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V Congreso de la Red-ISSA, sede El Colegio de San Luis, SLP --18 al 21 de abril de 2018

LA PROTECCIÓN CONTRA INUNDACIONES, BENEFICIO NO INTENCIONADO DE LA PRÁCTICA DEL ENTARQUINAMIENTO: EVALUACIÓN DE UN ESCENARIO

HIPOTÉTICO DE SUPRESIÓN DEL SISTEMA DE ENTARQUINAMIENTO CON UN GASTO DE DISEÑO DE 100 AÑOS DE PERIODO DE RETORNO

Elí Gaiska Salomón Guzmán

estudiante maestría Colegio de Postgraduados

[email protected]

Laura Alicia Ibáñez Castillo

Universidad Autónoma Chapingo

[email protected]

Jacinta Palerm Viqueira

Colegio de Postgraduados

[email protected]

RESUMEN

Este trabajo es un esfuerzo por evaluar el funcionamiento hidrológico del sistema, centrando el foco de atención en la superficie utilizada para entarquinamiento, ya que aguas abajo de ésta se encuentran localidades que podrían verse afectadas por la susceptibilidad a fenómenos de inundación.

ABSTRACT

This work is an effort to evaluate the hydrological functioning of the system, focusing the attention on the surface used for siltation, since downstream there are localities that could be affected by the susceptibility to flood phenomena.

INTRODUCCIÓN

Bajo el argumento del libro Dying Wisdom, el uso de técnicas tradicionales de pequeña escala, no solo sirve para el abasto agrícola, animal e inclusive humano, sino que sugiere una serie de beneficios tanto intencionados como no intencionados, pudiendo existir beneficios tales como la recarga de acuíferos, la remediación ecológica, la disponibilidad de un flujo permanente de agua en un cauce, la mitigación de inundaciones. (Agarwal & Narain, 1997).

En las últimas décadas, entre los especialistas en Conservación de Suelo y Agua ha ido cobrando importancia el estudio de caso de técnicas tradicionales (llamadas en inglés indigenous), es decir, a los Manuales se ha empezado a incorporar, además de los

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diseños propuestos por los ingenieros, la diversidad de soluciones locales (Palerm-Viqueira, 2002, p. 3).

El uso de jagüeyes

Galindo, nos muestra la del uso de jagüeyes en la región de los llanos de Apan, la cual se integra por el territorio de los municipios Almoloya, Apan, Emiliano Zapata, Epazoyucan, Singuilucan, Tlanalapa, Tepeapulco y Zempoala en el sureste del estado de Hidalgo y por una parte del territorio de los municipios de Otumba y Calpulalpan pertenecientes a los estados de México y Tlaxcala respectivamente. En la zona norte, la presencia de los jagüeyes y la participación de los pobladores locales para mantenerlos en funcionamiento, permiten bosquejar la relación que existe entre la ecología de un lugar particular, la técnica tradicional para el abasto de agua y la organización social necesarias para beneficiarse de esa ecología (Galindo-Escamilla, 2007, p. 34).

En lo que respecta al llenado de los jagüeyes, antes de llegar al cauce de los ríos que la drenan la precipitación excedente o escorrentía pasa por lagunas, presas y jagüeyes. Una vez que estos cuerpos de agua (naturales o artificiales) alcanzan su capacidad de almacenamiento la escorrentía fluye siguiendo la pendiente natural del terreno hasta desembocar en los arroyos que la sacan de la región (2007, p. 36).

Aludiendo a la función de remediación ecológica de pequeñas obras tradicionales, respecto a jagüeyes, se dice que si el patrón de asentamiento disperso imprime una característica especial al paisaje de loslLlanos de Apan, la presencia, también dispersa, de la tecnología hidráulica tradicional para abastecerse de agua ya sea para consumo humano o animal, también es notoria y le da una característica al paisaje de la región. Característica relacionada con la presencia de árboles o arbustos sobre el perímetro de los jagüeyes, vegetación que irrumpe en un paisaje conformado en su mayoría por parcelas en las que se establecen cultivos de cebada maltera (2007, p. 44).

