Obras de conservación de suelos (Terrazas de formación

Obras de conservación de
suelos (Terrazas de
formación sucesiva)
F. ALBERTO LLERENA V.
BENJAMÍN SÁNCHEZ BERNAL
Mayo-Junio del 2005
“Hay que domar
a las montañas e
instruir a los
hombres”
Miguel Ángel Buonarroti
Carta a Berto de Filicaja
Septiembre de 1518
Temario
• Definición de las terrazas
• Objetivo de las terrazas
• CONDICIONES PARA UN MEJOR FUNCIONAMIENTO DE LAS
TERRAZAS
• ADAPTABILIDAD DE LAS TERRAZAS
• CLASIFICACIÓN DE LAS TERRAZAS
• RECOMENDACIONES GENERALES DE SELECCIÓN DE ZONAS PARA
TERRAZAS
• ELEMENTOS MÍNIMOS PARA EL DISEÑO DE TERRAZAS
• PROCEDIMIENTO PARA EL ESTABLECIMIENTO DE TERRAZAS
• CONSIDERACIONES PARA CONSTRUIR TERRAZAS
Terrazas
Definición
Las terrazas son
terraplenes
formados entre
bordos de tierra, o
la combinación de
bordos y canales,
construidos en
sentido
perpendicular a la
pendiente del
terreno.
Objetivos de las terraza
9Interceptar
el
escurrimiento
superficial, para reducir el volumen
y la velocidad de escorrentía.
9Propiciar
e
incrementar
infiltración del agua en el suelo.
la
9Desalojar
el exceso de agua
superficial
a
velocidades
no
erosivas.
9Reducir la erosión hídrica del suelo,
la producción de sedimentos y su
arrastre hacia las partes bajas.
9Mejorar y acondicionar la superficie
del
terreno
haciéndola
mas
laborable para fines agropecuarios y
forestales.
9Prevenir y controlar la formación de
cárcavas pequeñas.
Condiciones para
un mejor
funcionamiento
para un mejor
funcionamiento de
las terrazas
Para que un sistema de terrazas sea efectivo, debe usarse en
combinación con otras prácticas tales como surcado al contorno,
cultivos en fajas, rotación de cultivos, así como realizar un manejo
del suelo ajustado a su capacidad de uso.
Además, cuando existan excedentes de las escorrentía, se requiere
de un sistema de manejo del agua que deberá incluir cauces
empastados, desagües subterráneos, drenes o estructuras de
desviación.
Adaptabilidad de las terrazas
¾ Cualquier clima
¾ Función preventiva para el
erosión
incipiente
¾ Topografía: pendiente recomendada hasta
25%
¾ Pedregosidad: escasa (menor del 30% de
cpbertura)
¾ Cualquier tipo de suelo generalmente con
más de 60 cm de profundidad
¾ Su construcción dependerá de la
disponibilidad de maquinaria y/o mano de
obra (objetivo social)
Clasificación de terrazas
Se clasifican de acuerdo a:
A. La condición de escurrimiento
B. El tipo de sección transversal
C. La clase de desagüe
A. Condiciones de escurrimiento
Terrazas con declive
Terrazas a nivel
B. Tipo de sección transversal
TERRAZA DE BANCO
TERRAZA DE BASE ANGOSTA O DE FORMACIÓN SUCESIVA
B. Tipo de sección transversal
TERRAZA DE BASE ANGOSTA O DE FORMACIÓN SUCESIVA
B. Tipo de sección transversal
TERRAZA DE BASE ANGOSTA O DE FORMACIÓN SUCESIVA
B. Tipo de sección transversal
TERRAZA DE BANCO
B. Tipo de sección transversal
TERRAZA DE BANCO
C. Clase de desagüe
Hacia un cauce empastado
Hacia un sistema de
drenaje subsuperfcial
Terrazas de absorción
C. Clase de desagüe
Terrazas de absorción
Partes de una terraza
Superficie original del terreno
Canal
Bordo
Para terrazas de formación sucesiva se recomienda
que la pendiente del terreno sea mayor al 5%,
pudiendo utilizar maquinaria agrícola hasta un
15%, asi como mano de obra o yunta. Para
cuando es mayor del 15%, se puede recomienda
mano de obra.
