felipe cisneros espinosa phd director promas-universidad de cuenca quito noviembre del 2013

Programa para el Manejo del Agua y del SueloPrograma para el Manejo del Agua y del Suelo

Felipe Cisneros Espinosa PhDDirector PROMAS-UNIVERSIDAD DE CUENCA

Quito noviembre del 2013

Avances en Investigación para mejorar la gestión del Riego desarrollados en el marco del Programa para el manejo del agua y del suelo PROMAS de la Universidad de Cuenca: Software administrativo para sistemas de riego (CERES-PLUS), Sistema de soporte de decisiones para el riego (CERES-

PRO), Sistemas de extensión para mejorar la eficiencia del riego

SEMINARIO INTERNACIONAL DE RIEGO Y DRENAJEMANEJO DE REDES COMUNITARIAS PARA GESTION

EFICIENTE DEL AGUA.Jueves 14 de Noviembre del 2013


CONTENIDO

IntroducciónSoftware administrativo para

sistemas de riego (CERES-PLUS),

Sistema de soporte de decisiones para el riego (CERES-PRO),

Sistemas de extensión para mejorar la eficiencia del riego


PROMAS-Universidad de Cuenca, Ecuador 3

El sistema informático para la administración de proyectos de riego, CERES, empezó a desarrollarse en el Programa para el Manejo del Agua y del Suelo (PROMAS) de la Universidad de Cuenca, enmarcado en el proyecto del Consejo Inter-Universitario Flamenco (VLIR) denominado “Manejo día a día de Proyectos de Riego en el Sur-Oriente Ecuatoriano”, el cual arrancó en Mayo de 1996.

IntroducciónIntroducción



• El objetivo de CERES es asistir a una junta de regantes o al encargado de la administración de un sistema de riego en las funciones diarias del manejo de información. La necesidad de un producto con esta funcionalidad surgió luego de la transferencia de la administración y operación de los proyectos de riego a los usuarios por parte del gobierno, quien era el encargado hasta ese entonces.

• La primera versión de CERES se desarrolló en cooperación con personal de la TUCAYTA, que es la organización encargada de administrar el proyecto de riego Patococha ubicado en la provincia de Cañar. Debido a esto, la funcionalidad de las versiones iniciales de CERES refleja las condiciones y necesidades de manejo de información específicas de ese proyecto de riego



Algunas de estas condiciones y necesidades se mencionan a continuación: Lotes de terreno agrupados en módulos y éstos a su

vez en comunidades. Cobro de riego y asistencia a mingas según rangos de área que posee cada familia. Imposición y cobro de multas y cuotas extraordinarias. Imposición y cobro de recargos por mora. Asignación de turnos de riego de acuerdo a tiempos asignados por módulo y al área de cada lote. Cierres de periodo anuales. Editor grafico para la cartografía catastral Traducción al Kichua.



Utilidad CERES• Tradicionalmente, en los proyectos de riego se

maneja la información manualmente, lo que provoca inconvenientes.– Generalmente la información relevante no está

disponible a tiempo. – La información es incompleta y muchas

decisiones no pueden ser tomadas en el momento oportuno.

– El acceso y almacenamiento de información no son seguros.

• Los datos de usuarios y valores fijados varían con mucha frecuencia. • Mantenimiento de información.



Utilidad CERES

• Tarifas y recaudación inadecuadas para mantener la infraestructura.– Tarifas generalmente no están asociadas al

volumen de agua utilizado.– Falta de información de apoyo para

otorgamiento de derechos de agua y fijación de tarifas.



• La información que se maneja en un sistema de riego es bien conocida y básica (suelos, clima, red de irrigación,uso del suelo, etc.)

• Esta información se comparte a menudo para diversos propósitos: – distribución riego– plan de irrigación– contabilidad– pagos del agua– indicadores del funcionamiento, etc.

Utilidad CERES



Funcionalidades• Lenguaje de programación: Visual Basic (ver 3.0-6.0)

• DBMS:Access

Actualización, eliminación de datos descriptivos

Relación de información cartográfica - digital

Automatiza tareas diarias de las Administradoras de Riego

.. ...

.5,3

8,2

11,3

9,57,4

6,5

5



Generación de informesObligaciones

Mantenimiento de datos de parcelas

Registro de Jornales

Traducción al kichua.