Riego por canales de tierra

Uno de los efectos del riego tradicional por acequias, según Ochoa, es el aumento del nivel de las aguas subterráneas poco profundas donde, según en un estudio realizado en Alcalde Sustainable Agriculture Science Center (Alcalde Science Center) de la Universidad de Nuevo México, encontró una estrecha concordancia entre la percolación profunda calculada y la percolación percolación profunda simulada usando el Root Zone Water Quality Model (RZWQM) incluyendo macroporos. La percolación profunda se relaciona positivamente con la aplicación de la cantidad de riego. Contenido de agua antecedente del suelo también tuvo un efecto en la percolación profunda. Incrementó el nivel de agua medido tanto en el terreno después de eventos de riego y después de los eventos de riego de campos cercanos. La respuesta del nivel de agua para el riego fue más rápida en los pozos más cerca de la fuente de irrigación que en los pozos más lejos de la fuente de irrigación. Los resultados muestran que para un campo de alfalfa-grass (la utilizada en el desarrollo del trabajo) con suelo franco arenoso, la percolación profunda a raíz del riego por inundación es una fuente importante para recargar agua subterránea poco profunda (Ochoa C. G., Fernald A. G., & Shukla M. K., 2007, p. 8). Lo que permite mantener un flujo constante del agua en el río, ya que de manera controlada se procura que el agua disminuya su velocidad utilizándola para inundar los campos de cultivo, obteniendo con ello su retraso en la llegada al cauce principal por lo


que el flujo de aguas subterráneas poco profundas se mantiene por más tiempo, pudiendo con ello, acceder a su uso.

Control salida a madre de ríos (inundación)

Pereira, en su trabajo denominado “Los lameiros, pastizales seminaturales de regadío de montaña: Sistemas ancestrales en el paisaje rural portugués del siglo XXI”, muestra como el uso de canales de derivación de la corriente y con la ayuda de la cobertura vegetal propiamente de pastizal, el hidrograma aguas abajo del cauce principal, se ve modificado, lo que se le denomina un retraso en el pico de avenida, en otras palabras, la corriente retrasa su llegada a la parte baja gracias a la conformación de su sistema de drenaje y al pastizal de la zona, como se muestra en la figura a continuación (Pocas, Cunha, & Pereira, 2013, p. 35).

Figura 1. Esquema de los impactos hidrológicos de los lameiros (Pereira et al., 2013, fig. 14)

La imagen anterior da una clara relación entre el proceso hidrológico de escurrimiento y su retraso, que si bien se puede argumentar está presente en todos los casos en menor o mayor grado, es importante aclarar que las técnicas tradicionales como lo son el uso de jagüeyes, joyas, entarquinamiento, entre otras, fungen como retardantes del proceso hidrológico de escurrimiento que para fines prácticos mantiene que una corriente tanto intermitente como perenne se mantenga “regulada” en cuanto a la cantidad de agua que libera aguas abajo, en los valles, donde generalmente existen asentamientos humanos susceptibles a inundaciones.


El uso del entarquinamiento

El sistema de riego de avenida se encuentra localizado en varias partes del orbe, según la FAO, éste se haya en Asia Occidental, Asia Central, el Cercano Oriente, África del Norte, el Cuerno de África y América Latina. El país con la mayor superficie bajo riego de avenida es Pakistán. En algunas áreas -como el norte de África- el área bajo riego por avenida se ha reducido en los últimos veinte años, en parte como resultado de la construcción de almacenamientos en varios de los ríos efímeros. En cambio, en el Cuerno de África, el área bajo riego por avenida se está expandiendo rápidamente, especialmente en Etiopía y Eritrea (Tesfai & Stroosnijder, 2000, p. 1), donde la presión de la población estimula el asentamiento en las vastas tierras bajas que se han vuelto más habitables (FAO, 2010, p. 5).

