Ecuación USLE

ESTIMACIN DE LA GENERACIN DE SEDIMENTOS EN LA CUENCA

HIDROGRFICA DEL RO SISGA CON BASE EN LA ECUACIN UNIVERSAL

DE PRDIDA DE SUELO

DERLY XIMENA GALVIS MARTIN

UNIVERSIDAD DE LA SALLE

FACULTAD DE INGENIERA AMBIENTAL Y SANITARIA

BOGOT

2008

ESTIMACIN DE LA GENERACIN DE SEDIMENTOS EN LA CUENCA

HIDROGRFICA DEL RO SISGA CON BASE EN LA ECUACIN UNIVERSAL

DE PRDIDA DE SUELO

DERLY XIMENA GALVIS MARTIN

Tesis presentada como requisito parcial para optar al ttulo de Ingeniero

Ambiental y sanitario

Dirigido por:

Ing. Rubn Daro Londoo

UNIVERSIDAD DE LA SALLE

FACULTAD DE INGENIERA AMBIENTAL Y SANITARIA

BOGOT

2008

ESTIMACIN DE LA GENERACIN DE SEDIMENTOS EN LA CUENCA HIDROGRFICA DEL RIO SISGA CON BASE EN LA ECUACIN UNIVERSAL DE PRDIDA DE SUELO

Nota de aceptacin

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

Ing. Rubn Daro Londoo

Director

Ing. Jos Antonio Galindo Martinez

Jurado

Ing. Marta Luca Monroy Linares

Jurado

Bogot xx Febrero de 2009


A mi madre que con su trabajo constante trabajo ha sacado adelante a su hija.

A Henry por mostrarme las herramientas para tomar mis decisiones y

responsabilizarme por ellas.

A mis dos comanditas que me dijeron que no fuera desagradecida.

Y a Dios por darme el regalo de estas cuatro personas.


AGRADECIMIENTOS

Le agradezco al Ing. Rubn Daro Londoo por ser la gua para el desarrollo de

este documento.

A los Ing. Onofred Sierra secretario de la secretaria de agricultura de la

Gobernacin de Cundinamarca y al administrador de recursos naturales Javier

Moncada, por su dedicacin y desinters en el desarrollo de este proyecto.

A la Corporacin Autnoma de Cundinamarca y al Instituto de meteorologa y

Climatologa de Colombia, por su eficiente trabajo y su gentileza en la prestacin

de informacin.


CONTENIDO

INTRODUCCIN 15

RESUMEN 17

2 OBJETIVOS 19

2.1 GENERAL 19 2.2 ESPECFICOS 19

3 MARCO REFERENCIAL 20

3.1 MARCO CONCEPTUAL 20 3.1.1 PROCESOS EROSIVOS. 23 3.1.2 TIPOS DE EROSIN. 25 3.1.3 EROSIN ELICA. 25 3.1.4 EROSIN HDRICA. 26 3.1.5 CUENCAS HIDROGRFICAS. 29 3.2 MARCO TERICO 35 3.2.1 ECUACIN UNIVERSAL DE PRDIDA DE SUELO 35 3.2.2 PRESUPUESTO TERICO DE LA ECUACIN 36 3.2.3 ORIGEN DE LA ECUACIN 37 3.2.4 ALCANCES Y RESTRICCIONES DE LA ECUACIN. 37 3.2.5 MODIFICACIONES PROPUESTAS AL MODELO ORIGINAL 39 3.2.6 RESULTADOS OBTENIDOS DE LA APLICACIN DE LA ECUACIN 40 3.2.7 FACTORES QUE COMPONEN LA ECUACIN 45 3.2.8 UNIDADES DE PAISAJE 52 3.3 MARCO LEGAL 56

4 METODOLOGA 57

4.1 DOCUMENTACIN 58 4.2 REGISTRO 59 4.3.1 DESCRIPCIN Y DELIMITACIN DEL REA DE TRABAJO 59 4.3.2 ZONIFICACIN DE LA CUENCA HIDROGRFICA 60 4.3.3 IDENTIFICACIN DE ESCENARIOS 61


4.4 EVALUACIN 61 4.5 ANLISIS 62

5 GENERALIDADES DEL REA DE ESTUDIO 63

5.1 DESCRIPCIN DE LA CUENCA HIDROGRFICA DEL RO SISGA 63 5.1.1 CAPACIDAD DEL EMBALSE 64 5.2 CARACTERSTICAS BIOFSICAS DE LA CUENCA HIDROGRFICA 67 5.2.1 DESCRIPCIN CLIMTICA 67 5.2.2 GEOLOGA 71 5.2.3 SUELOS 75 5.2.4 TOPOGRAFA Y PENDIENTES 78 5.2.5 BIOLOGA (FAUNA Y FLORA) 80 5.3 CARACTERSTICAS SOCIOECONMICAS DE LA CUENCA HIDROGRFICA 80 5.4 PROCESO PARA EL ANLISIS MORFOMTRICO 82