Funcionalidades


Traducción al Quichua 1/3

PROMAS-Universidad de Cuenca, Ecuador



En el Ecuador :

Proyectos Proyectos / Sistemas donde se ha / Sistemas donde se ha implementadoimplementado

Patococha, Cañar (1500fam.), 1999 Licto, Chimborazo (3400fam.), 2000 Quisapincha, Tungurahua, 1999 Chambo, Chimborazo (10000fam.), 2000 Tahuin, El Oro (8000ha.) * Chicticay, Paute Manuel J. Calle, Troncal, Cañar.



En el Ecuador ...

Cunuyacu, Tungurahua (5000 usuarios), 2002 Chiquicahua, Tungurahua (2500 usuarios), 2002 Alobamba, Tungurahua (560 usuarios), 2002 Toallo Comunidades, Tungurahua (1700

usuarios), 2003 Proyecto Nabón, Azuay, 2003 Sistema de Riego Manuel J. Calle (La Troncal –

Cañar)




En el Perú

• Juntas de Usuarios del Río Chonta Cajamarca, Perú, 2002

• Juntas de Usuarios del Río Mashcón Cajamarca, Perú, 2002




Proyectos / Sistemas en los que se ha implementado

Proyecto Provincia Usuarios Hectáreas Lotes Org. Responsable EstadoPatococha Cañar 1.751 2.617 Tucayta Terminado

Licto Chimborazo 3.400 1.700 15.000 Junta de Usuarios TerminadoChambo Chimborazo 10.000 5.000 25.000 Corporación Chambo En desarrolloRío Mashcón Cajamarca SNV Soporte

Río Chonta Cajamarca 1.415 7.830 1.943 SNV SoporteCunucyacu Chimborazo 6.000 6.170 IEDECA Terminado

Chiquicahua Tungurahua 3.500 6.170 1.500 IEDECA TerminadoToallo-Alobamba Tungurahua 594 4.600 591 IEDECA TerminadoTahuín El Oro CODELORO Terminado

Toallo–Comunidades Tungurahua 1.160 1.440 IEDECA Desarrollo

Varios Chimborazo CODERECH Desarrollo

S.J.B. de Nabón Azuay 400 280 Junta de Usuarios Soporte

Manuel de J. Calle Cañar 25.000 Asoc. de Regantes Prototipo

Chicticay – Paute Paute 150 Sistema de Riego Terminado



Metodología de ImplementaciónMetodología de Implementación

Descripción El usuario obtendrá:

1. Licencia de uso de CERES

CD de instalación Clave para registro oficial del CERES en su computadora

2. Análisis de requerimientos

Se realizará un taller de análisis de requerimientos de un día.

Cronograma de actividades previo a la realización del mismo. Memoria del taller.

3. Programación de adaptaciones

De acuerdo al análisis de requerimientos se realizará la programación adicional de hasta un mes de trabajo, para adaptar a estos requerimientos.

CD de instalación de la versión de CERES adaptada a sus requerimientos.



Metodología de Implementación

4. Instalación en sitio mas pruebas

Junto con los usuarios del software CERES se realizarán las pruebas con sus datos

5. Capacitación básica La instalación en el sitio, las pruebas y la capacitación sobre las funcionalidades del CERES se lo hará en un tiempo de máximo 3 días.



Metodología de Implementación

6. Soporte 1 año Los niveles de soporte a los usuarios serán:6.1 Instrucciones sobre el uso del Manual de CERESMembresía a la lista de difusión6.2 Preguntas y respuestas frecuentes6.3 Soporte vía correo electrónico6.4 Soporte vía telefónica6.5 Soporte via Internet



• Procesador mínimo Pentium• Mínimo 64 megabytes (MB) de memoria

Ram• Espacio de disco duro disponible 20Mb.• Adaptador de video VGA que permita una

resolución de por lo menos 800x600.• Unidad de CD• Dispositivo de respaldos

• Hardware

Requerimientos


Costos• Ceres básico $500

– Módulo de lotes– Módulo de usuarios– Módulo de facturación– Reportes

• Ceres Plus $1500 + (2 x número de usuarios)– Ceres básico– Módulo de cartografía– Módulo de turnos– Módulo de Mingas o jornales– Reportes Avanzados

• Ceres Pro $10000 +(2 x número de usuarios)– Módulo de suelos– Módulo de clima– Módulo de cultivos– Módulo de Hidráulica– Módulo de mapas




SIG VS CERES

Definición SIG: “Un sistema computarizado que permite entrada, almacenamiento, análisis, representación y salida eficiente de datos espaciales y atributos de acuerdo a especificaciones y requerimientos concretos”.

