITIVO E INCLUSIVO” Ministerio de Agricultura y Riego

1

CONSTRUCCIÓN DE DIQUES

INTRODUCCIÓN La erosión del suelo se inicia con la formación de zanjas casi imperceptiblemente, tanto en terrenos labrados como en terrenos utilizados como pastizales; esta erosión para su control requiere de la construcción de muros de contención en el lecho de la zanja que se va formando y agrandando poco a poco con el correr del tiempo.

La erosión de los suelos en el altiplano peruano, es casi constante y gradual, por la topografía de pendientes que es utilizada en la producción agropecuaria; sin embargo, aún cuando no se adecúa los terrenos para producirla, éstas se encuentran actualmente en pendientes; por eso, la erosión es más previsible, actualmente profundizada con la mayor variabilidad del clima por el cambio climático que impone una mayor intensidad de lluvia, helada y granizo, mayores rachas de viento; que van socavando los suelos del altiplano y el ánimo de los productores, que nunca dejaron de producir alimentos.

Aun cuando la problemática está asociada a circunstancias naturales, de topografía y clima, también la forma de producir es otro factor que contribuye a la erosión: disminuyendo la capacidad de producir alimentos y lo que sí es muy importante, es que estos suelos ubicados en laderas medias y bajas, y sobre los 3810 msnm son cada vez más frágiles y con baja eficiencia de retención de los suelos, se acentúa su fragilidad.

En este ecosistema se impone controlar la erosión utilizando eficientemente los diques no solamente en suelos con cárcavas sino también en terrenos con formación de cárcavas, lo cual significa hacer una evaluación más frecuente, y en forma individual y en forma grupal, con apoyo de la comunidad, y los técnicos de las instituciones.

Las prácticas de construcción de diques no es nueva, su antigüedad data desde tiempos inmemoriales, algunos proyectos han practicado la construcción de diques con cemento y piedras en algunas microcuencas de Puno. Esas experiencias nos muestran que la incorporación de las técnicas de construcción de diques y conservación de aguas y suelos demanda un importante esfuerzo técnico y económico.

En este folleto se detallará la construcción de diques, enriquecida con otras experiencias a fin de minimizar la pérdida de suelos. Por otro lado mostraremos los tipos de diques construidos para fines diferentes, con la ayuda básica de la experiencia regional y otras experiencias para zonas similares.

2

MINISTERIO DE AGRICULTURA Y RIEGO

ÍNDICE INTRODUCCIÓN I. Antecedentes 1.1 Manejo integrado de microcuencas 1.2 Concepto de dique 1.3 Importancia de los diques II. Condiciones ecológicas de la parcela III. Técnicas de construcción de diques 1. Selección de la zona 2. Protección de laterales 3. Excavación de empotrado 4. Construcción de muro 5. Construcción de vertedero 6. Construcción de disipador IV. Tipo de diques 4.1 Diques naturales 4.2 Diques Artificiales V. Mantenimiento de los diques VI. Impacto de la construcción de diques 6.1 Impacto económico 6.2 Impacto social 6.3 Impacto ambiental VII. Bibliografía FOTOS N° 1 Diques construidos en las microcuencas de Puno N° 2 Protección de la erosión de suelos en ladera de Puno N° 3 Sedimentos rebasan la capacidad de la infraestructura de diques N° 4 Diques construidos con piedras y cemento N° 6 Diseño de dique por el PELT N° 7 Importancia de los diques en el control de la erosión N° 8 Laderas con formación de cárcavas. Microcuenca Salado en Juli.

N° 9 Subir el muro del dique, colocando piedras N° 10 Volver a la siembra de cultivos recomendados en la zona N° 11 Hacer limpieza de en la zona de disipación N° 12Hacer la refacción de muros derruidos FIGURAS N° 1 Construcción de diques N° 2 Lugar para el inicio de construcción de diques N° 3 Altura útil entre diques N° 4 Suavizar los taludes antes de la construcción de diques N° 5 Excavar los empotrados N° 6 Construcción de muro N° 7 Construcción del vertedero N° 8 Construcción del disipador del dique aguas abajo CUADROS N° 1 Actividades y requerimientos para construir diques

2 4 4 6 6 7 8 8 9 10 10 10 11 12 12 12 14 15 15 15 15 16 4 5 5 5 6 7 8 14 14 15 15 6 8 9 9 10 10 11 11 11

