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UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA
Facultad de Ingeniería Agrícola
Departamento de Recursos Hídricos
XVIII Curso de Actualización de Ingeniería Agrícola
Ing. Javier Goicochea RiosIng. Javier Goicochea Rios
DRENAJE,
SALINIDAD y PRODUCCIÓN
0.5 %
Titicaca
MMC: Millones de metros cúbicos.
ER * : Eficiencia en el riego
2´046,287 MMC Escurrimiento Superficial
100%
1.8 %
Pacífico
97.7 % Atlántico
53 % Excedente (19,821 MMC) 9 % Otros Usos38 % Utiliz. Riego
97.2 % Gravedad
(35% ER*)
2.8% RLAF
(70% ER*)
8,878 MMC
“Pérdida”
5,055 MMC*
0.24%
118 MMC
“Pérdida”
Aprovechamiento
en irrigación
Uso Sectorial de los RRHH
SITUACIÓN ACTUAL DE LOS
PROBLEMAS DE DRENAJE Y
SALINIDAD DE LOS SUELOS DE LA
COSTA PERUANA
• Problemas por CAUSAS NATURALES
• Problemas por CAUSAS ANTRÓPICAS
PROBLEMAS DE DRENAJE Y SALINIDAD
POR CAUSAS NATURALES
• La plataforma continental marina que emergió a fines del
Pleistoceno (con características impermeable), la poca pendiente del
terreno y la predominancia de suelos de textura fina, crean
condiciones de drenaje natural restringido, niveles freáticos
superficiales, fuerte ascenso capilar y salinización progresiva de los
suelos
• La Predominancia de suelos de origen aluvial, de textura arcillo
limosa suelen ser muy difíciles y exigentes en cuanto a la calidad,
cantidad y oportunidad de aplicación del agua de riego, aun en
condiciones de buen drenaje, exigencia poco entendida por los
agricultores y ausencia de programas de capacitación.
• La constitución salina de los suelos, en la mayoría de los casos por
su origen marino,
PROBLEMAS DE DRENAJE Y SALINIDAD POR
CAUSAS NATURALES
Valle Superficie
Afectada (ha)
Causas naturales de degradación de los suelos por salinidad
Tumbes 4 880 Suelos arcillosos sin estructura (Tipo vertisoles), con infiltración, permeabilidad, y pendiente muy baja y poca
elevación sobre el mar. No incluye áreas langostineras
Chira 4 400 Poca elevación respecto al río Chira y al mar, necesitándose bombeo para evacuar drenes (Pueblo Nuevo de
Colán, Miramar y Arenal)
Bajo Piura 5 000 Suelos de baja permeabilidad, muy poca pendiente, necesitándose bombeo en varias partes del sistema de
drenaje. El dren troncal Sechura por cota, pendiente y arenamiento eólico, tiene problemas para evacuar al ma
Col. San Lorenzo 5 200 Planicies “Bassin Soils”, arcillo limosos, de pendiente y permeabilidad muy baja, muy fuerte ascenso capilar y
alto contenido de sales en todo el perfil.(Curvan, Malingas)
Chancay-Lambayeque 6 300 Suelos próximos al mar, arcillosos, de permeabilidad y pendiente baja, dificultad para evacuar al mar por
gravedad (Sectores Chacupe, Monsefú, Chiclayo y Lambayeque)
Chicama 22 347 Suelos Arcillosos, con permeabilidad y pendiente baja, fuerte ascenso capilar y alto contenido salino en to
el perfil. Fundamentalmente las partes más bajas del valle.
Virú y Chao 6 285 Por afloramiento de barra marina impermeable y compacta, el drenaje de las partes bajas del valle es restringi
provocando el afloramiento del nivel freático.
Mala 1 150 La poca pendiente y escasa elevación de las tierras próximas al mar, restringe el drenaje, necesitándo
bombeo para evacuar al mar. Suelos salinos de origen marino.
Cañete 1 000 La parte baja del sector Cerro Azul, por su poca pendiente y elevación tiene drenaje restringido al m
necesitando bombeo. Los suelos son salinos por su origen marino.
Pisco 2 867 En los sectores Huamaní, Este de Pisco, Pachinga, Manrique, San Fernandino, Dadelso y Zona Litoral el dren
es restringido por el afloramiento de la plataforma marina, impermeable y fuertemente salina.
Villacurí-Ica 7 100 Villacurí ocupa un antiguo lecho del río Ica, interrumpido en su salida al mar y lagunas que se formaron
elevarse el fondo marino, rellenos con arena eólicas, formándose costras de sales en todo el perfil,
evaporarse el agua fuertemente salina.
Acarí y Yauca 1 540 La Irrigación de Bella Unión en Acarí y partes altas irrigadas en Yauca, son suelos de origen marino con cost
de sales en todo el perfil.
Camaná 1 000 Pucchun y otras áreas próximas al litoral, tienen muy poca pendiente y elevación respecto al mar, hacien
imposible su drenaje sin bombeo. La napa es muy salina
Valle Majes 1 500 Terrenos en laderas de cerros con un contenido original salino
Pampa Majes-Siguas 15 192 Suelos originalmente salinos, las perdidas de riego afectan tierras agrícolas de valles antiguos.
Tambo 1 400 Punta Bombón y Mejía son tierras bajas del litoral, fuertemente salinas por su origen marino y nivel freát
superficial, sólo pueden ser drenadas por bombeo
Total 87 161
Las pampas eriazas aledañas a los valles costeros no necesariamente son
todas aptas para la agricultura bajo riego. Si bien los actuales proyectos de
irrigación incluyen 163,491 ha de estas pampas, como áreas de expansión
agrícola, la mayor parte aun están en proceso de incorporación.
