XIX CONGRESO NACIONAL DE INGENIERIA CIVIL

Tamaño: px

Comenzar la demostración a partir de la página:

Download "XIX CONGRESO NACIONAL DE INGENIERIA CIVIL"

María Luz Piñeiro Núñez
hace 6 años
Vistas:

XIX CONGRESO NACIONAL DE INGENIERIA CIVIL Del

Resources Consulting Profesor a tiempo parcial

1 XIX CONGRESO NACIONAL DE INGENIERIA CIVIL Del 11 al 14 de Noviembre de Ancash - Huaraz Ing. Mitchel J. Jara García MSc. Gerente General de MJ & Asociados Water Resources Consulting Profesor a tiempo parcial de la Pontificia Universidad Católica del Perú mitchel.jara@cip.org.pe

1. INTRODUCCIÓN BOLIVIA Área: 1.098.581 km2 Tierras agrícolas: 2.500.000 Ha (2.

2 1. INTRODUCCIÓN BOLIVIA Área: km2 Tierras agrícolas: Ha (2.3% del territorio) SE PIERDEN POR EROSIÓN Tn DE SUELO Formas de erosión: - Erosión eólica (45%) - Erosión Hídrica (35%) Fig.1

3 Reserva a nivel mundial más Biodiversas e Inexploradas, ubicado al oeste del departame nto de Santa Cruz Fig.2 : Parque Nacional Amboró

4 Fig.3 : Pérdida de suelos por erosión

5 Fig.4 : Valle de Tarija El Valle de Tarija, destruido en un 70%.

6 Fig.5 : Valle Los Yungas Los Yungas, en los lugares deforestados para realizar prácticas agrícolas.

7 EFECTO EN LA SOCIEDAD Y EL TEMA AMBIENTAL Fig. 6. Fig. 7.

8 IMPACTO SOCIOECONÓMICO Menor producción Menor rendimiento Más pobreza Migración

9 IMPACTO AMBIENTAL Disgregación, transporte y deposición de partículas finas mediante escorrentías Pérdida de nutrientes y disminución de fertilidad de suelos The 800mm isohyet by Ponce s Professor

10 2. OBJETIVOS Estimar los riesgos de erosión de suelos en la cuenca del río Mizque Fig.8. Cuenca delimitada del rio Mizque

11 3. METODOLOGÍA El modelo USLE Universal Soil Loss Equation (Ecuación Universal de Pérdida de Suelo) Dónde: A= Pérdida de suelo promedio (T/ha/año) R= Factor de erosividad de la lluvia-escurrimiento, expresado en (MJ/ha*mm/hr)/año. K= Factor de erodabilidad del suelo. Se expresa en t/ha por (MJ/ha*mm/hr) L= Factor longitud de pendiente. (Adimensional) S= Factor inclinación de pendiente. (Adimensional) C= Factor cobertura-manejo. (Adimensional) P= Factor prácticas de control. (Adimensional)

12 MODELO USLE Erosividad Erodabilidad Precipitación Características físicas Uso de suelos Energía cinética Ordenación del territorio Ordenación de los cultivos R K L * S P C

13 Tabla 1.

15 Modelo Nombre Año Procesos USLE Universal Soil Loss Equation 1958 Erosión RUSLE Revised USLE 1987 Erosión GLEAMS Groundwater Loading Effects of Aqrigultural Management Model 1980 Erosión, Escurrimiento, Nutrientes, Pesticidas WEPP Water Erosion Prediction Model 1989 Erosión, Escurrimiento ANSWERS Areal Nompoint Source Watershed Environment Response Simulation 1977 Erosión, Escurrimiento EUROSEM Eupean Soil Erosion Model 1991 Erosión, Escurrimiento Fuentes: Zinek Tabla 2.

16 a). Factor erosividad de la lluvia y escurrimiento R : Dónde: Pi = es la lluvia promedio mensual Pa= es la lluvia promedio anual La relación del coeficiente con R es dada por:

17 Uso: TRMM( Tropical Rainfall Measuring Mission

18 Fig.9 Mapa Espacializado R

19 Fig.10: Mapa de datos de la tormenta de diseño

Estaciones F R Angosto Molinero 104.28 281.13 Mizque 120.53 349.35 Pasorapa 102.57 274.25 Pocona 155.28 510.82 Pojo 175.75 615.09 Pte.Taperas 139.13 433.24 Pte. Arce 88.22 218.