3

CONSTRUCCIÓN DE DIQUES

I. Antecedentes 1.1 Manejo integrado de microcuencas La ciudad de Puno está limitada por el este con el Lago Titicaca y por el oeste con un conjunto de microcuencas y un paisaje de quebradas, cuya configuración fundamental es de laderas; que ha sido motivo de estudio por parte del departamento de aguas y suelos del Ministerio de Agricultura y Riego con oficinas en Puno, y la Universidad del Altiplano; pero es el Proyecto Especial Binacional Lago Titicaca - PELT, que desde el año 1992 viene ejecutando diversas obras en dichas microcuencas Puno, con el objeto de controlar la erosión de suelos, y disminuir la pérdida de suelos por acción de agua, y evitar el arrastre de sedimentos y residuos sólidos.

El PELT informa que a partir de 1992 al 2010 instalaron 948 diques en 28 microcuencas en un área de 610 Has aproximadamente. Desarrolla un conjunto de acciones orientadas al control de la erosión de suelos y para tal efecto viene ejecutando actividades de mecánica estructural, consistente en construcción de zanjas de infiltración, construcción de diques con muros secos de piedra y emboquillado para el control de cárcavas, además dichas obras han sido completadas con pequeñas obras de arte tales como alcantarillas, badenes, canales de conducción de aguas pluviales, así como también con plantaciones forestales en laderas de las microcuencas, con especies nativos (colle, queñua) y exóticas (eucalipto, pino, ciprés).

Foto N° 1. Diques construidos en las microcuencas de Puno

Con referencia a la microcuencas de Puno, señala que otro factor que contribuye a los efectos negativos es la presión que ejercen sobre ellos la población que vive en ella, además es importante considerar que el altiplano es una zona de alta fragilidad agroecológica. Así mismo, el arrastre de sedimentos y sólidos influye en el deterioro de la infraestructura urbana y en los sistemas de alcantarillado y otros servicios básicos que se ubican en la parte baja de la Microcuenca, así como la colmatación del lecho de la bahía interior de la ciudad de Puno.

Las metas se orientan a la construcción de las obras de control de la erosión en laderas y Microcuencas, para mitigar el deterioro y/o pérdida del recurso suelo. Se considera que la construcción de zanjas de infiltración, construcción de diques para el control de cárcavas, permitirá la utilización del recurso hídrico proveniente de las

4

MINISTERIO DE AGRICULTURA Y RIEGO precipitaciones pluviales provocando su infiltración y la recuperación de la cobertura vegetal, evitando inundaciones y mitigando en cierta medida la contaminación en la bahía interior del Lago Titicaca.

Foto 2. Protección de la erosión de suelos en ladera de Puno

Foto 3. Sedimentos rebasan la capacidad de la infraestructura de diques

Foto N° 4. Diques construidos con piedras y cemento

5

CONSTRUCCIÓN DE DIQUES

1 .2 Concepto de diques Los diques son barreras que cruzan un curso de agua o un conducto, que se utilizan fundamentalmente para controlar el nivel y velocidad del agua. Se ubican en el fondo de las cárcavas o quebradas por efecto del arrastre ejercido por el agua. En terrenos con pendientes del lecho en las cárcavas, quebradas o microcuencas. Los diques son infraestructuras de piedra ancladas en las cárcavas en forma transversal a la pendiente de la cárcava, siguiendo el curso del lecho de la cárcava. Es una estructura transversal construida a través de un cauce con la intención de mitigar y reducir la erosión de su lecho y sus laderas para un manejo más equilibrado de los suelos agrícolas y de pastizales.

Figura N° 1. Construcción de diques Construcción de diques en cárcavas

Foto N° 6. Diseño de diques en el PELT

1.3 Importancia de los diques En las zonas semiáridas, en las que la degradación de la cubierta vegetal y la torrencialidad de las precipitaciones originan procesos erosivos que dañan gravemente al suelo, el empleo de esta técnica es importante y necesario.

Se construyen perpendicularmente y en forma de media luna a la cárcava. Las dimensiones y distancia entre los diques dependen de la profundidad y pendiente de la cárcava.

Debe considerarse como una medida temporal, y debe ser acompañada con la repoblación de especies que ayuden a conseguir un control a largo plazo.

6

MINISTERIO DE AGRICULTURA Y RIEGO Los diques de piedras tienen la finalidad de disminuir gradualmente la velocidad de las correntadas y de detener la tierra que se llevan.