PROBLEMAS DE DRENAJE Y SALINIDAD POR
CAUSAS NATURALES
Superficie afectada por sales, en las pampas eriazas aledañas a los valles agrícolas bajo riego de la costa peruana
VALLE
Pampas
Eriazas
#
Superficie total depampas eriazas(ha) Superficie eriaza salina (ha)
Total
General
No incluida
En irrigación
Incluida en
irrigación
No incluida en
irrigación
Incluida en
Irrigación
Chicama 9 50 620 31 210 19410 1 000 5 000
Moche-Virú Chao 19 99 400 52 735 46665 10980 7 000
Sta-Lacramarca-Culebras
Nepeña-Casma-Huarmey 31 104 770 71 627 33 043 24000 10625
Fortaleza-Pativilca-Supe 16 35 000 16 810 19190
Chancay-Huaral 4 6 420 6 420 3430
Chillón-Lurín-Chilca 7 13 440 13 440 13005
Cañete 7 31 300 31 300 30100
Topara-San Juan 2 24 720 24 720 24720
Pisco 5 106 800 106800 60300
Ica 5 111 400 94 400 17 000 63800 6 000
Río Grande 7 49 850 49 850 42150
Acarí-Yauca-Chaparra 24 117 595 117595 99475
Ático-Caraveli-Ocoña 6 18 655 18 655 18655
Pampa Majes-Camaná 17 126 990 79 617 47 373 92258 15192
Quilca-Tambo 15 335 700 335700 297100
Osmore-Locumba-Sama-Caplina 26 258 000 258000 189 000
Total 200 1 490660 1 327169 163491 988163 43 817
Fuente:”Evaluación de la salinidad en el Perú “L. Masson Meiss, ONERN, Sept. 1973, actualizado por A. De La Torre, 2003 (con información de
los proyectos de riego).
• Reducción de la explotación de aguas subterráneas (De
1,500 MMC/año en 1984 a 800 MMC/año en la
actualidad) e incremento significativo de la oferta de
agua superficial (En los últimos 20 años, en el 70% de
las tierras irrigadas de la costa, la oferta promedio de
agua para riego se ha incrementado de 15,000 m3/ha-
año a 22,000 m3/ha-año), acentuándose la recarga
hídrica subterránea, la elevación del nivel freático, el
ascenso capilar y la salinidad del suelo.
PROBLEMAS DE DRENAJE Y SALINIDAD POR
CAUSAS ANTROPOGÉNICAS
Mal mantenimiento de las obras de drenaje, sistemas
de drenajes incompletos o mal construidos.
• Baja eficiencia de riego incrementa la recarga de agua
al subsuelo, agravando los problemas de drenaje, el
fuerte ascenso capilar acelera la salinización de los
suelos durante la estación que no se riega.
PROBLEMAS DE DRENAJE Y SALINIDAD POR
CAUSAS ANTROPOGÉNICAS
Sistema de
Irrigación
Superficie
%
Eficiencia conducción-distribución
En sistema de riego mayor (%)
Eficiencia de riego a nivel
Parcelario (%)
Eficiencia
promedio total
(%)
Variación Promedio Variación Promedio
Surcos 61,0 72 – 80 80,0 38 – 55 45,0 36,0
Pozas- Melgas 31,0 72 – 80 77,0 30 – 40 35,0 27,0
Aspersión-goteo 8,0 82 - 92 87,0 60 –80 72,0 62,6
Total 100,0 79,6 44,1 35,1
• Siembra excesiva de cultivos de alto consumo de agua
(Arroz, Caña de Azúcar y Pastos) y en general uso de
módulos de riego muy elevados.
PROBLEMAS DE DRENAJE Y SALINIDAD POR
CAUSAS ANTROPOGÉNICAS
VALLE CULTIVOS DE ALTO CONSUMO DE
AGUA
MODULO DE RIEGO
PROM. VALLE (m3/ha)
Tumbes Arroz y Plátano (93,6 %) 18,800
Chira Arroz y Plátano (72,9 %) 25,000 – 35,000
Bajo Piura Arroz (18 – 47%) 18,000 – 25,000
Chancay/Lambayeque Arroz y Caña de Azúcar (76,3 %) 12,850
Jequetepeque Arroz (74 %) 16,030
Moche-Virú-Chao Caña de Azúcar (32%) 18,050
Santa-Lacramarca- Nepeña Arroz y Caña de Azúcar (30%) 21,000
Camaná Arroz (95%) > 30,000
Pampa Majes Alfalfa (92%) 18,000
Moquegua Pastos (48,7 %) 24,112
Principales valles con módulos de riego elevados y siembra de
cultivos de alto consumo de agua
Fuente: Plan de gestión de la Oferta de Agua de los Proyectos Hidráulicos de Costa del INADE, 2002
• Riego con aguas excesivamente salinas (aguas de drenaje y
aguas de acuíferos subterráneos salinos utilizado en áreas
con gran déficit de riego), suelos con drenaje restringido,
agua freática salina, y el desconocimiento de prácticas
apropiadas de riego; acelera la salinización de la zona
radicular.
• Tarifas de agua para riego muy bajas (Si es agua por
gravedad 0,006 – 0,015 soles/m3 y si es agua por bombeo
subterráneo 0,036 – 0,060 soles/m3), además de no motivar el
uso eficiente del agua por parte del usuario, impide contar
con suficiente presupuesto para una buena operación y
mantenimiento de la infraestructura, especialmente de los
sistemas de drenaje.