Propósito general Paquetes costosos Requieren hardware

especializado Personal capacitado

Desarrollado para necesidades específicas

Software con costo razonable Requiere un computador “normal” Interfaces sencillas de utilizar.

SIGsSIGs CERESCERES



Acerca de CERESAcerca de CERES

• Registro IEPI (Instituto Ecuatoriano de la Propiedad Intelectual)

• 3. Premio ALCATEL a la Innovación Tecnológica en América Latina

• Eventos Nacionales e Internacionales (VIII y IX Seminario Internacional de Riego Andino)



Configuración



Lotes o Parcelas



Importación, edición y visualización de cartografía



Mantenimientos de Parámetros configurables



Reportes



CERES PRO



CERES PRO

MANEJO DE RIEGO

Cuando Aplicar ?

Cuanto Aplicar ?


Evaluación del Rendimiento de sistemas de riego por aspersión de baja precipitación como resultado

de la aplicación de la extensión como soporte técnico

Felipe Cisneros E. Esteban Pacheco T. & Jan Feyen;


Complementación de la tabla de Keller determinación de las ratas de aplicación para altas

pendientes

Indicative maximum application rate as a function of soil type, tilt and terrain slope

Slope (%) 0-5 5-8 8-12 12-16 16-20 20-24 24-28 >28 Soil texture and profile Maximum application rate (mm hr-1) Coarse sandy soil to 1.8 m 50 38 25 13 10 9.6 9.4 8.9 Coarse sandy soil over more compact soils 38 25 19 10 9.6 9.4 8.9 5.2 Light sandy loams to 1.8 m 25 20 15 10 8.9 7.4 5.2 3.3 Light sandy loams over more compact soils 19 13 10 8 7.4 5.2 3.3 1.4 Silt loam to 1.8 m 13 10 8 5 3.3 1.5 1.4 1.2 Silt loam over more compact soils 8 6 4 2.5 1.5 1.4 1.2 0.4 Heavy textured clays or clay loams 4 2.5 2 1.5 1.4 1.2 0.4 0.2

Legend: 9.6 = measured data; 10 extrapolated data; shaded cells: values are not applicable

Keller and Bliesner, 1990 Cisneros et al., 2000


Campo de aplicación de la tabla de Keller complementada

50

40

30

20

10

04 8 12 16 20 24 28 32 36

Matrixinfiltration rate (mm/h)

Field slope ( %)

Sprinkler irrigation applicable accordingto parameters defined in this study

Sprinkler irrigation applicable according to:Keller and Bliesner, 1990, Brouwer et al 1985, etc.

Sprinkler irrigation not applicable

3 mm/hTechnological application rate limit

Expansion of the application range of sprinkler irrigation systems as presented in Fig. 1.4, based on the research results obtained in this study


Métodos• La Uniformidad en la distribución del agua utilizando el

coeficiente (UCC) de Christiansen (1942) , y • La altura del agua infiltrada en el terreno. Basada en la altura

de agua a aplicar y la altura de agua efectivamente aplicada , tanto la Adecuancia (adequacy) (AD) y la precolación profunda, pueden ser calculadas.

• La alturas de agua efectivamente almacenada en el perfil del suelo dividida para la altura de agua bruta aplicada en el riego (valor calculado del volumen bruto aplicado) provee la Eficiencia de aplicación en el campo (AE).

• La diferencia entre el agua almacenada en el perfil y el agua bruta aplicada fue considerada para evaluar las perdidas por escorrentía superficial y la evaporación directa durante el evento de (RW).


MaterialesParameter Unit Playa Nieves Rañas

Slope % 31 16 28

Soil type Regosol Vertisol Vertisol

Soil depth m 0.20 0.41 0.38

Bulk density g cm-3 1.38 1.26 1.39

Field capacity volume %

30.60 35.30 39.80

Wilting point volume %

16.00 21.10 20.50

Basic infiltration rate (top horizon)

mm hr-1 58.00 12.70 8.60

Basic infiltration rate (bottom horizon)

mm hr-1 8.7 4.2 3.8

Crop Alfalfa Alfalfa Alfalfa

Root depth m 0.25-0.40 0.30 0.35

Caracteristicas de los Sitios


Materiales

Test UCC AD AE DP RWPhase 1 Playa_1 81.90 54.86 89.63 9.69 0.68Phase 2 Playa_2 72.90 35.94 78.57 0.00 21.43