6 ZONIFICACIN DE LA CUENCA HIDROGRFICA EN UNIDADES DE PAISAJE 86

7 IDENTIFICACIN DE ESCENARIOS HIDROCLIMATOLGICOS 88

8 EVALUACIN DE LOS FACTORES DE LA USLE 90

8.1.1 FACTOR DE EROSIVIDAD R 91 8.1.2 FACTOR DE ERODABILIDAD DEL SUELO K 97 8.2 FACTOR TOPOGRFICO LS 102 8.3 FACTOR DE COBERTURA VEGETAL C 104 8.4 FACTOR DE PRCTICAS DE MANEJO P 108 8.5 ECUACIN UNIVERSAL DE PRDIDA DE SUELO 108

9 ANLISIS DE RESULTADOS 111

10 CONCLUSIONES 117

11 RECOMENDACIONES 120

BIBLIOGRAFA 122


LISTA DE TABLAS

Tabla 1. Valores del coeficiente de Gravelius 32

Tabla 2. Factores que componen la USLE 35

Tabla 3. Descripcin de los alcances, beneficios, restricciones y limitaciones de la

USLE. 38

Tabla 4. USLE modificaciones 39

Tabla 5. Modificacin de la expresin del factor de erosividad 47

Tabla 6. Caractersticas resumen del Embalse del Sisga 64

Tabla 7. Valores comparativos de volumen y rea en el embalse del Sisga 65

Tabla 8. Relacin cota-volumen, embalse del Sisga 66

Tabla 9: Valores medio multianuales de precipitacin de la estaciones de la

cuenca del ro Sisga 70

Tabla 10: Descripcin de las unidades geolgicas de la cuenca del Sisga, nombre,

smbolo. 73

Tabla 11 : Clasificacin de la unidades de suelo segun su composicin. 76

Tabla 12. Distribucin del Uso y Cobertura del Suelo 77

Tabla 13: Distribucin de los rangos de pendiente, extensin territorial y

porcentual, para la cuenca del ro Sisga. 79

Tabla 14: Valores de los ndices morfomtricos de la cuenca del Sisga. 84

Tabla 15. Valores curva hipsomtrica del la cuenca del ro Sisga 85

Tabla 16: Unidades de paisaje del a cuenca hidrogrfica del ro Sisga y su rea. 87

Tabla 17: Descripcin de las estaciones de la cuenca del ro Sisga. 88

Tabla 18: Valores de precipitacin de los escenarios para la evaluacin del ndice

de erosividad 89

Tabla 19: Valores del ndice de agresividad pluvial o factor de erosividad para los

diferentes escenarios hidroclimatolgicos 95


Tabla 20: Ejemplo de la evaluacin del ndice de erosividad 95

Tabla 21: Ejemplo de los resultados de la evaluacin de K para una unidad de

paisaje 100

Tabla 22: Valores del factor de erodabilidad para las unidades de suelo de la

cuenca del ro Sisga. 101

Tabla 24: Intervalos del factor topogrfico 104

Tabla 23: ejemplo de los resultados de la evaluacin de LS para una unidad de

paisaje. 104

Tabla 25: valores del factor C 105

Tabla 26: valores medios de C para las unidades uso y cobertura del suelo para la

cuenca del ro Sisga. 106

Tabla 27: ejemplo de la evaluacin del factor de uso del suelo 107

Tabla 28: valores de la USLE para cada una de las unidades de paisaje y los

escenarios hidroclimatolgicos. 110

Tabla 29: tolerancia de los suelos a la erosin. 114


LISTA DE IMGENES

Imagen 1. Embalse del Sisga, Chocont, Cundinamarca. 21

Imagen 2. Transporte de sedimentos. La Esmeralda, Boyac 22

Imagen 3. Zona afectada por erosin elica. Gepyrache, Guajira 25

Imagen 5. Medidores y graficadores de la precipitacin. Pluviogrma y bandas

pluviogrficas 26

Imagen 4. Influencia de la erosin elica e hdrica. Villa de Leyva, Boyac. 26

Imagen 6. Extraccin minera, procesos antrpicos que potencializan la erosin.