PROBLEMAS DE DRENAJE Y SALINIDAD POR
CAUSAS ANTROPOGÉNICAS
Valle
Mal drenaje y
baja
eficiencia de
riego
Practicas de
riego
inadecuadas
(Lamina y
frecuencia)
Mucho cultivo
de alto
consumo de
Agua y en
General
módulos de
riego elevado
En áreas
degradadas
insuficiente
riego y alta
salinidad
natural
Riego con
agua muy
salina y/o
elevado
ascenso
capilar
Reducción
del uso de
aguas
subterráneas
para riego
Deficiente
mantenimiento
de las obras y
tarifa de agua
muy bajas
Tumbes x x x x
Chira x x x x
Medio-B. Piura x x x x x x
Alto Piura x x x x
San Lorenzo x x x x
Chancay- x x x x x x x
Olmos x x
Jequetepeque-Zaña x x x x
Chicama x x x x x x x
Moche x x x x x
Virú x x x x x
Chao x x x x x
Santa-Lacramarca x x x x
Nepeña x x x x x
Casma-Sechín x x x x x
Culebras x x x x
Huarmey x x x x
Fortaleza-Pativilca-Supe x x x x x
Huaura-Sta. Rosa x x x x
Chancay-Huaral x x x x
Chill-Rimac-Lurin x x x x
Mala x x x x x
Cañete x x x x
Chincha x x x
Pisco x x x x
Ica-Villa curí x x x
Ingenio/Palpa/Nazca. x x x
Acarí x x x
Yauca x x x
Chaparra- Atico x x x
Ocoña x x x x
Camaná x x x x x
Pampa Majes-Siguas x x x x
Valle Majes x x x x
Chili Regulado
Y Vi Si
x x x x
Chili no Regulado x x x
La Joya Antigua y La
J
x x x x
Tambo x x x x x
Locumba x x x x
Sama x x x x
Moquegua x x x x
Caplina/ Yarada x x
Area Total ( %) 84,87 97,30 76,18 57,22 48,06 43,32 100,00
Principales causas
antropogénicas de la
degradación de las
tierras por salinidad
en la costa peruana
CAUSAS MÁS FRECUENTES DE LA SALINIDAD Y
MAL DRENAJE EN LA COSTA PERUANA
Causa
Área
(%)
Reducción del uso de las aguas subterráneas en riego 43.32
Mal drenaje y baja eficiencia de riego 84.87
Cultivos de alto consumo y módulo de riego elevado 76.18
Riego con agua muy salina y/o elevado ascenso a capilar 48.06
Prácticas de riego inadecuadas (lámina y frecuencia) 97.30
Insuficiente riego en suelos muy salinizados 57.22
Deficiente mantenimiento de las obras y tarifa de agua muy bajas 100.00
Fuente: Abelardo De La Torre.
La Degradación de Tierras por Salinidad en la Región Desértica de la Costa Peruana,
Intendencia de Recursos Hídricos - Instituto Nacional de Recursos Naturales-INRENA. 2004.
Superficies degradadas por salinidad y drenaje en los valles de la costa (ha)
Valle
Superficie con
aptitud para
riego
Superficie
física bajo
riego actual (1)
Area bajo riego
sin problemas
de drenaje ni
salinidad
Salinidad ligera
a moderada,
drenaje
imperfecto
Fuertemente
salinos sin
problemas de
drenaje
Severa y muy
severamente
salinos y muy
mal drenaje
Total afectado
por salinidad y
mal drenaje
Tumbes 28 099 13 230 8 350 4 880 4 880
Chira 50 744 34 762 28 748 5 514 500 4 050 10 064
Medio y B. Piura 39 400 39 400 15 813 15 734 4 674 18 336 38 744
Alto Piura 26 500 15 288 4 288 2 000 5 000 4 000 11 000
Col. San Lorenzo 43 800 41 550 33 750 5 000 2 800 5 200 13 000
Chancay–Lambay. 111 000 83 000 47 000 14 000 10 360 23 640 48 000
Olmos 35 134 5 134 5 134 N.D.
Jequetepeque-Zaña 65 246 46 996 28 768 2 385 3 515 22 328 28 228
Chicama 65 938 46 528 28 181 4 400 3 600 22 347 30 347
Moche 23 965 14 091 11 191 1 032 2 000 747 3 779
Virú 18 880 14 106 11 080 4 333 ND 1 596 5 929
Chao 19 768 6 404 3 904 578 2 500 549 3 60
Santa-Lacramarca 25 241 18 151 13 315 2 820 2 016 4 182 9 018
Nepeña 15 851 14 381 10 601 2 100 1 560 120 3 780
Casma-Sechin 22 905 17 015 13 835 1 150 1 130 900 3 180
Culebras 1 735 1 735 1 355 380 380
Huarmey 4 250 3 026 1 956 290 490 290 1 070
Fortalez-Pativi-Supe 31 630 31 630 30 417 1 248 15 1 656 2 919
Huaura-Sta. Rosa 30 410 30 410 25 430 3 420 508 2 052 5 980
Chancay-Huaral 21 690 21 690 18 290 1 770 610 2 020 4 400
Chillón-Rimac-Lurín 20 000 16 500 13 786 1 000 1 714 2 714
Mala 6 000 5 048 4 608 440 1 150 1 590
Cañete 24 050 24 050 19 990 1 036 1 000 2 024 4 060
Chincha 24 000 23 360 21 700 800 1 460 2 260
Pisco 24 383 14 735 9 735 5 000 2 500 7 500
ca-Villacurí 54 546 34 000 29 085 2 615 7 100 200 9 915
ngenio-Palpa-Nazca 23 876 8 000 7 886 114 66 180
Acarí 3 042 3 042 2 078 964 964
Yauca 3 336 3 336 2 368 219 576 173 968
Chaparra y Atico 1 202 1 140 1 024 56 60 116
Ocoña 782 782 393 370 19 389
Camaná 6 930 6 930 5 630 300 1 000 1 300
Pampa Majes-
Si
55 150 21 277 6 085 14 036 1 156 15 192
Valle Majes 7 830 7 187 4 927 1 260 1 500 2 760
Chili Reg. Yura-
Vitor-Siguas
31 691 28 846 27 404 528 100 1 314 1 942
Chili no Regulado 6 345 6 345 6 345 N.D.
La Joya Antigua y
La Joya nueva
8 663 8 663 8 663 N.D.
Tambo 10 652 10 652 5 911 2 341 1 000 1 400 4 741
Locumba 7 548 6 584 3 405 1 179 2 000 3 179
Sama 8 748 5 688 2 792 971 1 925 2 896
Moquegua 16 092 4 826 4 309 517 517
Caplina – Yarada 12 848 10 959 5 006 3 027 2 926 5 953
Total 1 034 165 750 477 534 486 98 382 61 260 138 819 298 461
Superficies
degradadas
por salinidad y
drenaje en los
valles de la
costa (ha)
Las áreas efectivamente desa-
rrolladas para el riego, totalizan
832,947 ha incluyendo las áreas
salinas.
En la práctica, no se esta
cultivando 80,466 ha irrigables,
por encontrarse excesivamente
degradadas por sales.
Esquema conceptual
• Encharcamiento: acumulación excesiva de
agua en la superficie del suelo.
• Anegamiento: acumulación de exceso de
agua en la zona radicular del suelo.
• Salinización: acumulación de sales solubles
en la superficie del suelo, o en algún punto
por debajo de la superficie del suelo, a unos
niveles que perjudicarán al crecimiento de la
planta y/o al suelo.