En México existe el sistema de irrigación denominado entarquinamiento (el cual entra en la categoría de riego de avenida), también conocido como “cajas de agua” ((Palerm-Viqueira & Martínez-Saldaña, 2000, p. 112) y se pueden definir como: extensiones variables de terreno rodeadas por bordos de tierra que tienen por objeto almacenar el agua, humedecer la tierra y servir como área de cultivo (Ver Figura 2). De manera muy simplificada el entarquinamiento en cajas de agua consiste en la derivación de aguas broncas hacia parcelas rodeadas en sus cuatro lados por un bordo con una altura aproximada de metro y medio. Las cajas tienen dimensiones que van de las 5 a las 100 hectáreas, aunque en algunos casos pueden llegar a ser de 0.25 hectáreas llamados Pantles (Palerm-Viqueira, 2002, p. 6 y 57), según Mollard, es una técnica milenaria basada en la inundación controlada de semanas en una parcela de tierra rodeada por un dique (Mollard & Walter, 2008, p. 251).

Figura 2. Cajas para entarquinamiento tomada el 26 de octubre de 2016, Huaniqueo, Mich.

En cuanto al funcionamiento de la práctica de los aniegos como sistema de recarga artificial al acuífero, sin duda, su desaparición significó que el acuífero Principal dejara


de recibir aproximadamente 894.04 Mm³ por año; lo que aunado a las extracciones, aceleró el descenso del nivel estático (Chairez, 2005, pp. 237–238).

Otro de los beneficios del uso del entarquinamiento es que la aplicación de agroquímicos se vuelve innecesaria ya que el fertilizante viene en el agua que se entarquina (Cháirez-Araiza, 2005, p. 60; Tesfai & Stroosnijder, 2000, p. 8).

En cuanto a los beneficios de la inundación temporal del suelo o entarquinamiento, como localmente se conoce en el valle de Zamora, constituye una tecnología hidroagrícola de importancia en el manejo sustentable del suelo por los cambios químicos, físicos y biológicos que causa en los terrenos por la alternancia de condiciones de anaerobiosis (inundación) y oxidación (secado) en el suelo. En algunos estudios se ha mostrado que con la inundación se incrementa la disponibilidad del P, esto debido a que en condiciones reductoras o anaerobiosis el Fe3+ de los fosfatos y de los óxidos de Fe pasa a la forma Fe2+, liberándose en ese proceso el P asociado. La experiencia empírica y científica indica que la inundación controlada en terrenos agrícolas, convertidos en humedales temporales, conlleva beneficios para la fertilidad y fitosanidad, posibilitando una alternativa para la sostenibilidad técnica y social de la agricultura (Velázquez-Machuca, Pimentel-Equihua, & Palerm-Viqueira, 2003).

El estudio de caso del entarquinamiento en los valles de Coeneo-Huaniqueo: abordaje: Modelo HEC-HMS

El HEC-HMS es un modelo de parámetros agregado con distribución espacial. Opera mediante la subdivisión de una cuenca en subcuencas tomando como criterio inicial los tributarios de la corriente principal (Miranda-Aragón, Ibáñez-Castillo, Valdéz-Lazalde, & Rosa, 2009, p. 339).

Para este trabajo, se empleó el Sistema de Modelado Hidrológico (HMS por sus siglas en inglés), ya que es un software diseñado para simular los procesos de precipitación y escorrentía de los sistemas de cuencas dendríticas. Es aplicable en una amplia gama de áreas geográficas para resolver la mayor gama posible de problemas. Esto incluye el suministro de agua a la cuenca hidrográfica y la hidrología de las inundaciones, y la escorrentía pequeña de cuencas urbanas o naturales (U.S. Army Corps of Engineers, 2016b, p. 1), de la manera más trabajada en México, es por evento meteorológico extremo (Vargas-Castañeda, Ibáñez-Castillo, & Arteaga-Ramírez, 2015, p. 15).

Los hidrogramas o algunos elementos de él, tales como gasto al pico, son usados en la planeación y diseño de estructuras de control del agua. También son usados para mostrar los efectos hidrológicos existentes o propuestos cambios en el uso del suelo como proyectos de cuenca (Snider et al., 2007, p. 1). Los hidrogramas producidos por el HEC-HMS se usan directamente o junto con otro software para estudios de disponibilidad de agua, drenaje urbano, pronóstico de avenidas, impacto de urbanización futura, diseño de vertederos, reducción de daños por inundación, regulación de llanuras de inundación y operación de sistemas (U.S. Army Corps of Engineers, 2016b, p. 1).

