Erosion de Suelos_ejemplodemodelizacion

PRIMER CONGRESO NACIONAL DE LAS CIENCIAS DEL SUELO

MODELIZACION CARTOGRAFICA DE RIESGOS POTENCIALES DE EROSION DE TIERRAS MEDIANTE UN SIG Y PERCEPCION REMOTA.

aplicacin de la Ecuacin Universal de Perdidas de Tierra de Weischmeier (USLE), a la micro regin de la provincia Tiraque Cochabamba Bolivia

Jos Luis Delgado Alvarez

Ing. M. Sc. Agrnomo

Asesor en SIG y Percepcin Remota

INCRUSTAR MS_ClipArt_Gallery

PLAN DE PRESENTACION.

1. Introduccin

2. Materiales y mtodos

3. Resultados

4. Conclusiones


1. Introduccin

Por muchos aos especialistas en conservacin de suelos han tratado de calcular las prdidas de suelo a partir de campos o pendientes individuales, con el fin de determinar las prcticas de uso de la tierra que aseguren su productividad a largo plazo.

El inters y preocupacin por el medio ambiente, exige que se lleven a cabo predicciones de prdida de suelo y produccin de sedimentos, para evaluar las fuentes de contaminacin no puntuales.


Las investigaciones incluyen los procedimientos de estimacin de prdida de suelo en modelos hidrolgicos extensivos.

Entre los modelos de estimacin de prdidas de tierra por erosin, esta la desarrollada por Weischmeier y Smith (1965); la Ecuacin Universal de Perdidas de Tierra (USLE).

El modelo USLE, permite evaluar las prdidas de tierra provocada por el escurrimiento superficial en todas sus condiciones.


Esta ecuacin est basada en una funcin lineal que combina varios factores

Este a sido definido de manera experimental a partir de un nmero importante de mediciones efectuadas en parcelas de diferentes regiones de estados Unidos.

La ecuacin lineal que liga las prdidas de tierras a los diferentes factores implicados dentro la erosin es la siguiente: A = R K LS C P.


La modelizacin de prdidas de tierra causada por escurrimiento en el marco de un SIG, requiere el uso de informacin espacial concerniente a los temas siguientes: cantidad e intensidad de precipitacin para un periodo de tiempo considerado; las unidades morfo-pedolgicas; la altitud (topografa); la cobertura vegetal y las medidas de lucha antierosiva.

Con esta informacin y en base a ciertas hiptesis, es posible producir una matriz de prdidas de tierra para cada uno de los pixeles dentro un SIG.


Cada uno de los factores del modelo USLE, es tomado como una cobertura de informacin geogrfica. La integracin de todos los factores considerados, permite modelar la perdida de tierra mediante un SIG.


OBJETIVO.

Prediccin de los riesgos de erosin actual para la micro regin de la provincia Tiraque (Cochabamba Bolivia), y poner en evidencia la utilidad de los SIG y la Percepcin Remota a este fin


2. MATERIALES Y METODOS.

Ubicacin del rea de estudio: Provincia Tiraque (Cochabamba Bolivia)


La documentacin y herramientas de trabajo que se dispuso para la realizacin del presente trabajo son:

Carta topogrfica IGM 1:50000 (hoja 6441-I, serie H731, ed 1, Tiraque A, 1978)

Carta geolgica 1:250000 (ERTS-GEOBOL, 1982)

Imagen satelital Landsat TM, canales 2, 3, 4 y 5, tomada el 29/05/90, con una posicin de sol de 42 de altitud y 38 de azimut

Carta ecolgica (sistema Holdridge) 1:250000

Carta morfo-pedolgica del rea (Esc. 1:50000)


Datos climticos de 10 estaciones termo-pluviomtricas y 13 pluviomtricas

Como herramientas de trabajo, se dispuso de un ordenador PC 486/DX, para el tratamiento de la imagen satelital y establecimiento del SIG los programas: ERDAS IMAGINE, ARC-VIEW, SURFER y ATLAS-GIS.

