Post on 10-Jul-2016
description
ROBERTO PIZARRO TAPIAROBERTO PIZARRO TAPIACAROLINA MORALES CALDERCAROLINA MORALES CALDERÓÓNNLEONARDO VEGA TORRESLEONARDO VEGA TORRES
FRANCISCO BALOCCHI CONTRERASFRANCISCO BALOCCHI CONTRERAS
20092009
ESTABLECIMIENTO DE UN MODELO MATEMÁTICO PARA LA ESTIMACIÓN DE EROSIÓN HÍDRICA EN
ZONAS SEMIÁRIDAS DE CHILE CENTRAL
Situación crítica
Fragilidad ambiental, los recursos escasos,
la pobreza y la sobreexplotación:
Región de Coquimbo, Chile
General: Evaluar el comportamiento del proceso erosivo en suelos desnudos de la Región de Coquimbo.
Específico: Determinar valores cuantitativos de erosión hídrica, erosión neta, sedimentación y suelo movilizado, en parcelas experimentales con clavos de erosión.
Objetivos
Erosión hídrica
Erosión eólica
Erosión por
laboreo
Erosión hídrica
Proceso de erosión hídrica
Modelos en la evaluación de la erosión hídrica
Parcelas de Clavos de erosión
Parcelas rectangulares a las cuales se les instalan “clavos” que marcan la línea inicial del suelo
Erosión
Sedimentación
aAltura media de suelo (mm)Suelo erosionado o sedimentadoDensidad aparente del suelo (ton/m3)
X = Y * Da * 10En = E - S
Sm = E + S
IV Región de
Coquimbo, Chile.
Área de EstudioElqui
Limarí
Choapa
“Restauración hidrológico forestal y Oasificación: Herramientas claves para el aumento de la productividad de suelos degradados de la Región de Coquimbo”
130clavos
por parcela
3parcelas en cada sector
30 sectores
11.970 mediciones
P1 P2 P3
Clavos
Información pluviométrica:
18 pluviógrafos
Etapas metodológicas:
Revisión bibliográfica
Traspaso digital de la información
Cuantificación de los procesos erosivos
Análisis de los valores cuantitativos y variables físicas del suelo
Análisis y selección de la información pluviométrica
Determinación de las variables pluviométricas
Análisis del proceso erosivo
Revisión bibliográfica
Revisión de la bibliografía disponible respecto al tema de la erosión hídrica.
Distintas fuentes de información relacionadas con el tema
Material actualizado y sustentado en estudios anteriores afines.
Etapas metodológicas:
Revisión bibliográfica
Traspaso digital de la información
Cuantificación de los procesos erosivos
Análisis de los valores cuantitativos y variables físicas del suelo
Análisis y selección de la información pluviométrica
Determinación de las variables pluviométricas
Análisis del proceso erosivo
Traspaso digital de la información
Etapas metodológicas:
Revisión bibliográfica
Traspaso digital de la información
Cuantificación de los procesos erosivos
Análisis de los valores cuantitativos y variables físicas del suelo
Análisis y selección de la información pluviométrica
Determinación de las variables pluviométricas
Análisis del proceso erosivo
Cuantificación de los procesos erosivos
Etapas metodológicas:
Revisión bibliográfica
Traspaso digital de la información
Cuantificación de los procesos erosivos
Análisis de los valores cuantitativos y variables físicas del suelo
Análisis y selección de la información pluviométrica
Determinación de las variables pluviométricas
Análisis del proceso erosivo
Análisis de los valores cuantitativos y variables físicas del suelo
Etapas metodológicas:
Revisión bibliográfica
Traspaso digital de la información
Cuantificación de los procesos erosivos
Análisis de los valores cuantitativos y variables físicas del suelo
Análisis y selección de la información pluviométrica
Determinación de las variables pluviométricas
Análisis del proceso erosivo
Análisis y selección de la información pluviométrica
Polígonos de Thiessen:
Tormenta 1..24hTormenta 2..24hTormenta 3
Identificación de tormentas:
Extrapolación de la información de los pluviógrafos al total de sectores en estudio
Identificación de las tormentas ocurridas
Selección de tormentas:
Selección de tormentas considerando plazos variables de 1 a
4 semanas.