Esquema conceptual
Necesidades de Drenaje
• Drenaje superficial: eliminación del exceso de
agua de la superficie del terreno desviándola hacia
drenes naturales o artificiales y cuando sea necesario,
remodelando y nivelando la superficie en la dirección
de dichos drenes.
• Drenaje subterráneo: eliminación del exceso de
agua y de sales disueltas del suelo, haciendo fluir el
agua freática hacia los drenes para controlar el nivel
freático y la salinidad en la zona radicular.
• Lavado: eliminación de las sales solubles mediante
la percolación del agua a través del suelo.
Objetivos específicos de los
Sistemas de Drenaje
• Restablecer condiciones adecuadas para el desarrollo de
los cultivos.
• Eliminar el exceso de agua del suelo (superficial o
internamente), a fin de mantener las condiciones de
aireación y las actividades biológicas indispensables para
cumplir los procesos fisiológicos relativos al crecimiento
radicular.
• Abatir niveles freáticos que originan problemas agrícolas.
• Crear condiciones que permitan mediante la aplicación de
lavados, remover las sales en exceso del perfil del suelo y
el mantener un balance salino.
Objetivos estratégicos de los
Sistemas de Drenaje
(En zonas húmedas y áridas)
Contribuir a conservar y aumentar la
productividad agrícola minimizando los
impactos negativos, tanto de excesos de
agua y de sales como los ambientales
Sistemas
de
Drenaje
dren principal
drencolector
drenes de parcela o laterales
Sistemas de Drenaje
por Zanjas
Zanjas de Drenaje
Zanjas de Drenaje
Material de excavación Z
Roca firme 0,25
Hard-pan duro. Roca con fisuras 0,5
Grava cementada. Arcilla y Hard-pan ordinario 0,75
Arcilla con grava. Suelos francos 1
Limo arcilloso 1
Suelos francos con grava 1,5
Suelos franco-arenosos 2
Suelos muy arenosos 3
Fuente : Ven Te Chow. 1959. “Open Channel Hydraulics”
Valores del coeficiente de rugosidad n
Fuente : Grassi, Carlos J. 1991. “Drenaje de Tierras Agrícolas”
Condición del Dren Valor de n
Muy limpio 0,022 – 0,030
Limpio 0,029 - 0,050
Con poca vegetación 0,040 - 0,067
Con moderada vegetación 0,050 - 0,100
Con exceso de vegetación 0,067 - 0,200
Sistemas de Drenaje
por Tuberías
Instalación de tuberías
Coeficiente de rugosidad de
Manning según tipo de tubería
Tubería Coeficiente n
Arcilla 0,013
Concreto 0,013
PVC liso 0,015
PVC corrugado 0,016
Fuente: Salgado, 2000.
Espaciamiento de drenes
Formula de Hooghoudt
R
hKhdK
L
2
122 48 

Cultivo
Zona de
ramificación
Densa
Zona de
ramificación
Moderada
Profundidad
extrema
Trigo 30 30-90 120-150
Centeno 50 50-75 150-225
Avena 50 50-75 120-150
Cebada 70 70-100 140-150
Maíz 70 70-140 150-180
Sorgo 65
Lino 40 40-60 75
Algodón 70 120
Girasol 30 30-90 275
Remolacha azucarera 30 30-120 150-180
Caña de azúcar 70
Alfalfa 90 90-180 180-275
Trébol 90 120-245
Zanahoria 90 150
Cebolla 60 60-90 90-230
Col 60 60-90 90-230
Coliflor 30-50 50-90 90-140
Lechuga 20-30 30-120 230
Tomate 60 60-90 120
Pimiento 30-45 45-90 120
Melón 20-30 30-90 90-120
Judías 30 30-75 90
Guisantes 30 30-75 90
Rábanos 15 60
Espinacas 25 35-60 105
Patatas 25-30 30-100 100
Fresas 30 90
Melocotón 90
Manzano 100
Agrios 75
Vid 75
Olivo 100
Profundidad
de las raíces
de los
cultivos (cm)
PROBLEMAS DE DRENAJE-Valle Chao
PROBLEMAS DE DRENAJE
Valle Cañete
PROBLEMAS DE DRENAJE Y SALINIDAD
Valle Casma
PROBLEMAS DE DRENAJE Y SALINIDAD
Valle Mala
PROBLEMAS DE DRENAJE Y SALINIDAD
Valle Mala
PROBLEMAS DE DRENAJE-Valle Mala
Sub irrigación – Zona El Platanal
SALINIDAD
Y
PRODUCCIÓN
Efectos de la Salinidad
sobre las Plantas
Clase de
Salinidad
CEe
(mmhos/cm)
Efectos sobre los cultivos
Normal 0 – 2 Despreciables
Ligeramente
salinos
2 – 4
Rendimientos restringidos en cultivos
sensibles
Medianamente
salinos
4 – 8
Rendimientos restringidos en la mayor parte
de los cultivos
Fuertemente
Salinos
8 – 16
Rendimientos satisfactorios solo en cultivos
tolerantes
Extremadamente
Salinos
> 16
Muy pocos cultivos dan rendimientos
satisfactorios.
Tolerancia a la Salinidad
Capacidad que tiene el cultivo para soportar la
salinidad del suelo sin experimentar efectos
perjudiciales en su desarrollo y/o producción.
 La capacidad del cultivo para sobrevivir en suelo
salino.
 La producción del cultivo en suelo salino.
 El rendimiento relativo del cultivo pero en condiciones
de no salinidad.
Criterios de evaluación:
Ecuación de Mass y Hoffman
El umbral de salinidad de cada cultivo es el valor “a”, valor
que indica que si la salinidad del suelo (CEe) se mantiene en
este nivel, el cultivo no es afectado por las sales.
Tolerancia a
la salinidad
de los
cultivos en
función de la
producción
Tolerancia a
la salinidad de
los cultivos en
función de la
producción
Delimitación de la tolerancia relativa a la
salinidad de los cultivos
RESISTENCIA A LA SALINIDAD
El umbral de salinidad de cada cultivo es el
valor “a”, valor que indica que si la salinidad del
suelo (CEe) se mantiene en este nivel, el cultivo
no es afectado por las sales.