20 Estaciones F R Angosto Molinero Mizque Pasorapa Pocona Pojo Pte.Taperas Pte. Arce Puerto Nava Sacabamba Santa Rosa Sehuencas Tiraque Vallegrande Tabla 3. Resultados de los valores de R

21 Fig.11: Mapa topográfico, siendo el de pendientes reclasificados.

22 DEM ( DIGITAL ELEVATION MODEL)

23 b). Factor erodabilidad del suelo K Dónde: M= Término que puede ser estimado empleando la expresión: MO= %de materia orgánica en el suelo. S= Código de acuerdo a la estructura del suelo (Granular muy fino=1, Granular fino=2, Granular grueso=3, Bloques, Laminar o masiva=4) (Atawoo&Heerasing, 1997).

La reflectancia se incrementa según se reduce el tamaño de la partícula según Bowers y Hanks en 1965 se reportó un incremento exponencial en la reflectancia con la disminución del tamaño de la

24 La reflectancia se incrementa según se reduce el tamaño de la partícula según Bowers y Hanks en 1965 se reportó un incremento exponencial en la reflectancia con la disminución del tamaño de la partícula, sobre la base del comportamiento de las texturas variando desde limos gruesos a arenas muy gruesas en una longitud de 0.21 a 1 µm. (Auza, 2014) Contenido de Limo (%) = *Banda *Banda *Banda7 Contenido de Arena (%) = *Banda *Banda *Banda7

25 Fig.12: Triangulo textural desarrollado por el USDA.

26 Fig.13: Mapa espacializado K

27 c). Factor prácticas de control : Alta=1, Moderada Alta=2, Moderada=3, Baja a moderada=4, Baja a moderada=4, Baja=5, Muy baja=6 Fig.14: Mapa sub-factor P

28 CALCULO DE NDVI: Otra vía

29 d). El factor S S=iff(estruc=" Granular muy fino",1,iff(estruc= "Granular fino",2,iff(estruc=" Granular Grueso",3,?))) Fig.15: Mapa espacializado P

30 e). Factor inclinación de pendiente : Donde: L = Factor longitud de pendiente = Longitud de la pendiente (m), correspondiendo a la proyección horizontal de la pendiente = Longitud (m) de la parcela estándar de la (USLE) m= Exponente que depende del grado de la pendiente. Fig.16: Mapa espacializado L

31 f). El factor de Cobertura Uso C : La determinación del factor C se realizará utilizando por un lado una imagen satelital de la zona y un mapa de tipos de uso de la tierra.

32 Donde los sub mapas PLU es un factor de uso de tierra previo, expresa la influencia sobre la erosión de los cultivos previos dejados en la superficie del suelo. TIPO DE CUBIERTA FACTOR C Arbolado forestal denso 0.01 Arbolado forestal claro 0.03 Matorral con una buena 0.08 cobertura. Matorral con ralo y eriales 0.2 Cultivos arbóreo y viñedos 0.4 Cultivos anules y herbáceos 0.25 Cultivos de regadío 0.04 Tabla 4.

33 PLU=iff(Cober_Mizque= CULTIVOS,0.8, iff(cober_mizque= SUELO DESNUDO_LECHO DEL RIO,0.5, iff(cober_mizque= BOSQUE,0.6,iff(C_r<=0.4,0.8,iff(C_r>0.4,0.6,?))))) Fig.17

34 H=iff(Cober_Mizque= CULTIVOS,1, iff(cober_mizque = SUELO DESNUDO_LECHO DEL RIO,0.1, iff(cober_mizque= BOSQUE,5,iff(C_r<=0.4,0.15,iff(C_r>0.4,0.4,?))))) CC=1-C_r*exp(-0.1*H) C_r: Mapa dado como dato Fig.18

35 Fig.19 b=iff(cober_mizque= CULTIVOS,0.035, iff(cober_mizque= SUELO DESNUDO_LECHO DEL RIO,0.05, iff(cober_mizque= BOSQUE,0.035, iff(c_r<=0.4,0.025,iff(c_r>0.4,0.025,?))) Ru=iff(Cober_Mizque= CULTIVOS,0.76, iff(cober_mizque= SUELO DESNUDO_LECHO DEL RIO,0.95, iff(cober_mizque= BOSQUE,1.14,iff(C_r<=0.4,0.76, iff(c_r>0.4,0.76,?))))) SC=EXP(-b*Sp*((0.24/Ru)^(0.08)))

36 SR=EXP (-0.06*(Ru-0.24)) Fig.20

37 Fig.21: Mapa espacializado C

38 Fig.22: MAPA DE RIESGO ACTUAL

39 Fig.23: MAPA FINAL - Mapa de riesgo potencial

40 TABLA DE JERARQUIZACION DE LAS SUBCUENCAS DE ACUERDO A SU RIESGO DE EROSIÓN Sub Cuencas Áreas Km2 Riesgo de erosión %De la subcuenca bajo riesgo de erosión Área en riesgo (Km2) Callejas Medio alto Comarapa Alto Intercuenca Alto Intercuenca Alto Julpe Alto Mizque Alto Pajcha-Santa Rosa Medio alto Pojo Muy Alto Qda. Arenal Medio alto Qda. Tajras Alto Qda. Aurelio Alto Tabla 5.1