Selección de tormentas con un aporte mínimo
de 0,4 mm.
≥ 0,4 mm≥ 0,4 mm
Etapas metodológicas:
Revisión bibliográfica
Traspaso digital de la información
Cuantificación de los procesos erosivos
Análisis de los valores cuantitativos y variables físicas del suelo
Análisis y selección de la información pluviométrica
Determinación de las variables pluviométricas
Análisis del proceso erosivo
Determinación de las variables pluviométricas
Monto total de precipitación (MTpp)
Intensidad promedio (IT)
Intensidad máxima para 1 hora (Imáx1h)
Etapas metodológicas:
n bibliográfica
Traspaso digital de la
Cuantificación de los procesos erosivos
Análisis de los valores cuantitativos y variables físicas del suelo
Análisis y selección de la información pluviométrica
Determinación de las variables pluviométricas
Análisis del proceso erosivo
lisis del proceso
lisis de las características de los suelos en estudio, registros
y el comportamiento del proceso erosivo a lo largo del
fico de los resultados obtenidos, en función de la cantidad de precipitaciones
das y la intensidad de éstas.
Materiales
Materiales
Materiales
Materiales
Materiales
Principales
Resultados
Resultados promedio: Provincia de Elqui
1,400,61
)IT (mm/hr)
Imáx1h (mm/hr)
15,18
cc)
franco arenoso arcilloso
Erosión
1,14 mm 14,62 ton/ha
Erosión neta
0,63 mm 8,02 ton/ha
Sedimentación
0,51 mm 6,59 ton/ha
Suelo movilizado
1,66 mm 21,31 ton/ha
Situación por parcela
Sector de ejemplo:
Quebrada Honda
Mediciones ParcelaErosión (ton/ha)
Sedimentación (ton/ha)
En (ton/ha)
Sm(ton/ha)
1 & 2
1 10,6017 18,2421 -7,6404 28,8438
2 20,6870 37,8225 -17,1355 58,5095
3 23,9434 12,1930 11,7504 36,1364
2 & 3
1 5,6486 3,0562 2,5925 8,7048
2 6,1650 0,7272 5,4378 6,8922
3 6,1439 1,2014 4,9425 7,3453
3 & 4
1 4,2481 0,0000 4,2481 4,2481
2 4,3027 0,4046 3,8981 4,7072
3 4,0675 0,3558 3,7117 4,4233
10,6017 18,2421 -7,6404 28,8438
20,6870 37,8225 -17,1355 58,5095
23,9434 12,1930 11,7504 36,1364
Situación por parcela
Sector de ejemplo:
Quebrada Honda
Mediciones ParcelaErosión(ton/ha)
Sedimentación (ton/ha)
En (ton/ha)
Sm(ton/ha)
1 & 2
1 7,6477 10,2126 -2,5649 17,8604
2 6,8786 6,6893 0,1893 13,5680
3 7,5851 5,7802 1,8050 13,3653
2 & 3
1 4,9359 1,9602 2,9758 6,8961
2 5,8500 0,6900 5,1600 6,5400
3 5,8450 1,1488 4,6961 6,9938
3 & 4
1 4,0310 0,0000 4,0310 4,0310
2 4,0828 0,3839 3,6989 4,4667
3 5,3000 0,3350 4,9650 5,6350
-2,5649
0,0000
Máximos y mínimos en erosión
Las Cardas: 1,64 mm acumulados = 19,82 ton/ha
El Tambo: 0,63 mm acumulados = 8,07 ton/ha
Provincia de Elqui
Resultados promedio: Provincia de Limarí
2,020,37
)IT (mm/hr)
Imáx1h (mm/hr)
20,10
cc)
franco arenoso
Erosión
0,71 mm 9,74 ton/ha
Erosión neta
0,40 mm 5,49 ton/ha
Sedimentación
0,31 mm 4,24 ton/ha
Suelo movilizado
1,02 mm 13,98 ton/ha
Máximos y mínimos en erosión
Romeralsillo: 1,01 mm acumulados = 13,99 ton/ha
La Rinconada: 0,48 mm acumulados = 6,40 ton/ha
Provincia de Limarí
Resultados promedio: Provincia de Choapa
2,050,60
)IT (mm/hr)
Imáx1h (mm/hr)