Resistencia de los cultivos a la salinidad es
cuando el valor de la CEe da lugar a la pérdida
del 10 % de la producción, es decir la
producción al 90%, denominado como CE/90.
SENSIBILIDAD DE LOS CULTIVOS
La sensibilidad de una planta a la salinidad,
es la variación de la producción ocasionada
por la variación de la CEe de 1 mmho/cm.
El valor de la sensibilidad corresponde al
parámetro “b”.
Resistencia
(CE/90) y
sensibilidad (b)
de los cultivos
Resistencia
(CE/90) y
sensibilidad (b)
de los cultivos

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Drenaje agricola salinidad-producción

  • 1. UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA Facultad de Ingeniería Agrícola Departamento de Recursos Hídricos XVIII Curso de Actualización de Ingeniería Agrícola Ing. Javier Goicochea RiosIng. Javier Goicochea Rios DRENAJE, SALINIDAD y PRODUCCIÓN
  • 2. 0.5 % Titicaca MMC: Millones de metros cúbicos. ER * : Eficiencia en el riego 2´046,287 MMC Escurrimiento Superficial 100% 1.8 % Pacífico 97.7 % Atlántico 53 % Excedente (19,821 MMC) 9 % Otros Usos38 % Utiliz. Riego 97.2 % Gravedad (35% ER*) 2.8% RLAF (70% ER*) 8,878 MMC “Pérdida” 5,055 MMC* 0.24% 118 MMC “Pérdida” Aprovechamiento en irrigación Uso Sectorial de los RRHH
  • 3. SITUACIÓN ACTUAL DE LOS PROBLEMAS DE DRENAJE Y SALINIDAD DE LOS SUELOS DE LA COSTA PERUANA • Problemas por CAUSAS NATURALES • Problemas por CAUSAS ANTRÓPICAS
  • 4. PROBLEMAS DE DRENAJE Y SALINIDAD POR CAUSAS NATURALES • La plataforma continental marina que emergió a fines del Pleistoceno (con características impermeable), la poca pendiente del terreno y la predominancia de suelos de textura fina, crean condiciones de drenaje natural restringido, niveles freáticos superficiales, fuerte ascenso capilar y salinización progresiva de los suelos • La Predominancia de suelos de origen aluvial, de textura arcillo limosa suelen ser muy difíciles y exigentes en cuanto a la calidad, cantidad y oportunidad de aplicación del agua de riego, aun en condiciones de buen drenaje, exigencia poco entendida por los agricultores y ausencia de programas de capacitación. • La constitución salina de los suelos, en la mayoría de los casos por su origen marino,
  • 5. PROBLEMAS DE DRENAJE Y SALINIDAD POR CAUSAS NATURALES Valle Superficie Afectada (ha) Causas naturales de degradación de los suelos por salinidad Tumbes 4 880 Suelos arcillosos sin estructura (Tipo vertisoles), con infiltración, permeabilidad, y pendiente muy baja y poca elevación sobre el mar. No incluye áreas langostineras Chira 4 400 Poca elevación respecto al río Chira y al mar, necesitándose bombeo para evacuar drenes (Pueblo Nuevo de Colán, Miramar y Arenal) Bajo Piura 5 000 Suelos de baja permeabilidad, muy poca pendiente, necesitándose bombeo en varias partes del sistema de drenaje. El dren troncal Sechura por cota, pendiente y arenamiento eólico, tiene problemas para evacuar al ma Col. San Lorenzo 5 200 Planicies “Bassin Soils”, arcillo limosos, de pendiente y permeabilidad muy baja, muy fuerte ascenso capilar y alto contenido de sales en todo el perfil.(Curvan, Malingas) Chancay-Lambayeque 6 300 Suelos próximos al mar, arcillosos, de permeabilidad y pendiente baja, dificultad para evacuar al mar por gravedad (Sectores Chacupe, Monsefú, Chiclayo y Lambayeque) Chicama 22 347 Suelos Arcillosos, con permeabilidad y pendiente baja, fuerte ascenso capilar y alto contenido salino en to el perfil. Fundamentalmente las partes más bajas del valle. Virú y Chao 6 285 Por afloramiento de barra marina impermeable y compacta, el drenaje de las partes bajas del valle es restringi provocando el afloramiento del nivel freático. Mala 1 150 La poca pendiente y escasa elevación de las tierras próximas al mar, restringe el drenaje, necesitándo bombeo para evacuar al mar. Suelos salinos de origen marino. Cañete 1 000 La parte baja del sector Cerro Azul, por su poca pendiente y elevación tiene drenaje restringido al m necesitando bombeo. Los suelos son salinos por su origen marino. Pisco 2 867 En los sectores Huamaní, Este de Pisco, Pachinga, Manrique, San Fernandino, Dadelso y Zona Litoral el dren es restringido por el afloramiento de la plataforma marina, impermeable y fuertemente salina. Villacurí-Ica 7 100 Villacurí ocupa un antiguo lecho del río Ica, interrumpido en su salida al mar y lagunas que se formaron elevarse el fondo marino, rellenos con arena eólicas, formándose costras de sales en todo el perfil, evaporarse el agua fuertemente salina. Acarí y Yauca 1 540 La Irrigación de Bella Unión en Acarí y partes altas irrigadas en Yauca, son suelos de origen marino con cost de sales en todo el perfil. Camaná 1 000 Pucchun y otras áreas próximas al litoral, tienen muy poca pendiente y elevación respecto al mar, hacien imposible su drenaje sin bombeo. La napa es muy salina Valle Majes 1 500 Terrenos en laderas de cerros con un contenido original salino Pampa Majes-Siguas 15 192 Suelos originalmente salinos, las perdidas de riego afectan tierras agrícolas de valles antiguos. Tambo 1 400 Punta Bombón y Mejía son tierras bajas del litoral, fuertemente salinas por su origen marino y nivel freát superficial, sólo pueden ser drenadas por bombeo Total 87 161
  • 6. Las pampas eriazas aledañas a los valles costeros no necesariamente son todas aptas para la agricultura bajo riego. Si bien los actuales proyectos de irrigación incluyen 163,491 ha de estas pampas, como áreas de expansión agrícola, la mayor parte aun están en proceso de incorporación. PROBLEMAS DE DRENAJE Y SALINIDAD POR CAUSAS NATURALES Superficie afectada por sales, en las pampas eriazas aledañas a los valles agrícolas bajo riego de la costa peruana VALLE Pampas Eriazas # Superficie total depampas eriazas(ha) Superficie eriaza salina (ha) Total General No incluida En irrigación Incluida en irrigación No incluida en irrigación Incluida en Irrigación Chicama 9 50 620 31 210 19410 1 000 5 000 Moche-Virú Chao 19 99 400 52 735 46665 10980 7 000 Sta-Lacramarca-Culebras Nepeña-Casma-Huarmey 31 104 770 71 627 33 043 24000 10625 Fortaleza-Pativilca-Supe 16 35 000 16 810 19190 Chancay-Huaral 4 6 420 6 420 3430 Chillón-Lurín-Chilca 7 13 440 13 440 13005 Cañete 7 31 300 31 300 30100 Topara-San Juan 2 24 720 24 720 24720 Pisco 5 106 800 106800 60300 Ica 5 111 400 94 400 17 000 63800 6 000 Río Grande 7 49 850 49 850 42150 Acarí-Yauca-Chaparra 24 117 595 117595 99475 Ático-Caraveli-Ocoña 6 18 655 18 655 18655 Pampa Majes-Camaná 17 126 990 79 617 47 373 92258 15192 Quilca-Tambo 15 335 700 335700 297100 Osmore-Locumba-Sama-Caplina 26 258 000 258000 189 000 Total 200 1 490660 1 327169 163491 988163 43 817 Fuente:”Evaluación de la salinidad en el Perú “L. Masson Meiss, ONERN, Sept. 1973, actualizado por A. De La Torre, 2003 (con información de los proyectos de riego).