La finalidad del control de cárcavas es establecer de nuevo el equilibrio ecológico en el cauce de las aguas. De esta manera se quiere mejorar la retención e infiltración del agua para proteger y recuperar las fuentes de agua.

Los diques intentan recuperar una morfología más parecida a la original antes de la intervención humana con la crianza de animales y cultivos.

Disminuye la capacidad erosiva de los flujos y manantiales creados, reduce el elevado transporte de sedimentos y devuelve a los suelos circundantes su capacidad productiva.

Los diques restablecidos, permitirán a la fauna silvestre la búsqueda de alimentos y agua para vivir y reproducirse.

Foto N° 7. lmportancia de los diques en el control de la erosión

II. Condiciones ecológicas de la parcela El control de la erosión se puede realizar en todas las altitudes. Se produce mayor profundización, formación de cárcavas donde la precipitación es más intensa y frecuente, PASOLAC (2012) menciona que las cárcavas se forman donde se juntan dos o más laderas.

Dependiendo del tamaño de las laderas y de la precipitación, la cantidad de agua que pasa por la cárcava puede ser muy alta, necesitándose diques más anchos y a menor distancia.

Según el Pasolac (2012), se considera de importancia las condiciones ecológicas siguientes para construir diques: a. Textura del suelo: Los diques de piedras son más difíciles de construir en suelos arenosos y francos. En estos suelos se debe combinarlos con postes o troncos rollizos para fortalecer el muro. b. Profundidad del suelo: Se puede construir en suelos superficiales y profundos.

7

CONSTRUCCIÓN DE DIQUES Foto N° 8. Laderas con formación de cárcavas. Microcuenca Salado en Juli.

c. Drenaje del agua: En suelos mal drenados la cárcava puede tener una función de drenaje. d. Presencia de piedras en la parcela: En suelos poco pedregosos puede ser más apropiado construir los diques con postes o rollizos. e. Porcentaje de pendiente: Se utiliza en todas las pendientes. En pendientes fuertes se debe combinar con otras prácticas de control de erosión en laderas mayor a 20%. f. Fertilidad del suelo: Se debe combinar con prácticas que mejoran la fertilidad en las laderas.

III. Técnicas de construcción de diques La construcción de los diques debe ser parte de un plan más integral del manejo y de la protección de la cuenca. En forma general se considera los siguientes aspectos que pueden variar en función a las condiciones del lugar.

1. Selección de la zona: Selección de las zonas de la quebrada donde se construirán los diques. Posible la observación más crítica es el inicio de la formación de cárcavas por la erosión hídrica.

Requerimiento de insumos para la construcción de diques: • Insumos externos necesarios: Cinta métrica.

• Insumos internos necesarios: Piedras.

• Actividades para establecer la obra Figura N° 2 Lugar para el inicio de construcción de diques

PROYECCIÓN DE LA BASE DEL DIQUE

8

RELLENADO DE PIEDRAS EN LA BASE

MINISTERIO DE AGRICULTURA Y RIEGO Si la longitud de la cárcava es menor a 20 metros, bastará con la construcción de un solo dique. Por el contrario, si la cárcava se extiende por más de 20 metros, y la pendiente del lecho es elevada. Se recomienda establecerlos de manera que la altura útil del dique más bajo coincida con el inicio del dique situado aguas arriba.

Figura N° 3. Altura útil entre diques

2. Protección de laterales: Así, se evitará su desmoronamiento y se favorecerá su estabilidad y la de los diques a construir. La inclinación que se recomienda dar al talud es aquella de 3:2, en la cual por cada 3 metros de altura se avanza 2 metros en la horizontal.

Figura N° 4. Suavizar los taludes antes de lo construcción de diques

Cuando la cárcava no es profunda, el muro puede estar a la altura del terreno; cuando es profunda, el muro debe ir elevándose paulatinamente.

9

CONSTRUCCIÓN DE DIQUES 3. Excavación de los empotrados: Debe excavarse en la zona de la construcción del dique una zanja del mismo ancho de la obra, con una profundidad entre 50 a 60 centímetros (medio metro).

Figura N° 5. Excavar los empotrados

4. Construcción del muro: Construir el muro desde los cimientos hasta la altura útil del dique, mediante la colocación del material de construcción. El dique de piedra es un muro. Generalmente es en forma de media luna con una base 2-3 veces más ancha que el borde superior y una inclinación inversa (talud) de 10%. La base del muro debe estar bien enterrada tanto en el fondo de la cárcava como en los taludes. Se aconseja que se profundice la base y los taludes unos 30 cm por cada metro de altura del muro. Debe ponerse especial cuidado en esta etapa de dar una cierta inclinación hacia adentro en ambos lados del murete, de manera que la estructura se mantenga en pie por su propio peso. El ancho del murete no debe ser inferior a 1 metro (100 cm). La altura útil del dique debe ser la misma que su ancho, en este caso, 1 metro (100 cm).

