Erosion Hidrica. Tipos de erosión hídrica

EROSION HIDRICA

CARACAS, DICIEMBRE 2015

INTRODUCCION

     La sociedad actual es dinámica y cambiante y para satisfacer sus necesidades hace uso de los recursos naturales, creando en la mayoría de los casos efectos negativos que conllevan a la alteración del funcionamiento del ecosistema. Uno de los efectos más críticos es la erosión del suelo y la contaminación de las aguas, siendo el agua el principal responsable del proceso de transporte de sedimentos.

     En el trópico las pérdidas de suelo por erosión hídrica resultan cada vez más acentuadas, al punto de llevar a los suelos a un grado de degradación de difícil recuperación. Los factores que afectan la erosión y la sedimentación están en función del tipo de erosión en cuestión. Sin embargo, como regla general, se puede decir que la erosión que ocurrirá en un suelo específico va a depender directamente de ciertas variables, las cuales se enumeran a continuación:

• Clima
• Vegetación
• Hojarasca
• Tipo de suelo
• Topografía
• Velocidad del flujo
• Uso de la tierra

     La degradación de las tierras es el resultado de uno o varios procesos que ocasionan la pérdida total o parcial de su productividad. Estos procesos pueden ser físicos, químicos o biológicos. Gran parte de las tierras agrícolas sufren algún tipo de degradación, siendo la erosión una de los más importantes. La erosión hídrica es el proceso mediante el cual el suelo y sus partículas son separados por el agua, es decir, es el desgaste de una superficie rocosa o parte del suelo a causa de agua.

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Tipos de erosión hídrica

• Erosión laminar: Es la más extendida y la menos perceptible. El daño causado, a igualdad de pérdida del suelo es mayor, ya que selecciona las partículas del suelo (deja atrás las más gruesas, llevándose el limo, la arcilla y la materia orgánica).

• Erosión por arroyamiento: tiene lugar cuando el agua concentra el poder erosivo a lo largo de un canal, en función de su energía cinética. Presenta tres tipos:

• Regueros o canales de menor tamaño. Pueden cruzarse y suavizarse con operaciones normales de laboreo. El efecto es parecido al de la erosión laminar.

• Cárcavas y barrancos que se forman donde se concentra el agua que fluye descendiendo por una pendiente.

• Erosión de depósitos fluviales: tiene lugar cuando el canal principal de una corriente establecida incide contra sus propios sedimentos.

• Coladas de lodo: desplazamientos de tierra en forma de fluido viscoso por efecto de la gran cantidad de agua embebida en el suelo

Deslizamientos pueden ser de dos tipos:

• Superficiales: una capa superficial de terreno resbala por efecto de la gravedad a causa de una cantidad de agua embebida

• De fondo: una capa permeable resbala sobre otra más profunda impermeable, debido a la formación de un plano lubricado.

• Erosión en túnel: se manifiesta por hundimientos y deslizamientos, debidos a flujos subterráneos, o a la existencia de rocas solubles que dan lugar a cavernas.

Métodos utilizados para evaluar la erosión hídrica

     Para resolver un gran número de problemas de cultivos, suelos y manejo de cuencas se requiere hacer estimaciones de la erosión (rendimiento de sedimento) en campos de cultivo o cuencas. Para responder a esta necesidad, se han desarrollado numerosos modelos para predecir la erosión. Algunos de estos modelos son simples ecuaciones que calculan el promedio anual de erosión en la desembocadura de una cuenca. Otros son modelos complejos que simulan la erosión diaria en lugar de la anual, y pueden aplicarse continuamente para calcular la erosión promedio en el largo plazo y las probabilidades de sus distribuciones. Las metodologías más elaboradas permiten subdivisiones de cuencas y encauzamiento de aguas, sedimento, y contaminantes tales como nitrógeno, fósforo y plaguicidas. Finalmente, el suelo puede ser removido por el viento tanto como por el agua, y se han desarrollado modelos para cuantificar los efectos del clima y suelo.

• Degradación específica según el coeficiente de Fournier

     Este índice hace referencia a la cantidad de suelo que puede perder potencialmente una cuenca. Se calcula con la expresión siguiente (Fournier, 1960; MARNR-CIDIAT, 1984):

F=p2/P

Donde:

F: factor de degradación específica.

p: precipitación del mes más lluvioso.

P: precipitación media anual.