  • 7. • Reducción de la explotación de aguas subterráneas (De 1,500 MMC/año en 1984 a 800 MMC/año en la actualidad) e incremento significativo de la oferta de agua superficial (En los últimos 20 años, en el 70% de las tierras irrigadas de la costa, la oferta promedio de agua para riego se ha incrementado de 15,000 m3/ha- año a 22,000 m3/ha-año), acentuándose la recarga hídrica subterránea, la elevación del nivel freático, el ascenso capilar y la salinidad del suelo. PROBLEMAS DE DRENAJE Y SALINIDAD POR CAUSAS ANTROPOGÉNICAS Mal mantenimiento de las obras de drenaje, sistemas de drenajes incompletos o mal construidos.
  • 8. • Baja eficiencia de riego incrementa la recarga de agua al subsuelo, agravando los problemas de drenaje, el fuerte ascenso capilar acelera la salinización de los suelos durante la estación que no se riega. PROBLEMAS DE DRENAJE Y SALINIDAD POR CAUSAS ANTROPOGÉNICAS Sistema de Irrigación Superficie % Eficiencia conducción-distribución En sistema de riego mayor (%) Eficiencia de riego a nivel Parcelario (%) Eficiencia promedio total (%) Variación Promedio Variación Promedio Surcos 61,0 72 – 80 80,0 38 – 55 45,0 36,0 Pozas- Melgas 31,0 72 – 80 77,0 30 – 40 35,0 27,0 Aspersión-goteo 8,0 82 - 92 87,0 60 –80 72,0 62,6 Total 100,0 79,6 44,1 35,1
  • 9. • Siembra excesiva de cultivos de alto consumo de agua (Arroz, Caña de Azúcar y Pastos) y en general uso de módulos de riego muy elevados. PROBLEMAS DE DRENAJE Y SALINIDAD POR CAUSAS ANTROPOGÉNICAS VALLE CULTIVOS DE ALTO CONSUMO DE AGUA MODULO DE RIEGO PROM. VALLE (m3/ha) Tumbes Arroz y Plátano (93,6 %) 18,800 Chira Arroz y Plátano (72,9 %) 25,000 – 35,000 Bajo Piura Arroz (18 – 47%) 18,000 – 25,000 Chancay/Lambayeque Arroz y Caña de Azúcar (76,3 %) 12,850 Jequetepeque Arroz (74 %) 16,030 Moche-Virú-Chao Caña de Azúcar (32%) 18,050 Santa-Lacramarca- Nepeña Arroz y Caña de Azúcar (30%) 21,000 Camaná Arroz (95%) > 30,000 Pampa Majes Alfalfa (92%) 18,000 Moquegua Pastos (48,7 %) 24,112 Principales valles con módulos de riego elevados y siembra de cultivos de alto consumo de agua Fuente: Plan de gestión de la Oferta de Agua de los Proyectos Hidráulicos de Costa del INADE, 2002
  • 10. • Riego con aguas excesivamente salinas (aguas de drenaje y aguas de acuíferos subterráneos salinos utilizado en áreas con gran déficit de riego), suelos con drenaje restringido, agua freática salina, y el desconocimiento de prácticas apropiadas de riego; acelera la salinización de la zona radicular. • Tarifas de agua para riego muy bajas (Si es agua por gravedad 0,006 – 0,015 soles/m3 y si es agua por bombeo subterráneo 0,036 – 0,060 soles/m3), además de no motivar el uso eficiente del agua por parte del usuario, impide contar con suficiente presupuesto para una buena operación y mantenimiento de la infraestructura, especialmente de los sistemas de drenaje. PROBLEMAS DE DRENAJE Y SALINIDAD POR CAUSAS ANTROPOGÉNICAS
  • 11. Valle Mal drenaje y baja eficiencia de riego Practicas de riego inadecuadas (Lamina y frecuencia) Mucho cultivo de alto consumo de Agua y en General módulos de riego elevado En áreas degradadas insuficiente riego y alta salinidad natural Riego con agua muy salina y/o elevado ascenso capilar Reducción del uso de aguas subterráneas para riego Deficiente mantenimiento de las obras y tarifa de agua muy bajas Tumbes x x x x Chira x x x x Medio-B. Piura x x x x x x Alto Piura x x x x San Lorenzo x x x x Chancay- x x x x x x x Olmos x x Jequetepeque-Zaña x x x x Chicama x x x x x x x Moche x x x x x Virú x x x x x Chao x x x x x Santa-Lacramarca x x x x Nepeña x x x x x Casma-Sechín x x x x x Culebras x x x x Huarmey x x x x Fortaleza-Pativilca-Supe x x x x x Huaura-Sta. Rosa x x x x Chancay-Huaral x x x x Chill-Rimac-Lurin x x x x Mala x x x x x Cañete x x x x Chincha x x x Pisco x x x x Ica-Villa curí x x x Ingenio/Palpa/Nazca. x x x Acarí x x x Yauca x x x Chaparra- Atico x x x Ocoña x x x x Camaná x x x x x Pampa Majes-Siguas x x x x Valle Majes x x x x Chili Regulado Y Vi Si x x x x Chili no Regulado x x x La Joya Antigua y La J x x x x Tambo x x x x x Locumba x x x x Sama x x x x Moquegua x x x x Caplina/ Yarada x x Area Total ( %) 84,87 97,30 76,18 57,22 48,06 43,32 100,00 Principales causas antropogénicas de la degradación de las tierras por salinidad en la costa peruana
  • 12. CAUSAS MÁS FRECUENTES DE LA SALINIDAD Y MAL DRENAJE EN LA COSTA PERUANA Causa Área (%) Reducción del uso de las aguas subterráneas en riego 43.32 Mal drenaje y baja eficiencia de riego 84.87 Cultivos de alto consumo y módulo de riego elevado 76.18 Riego con agua muy salina y/o elevado ascenso a capilar 48.06 Prácticas de riego inadecuadas (lámina y frecuencia) 97.30 Insuficiente riego en suelos muy salinizados 57.22 Deficiente mantenimiento de las obras y tarifa de agua muy bajas 100.00 Fuente: Abelardo De La Torre. La Degradación de Tierras por Salinidad en la Región Desértica de la Costa Peruana, Intendencia de Recursos Hídricos - Instituto Nacional de Recursos Naturales-INRENA. 2004.