Elemento mínimo para el diseño de
terrazas de formación sucesiva
1. Determinación de la pendiente media del terreno
2. Cálculo y Trazo del sistema de terrazas
2.1. Intervalo vertical
2.2. Intervalo horizontal
3. Diseño
3.1. Capacidad de almacenamiento
3.2. Dimensiones de las terrazas (para base angosta)
3.3. Área de la terraza
3.4. Número de terrazas por hectárea y zona
3.5. Volúmenes de corte
Ejemplo
Topografía y Plano de Diseño
Pendiente: 2.8%
IH: 35.0 m
IV: 0.9 m
Espaciamiento entre terrazas
Intervalo
Vertical
Intervalo Horizontal
Formulas de cálculo:
⎛
P ⎞
⎟⎟(0.305)
IV = ⎜⎜ 2 +
3 o 4⎠
⎝
⎛ IV ⎞
IH = ⎜ ⎟ *100
⎝ P⎠
IV = Intervalo Vertical (m)
IH = Intervalo Horizontal (m)
P = Pendiente del terreno (%)
3 = Factor para áreas con menos de 1,200 mm de lluvia al año
4 = Factor para precipitaciones mayores de 1,200 mm
0.305 = Factor de conversión de pies a metros
Cálculo del espaciamiento
Calcular el espaciamiento entre terrazas en
terrenos ubicados en Zitácuaro, Mich., con
pendiente media de 14% y precipitación anual de
1,000 mm.
14 ⎞
⎛
IV = ⎜ (2 + ⎟ x0.305
3⎠
⎝
IV = 2.03
⎛ 2.03 ⎞
IH = ⎜
⎟ x100
⎝ 14 ⎠
IH = 14.5
Nota. El espaciamiento horizontal se debe ajustar al ancho de la maquinaria que
utilice el productor
S%
Espaciamiento
entre terrazas
• El
cálculo
de
los
espaciamientos IV e IH
se pueden determinar en
el Cuadro No 5.2 de la
página 232 del Manual de
Conservación
del
CP
entrando con el por
ciento de pendiente y la
precipitación de la zona
de interés
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
36
38
40
50
Precipitación
Intervalo vertical
Intervalo horizontal
< 1,200
> 1,200
< 1,200
> 1,200
0.81
0.76
40.50
38.00
1.02
0.91
25.50
22.75
1.22
1.07
20.33
17.83
1.42
1.22
17.75
15.25
1.62
1.37
16.20
13.70
1.83
1.52
15.25
12.66
2.03
1.68
14.50
12.00
2.24
1.83
14.00
11.43
2.44
1.98
13.55
11.00
2.64
2.13
13.20
10.65
2.84
2.28
12.90
10.36
3.05
2.44
12.70
10.16
3.25
2.59
12.50
9.96
3.45
2.74
12.32
9.78
3.66
2.90
12.20
9.67
3.86
3.05
12.03
9.53
4.06
3.20
11.94
9.41
4.27
3.35
11.86
9.30
4.47
3.50
11.76
9.21
4.67
3.66
11.67
9.15
5.69
4.42
11.38
8.84
Capacidad de almacenamiento
La capacidad de almacenamiento de una terraza, es el
volumen de agua que se embalsa sobre la superficie
del terreno y el bordo formado con el material de
préstamo para construir éste, cuando dicho material
corresponde a la parte de aguas arriba del bordo.
Parámetros pera el cálculo de la
capacidad de almacenamiento de las
terrazas
a. Pendiente del terreno
b. Espaciamientos horizontal entre terrazas
c. Lluvia máxima esperada para un período de
retorno dado (generalmente de cinco años)
d. Coeficiente de escurrimiento
Cálculo de la capacidad de
almacenamiento
A = Volumen de almacenamiento de la terraza (litros por
metro lineal o l/ml)
A = E * Fe *10
Coeficiente
de escurrim.