18,04
cc)
franco arenoso
Erosión
0,95 mm 12,31 ton/ha
Erosión neta
0,23 mm 2,83 ton/ha
Sedimentación
0,72 mm 9,48 ton/ha
Suelo movilizado
1,67 mm 21,79 ton/ha
Agua Fría: 1,88 mm acumulados = 24,81 ton/ha
Caracas Los Vilos: 0,52 mm acumulados = 6,54 ton/ha
Máximos y mínimos en erosión
Provincia de Choapa
Texturas de cada suelo sobre el total de parcelas a
nivel regional
% suelos francos, representan la mayor parte de la región
Sector Cogotí 18, Provincia de Limarí1,81 gr/cc
Sector El Espinal, Provincia de Limarí1,13 gr/cc
Densidad aparente (gr/cc)
Densidades aparentes de los suelos en estudio
Monto total de precipitación promedio Intensidad tormenta promedio Intensidad máxima 1 hora promedio
Pluviógrafos en disposición Norte - Sur
n pluviométrica
Sectores de Norte a Sur
Procesos resultantes para cada ensayo en erosión (E) y sedimentación (S), ordenados de Norte a Sur
Erosión en Ton/ha Sedimentación en Ton/ha
comprobado que mayores porcentajes de limo hacen suelos
s erosionables (González del
Para este estudio, se evidencia un comportamiento similar, aunque
Relaciones entre variables: % limo & erosión
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
1,8
2
0 10 20 30 40
Erosión (mm)
% Limo
Relaciones disRelaciones disíímiles entre las miles entre las variables por provinciavariables por provincia
Situaciones poco lSituaciones poco lóógicas gicas (>Provincia de (>Provincia de ChoapaChoapa))
En En ElquElquíí y y LimarLimaríí se observan se observan situaciones bastantes lsituaciones bastantes lóógicasgicas
En erosiEn erosióón neta, se encontraron n neta, se encontraron tendencias lineales negativas, tendencias lineales negativas, aunque ello es esperable en aunque ello es esperable en ciertas situacionesciertas situaciones
9
9
4
Donde;E: Erosión, expresado en (mm) y (ton/ha)S: Sedimentación, expresado en (mm) y (ton/ha)En: Erosión neta, expresado en (mm) y (ton/ha)
R-cuadrada = 59.4794 porcientoR-cuadrado (ajustado para g.l.) = 52.112 porcientoError estándar del est. = 0.230937Error absoluto medio = 0.153016Estadístico Durbin-Watson = 2.39016Autocorrelación de residuos en retraso 1 = -0.214247
S = 0.0161145*MTpp + 0.276004*IT - 0.037271*Imáx1h
R-cuadrada = 75.7007 porcientoR-cuadrado (ajustado para g.l.) = 71.2826 porcientoError estándar del est. = 0.276465Error absoluto medio = 0.219129Estadístico Durbin-Watson = 2.00291Autocorrelación de residuos en retraso 1 = -0.0416092
E = 0.0499936*MTpp + 0.525201*IT - 0.143779*Imáx1h
ELQUÍ
AJUSTESAJUSTESMODELOS PRELIMINARMODELOS PRELIMINARPROVINCIAPROVINCIA
Comentarios
Los suelos principalmente francos, además de altos porcentajes de arcilla y arena.
Para densidad aparente, los valores promedio entre sectores y provincias son bastante similares
Amplia variabilidad para los valores de monto total n, intensidad por tormenta e intensidad
xima aproximada para 1 hora.
Erosión y sedimentación presentan grandes fluctuaciones, para el total de períodos
considerados y de Norte a Sur.