  • 13. Superficies degradadas por salinidad y drenaje en los valles de la costa (ha) Valle Superficie con aptitud para riego Superficie física bajo riego actual (1) Area bajo riego sin problemas de drenaje ni salinidad Salinidad ligera a moderada, drenaje imperfecto Fuertemente salinos sin problemas de drenaje Severa y muy severamente salinos y muy mal drenaje Total afectado por salinidad y mal drenaje Tumbes 28 099 13 230 8 350 4 880 4 880 Chira 50 744 34 762 28 748 5 514 500 4 050 10 064 Medio y B. Piura 39 400 39 400 15 813 15 734 4 674 18 336 38 744 Alto Piura 26 500 15 288 4 288 2 000 5 000 4 000 11 000 Col. San Lorenzo 43 800 41 550 33 750 5 000 2 800 5 200 13 000 Chancay–Lambay. 111 000 83 000 47 000 14 000 10 360 23 640 48 000 Olmos 35 134 5 134 5 134 N.D. Jequetepeque-Zaña 65 246 46 996 28 768 2 385 3 515 22 328 28 228 Chicama 65 938 46 528 28 181 4 400 3 600 22 347 30 347 Moche 23 965 14 091 11 191 1 032 2 000 747 3 779 Virú 18 880 14 106 11 080 4 333 ND 1 596 5 929 Chao 19 768 6 404 3 904 578 2 500 549 3 60 Santa-Lacramarca 25 241 18 151 13 315 2 820 2 016 4 182 9 018 Nepeña 15 851 14 381 10 601 2 100 1 560 120 3 780 Casma-Sechin 22 905 17 015 13 835 1 150 1 130 900 3 180 Culebras 1 735 1 735 1 355 380 380 Huarmey 4 250 3 026 1 956 290 490 290 1 070 Fortalez-Pativi-Supe 31 630 31 630 30 417 1 248 15 1 656 2 919 Huaura-Sta. Rosa 30 410 30 410 25 430 3 420 508 2 052 5 980 Chancay-Huaral 21 690 21 690 18 290 1 770 610 2 020 4 400 Chillón-Rimac-Lurín 20 000 16 500 13 786 1 000 1 714 2 714 Mala 6 000 5 048 4 608 440 1 150 1 590 Cañete 24 050 24 050 19 990 1 036 1 000 2 024 4 060 Chincha 24 000 23 360 21 700 800 1 460 2 260 Pisco 24 383 14 735 9 735 5 000 2 500 7 500 ca-Villacurí 54 546 34 000 29 085 2 615 7 100 200 9 915 ngenio-Palpa-Nazca 23 876 8 000 7 886 114 66 180 Acarí 3 042 3 042 2 078 964 964 Yauca 3 336 3 336 2 368 219 576 173 968 Chaparra y Atico 1 202 1 140 1 024 56 60 116 Ocoña 782 782 393 370 19 389 Camaná 6 930 6 930 5 630 300 1 000 1 300 Pampa Majes- Si 55 150 21 277 6 085 14 036 1 156 15 192 Valle Majes 7 830 7 187 4 927 1 260 1 500 2 760 Chili Reg. Yura- Vitor-Siguas 31 691 28 846 27 404 528 100 1 314 1 942 Chili no Regulado 6 345 6 345 6 345 N.D. La Joya Antigua y La Joya nueva 8 663 8 663 8 663 N.D. Tambo 10 652 10 652 5 911 2 341 1 000 1 400 4 741 Locumba 7 548 6 584 3 405 1 179 2 000 3 179 Sama 8 748 5 688 2 792 971 1 925 2 896 Moquegua 16 092 4 826 4 309 517 517 Caplina – Yarada 12 848 10 959 5 006 3 027 2 926 5 953 Total 1 034 165 750 477 534 486 98 382 61 260 138 819 298 461 Superficies degradadas por salinidad y drenaje en los valles de la costa (ha) Las áreas efectivamente desa- rrolladas para el riego, totalizan 832,947 ha incluyendo las áreas salinas. En la práctica, no se esta cultivando 80,466 ha irrigables, por encontrarse excesivamente degradadas por sales.
  • 14. Esquema conceptual • Encharcamiento: acumulación excesiva de agua en la superficie del suelo. • Anegamiento: acumulación de exceso de agua en la zona radicular del suelo. • Salinización: acumulación de sales solubles en la superficie del suelo, o en algún punto por debajo de la superficie del suelo, a unos niveles que perjudicarán al crecimiento de la planta y/o al suelo.
