Este documento describe los componentes básicos del diseño hidráulico de micro reservorios. Explica cómo calcular el volumen del vaso, la altura del dique, el ancho de coronamiento y la inclinación de los taludes. También cubre el diseño del canal de aducción, desarenador, canal de ingreso y aliviadero de demasías. Proporciona un ejercicio de cálculo para determinar las dimensiones de un micro reservorio propuesto.

1. DISEÑO HIDRÁULICO DE MICRO
RESERVORIOS
Unidad de Infraestructura Hidráulica y Riego Tecnificado.
Cel: 976987360
Eduin.cuevac@Gmail.com
Bach. Eduin B. Cueva Correa.
Municipalidad Provincial de San Miguel

2. INTRODUCCIÓN
Típicamente, el sistema es usado por familias
que poseen entre 1,5 y 4 hectáreas agrícolas.
Dependiendo de la capacidad del
microrreservorio, el sistema permite el riego
complementario en aproximadamente 1 hectárea
de cultivo durante los veranillos que ocurren
durante la época de lluvias y el riego
suplementario de aproximadamente 0,3 a 0,5
hectáreas de cultivo en época de estiaje.
Los microrreservorios en su mayoría tienen un
volumen útil (capacidad neta de diseño) del orden
de los 800 a los 3 mil metros cúbicos (m3) de
agua, con un promedio de cerca de 1 300 m3.

3. TIPOS DE RESERVORIOS
• Según su propósito (multipropósito o para un
solo sector de uso).
• Según los materiales de construcción usados
(tierra, geomembrana, enrocado, concreto, etc.).
• Según la estructura de su represa (presa de gra-
vedad, presa de arco o de bóveda).
• Según su tamaño (embalses o represas grandes,
pequeños reservorios, microrreservorios).
• Según el número de usuarios (familiar,
multifamiliar, poblacional).
• Según su ubicación (on stream reservoir u off
stream reservoir).
Según las características de su función.
• Reservorios (multi) estacionales
• Reservorios intraestacionales
• Reservorios nocturnos
• Reservorios de regulación diaria
• Reservorios de regulación momentánea
• Reservorios que incrementan el caudal
• Reservorios de turno
Reservorios de tipo cámara de carga

4. HIDROLOGÍA
Ciclo hidrológico.

5. HIDROLOGÍA
La cuenca hidrográfica.

6. HIDROLOGÍA
Balance hídrico de la cuenca

7. COSECHA DE AGUA
Métodos de cosecha de agua
Cosecha de agua en el suelo
• Prácticas vegetativas
• Prácticas mecánico-estructurales
Cosecha de agua ampliada con embalses

10. FORMAS DE ADUCCIÓN DE AGUA
 Escorrentía superficial directa
 Construcción de zanjas o canales colectores
 Cunetas, carretera afirmada o caminos vecinales
 Captación de manantiales
 Derivación de turnos de canales
 Forma mixtas.

11. CÁLCULO DEL VOLUMEN POTENCIAL DE
CAPTACIÓN
 Método Empírico
 Cálculo del aporte hídrico de un manantial.
 Cálculo del aporte desde turnos de canal

12. CÁLCULO DEL VOLUMEN POTENCIAL DE
CAPTACIÓN

13. MICRORRESERVORIOS
Emplazamiento de microrreservorios.
 Nivel de agua respecto al cultivo
 Estabilidad de suelo
 Pendiente del terreno entre 5 a max 15%
 Extensión suficiente
 Profundidad del suelo sin problemas de rocas
 Textura del suelo adecuada
 Distancia a fuentes de agua

14. DIMENSIONAMIENTO DEL MICRORRESERVORIO
 El potencial de agua disponible en el lugar (oferta de agua)
 Las pérdidas de agua por infiltración y evaporación
 La demanda de agua de riego en el predio.
 La factibilidad técnica del sistema para el sitio.
 La capacidad de financiamiento y emprendimiento de la familia.
 Las condiciones agro productivas y de mercado.

15. EJERCICIOS DE CÁLCULO
1. Un agricultor tiene un predio
de 2 hectáreas al que quiere
dotar de riego por aspersión,
para lo cual ha pensado
construir un microrreservorio
de tierra compactada en la
parte superior de su predio, el
cual captará aguas de
escorrentía provenientes de un
área de colección de 3
hectáreas de pastos naturales y
2 hectáreas de bosques.
¿Qué volumen de agua de escorrentía total
podrá captar durante los meses de lluvias?