Se encuentran tendencias lineales positivas y esperadas en la mayoría de las relaciones
efectuadas.
Comentarios
ROBERTO PIZARRO TAPIAROBERTO PIZARRO TAPIACAROLINA MORALES CALDERCAROLINA MORALES CALDERÓÓNNLEONARDO VEGA TORRESLEONARDO VEGA TORRES
FRANCISCO BALOCCHI CONTRERASFRANCISCO BALOCCHI CONTRERAS
ESTABLECIMIENTO DE UN MODELO MATEMÁTICO PARA LA ESTIMACIÓN DE EROSIÓN HÍDRICA EN
ZONAS SEMIÁRIDAS DE CHILE CENTRAL
33
B1
EF
4
P
R
Q10
119
12O
M
N
6
H
J
G
5
7
I
8
K
3
L
C2
A
D
Elqui Limarí Choapa
Sectores con pluviógrafos
Sectores sin información pluviométrica
reas de influencia para los pluviógrafos en estudio
Sectores que alimenta Código asociadoCaldera y Damas A
Qda. Honda BEl Chacay B1
Las Cardas CQuitallaco C2
Tangue N°1 DTangue N°2 D3
El Tambo EGualliguaica F
Quebrada Talca F4Barraza GAlcones G5
El Espinal G7El Sauce HCogotí 18 H6Fray Jorge I
La Rinconada JRomeralsillo K
La Coipa K8Pichasca LHuanque M
Las Chinchillas NEl Chilcal O
Yerba Loca O12Atelcura P
Agua Fría P9Tunga Norte P10Carquindaño P11
Cañas del Choapa Q
Cuantificación del proceso individual por evento
Cuantificación del proceso acumulado
Erosión
1,14 mm 14,62 ton/ha
Erosión neta
0,63 mm 8,02 ton/ha
Resultados promedio (valores acumulados)
Sedimentación
0,51 mm 6,59 ton/ha
Suelo movilizado
1,66 mm 21,31 ton/ha
Procesos erosivos:
Provincia de Elqui
Erosión
0,71 mm 9,74 ton/ha
Erosión neta
0,40 mm 5,49 ton/ha
Resultados promedio (valores acumulados)
Sedimentación
0,31 mm 4,24 ton/ha
Suelo movilizado
1,02 mm 13,98 ton/ha
Procesos erosivos:
Provincia de Limarí
Erosión
0,95 mm 12,31 ton/ha
Erosión neta
0,23 mm 2,83 ton/ha
Resultados promedio (valores acumulados)
Sedimentación
0,72 mm 9,48 ton/ha
Suelo movilizado
1,67 mm 21,79 ton/ha
Procesos erosivos:
Provincia de Choapa
Provincia de Choapa
Provincia de Limarí
Provincia de Elqui
Provincia de Choapa
Provincia de Limarí
Provincia de Elqui
Sedimentación
Provincia de Choapa
Provincia de Limarí
Provincia de Elqui
n neta
Provincia de Choapa
Provincia de Limarí
Provincia de Elqui
Suelo movilizado
Resultados acumulados promedio de Erosión (E), Sedimentación (S), Erosión neta (En) & Suelo movilizado (Sm), para las provincias en estudio
Procesos Provincia de Choapa
Provincia de Limarí
Provincia de Elqui
Se muestran relaciones
variables por provincia
ógicas principalmente en la
Choapa
se observan situaciones
n neta,
tendencias lineales negativas, aunque ello es esperable en ciertas
Relaciones entre variables: pluviometría & procesos erosivos
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 -0,2
-0,1
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,0 0,5 1,0 1,5 2,00,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
0,45
0,50
0 5 10 15 20
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
0 5 10 15 20
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
0,90
0 5 10 15 20
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
0,45
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
-0,3
-0,2
-0,1
0,0
0,1
0,2
0,3
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
Elqui
Limarí
Choapa
E & Mtpp S & MTpp En & Mtpp Sm & MTpp
E & Mtpp S & MTpp En & IT Sm & MTpp