0.2
0.4
0.6
5
1
2
3
E = Intervalo horizontal entre terrazas IH (m)
Fe = Factor de escurrimiento = C x lluvia max. en 24 hr
10 = Factor de ajuste de unidades
Lluvia máxima en 24 horas (cm)
7.5
10
12.5
15
20
1.5
2
2.5
3
4
3
4
5
6
8
4.5
6
7.5
9
12
Factor de
escurrimiento
(Fe) = L * C
Ejemplo. Intervalo horizontal de 16.2 m. En el Plano 1 del Apéndice III
(MCSA) se obtiene que la lluvia máxima en 24 horas, para un período de
retorno de cinco años, es de 5 cm; el terreno está cultivado, con pendiente de
10% y el C es de 0 .4. Entonces:
A = 16.2 X 2.0 X 10 = 324 litros por metro lineal o l/ml
Plano utilizado para obtener la lluvia máxima en 24 horas para
un periodo de retorno de 5 años (Plano 1 Apéndice III del
Manual de Conservación del CP)
Material de préstamo aguas abajo
S (%)
H
40
5
45
50
B
H1
Y1
H2
Y2
A (l /m )
80
20
160
36
60
1200
90
20
180
40
60
1188
100
20
200
44
60
1176
90
20
202
45
60
1519
100
25
180
50
60
1505
110
25
198
47
70
1492
100
25
200
56
60
1875
110
25
220
52
70
1860
120
30
200
57
70
1845
Material de préstamo aguas arriba
S%
H
40
5
45
50
B
H1
Y1
80
90
100
90
100
110
100
110
120
20
20
20
20
25
25
25
25
30
160
180
200
202
180
198
200
220
200
A
(l/m lineal)
1413
1428
1443
1789
1805
1822
2208
2227
2245
Capacidad de almacenamiento
h
H1
Y1
B
H1= Profundidad de
corte
Y1= Ancho de corte
h = Altura del bordo
B = Base del bordo
Material de préstamo aguas arriba y abajo
S %
H
40
5
45
50
B
H1
H2
Y1
Y2
80
90
100
90
100
110
100
110
120
8
10
10
10
12
12
12
14
14
10
10
10
12
12
14
14
16
16
200
180
200
202
187
206
208
196
214
160
180
200
169
187
177
179
172
187
Capacidad de Almacenamiento
H1
H
H2
Y1
B
Y2
H- Altura del Bordo (cm)
B- Base del Bordo (cm)
Y1 Longitud de corte (cm)
Aguas arriba
H1 . Profundidad de corte (cm)
Y2 Longitud de corte (cm)
(Aguas abajo)
H2 . Profundidad de corte (cm)
(Aguas abajo
A
(l/m lineal)
1307
1308
1309
1654
1655
1657
2042
2043
2045
Dimensiones y volumetría de obra
T
1
2
3
4
5
6
L (m)
129.34
193.88
195.13
196.37
197.61
198.85
3
3
3
3
3
3
e Fe H (m) H1 (m) B (m) Y1 (m) VC (m /m) VR (m /m) CAL (m /m) CAT (m ) VTC (m ) VTR (m )
35 5 0.45 0.25
1
1.8
0.45
0.45
1.75
226.34
58.20
58.20
35 5 0.45 0.25
1
1.8
0.45
0.45
1.75
339.30
87.25
87.25
35 5 0.45 0.25
1
1.8
0.45
0.45
1.75
341.47
87.81
87.81
35 5 0.45 0.25
1
1.8
0.45
0.45
1.75
343.64
88.37
88.37
35 5 0.45 0.25
1
1.8
0.45
0.45
1.75
345.81
88.92
88.92
35 5 0.45 0.25
1
1.8
0.45
0.45
1.75
347.99
89.48
89.48
Total
1944.55 500.03 500.03
T = Numero de terraza
L = Longitud de terraza
e = Espaciamiento entre terrazas
Fe = Factor de escurrimiento
H = Altura de bordo
H1 = Profundidad de corte
B = Base de bordo
Y1 = Longitud de corte
VC = Volumen de corte por metro lineal
VR = Volumen de relleno por metro lineal
CAL = Capacidad de Almacenamiento por metro lineal
CAT = Capacidad de Almacenamiento Total
VTC = Volumen Total de Corte
VTR = Volumen Total de Relleno
Procedimiento para el establecimiento de
terrazas
1. Convenir con los usuarios y acordar por escrito los beneficios y
compromisos de los trabajos.