16. EJERCICIOS DE CÁLCULO
Vm = Ce x A x Pm x 10
El agua escurrirá de dos terrenos distintos, para lo cual se
requiere establecer el Ce promedio del terreno:
• El primer terreno tiene cobertura de pastos, la pendiente es
de 8% y la textura del suelo es arcillosa; entonces, según el
cuadro 3 el coeficiente Ce = 0,50.
• El segundo terreno tiene cobertura de bosque, la pendiente
es de 20% y la textura del suelo es arcillosa; según el cuadro
3 el coeficiente Ce = 0,60.
• Atendiendo a la diferencia de superficie entre pastos (2 ha)
y bosque (3 ha), se pondera el factor Ce:
Meses Área de
captación (ha)
Promedio
de
precipitac
ión
(mm/mes)
Ce
Factor
de
conversi
ón
Volum
en
captab
le (m3)
Enero 5 83,5 0,56 10 2 338
Febrero 5 102,0 0,56 10 2 856
Marzo 5 121,1 0,56 10 3 391
Abril 5 80,3 0,56 10 2 248
Mayo 33,3
Junio 11,7
Julio 5,7
Agosto 7,7
Septiembre 30,9
Octubre 69,7
Noviembre 61,1
Diciembre 5 75,3 0,56 10 2 108
Total 12 941
Durante los cinco meses de mayor precipitación el volumen
potencial de agua que se podrá captar por escorrentía es de
12 941 m3. De modo práctico podemos recomendar la
construcción de un reservorio de un volumen de 3 mil m3 o
algo inferior, para almacenar agua en dos y hasta cuatro
recargas des- tinadas al riego complementario en los
veranillos de la campaña grande y al riego suplementario en
la campaña chica, ello con las aguas de la última recarga
efectuada en época de lluvias. Alternativamente, el volumen
potencialmente captable podría usarse para llenar al menos
unos tres reservorios que se empleen exclusivamente para el
riego suplementario en época de estiaje.

17. EJERCICIOS DE CÁLCULO
2. Un agricultor posee un predio de 3 ha de extensión en el que nace un
manantial de un caudal promedio anual de 0,40 litros por segundo (l/s).
• ¿Qué volumen anual de agua podrá producir esta fuente?
• Si el manantial solamente se usa para riego durante el estiaje, ¿cuánta
agua regresa al sistema natural en la época de lluvia?
• ¿Qué capacidad debería tener el reservorio en caso de regar cada 15
días con las aguas del manante?

18. EJERCICIOS DE CÁLCULO
Vm = Qm x 3,6 x 24 x 30
Donde:
Qm = 0,40 l/s
Respuestas
• El volumen de agua que produce el manantial cada mes
teóricamente es Vm = 0,40 x 3,6 x24 x 30 = 1040 m3
aproximadamente. Por lo tanto, la producción anual está en el
orden de los 1 040 x 12 meses = 12 480 m3.
• Si la época de lluvias dura alrededor de 5 meses al año, y no se
usa el manantial en este pe- riodo, entonces se perdería para uso
de riego la cantidad de 5 x 1 040 = 5 200 m3 (aguas que
revertirían al sistema natural).
• En un lapso de 15 días el manante aporta el equivalente a la
mitad de un mes, es decir, ½ x 1 040 = 520 m3. Un reservorio de
aproximadamente 600 m3 de capacidad sería suficiente para
regar una vez cada 15 días con las aguas del manante, sin pérdida
de agua de la fuente.

19. EJERCICIOS DE CÁLCULO
• ¿ Cuál es el volumen de almacenamiento que se requiere para guardar las
aguas provenientes de cada turno de riego?
• ¿Cuántos turnos de riego necesita el agricultor para llenar su reservorio?
• ¿En caso de regar durante cada intervalo con toda el agua recibida por el
turno de riego, qué volumen adicional en forma de aguas de escurrimiento
debería procurar captar el agricultor para aprovechar al máximo la
capacidad total del reservorio?
3. Un agricultor tiene un microrreservorio de 2 mil m3. Recibe un turno de
riego con un caudal de 12 l/s por un lapso de 2 h cada 10 días.