     Con el factor F se entra en un gráfico que le relaciona con el relieve y el clima de la cuenca y se obtiene el valor de degradación específica (Y en Mg.Km-2.año-1). También pueden ser utilizadas las siguientes ecuaciones:

Relieve poco acentuado y F < 20:

Y = 6,14 F - 49,78.

Relieve poco acentuado y F > 20:

Y = 27,12 F - 475,4.

Relieve acentuado, clima no árido ni semiárido:

Y = 52,49 F - 513,21.

Relieve acentuado, clima árido o semiárido:

Y = 91,78 F - 737,62.

     El valor de degradación específica sólo constituye un índice para comparar, a nivel general, sectores hidrológicos (cuencas, subcuencas, etc.) entre si. Además, no contempla el efecto del uso y manejo de la tierra sobre la erosión y producción de sedimentos.

Fórmulas regionalizadas de regresión múltiple

     Son una serie de fórmulas generadas por correlación múltiple de parámetros físicos e hidrometeorológicos. En este procedimiento, sólo se incluyen aquellos parámetros que colaboran significativamente en disminuir la sumatoria de los errores.

     Con el fin de predecir el acarreo anual de sedimentos en suspensión en cuencas hidrográficas, Chacón (1983), desarrolló estas fórmulas para diversas zonas de Venezuela:

Región de Los Andes:

Y = 0,46 X1 - 46,70 X4 + 67,52 X5 - 1082,14 X6 + 994,23 X7 –

33,04 X8 - 17722,76 X9 - 2885,57 X12 + 3679,91

Región Centro-occidental:

Y = 140,44 X2 + 2911,15 X4 + 2518,1X5 - 7438,1X6 + 1532,44

X8 - 129626,88

Llanos Centrales y Occidentales:

Y = 0,30 X1 - 9,74 X2 + 0,57 X3 - 38,74 X4 + 30,79 X5 - 7,66

X6 + 5,60 X8 + 330,80 X9

Subregión Nor-occidental del Lago de Maracaibo:

Y = 0,35 X1 + 0,86 X3 + 3,65 X8 - 10,15,66

Subregión Sur-occidental del Lago de Maracaibo:

Y = 28,84 X2 + 44,80 X8 - 6155,38

     Donde:

Y = producción de sedimentos (103.Mg.año-1).

X1 : Área (Km2).

X2 : Longitud del cauce (Km).

X3 : Diferencia de cotas (m).

X4 : Pendiente media del cauce principal (m.Km-1)

X5 : Pendiente media de la cuenca (m.Km-1).

X6 : Cm 1000 X5/X1 (Cm: Coeficiente de masividad)

X7 : Precipitación media anual (m).

X8 : Precipitación máxima en 3 horas y 5 años de retorno (mm).

X9 : Escurrimiento medio anual (m).

X12 : Área de la cuenca intervenida (%).

     La principal limitación de estas fórmulas, es que no permiten predecir el efecto que los cambios de uso y manejo de la tierra ejercen sobre la producción de sedimentos, ya que no contemplan tales variables. Obsérvese que las variables incluídas no son modificables por el hombre, a excepción del área de la cuenca intervenida, sobre la cual, es imposible indicar detalles sobre el tipo de intervención, además de aparecer sólo en una ecuación.

     Por otro lado, algunos factores se comportan contradictoriamente, ya que no actúan consistentemente en las diversas ecuaciones, es decir, en unas regiones aumentan la producción de sedimentos y en otras la disminuyen, con lo que se presentan casos en que el efecto de algunos factores sea contrario al que ocurre en realidad. Estas apreciaciones no disminuyen la validez matemática de las ecuaciones, sino que son muestra de que los procedimientos de regresión múltiple, debido a la interacción entre si de las variables consideradas, pueden arrojar resultados no acordes con los conceptos físicos.

La Ecuación Universal de Pérdida de Suelo y sus modificaciones. Antecedentes.

     En las ecuaciones para predecir erosión basadas en procesos, la superficie del suelo es subdividida en áreas de "surco" e "intersurco" y la erosión de cada una es considerada separadamente.

     En los intersurcos predomina el impacto de la gota de lluvia como proceso, mientras que en el surco predomina la escorrentía.

     En uno de los primeros trabajos, Meyer y Wischmeier (1969) propusieron un acercamiento a la simulación de la erosión que considera: a) separación del suelo por la lluvia, b) transporte por la lluvia, c) separación por escorrentía y d) transporte por la escorrentía, como fases separadas pero interrelacionadas.

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