Figura N° 6. Construcción de muro

5. Construcción del vertedero: Construir el resto de la estructura del dique, dejando una zona central sin edificación destinada al vertedero. Por allí transitará el agua que circule por la cárcava. El largo del vertedero es de 2 metros (200 cm.), y su alto es de medio metro (50 cm).

10

MINISTERIO DE AGRICULTURA Y RIEGO Figura N° 7. Construcción del vertedero

6. Construcción del disipador: En la parte frontal (abajo) del muro se construye un delantal o piso protector. Es una superficie horizontal de piedras que amortigua la caída del agua evitando que la corriente socave el pie del dique.

Figura N° 8. Construcción del disipador del dique aguas abajo.

Construcción del disipador

El disipador es una estructura que forma parte en la construcción de cualquier dique.

Su finalidad es evitar la destrucción del dique en la zona de la caída del agua. Su tamaño es de 1 metro por el largo del dique, con una profundidad en el empotrado de 30 cm.

Cuadro N° 1. Actividades y requerimientos paro construir diques Actividades

Requerimientos

1. Trazo y marcado

1. Picos, piedras y estacas de madera

2. Extracción y acopio de materiales

2. Extracción de piedras con barretas, combos y picos

3. Apertura de la zanja de cimentación y anclaje

3. Chaquitaclla, barreta, palas y mantas

4. Construcción del muro del dique

4. Piedras grandes en doble hilera, rellenado con piedras menudas al centro

5. Construcción del colchón hidráulico

5. Con piedras o cantos rodados, con un diámetro de 20 a 30 cm.

6. Acabado

6. Nivelado de los extremos del aliviadero parabólico

11

CONSTRUCCIÓN DE DIQUES Materiales de Construcción Dique de piedra sobre piedra (mampostería en seco) Es uno de los tipos de diques de menor costo. Requiere de piedras canteadas para facilitar su colocación y dar mayor estabilidad o la obra.

Dique de piedra con cemento (mampostería hidráulica) Es muy similar al tipo anterior, salvo por que los piedras se unen unas a otras con una mezcla de cemento y arena.

Dique de postes impregnados y sacos de tierra.

En este tipo de diques se usan polines de pino impregnados de 4 pulgadas. Los postes van enterrados y sujetos con clavos y alambre.

Resumen de especificaciones técnicas • • • • • • • •

Pendiente de la ladera: 25 a 50% Ancho borde superior: 20 - 30 centímetros Ancho de la cimentación: 30 - 50 centímetros Profundidad anclaje: 30 a 50 centímetros Altura de Dique: 50 cm a 1.0 metro Distancia de dique a dique: 5 a 7 metros Colchón de amortiguamiento: 20 centímetros Colchón de paja o ramas: 20 centímetros

IV. Tipos de diques 4.1 Diques naturales Un dique natural resulta del depósito de material arrastrado por el río en el borde del mismo, durante las inundaciones. Esto va causando, progresivamente, la elevación de la ribera. Esto causa más inundaciones.

4.2 Diques artificiales Los diques artificiales pueden ser utilizados para: • Prevenir la inundación de los campos aledaños a los ríos; sin embargo también se utilizan para encajonar el flujo de los ríos a fin de darle un flujo más rápido. Son conocidos como diques de contención.

• Los que se construyen para controlar la erosión por cárcavas 4.2.1 Dique de piedra sobre piedra (mampostería en seco) Es uno de los tipos de diques de menor costo. Sólo requiere que se corte la piedra en algún lugar cercano al sector donde se construyen los diques.

12

MINISTERIO DE AGRICULTURA Y RIEGO

4.2.2 Dique de piedra con cemento (mampostería hidráulica) Es muy similar al tipo anterior, salvo por que las piedras se unen unas a otras con una mezcla de cemento y arena. Su costo es mayor en comparación con el anterior.

Siempre se requiere de la excavación de los empotrados. El disipador se construye del mismo material que el resto del dique.

4.2.3 Dique de postes impregnados y sacos de tierra.

En este tipo de diques se usan polines de pino impregnados de 4 pulgadas.