Playa_3 72.20 63.56 77.67 19.58 2.75Phase 3 Playa_4 86.40 84.72 77.34 18.53 4.13

Playa_5 86.00 87.50 75.79 20.41 3.80

UCC AD AE DP RWAVG 79.88 65.32 79.80 13.64 6.56

AVG+STD 86.80 86.79 85.39 22.40 14.98AVG-STD 72.96 43.84 74.21 4.89 -1.86

AVG 79.88 65.32 79.80 13.64 6.56

UCC, AD, AE, DP y RW Calculados, basados en medidas realizadas en La Playa durante las fases 1, 2 y 3


Materiales

SUPERIOR: UCC, AD, AE, DP y RW calculado basado en mediciones llevadas a cabo en La Playa , Las Nieves y Rañasdurante las fases 1, 2 y 3. ABAJO: promedio, promedio más y menos la desviación estándar

Test UCC AD AE DP RWPhase 1 Playa_1 81.90 54.86 89.63 9.69 0.68Phase 2 Playa_2 72.90 35.94 78.57 0.00 21.43

Playa_3 72.20 63.56 77.67 19.58 2.75Phase 3 Playa_4 86.40 84.72 77.34 18.53 4.13

Playa_5 86.00 87.50 75.79 20.41 3.80

UCC AD AE DP RWAVG 79.88 65.32 79.80 13.64 6.56

AVG+STD 86.80 86.79 85.39 22.40 14.98AVG-STD 72.96 43.84 74.21 4.89 -1.86

AVG 79.88 65.32 79.80 13.64 6.56

Test UCC AD AE DP RWPhase 1 Nieves_1 65.00 44.00 75.68 0.00 24.32Phase 2 Nieves_2 76.90 6.67 67.50 0.00 32.50

Nieves_3 76.90 10.22 94.64 0.00 5.36Phase 3 Nieves_4 73.80 32.44 95.00 0.00 5.00

Nieves_5 88.40 65.28 81.98 8.18 9.84Nieves_6 83.20 70.83 73.60 12.40 14.00

UCC AD AE DP RWAVG 77.37 38.24 81.40 3.43 15.17

AVG+STD 85.39 65.23 92.78 8.91 26.25AVG-STD 69.34 11.25 70.02 -2.05 4.09

AVG 77.37 38.24 81.40 3.43 15.17

La playa

Test UCC AD AE DP RWPhase 1 Rañas_1 24.30 54.94 43.53 21.18 35.29Phase 2 Rañas_2 44.00 23.56 75.00 0.00 25.00

Rañas_3 83.40 17.36 93.65 0.00 6.35Phase 3 Rañas_4 67.00 62.22 77.04 20.41 2.55

Rañas_5 83.40 56.25 71.84 6.93 21.23Rañas_6 88.00 70.37 60.44 7.09 32.47Rañas_7 83.00 74.31 70.17 13.87 15.95

UCC AD AE DP RWAVG 67.59 51.29 70.24 9.92 19.84

AVG+STD 92.03 73.54 85.67 18.74 32.24AVG-STD 43.14 29.03 54.81 1.11 7.43

AVG 67.59 51.29 70.24 9.92 19.84

Las Nieves

Rañas


Resultados y discusión

Promedio, promedio más y menos la desviación estándar del coeficiente de uniformidad(UCC), adecuancia (AD), eficiencia de aplicación (AE), percolación profunda (DP) y pérdidas debido a escorrentía superficial y evapotranspiración directa (RW) para las parcelas monitoreadas en La Playa durante las fases 1, 2 y 3

0

20

40

60

80

100

UCC AD AE DP RW

Perc

ent

La Playa



Promedio, promedio más y menos la desviación estándar del coeficiente de uniformidad(UCC), adecuancia (AD), eficiencia de aplicación (AE), percolación profunda (DP) y pérdidas debido a escorrentía superficial y evapotranspiración directa (RW) para las parcelas monitoreadas en Las Nieves durante las fases 1, 2 y 3

0

20

40

60

80

100

UCC AD AE DP RW

Perc

ent

Las Nieves



Promedio, promedio más y menos la desviación estándar del coeficiente de uniformidad(UCC), adecuancia (AD), eficiencia de aplicación (AE), percolación profunda (DP) y pérdidas debido a escorrentía superficial y evapotranspiración directa (RW) para las parcelas monitoreadas en Rañas durante las fases 1, 2 y 3 3

