Procesos físicos que interactúan en la producción, transporte y depositación de sedimentos.

(EROSION)

Juan Carlos Loaiza Ph.D

INTRODUCCIÓN

Cambio en las características de un ecosistema

Suelo

Atmosfera

Biosfera

Antrópico

Recursos suelo y agua indispensables sustento especies animales y vegetales.

Presión antrópica sobre tierra y usos del suelo llevando a la degradación.

Falta de alternativas viables y sostenibles.

Una correcta evaluación pasa por la medición de los factores involucrados.

Propiedades físicas e hidrológicas determinantes del balance hídrico !Claves en la degradación¡

Introducción

Que es el suelo?

Gley producto de discontinuidad hidráulica asociada a discontinuidad litológica

La degradación del suelo

Proceso de desprendimiento y arrastre del suelo y/o fragmentos de rocas por acción del agua, el viento, el hielo o la gravedad (SCSA, 1982)

Proceso continuo que consiste en la separación de las partículas y agregados de la “masa” de suelo y en su transporte y sedimentación en posiciones inferiores al punto original. (Páez 1992)

EROSIÓN

Impacto de las gotas de lluvia Escurrimiento superficial

Erosión hídrica “La erosión es el proceso de desprendimiento y transporte de las partículas de suelo por los agentes erosivos.” (Ellison, 1944)

Los factores que afectan la erosión y la sedimentación están en función del tipo de erosión.

Como regla general, se puede decir que la erosión que ocurre en un tipo de suelo específico va a depender directamente de las variables (Morgan, 2005):

Clima

Vegetación (Cobertura)

Hojarasca (cobertura en superficie)

Tipo de suelo

Topografía

Velocidad del flujo

Uso del suelo

CLIMA

Valores anuales Variaciones dentro del mes

Variaciones dentro del día

Variaciones entre años

Variaciones a lo largo del año

FACTORES DE DEGRADACION DEL SUELO

Intensidad: (mm/h) Tamaño de gotas: (1-4m) Velocidad de caída: (9 m/s)

Suministra el agua para el flujo de escorrentía.

Duración: Corta duración: 1h Larga duración: 6 h

Lluvias más intensas, prolongadas y continuas generan mayores riesgos de escorrentía superficial.

Frecuencia: (Humedad antecedente)

A mayor humedad antecedente aumenta el coeficiente de escorrentía

SELLADO Y ENCOSTRADO

Cobertura del dosel – cobertura a ras del suelo – raíces

Protección contra el impacto de gotas

Retarda el flujo superficial

“Amarre” del suelo

Mejora de estructura Porosidad

Capacidad de absorción de agua

Disminución de la cantidad de agua en el suelo por evapotranspiración

COBERTURA

La Erosión por hídrica es un Proceso Natural ...

ACCIÓN DEPENDIENTE DE:

Arquitectura aérea y subterránea Densidad de cobertura

Velocidad de crecimiento

Erosionabilidad o Erodabilidad: Susceptibilidad de un suelo para erosionarse

Suelo

Factores que le afectan

Distribución de tamaño de partículas

Tamaño y estabilidad de los agregados

Contenido de Materia orgánica y actividad biológica

Otros materiales

cementantes

Capacidad de infiltración y

movimiento de agua

Presencia de estratos

impermeables

Factor suelo (erosionabilidad)

Reducidas por alto

Contenido de M. O Contenido de arcilla Cont. Agregados estables Contenido Iones divalentes Alta actividad biológica

% de partículas grandes % de materia orgánica % agentes cementantes

% Partículas grandes % Poros continuos Alta capacidad aireación Alta capacidad percolación Ausencia de estratos impermeables

SEPARABILIDAD

TRANSPORTABILIDAD

RIESGO ESCURRIMIENTO

Topografía

Gradiente de pendiente

La velocidad del flujo Capacidad de transporte. La relación matemática entre el gradiente de pendiente y erosión es exponencial. Al duplicarse la pendiente la pérdida por erosión puede incrementarse hasta 2.5 veces.

Longitud de la pendiente

La relación matemática entre la longitud de la pendiente y erosión es geométrica. Al duplicarse la longitud las pérdidas de suelo puede incrementarse hasta 1.5 veces por unidad de área.

Formas de la pendiente

….… EL HOMBRE PUEDE ALTERAR ESE EQUILIBRIO NATURAL

Factores humanos

Sellado de superficies

Cosecha de los cultivos Pérdida de la cobertura vegetal

Labores agrícolas Disminución en los tenores de materia orgánica Disminución actividad biológica de los suelos Compactación de las capas subsuperficiales

Caminos y carreteras Incremento del flujo superficial

ALTERNATIVAS

Estado Actual

Caracterización del sistema hidrológico

Estado Actual

Comportamiento del sistema hidrológico

Posibles alternativas

Instrumentación

Calibración usando un año de datos de humedad de suelo.

Calibración automática usando las ecuaciones del filtro Kalman recursivamente.

Posibles alternativas

Posibles alternativas

Infiltración observada y calibrada

Alternativas de implementación

PROYECTO Implementación de un sistema de alerta hidrológico para la prevención y mitigación de incendios y flujos

torrenciales.

Alternativas de implementación

Adaptado de (Almanza et al, 2010). Equipo completo (lisímetros, sensores de humedad, pluviómetro, parcela de escorrentía), Caudales y sedimentos (Muestreador ISCO y medidor de caudales).

Zona de estudio y equipos para el estudio hidrológico a escala de microcuenca.

Alternativas de implementación

Alternativas de implementación

Zona de estudio y equipos para el estudio hidrológico a escala de cuenca.

Adaptado de (POMCA, 2010). Caudales y sedimentos (Muestreador ISCO y medidor de caudales).

Alternativas de implementación

Equipos Estaciones de Caudal

Errores mas comunes