Los postes van enterrados y sujetos con clavos y alambre. Se construyen dos muros de polines firmemente unidos, y se rellena con sacos llenos de tierra.

4.2.4 Diques de contención En el altiplano andino, particularmente en la región peruano, antiguamente se construían con “champas”, trozos cuadrados de tierra vegetal, de unos 30 x 30 cm, con un espesor variable de unos 15 cm. Estas champas, sin eliminar la vegetación se colocaban invertidas, con la intención de que la vegetación al crecer, sobre todo en los bordes libres, consolidaría la estructura.

Modernamente los diques de defensas ribereñas son construidos siguiendo los criterios técnicos modernos para estructuras de tierra, y en muchos casos su estructura es compleja, comprendiendo uno porte de soporte, un núcleo impermeable y drenes de pie para minimizar el riesgo de rupturas.

13

CONSTRUCCIÓN DE DIQUES

V. Mantenimiento de los diques a. Después de uno o varios años el dique se rellenará con toda la tierra que las corrientes traen.

Recomendación: Subir el muro del dique, colocando más piedras.

Foto N° 9 Subir el muro del dique, colocando piedras.

b. Una vez estabilizado el equilibrio en el fondo de la cárcava.

Recomendación: Realizar la siembra de vegetación protectora con especies de bajo y mediano tamaño con raíces densas y profundas. c. En las tierras recuperadas Recomendación: Volver a la siembra de cultivos recomendados en la zona.

Foto N° 10. Volver a la siembra de cultivos recomendados en la zona

d. Otras medidas de mantenimiento: • El primero de agosto se debe hacer una ronda por las parcelas con diques.

• Hacer el pastoreo sin dañar los diques.

• Reforzar los diques, con más piedras, sembrando pastos y árboles locales.

• Hacer un reglamento para el mantenimiento con sanciones para las personas que contribuyen a su deterioro.

14

MINISTERIO DE AGRICULTURA Y RIEGO • Hacer 2 visitas por año a los diques, antes de las lluvias y después de las lluvias, para discutir y refaccionar.

Foto N° 11. Hacer limpieza en la zona de disipación

VI. Impacto de la construcción de diques 6.1. Impacto económico a. Aumento del valor de los terrenos recuperados mediante el control de cárcavas. b. Conservación del suelo. Restablecimiento del uso en labores agropecuarias.

6.2. Impacto social a. Aumento de conocimientos de construcción de obras de conservación de suelos. b. Fortalecimiento de trabajos compartidos y comunitarios 6.3. Impacto ambiental a. Control de las cárcavas dentro de la parcela. b. Reducen la erosión y la pérdida de agua. c. Reducción de la erosión y siembra de cultivos tradicionales.

Foto N° 12. Hacer la refacción de muros derruidos

15

CONSTRUCCIÓN DE DIQUES

VII. Bibliografía 1. Ruiz, C. G. (ed.). 2005. Manual de especificaciones técnicas de buenas prácticas de manejo de suelos en laderas. Serie técnica N° 20. Servicio Agrícola y Ganadero, SAG. Santiago, Chile. 56 pp.

2. PASOLAC (2012) DIQUES DE PIEDRAS. Guía Técnica de Conservación de Suelos y Agua; Programa para la Agricultura Sostenible en laderas de América Central (PASOLAC). 1 a. ed. -- San Salvador, Biblioteca. Nicaragua. Código:100179 I Sección: Manejo de Suelo y Agua. Virtual - FUNDESYRAM 3. SOCIEDAD EIAS lTDA ( ) MANUAL DE CONSERVACIÓN DE AGUAS Y SUELOS. INSTRUCTIVO N°4: DIQUES PARA RETENCIÓN DE SEDIMENTOS. Facultad de Ciencias Forestales. Universidad de Talca. Avd. lircay s/n. E-mail: rpizarro@utalca.cI Teléfonos: (71) 201370 - 200375 - 201580 Fax: (71) 200455, FDI CORFO. 4. Proyecto Especial Binacional lago Titicaca (2013). MANEJO INTEGRADO DE MICROCUENCAS. Dirección: Jr. Deustua Nro 822 - Puno. Teléfono: 352999. Email: info@pelt.gob.pe. www.pelt.gob.p 5. www.fundesyram.info. Residencial los Eliseos, Calle los Viveros, Pje. 4, Casa G9, San Salvador, El Salvador, C.A., telefax (503) 2273-3406

16