0

20

40

60

80

100

UCC AD AE DP RW

Perc

ent

Rañas



Promedio, promedio más y menos la desviación estándar de la UCC en las parcelas monitoreadas en las fases 1, 2 y 3, respectivamente

0

20

40

60

80

100

Phase 1 Phase 2 Phase 3

Perc

ent

Evolucion de la UCC



Promedio, promedio más y menos la desviación estándar de la AD en las parcelas monitoreadas en las fases 1, 2 y 3, respectivamente

0

20

40

60

80

100


Perc

ent

Evolucion de la Adecuancia Aq



Promedio, promedio más y menos la desviación estándar de la AE en las parcelas monitoreadas en las fases 1, 2 y 3, respectivamente

0

20

40

60

80

100


Perc

ent

Evolucion de la Eficiencia de Aplicacion AE



Promedio, promedio más y menos la desviación estándar de la DP en las parcelas monitoreadas en las fases 1, 2 y 3, respectivamente

-20

0

20

40

60

80


Perc

ent

Evolucion de la Percolacion profunda DP



Promedio, promedio más y menos la desviación estándar de la RW en las parcelas monitoreadas en las fases 1, 2 y 3, respectivamente

-20

0

20

40

60

80


Perc

ent

Evolucion de la Escorrentia y la evaporacion directa RW


Conclusiones (1/3)

• En tres fase separadas en el tiempo fueron medidas las eficiencias de sistemas de riego por aspersión de baja pluviosidad y de bajo costo.

• En el transcurso de la implementación los agricultores fueron informados sobre los progresos de la implementación y fueron capacitados consecuentemente en función de los resultados que se iban obteniendo.

• Las pruebas fueron localizadas en tres sectores en Nabon- Ecuador.• Las pendientes de las parcelas en los sitios de prueba fueron al rededor y

sobre el 20% y los suelos fueron clasificados como: Regosols y Vertisols. • El estudio muestra que la mayoría de los indicadores de riego, a pesar de

el numero reducido de las mismas y de la variabilidad entre los datos, ha mejorado con el soporte de extensión proveído entre las fases 1 y 2 y entre las fases 2 y 3.


Conclusiones (2/3)• El único indicador que no muestra una continua y positiva mejora

fue el indicador que mide la Adecuancia que nos indica si el agua aplicada cubre la cantidad de agua requerida que debe ser reemplazada en la zona de raíces.

• Se observa una tendencia de sub. irrigación, lo cual puede ser debido al limitado tiempo que los agricultores disponen del agua de riego.

• Para reducir la variabilidad de los datos observados es recomendable aumentar el numero de pruebas por sitio y aumentar el numero de pruebas en el tiempo, por ejemplo incrementar el numero de fases. Adicionalmente, es fuertemente recomendable modernizar y perfeccionar la capacitación in- situ y sobretodo las discusiones con los agricultores.


Conclusiones (3/3)• Se concluye que el servicio de extensión ha contribuido a un

mejoramiento general de la eficiencia de riego, pero también se concluye que una mayor y mas sistemática capacitación va a mejorar aun mas la eficiencia del riego en el futuro.

• A gran escala el paso de un sistema de riego tradicional por superficie a un sistema de riego por aspersión en laderas no solamente significara un mejor y mas eficiente uso del agua si no también contribuirá en la reducción del riesgo para los deslizamientos.

• En resumen no es exagerado indicar que el uso del riego por aspersión con la tecnología desarrollada e implementada en este proyecto contribuirá en la conservación de los recursos agua y suelo de la región.


Agradecimientos

• Los autores están agradecidos por la ayuda financiera del proyecto VLIR-4 sin el cual no habría sido factible conducir esta investigación. Además los autores agradecen a los agricultores que participaron en la investigación de que hicieron posible esta investigación realizando su sistema de riego y de la ayuda proporcionada durante las múltiples pruebas.


• Programa de investigación científica propuesto para los

próximos años


• Formación del Talento Humano


• Maestría de Ciencias en Manejo y Conservación del agua y del suelo– 3 promociones terminadas con 26 MSc graduados

• NETWORK UNIVERSITY COOPERATION VLIR - ESPOL– Nuevo programa del VLIR – Se forma una red de 4 Universidades:

• ESPOL• EPN• UTN• U Cuenca

Programa para la formación de Talento Humano

felipe cisneros espinosa phd director promas-universidad de cuenca quito noviembre del 2013

Documents