  • 15. Esquema conceptual Necesidades de Drenaje • Drenaje superficial: eliminación del exceso de agua de la superficie del terreno desviándola hacia drenes naturales o artificiales y cuando sea necesario, remodelando y nivelando la superficie en la dirección de dichos drenes. • Drenaje subterráneo: eliminación del exceso de agua y de sales disueltas del suelo, haciendo fluir el agua freática hacia los drenes para controlar el nivel freático y la salinidad en la zona radicular. • Lavado: eliminación de las sales solubles mediante la percolación del agua a través del suelo.
  • 16. Objetivos específicos de los Sistemas de Drenaje • Restablecer condiciones adecuadas para el desarrollo de los cultivos. • Eliminar el exceso de agua del suelo (superficial o internamente), a fin de mantener las condiciones de aireación y las actividades biológicas indispensables para cumplir los procesos fisiológicos relativos al crecimiento radicular. • Abatir niveles freáticos que originan problemas agrícolas. • Crear condiciones que permitan mediante la aplicación de lavados, remover las sales en exceso del perfil del suelo y el mantener un balance salino.
  • 17. Objetivos estratégicos de los Sistemas de Drenaje (En zonas húmedas y áridas) Contribuir a conservar y aumentar la productividad agrícola minimizando los impactos negativos, tanto de excesos de agua y de sales como los ambientales
  • 21. Zanjas de Drenaje Material de excavación Z Roca firme 0,25 Hard-pan duro. Roca con fisuras 0,5 Grava cementada. Arcilla y Hard-pan ordinario 0,75 Arcilla con grava. Suelos francos 1 Limo arcilloso 1 Suelos francos con grava 1,5 Suelos franco-arenosos 2 Suelos muy arenosos 3 Fuente : Ven Te Chow. 1959. “Open Channel Hydraulics”
  • 22. Valores del coeficiente de rugosidad n Fuente : Grassi, Carlos J. 1991. “Drenaje de Tierras Agrícolas” Condición del Dren Valor de n Muy limpio 0,022 – 0,030 Limpio 0,029 - 0,050 Con poca vegetación 0,040 - 0,067 Con moderada vegetación 0,050 - 0,100 Con exceso de vegetación 0,067 - 0,200
  • 25. Coeficiente de rugosidad de Manning según tipo de tubería Tubería Coeficiente n Arcilla 0,013 Concreto 0,013 PVC liso 0,015 PVC corrugado 0,016 Fuente: Salgado, 2000.
  • 26. Espaciamiento de drenes Formula de Hooghoudt R hKhdK L 2 122 48  
  • 27. Cultivo Zona de ramificación Densa Zona de ramificación Moderada Profundidad extrema Trigo 30 30-90 120-150 Centeno 50 50-75 150-225 Avena 50 50-75 120-150 Cebada 70 70-100 140-150 Maíz 70 70-140 150-180 Sorgo 65 Lino 40 40-60 75 Algodón 70 120 Girasol 30 30-90 275 Remolacha azucarera 30 30-120 150-180 Caña de azúcar 70 Alfalfa 90 90-180 180-275 Trébol 90 120-245 Zanahoria 90 150 Cebolla 60 60-90 90-230 Col 60 60-90 90-230 Coliflor 30-50 50-90 90-140 Lechuga 20-30 30-120 230 Tomate 60 60-90 120 Pimiento 30-45 45-90 120 Melón 20-30 30-90 90-120 Judías 30 30-75 90 Guisantes 30 30-75 90 Rábanos 15 60 Espinacas 25 35-60 105 Patatas 25-30 30-100 100 Fresas 30 90 Melocotón 90 Manzano 100 Agrios 75 Vid 75 Olivo 100 Profundidad de las raíces de los cultivos (cm)
  • 30. PROBLEMAS DE DRENAJE Y SALINIDAD Valle Casma
  • 31. PROBLEMAS DE DRENAJE Y SALINIDAD Valle Mala
  • 32. PROBLEMAS DE DRENAJE Y SALINIDAD Valle Mala
  • 33. PROBLEMAS DE DRENAJE-Valle Mala Sub irrigación – Zona El Platanal
  • 35. Efectos de la Salinidad sobre las Plantas Clase de Salinidad CEe (mmhos/cm) Efectos sobre los cultivos Normal 0 – 2 Despreciables Ligeramente salinos 2 – 4 Rendimientos restringidos en cultivos sensibles Medianamente salinos 4 – 8 Rendimientos restringidos en la mayor parte de los cultivos Fuertemente Salinos 8 – 16 Rendimientos satisfactorios solo en cultivos tolerantes Extremadamente Salinos > 16 Muy pocos cultivos dan rendimientos satisfactorios.
  • 36. Tolerancia a la Salinidad Capacidad que tiene el cultivo para soportar la salinidad del suelo sin experimentar efectos perjudiciales en su desarrollo y/o producción.  La capacidad del cultivo para sobrevivir en suelo salino.  La producción del cultivo en suelo salino.  El rendimiento relativo del cultivo pero en condiciones de no salinidad. Criterios de evaluación:
  • 37. Ecuación de Mass y Hoffman El umbral de salinidad de cada cultivo es el valor “a”, valor que indica que si la salinidad del suelo (CEe) se mantiene en este nivel, el cultivo no es afectado por las sales.
  • 38. Tolerancia a la salinidad de los cultivos en función de la producción
  • 39. Tolerancia a la salinidad de los cultivos en función de la producción
  • 40. Delimitación de la tolerancia relativa a la salinidad de los cultivos
  • 41. RESISTENCIA A LA SALINIDAD El umbral de salinidad de cada cultivo es el valor “a”, valor que indica que si la salinidad del suelo (CEe) se mantiene en este nivel, el cultivo no es afectado por las sales. Resistencia de los cultivos a la salinidad es cuando el valor de la CEe da lugar a la pérdida del 10 % de la producción, es decir la producción al 90%, denominado como CE/90.
  • 42. SENSIBILIDAD DE LOS CULTIVOS La sensibilidad de una planta a la salinidad, es la variación de la producción ocasionada por la variación de la CEe de 1 mmho/cm. El valor de la sensibilidad corresponde al parámetro “b”.