2. Llevar un registro de los datos obtenidos por zona: pendiente,
características del suelo, tipo de uso y cultivo, capacidad de
almacenamiento, etc.
3. Se traza la terraza maestra utilizando el nivel disponible
marcando la línea con yeso o cal, iniciando siempre de arriba
hacia abajo o de acuerdo con el relieve del terreno.
4. Se mide el espaciamiento horizontal y se continua con el trazo de
las siguientes terrazas, realizando los ajustes necesarios en base a
las características del equipo disponible y del propio relieve del
terreno, para evitar el menor número de surcos muertos o
cornejales.
Construcción de las terrazas
1. Se pueden construir excavando el material aguas arriba, aguas
abajo o de ambos lados del sitio en donde se ubicará el bordo.
2. Cuando existe vegetación en donde se va a construir la terraza, es
importante eliminarla, ya que impide la consolidación del
material especialmente en áreas de relleno. Esto se realiza con un
razamiento simple para no mover el suelo fértil.
3. Hacer la excavación en base a las dimensiones calculadas para
formar la sección deseada (bordo y canal), debiendo afinar el
bordo dándole el ángulo de reposo de acuerdo al material y
apisonar el material excavado para evitar su arrastre.
4. Cuando se requiere de pequeños movimientos de tierra y
desplazamientos cortos, se puede utilizar pico y pala, arado de
disco o de vertedera, rastra tipo Martín, bordeadora o escrepa de
tiro animal.
Construcción de las terrazas
5. Con el uso de la maquinaria se logran disminuir los costos de
construcción, pero algunas veces, tal circunstancia está en
función de la capacidad económica del agricultor y del enfoque
de los programas nacionales de conservación del suelo.
6. Si es con tractor agrícola y bordero, iniciar la excavación en la
terraza maestra levantando el material con el mismo bordero y
afinándolo con mano de obra.
7. La longitud de las terrazas será variable dependiendo de los
obstáculos que se encuentren (árboles, rocas, cañadas profundas,
etc.), pero se recomienda que no sean mayores de 200 o 300 m.
Cuando existan obstáculos difíciles de remover, se podrá
suspender la terraza y continuar metros adelante.
8. Las terrazas deberán tener la misma cota o nivel en el principio y
en el fin del terraplén y no deberán tener ondulaciones mayores a
10 cm del piso.
Construcción de las terrazas
9. Cuando sea una terraza de absorción, se deberán cabecear los
extremos con tapones de tierra para evitar la salida del agua.
10. Durante la construcción se deberá verificar los niveles finales de
la terraza, supervisando que se cumplan las especificaciones de
diseño.
11. Se deberá procurar plantar alguna especie del lugar que proteja
el bordo, como maguey, nopal, frutales e inclusive pasto.
12. En cortes grandes en donde se tiene el peligro de llegar al
subsuelo, se recomienda remover el suelo superficial y hacer la
obra en las capas inferiores, para finalmente redistribuir el suelo
removido.
13. La época más recomendable para su construcción es en el estiaje
antes de la época de lluvia.
Movimiento de tierra
La
construcción
de terrazas
implica
movimientos
de suelo
(excavación)
los cuales son
afectados por
dos factores:
Compactación y abundamiento de
acuerdo a la textura del suelo
Grupo
textural
Gruesa
Media
Fina
3
Volumen ocupado por el suelo (m )
Condición Natural Abundamiento Compactación
1.0**
1.15
0.87
1.2
0.83
1.0**
1.21
0.83
1.3
0.77
1.0**
1.31
0.76
1.4
0.71
Ejemplos de construcción de terrazas
Uso de mano de obra y bordero con afines de bordo
Escrepa para construir terrazas con tracción
animal