MATERIALES Y MÉTODOS

Cartografía


La cartografía empleada para esta investigación, es proporcionada en su mayoría por INEGI, a continuación, se enlista cada uno de los vectoriales utilizados:

Modelo Digital de Elevaciones (Continuo de Elevaciones Mexicano, CEM) con resolución de 15 m (INEGI, 2013b).

Carta edafológica, escala 1:250 000 Serie II (INEGI, 2006).

Carta de uso de suelo y vegetación, escala 1:250 000 Serie V (INEGI, 2013a).

Carta de climatología, escala 1:1 000 000 (INEGI, 2008).

Carta de Red hidrográfica, escala 1:50 000 (INEGI, 2010).

Herramientas y softwares empleados

A continuación, se enlistan las herramientas y softwares empleados para la realización de esta investigación:

Herramientas:

GPS Garmin eTrex 20.

Flexómetro 20 m.

Libreta de campo.

Cámara fotográfica Cannon 14.1 MP.

Softwares:

ERIC III (IMTA, 2009).

Google Earth.

Microsoft Office 2016.

HEC-HMS 4.2.1 (U.S. Army Corps of Engineers, 2017).

HEC-RAS 5.0.3 (U.S. Army Corps of Engineers, 2016a).

ArcGIS 10.2.2 (ESRI, 2014).

Extensiones para ArcGIS:

HEC-GeoHMS 10.1.

HEC-GeoRAS 10.1.

ArcBruTile.

Otros:

BANDAS (CONAGUA, 2013).

En cuanto al método empleado, éste fue el cálculo de lámina de diseño mediante el método racional, empleando la teoría del hidrograma unitario propuesto por el SCS, llevando el cabo el tránsito de la avenida mediante el método de Muskingum.

Zona de Estudio

La zona del sistema de entarquinamiento se localiza en las coordenadas geográficas 19° 50’ 00’’ a 19° 56’ 00’’ de latitud Norte y 101° 40’ 00” a 101° 31’ 00” de longitud Oeste (Ver Figura 3).


Figura 3. Localización del entarquinamiento en la zona.

La zona de estudio queda dentro de la subcuenca hidrográfica del río Angulo que pertenece a la cuenca hidrográfica Lerma-Chapala que integra la Región Hidrológica 12 Lerma-Santiago, con una superficie de 206 190.51 ha, se localiza entre los 19° 35’ a 20° 15’ de latitud norte y 101° 20’ a 102° 00’ de longitud oeste. Dentro su localización geopolítica se encuentran 15 municipios, los cuáles son: Angamacutiro, Chucándiro, Coeneo, Erongarícuaro, Huaniqueo, Jiménez, Morelia, Morelos, Nahuatzen, Panindícuaro, Penjamillo, Purépero, Puruándiro, Quiroga y Zacapu (Ver Figura 4).


Figura 4. Localización de la cuenca producto de HEC-GeoHMS.

RESULTADOS

En cuanto a los resultados finales, es aquí donde se muestran las corridas realizadas por HEC-HMS donde finalmente se obtiene el hidrograma de salida en cada una de las partes de interés, que para esta investigación, es justamente a la salida del sistema de cajas para entarquinar, a continuación se muestran los resultados al respecto. Los hidrogramas muestran el efecto no intencionado tanto del uso del entarquinamiento así como la supresión (hipotética) del mismo.

Figura 5. Hidrograma a la salida del sistema con entarquinamiento para un periodo de retorno de 100 años (167.8 mm de lluvia ).

La Figura 5, muestra el hidrograma a la salida del sistema de cajas para entarquinar en funcionamiento, donde se puede observar que para una tormenta de diseño de 100 años de periodo de retorno, el gasto al pico es de 533.5 m3/s y el pico de descarga es de 0.0 m3/s, lo que en esencia refleja el funcionamiento de una presa de almacenamiento.