20. EJERCICIOS DE CÁLCULO
Vm = Qt x Tt x Fr x 0,06
Tt = 2 h = 120 min
Fr = Cada 10 días = 3 x por mes
Respuestas
 El volumen de almacenamiento requerido para cada turno de riego es:
12 x 120 x 3 x 0,06 =260 m3 aproximadamente, es decir, una muy
pequeña parte de la capacidad total disponible en el reservorio (2 mil
m3 ).
 Por lo tanto, el agricultor necesitará 2.000 / 260= casi 8 turnos de
riego, en el caso de no usarlos en el entretanto, para llenar su
reservorio, es decir, demorará casi 3 meses.
 Evidentemente, el almacenamiento de los respectivos turnos de riego
no justifica tener un reservorio de 2 mil m3 de capacidad. Se sugiere
que el agricultor procure implementar prácticas de aducción de aguas
de escurrimiento superficial que le permiten captar un adicional de, al
menos, 1.700 m3 durante el periodo de lluvias. Así, podrá usar el
agua proveniente de los tur- nos de riego para cubrir los déficits
durante los veranillos y guardar la mayor parte del volumen del agua
almacenada para el riego durante la época de estiaje. Todo ello
permitirá al agricultor alcanzar una mayor seguridad y productividad
en los cultivos y, además, ampliar el área agrícola regada.

21. DISEÑO HIDRÁULICO DE
MICRORRESERVORIOS
1. Componentes:

22. DISEÑO HIDRÁULICO DE
MICRORRESERVORIOS
2. Cálculo del Vaso.
2.1. Altura del dique.
2.2. Volumen del Vaso.
2.3. Ancho de coronamiento.
2.4. Inclinación de Taludes.
2.5. Dimensionamiento del cuerpo del dique.

23. DISEÑO HIDRÁULICO DE
MICRORRESERVORIOS
2. Cálculo del Vaso.
2.1. Altura del dique.
Hm min = 0.3 m
Hb = 0.3 – 0.5 m

24. DISEÑO HIDRÁULICO DE
MICRORRESERVORIOS
2. Cálculo del Vaso.
2.2. Volumen del Vaso.

25. DISEÑO HIDRÁULICO DE
MICRORRESERVORIOS
2. Cálculo del Vaso.
2.3. Ancho de coronamiento.
C min = 1.5 m
En terraplén.

26. DISEÑO HIDRÁULICO DE
MICRORRESERVORIOS
2. Cálculo del Vaso.
2.4. Inclinación de Taludes.
Pendiente Max del terreno = 15%

27. DISEÑO HIDRÁULICO DE
MICRORRESERVORIOS
2. Cálculo del Vaso.
2.5. Cuerpo del dique.
Buen grado de permeabilidad.
Compactación por capas de 0.3 m
Esayos Proctor Normal
Debe alcanzar una densidad Próxima al 100% PN

28. DISEÑO HIDRÁULICO DE
MICRORRESERVORIOS
3. Canal de aducción

29. DISEÑO HIDRÁULICO DE
MICRORRESERVORIOS
3. Desarenador
Dimensiones recomendables:
• Largo = 1.5 – 2 m
• Ancho = 2 – 3 m
• Profundidad = 0.5 – 1 m

30. DISEÑO HIDRÁULICO DE
MICRORRESERVORIOS
4. Canal de ingreso al reservorio.

31. DISEÑO HIDRÁULICO DE
MICRORRESERVORIOS
5. Aliviadero de demasías
Por seguridad el caudal de diseño debe ser el
doble que el caudal de ingreso al reservorio.

32. DISEÑO HIDRÁULICO DE
MICRORRESERVORIOS
6. Caja de válvulas.

33. DISEÑO HIDRÁULICO DE
MICRORRESERVORIOS
Ejercicio
Para construir un reservorio de tierra compactada, se dispone
un área de emplazamiento de 2400 m2 (60 m de largo y 40 m
de ancho), con 15% de pendiente. Se recomienda que la Altura
total del vaso sea de 3 m, con taludes externos e internos de
2:1. ¿Cuál es la altura neta de diseño, borde libre, la altura
y volumen muertos del microrreservorio, el ancho de
coronamiento y volumen de almacenamiento?

41. Cel: 976987360
Bach. Eduin B. Cueva Correa.
Municipalidad Provincial de San Miguel
Unidad de Infraestructura Hidráulica y Riego Tecnificado.