41 %De la subcuenca Área en riesgo de Sub Cuencas Áreas Km2 Riesgo de erosión bajo riesgo de erosión (Km2) erosión Qda. Perez Alto Qda. San Lorenzo Alto Salto Mayu Bajo San Isidro Pulquina Alto Sauces Alto Tipajara Bajo Tucma Alto Uchuchjara Bajo Uyuchama Alto Vicho Vicho Alto Huertas Muy Bajo Tabla 5.2

42 MITIGACIÓN DE DAÑOS MANEJO DE ÁREAS DEGRADADAS Que mecanismos nos permiten mitigar áreas degradadas. a. Zanjas de infiltración, zanjas de desviación. b. Muros o pircas de piedra. c. Diques de piedra, madera, encauzadores (mixtos). d. Plantación o reforestación en riberas.

Espacio de zanjas permite controlar la erosión. b.

43 MECANISMOS MITIGACIÓN ÁREAS DEGRADADAS Zanjas de infiltración. Criterios constructivos: a. Espacio de zanjas permite controlar la erosión. b. Almacena un volumen determinado de escorrentía. c. Usado en zonas alto andinas.

44 MECANISMOS MITIGACIÓN ÁREAS DEGRADADAS Zanjas de infiltración. Excavaciones paralelas para filtrar escorrentía generada por precipitaciones y retener los sedimentos que puedan ser arrastrados.

45 MECANISMOS MITIGACIÓN ÁREAS DEGRADADAS Zanjas de desviación. Excavación longitudinal no recta utilizada para filtrar escorrentía retener sedimentos y proteger zonas de cultivo.

46 MECANISMOS MITIGACIÓN ÁREAS DEGRADADAS Muros o pircas de piedra. Muy utilizado en nuestra cultura incaica.

47 MECANISMOS MITIGACIÓN ÁREAS DEGRADADAS Diques de piedra Criterios constructivos: Represar escorrentía y retener sedimentos. De grava o canto rodado con mortero.

48 MECANISMOS MITIGACIÓN ÁREAS DEGRADADAS Diques de piedra

49 MECANISMOS MITIGACIÓN ÁREAS DEGRADADAS Diques de piedra

50 MECANISMOS MITIGACIÓN ÁREAS DEGRADADAS Diques de piedra. Muy utilizado en nuestra cultura incaica.

51 MECANISMOS MITIGACIÓN ÁREAS DEGRADADAS Diques de madera doble tipo Krainer. Criterios constructivos: a. Protege las zonas agrícolas (cultivos). b. Retiene escorrentía (filtración) y sedimentos. c. De madera de base circular con ajuste de lianas o vegetación similar.

MECANISMOS MITIGACIÓN ÁREAS DEGRADADAS Diques encauzadores (mixtos). Criterios constructivos: a. Retiene escorrentía (filtración) y sedimentos. b.

52 MECANISMOS MITIGACIÓN ÁREAS DEGRADADAS Diques encauzadores (mixtos). Criterios constructivos: a. Retiene escorrentía (filtración) y sedimentos. b. Reduce velocidad del flujo, reduce energía (salto hidráulico). c. De piedra y de madera, se adecua según material disponible en el área de estudio.

53 MECANISMOS MITIGACIÓN ÁREAS DEGRADADAS Diques encauzadores (mixtos). Muy utilizado en nuestra cultura incaica.

54 MECANISMOS MITIGACIÓN ÁREAS DEGRADADAS Reforestación o plantación en riberas de cauce. Criterios constructivos: a. Retiene escorrentía (filtración) y sedimentos. b. Se puede utilizar la vegetación natural de la zona.

55 4. CONCLUSIONES En la zona suroeste la erosión es baja y moderada, en cambio en las zonas norte este y oeste la erosión en alto a muy alto. Para el cálculo de las tasa de erosión se ha trabajado con metodologías combinadas tanto la del USDA (1987) y metodologías alternativas. Este uso combinado de metodologías brinda al profesional una herramienta más flexible en función a los datos que se pueden tener de una determinada zona de la cual se necesita obtener la tasa de erosión.

Documentos relacionados

En el diagrama (Figura 4.1) se describe la metodología utilizada para estudiar la erosión natural en la Cuenca media y alta del Río Sonora.

4. METODOLOGÍA En el diagrama (Figura 4.1) se describe la metodología utilizada para estudiar la erosión natural en la Cuenca media y alta del Río Sonora. 4.1. Modelos cuantitativos para el cálculo de