Figura 6. Hidrograma a la salida del sistema sin entarquinamiento para un periodo de retorno de 100 años (167.8 mm de lluvia).

Para el caso de la Figura 6, este muestra el hidrograma a la salida del sistema de cajas para entarquinar estando el sistema sin funcionamiento, en otras palabras, el agua que alimenta al sistema de cajas no se deriva a las mismas, manteniendo el gasto de la avenida fluyendo por el cauce principal. De igual manera, simulada con una tormenta de diseño de 100 años de periodo de retorno se observa que el gasto al pico, al igual que en el caso anterior (sistema de entarquinamiento funcionando) alcanza 533.5 m3/s, obteniendo también el pico de descarga igual al gasto al pico, 333.5 m3/s, ya que al no funcionar el sistema de entarquinamiento como tal, implica que al presentarse la avenida, ésta circula en el cauce indiferente en cuanto al gasto tanto de entrada como de salida del sistema de cajas para entarquinamiento.

Tal fenómeno presentado en la Figura 6, con una tormenta de diseño de 167.8 mm, pone de manifiesto la existencia de un gasto considerable (533.5 m3/s) a la salida del sistema de cajas para entarquinar, donde por la ubicación geográfica del mismo, existen localidades aguas abajo del sistema como lo es Villa de Jiménez y pequeñas rancherías que, según los resultados de la simulación llevada a cabo, pudieran resultar afectadas por fenómenos de inundación si las cajas destinadas al entarquinamiento son suprimidas el paisaje.

CONCLUSIONES

El sistema de bordería localizado en el Valle de Coeneo-Huaniqueo-Jiménez, las 5,337.82 ha destinadas para la práctica del entarquinamiento, son una práctica hidroagrícola que ha permitido que los municipios de Coeneo y Huaniqueo principalmente, lideren los volúmenes de producción de lenteja los últimos años a nivel nacional, así también ha presentado una gama de beneficios agronlógicos y fitosanitarios (Pimentel-Equihua et al 2011) en cuanto a la mejora de los suelos agrícolas y el control de plagas, la remediación ecológica (López-Pacheco, 2002, p. 257), la recarga de acuíferos (Cháirez-Araiza & Palerm-Viqueira, 2008, p. 55) y otros efectos que son resultados no intencionados del uso del entarquinamiento.


Aunado a lo anterior, esta investigación arroja luz al aspecto hidrológico del uso del entarquinamiento desde el enfoque de cuenca, ya que se considera la superficie destinada a entarquinar como una zona de amortiguamiento hidráulico que en tiempos de aguas broncas, funge como una medida contra la mitigación de inundaciones en la zona aguas abajo; por contraparte, si se llegara a suprimir la técnica en la región, habría que contemplar lo dicho anteriormente, ya que de ser así, no habría manera de brindar tal beneficio (control de inundaciones) a las localidades aguas abajo; por lo que, más allá de tomar acciones deliberadas encaminadas a disminuir e inclusive suprimir la técnica del entarquinamiento, habría que tomar medidas con bases en la ciencia y en la técnica, que permitan conciliar beneficios al mediano y largo plazo.

Con base en lo anterior, las evidencias recabadas durante esta investigación, desde el punto de vista hidrológico e hidráulico para el sistema de entarquinamiento, sugieren que la técnica en cuestión genera efectos no intencionados como el control de inundaciones, que en consecuencia afecta a asentamientos humanos; así también, evita siniestros agrícolas debido a la pérdida de cultivos por inundación entre otros problemas que ello conlleva.

El sistema de entarquinamiento como otros sistemas tradicionales para el uso y manejo del agua se sitúan en una atmósfera poco favorable para su conservación y/o preservación debido a argumentos bsasados en supuestos carentes de suficiente método científico en su elaboración, donde deliberadamente se acusan de ser prácticas obsoletas que propician el derroche del agua entre otros argumentos algo injustificados; por lo anterior, se vuelve de gran importancia la necesidad de aportar elementos para evidenciar los efectos intencionados y no intencionados, con el apoyo de especialistas en ecología, agrología, agronomía, hidrología, etc.

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