El modelo utilizado es el USLE (Ecuacin Universal de Perdida de Tierra).


FACTORES DEL MODELO USLE.

R. producto de la energa cintica de la lluvia por la intensidad horaria mxima de esta observada en 30 minutos (pluviofase) dividida por cien. La energa cintica de una lluvia, es igual a la suma de las energas cinticas de las pluviofases que la componen. Para obtener la energa de una pluviofase, se recurre a una expresin donde intervienen la intensidad de la pluviofase y su altura.

E = (89 log I + 210.3) h


El ndice de erosividad de una lluvia tiene la expresin final Siguiente:

n

R = EI30 = ( ( (89 log I + 210.3)h ) Imax30 / 100

I =1

El ndice de erosividad es expresado en Tn/ha * cm/h * 100; la intensidad mxima en 30 minutos en cm/h; n es el nmero de pluviofases

Generalmente al interior de una zona de estudio, existe una relacin lineal suficientemente confiable que permite expresar R, a partir de la precipitacin total durante un periodo considerado


En el rea de estudio, al no disponer de datos de intensidad pluviomtrica, se busco un modelo capaz de efectuar una estimacin de este factor en funcin de las precipitaciones totales anuales.

Se opto por el modelo desarrollado por HEUSCH (1970), cuya relacin es la siguiente:

-6

R = 143 log (p * P * 10 ) + 89.7

p = precipitacin total anual (mm)

P = precipitacin mxima en 24 horas

Como se cuenta con una cobertura de precipitacin total anual para el rea, se deriv una cobertura para el factor R, en base al modelo de HEUSCH.


K. (erodabilidad del suelo) sensibilidad del suelo a ser erosionado, depende de las caractersticas del suelo (velocidad de infiltracin, agregacin, transportabilidad, granulometra, y resistencia a la dispersin).

El factor K de un suelo, es la perdida de este en Tn/ha, cuando todos los otros factores de la ecuacin son unitarios. O sea, por unidad de ndice de erosividad de las lluvias, y cuando las medidas son efectuadas en parcelas de 22.13 m, en pendientes de 9%, trabajados paralelamente a la pendiente y mantenido en barbecho desnudo.

El factor K, se determina mediante un nomograma con el porcentaje de la fraccin de 0.002 a 0.1 mm (limo y arena fina), el porcentaje de la fraccin 0.1 a 2 mm (arena), el tenor de materia orgnica (%), la estructura y permeabilidad.


Otra alternativa de determinacin del factor K, esta dado por la siguiente relacin: (Barril 1988)

-4 1.4

1000K = 2.1 * 10 (12 - % MO) * M +3.25 (S-2) + 2.5 (P-3)

Donde: MO = materia orgnica

M = (% arena fina + % limo)(100 - % arcilla)

S = cdigo de estructura del suelo

P = clase de permeabilidad

AJUSTE POR ELEMENTOS GRUESOS.

Ka = K * (0.983 0.0189 X + 0.0000973 X

Donde X, es el % de elementos gruesos (> 2 mm en la superficie del suelo)


En el presente trabajo, el factor K se determin a partir de la carta morfo-pedolgica, los resultados granulomtricos, materia orgnica, estructura y permeabilidad.

Los valores determinados oscilan entre 0.32 y 0.06, considerados como ndices de erodabilidad medios a bajos.


LS. Indice topogrfico que combina la inclinacin y longitud de la pendiente, es un ndice adimensional, y permite comparar las condiciones de un parcela de referencia cuya pendiente es 9% y 72.6 pies de longitud, con un valor LS = 1.

Este factor fue calculado a partir del MNA bajo la siguiente relacin:

LS = {((L/22.13)} * {0.065 + 0.045 (s) + 0.0065 (s)}

En la cual: L = L / cos a

a = pendiente ()

L = corresponde a la resolucin espacial de la cobertura

(tamao del pixel)

s = pendiente (%)


C. Factor que toma en cuenta la proteccin aportada por la cobertura vegetal en contra de la agresividad de las lluvias.

Estos valores estn comprendidos entre 0.001 y 1, este ltimo caracteriza un suelo desnudo.

Este ndice varia en funcin inversa a la densidad de la cobertura vegetal, que depende a la vez del tipo de vegetacin y su estado de desarrollo.

Mediante experimentaciones, se han producido varias tablas para este valor, en funcin de la vegetacin dominante para diferentes regiones del globo.


Una alternativa muy importante para determinar el factor C, es a partir de informacin radiomtrica de imgenes satelitales, a travs de los INDICES DE VEGETACION. Sin embargo, esto solo ser posible en la medida que se desarrolle un modelo que permita eliminar los efectos de sombra por topografa, especialmente en reas montaosas como las del presente estudio.

Para el presente trabajo no se pudo establecer este factor C a partir de la imagen satelital por lo mencionado lneas arriba. (actualmente se esta trabajando en este modelo)


Para el presente trabajo, el valor C fue obtenido a partir de la carta de ocupacin del suelo determinada por clasificacin supervisada de una imagen satelital

Los valores determinados, oscilan entre 0.003 para los bosques hmedos ombrofilos, y 0.5 para los suelos poco cubiertos y en barbecho.


COMPOSICION COLORADA


OCUPACION DE SUELOS OBTENIDA MEDIANTE CLASIFICACION SUPERVISADA DE UNA IMAGEN SATELITAL LANDSAT TM


P. Caracteriza las prcticas culturales realizadas para prevenir la erosin de los suelos. Este varia entre un valor prximo a cero y uno. La importancia de la pendiente y el tipo de prcticas de cultivo utilizado, son los factores que determinan el valor de P.

En el presente estudio, este factor fue considerado igual a 1 para toda el rea, puesto a que no existen prcticas notables de lucha antierosiva.


ALGORITMO PARA LA PREDICCION DE RIESGOS DE EROSION POTENCIAL USANDO EL MODELO DE WEISCHMEIER.

COBERTURA

DE RIESGOS

DE EROSION

RECODIFICACION

COBERTURA DE

EROSION = A

R.K.LS.C.P

COBERTURA C

COBERTURA LS

COBERTURA K

COBERTURA

P = 1

COBERTURA R

ASIGNACION DE

VALORES C

LS = (( L/22.13) * {0.065 + 0.045 (s)

+ 0.0065 (s)}

ASIGNACION DE

VALORES K

PREC.

MAX 24 H

(p)

PRECIP

TOTAL

ANUAL

(P)

-6

R = 143 log (p * P * 10 ) + 89.7

USO

DE LA

TIERRA

M.N.A

CARTA

MORFO

PEDOLOGICA

RESULTADO

FINAL

TRANSFORMACIONES

RESULTADOS

PARCIALES

TRANSFORMACIONES

INPUTS


PREDICCION DE RIESGOS POTENCIALES DE EROSIONPRODUCTO FINAL


CONCLUSIONES.

El empleo de SIG y Percepcin Remota acompaadas de la utilizacin de modelos hidrolgicos permite evaluar el escurrimiento superficial y la prediccin de perdidas de suelo por erosin.

La manipulacin de estos datos por programas informticos de tratamiento de imgenes y de cartografa numrica, facilitan grandemente el anlisis de la variacin espacial y temporal de las caractersticas hidrolgicas.


Evidentemente, estos datos no reemplazan los levantamientos precisos y detallados realizados en terreno, pero pueden servir de ayuda y orientacin en la toma de decisiones en materia de esfuerzos de lucha anti erosiva.

Las perdidas de tierra por erosin evaluadas, necesita una intervencin de lucha con una combinacin de especies vegetales y prcticas anti erosivas. La agroforestera puede tener un lugar importante a este fin.


F I N


Erosion de Suelos_ejemplodemodelizacion

Documents

Transcript of Erosion de Suelos_ejemplodemodelizacion