Gepyrache, La Guajira 29

Imagen 7: representacin de la cada de gotas de lluvia 46

Imagen 8. Cultivos de la regin. A la derecha papa y a la izquierda fresa. 81

Imagen 9. Desarrollo de la industria de flores 81

Imagen 11: ejemplo de la descripcin de los perfiles de la cuenca el rio Sisga. 98


LISTA DE GRFICOS

Grfico 1. Recuento de la precipitacin para la cuenca de ro Sisga. 69

Grfico 2: distribucin porcentual de la unidades de uso y cobertura del suelo, en

la cuenca del ro Sisga 78

Grfico 3. Curva Hipsomtrica de la cuenca del ro Sisga 85

Grfico 4: evaluacin el factor de erosividad para ao, ao seco y ao promedio

mediante el ndice de Fournier Modificado. 97


LISTA DE FIGURAS

Figura 1: clasificacin de la carga de los sedimentos 22

Figura 2: clasificacin de los componentes de la USLE 45

Figura 3: Unidades de paisaje de una Cuenca Hidrogrfica 55

Figura 4 : metodologa para la aplicacin de la USLE. 57

Figura 5. Referencia del Municipio de Chocont, Cundinamarca. 63

Figura 6: Curva -Capacidad, embalse del Sisga 66

Figura 7: esquema de las estructuras de la cuenca del Sisga 72

Figura 8: imagen satelital con la distribucin de la unidades geolgicas 74

Figura 9: proceso lgico para la evaluacin de la USLE 90

Figura 10: representacin de R en unidad de paisaje 95

Figura 11 : nomograma de erodabilidad para la USLE 99

Figura 12: representacin de K en unidad de paisaje 100

Figura 13: modelo de elevacin digital de la cuenca del ro Sisga. 103

Figura 14: representacin de L.S. en unidad de paisaje. 104


LISTA DE ECUACIONES

Ecuacin 1: factor general topogrfico. 49

Ecuacin 2: factor topogrfico para secciones irregulares de terreno. 50

Ecuacin 3: factor topogrfico para pendientes menores del 20% y longitudes

menores de 350 m. 50

Ecuacin 4; factor topogrfico para pendientes mayores del 20% 50

Ecuacin 5: USLE 108

Ecuacin 6: prdida media de suelo 109


ANEXOS

ANEXO 1: VALORES MEDIOS MENSUALES DE PRECIPITACIN 127

ANEXO 2: VALORES DEL NDICE DE EROSIVIDAD 132

ANEXO 3: VARIACIN DE LA PRECIPITACIN EN LAS ESTACIONES DE LA

CUENCA HIDROGRFICA DEL SISGA 137

ANEXO 5: MAPA DE ALTURAS 140

ANEXO 6: UNIDADES DE USO Y COBERTURA DE LOS SUELOS DE LA C.H

DEL SISGA 141

ANEXO 7: PROCESO PARA LA OBTENCIN DE LAS UNIDADES DE USO Y

COBERTURA DEL SUELO 142

ANEXO 8: CLASIFICACIN DE USOS Y COBERTURA DE LOS SUELOS DE

CUENCA DEL RO SISGA SEGN LA GOBERNACIN DE

CUNDINAMARCA 144

ANEXO 9: TEMTICAS CARTOGRFICAS DE LA USLE 145


15

INTRODUCCIN

La generacin de sedimentos en una hoya hidrogrfica tiene gran incidencia en la

vida til de los embalses, ya que las condiciones de esta, puede incidir en la

batimetra del vaso, reduciendo o ampliando la vida til del reservorio de agua. Es

por esto que con el objeto de estimar el aporte de suelo erosionado de la cuenca

Hidrogrfica del ro Sisga al embalse que lleva consigo el mismo nombre, ubicado

en el municipio de Chocont, en el departamento de Cundinamarca - Colombia,

se evalu la Ecuacin Universal de Prdida de Suelo (USLE: Universal Soil Loss

Equation), propuesta por Wischmeier, W. y Smith, D., 1958 la cual integra

factores tales como de cobertura vegetal, textura y uso del suelo, intensidad y

duracin de las lluvias, entre otros factores.

Actualmente, el mtodo frecuentemente utilizado para el clculo de la erosin

hdrica es la Ecuacin Universal de Prdida de Su

elo, la cual integra dentro de sus bondades, la cuantificacin de la cantidad de

sedimentos aportados a cuerpos de agua, adems sirve como herramienta para la

evaluacin de la severidad de erosin.

En Colombia, es comn encontrar que los planes de desarrollo econmico y social

no suelen incluir medidas de conservacin y proteccin de los recursos naturales

(agua, suelo, aire, fauna y vegetacin). Esto ha trado como consecuencia el

deterioro de dichos recursos, lo cual se ha manifestado en la reduccin de

terrenos aptos para la agricultura, desaparicin de bosques primarios o

destruccin de la cobertura vegetal, entre otros. La planificacin integral de las


16

cuencas busca definir el plan de manejo y desarrollo de una cuenca, considerando

criterios econmicos, ambientales, sociales y de sostenibilidad.

Para alcanzar los objetivos propuestos del trabajo, se ha estructurado en cuatro

etapas el desarrollo del proyecto: el primero consiste en la documentacin de

textos especializados que hayan incluido la temtica propuesta, es decir, aquellas

experiencias que se haya tenido de la ecuacin Universal de Prdida de Suelo,

que sirva como base metodolgico de la aplicacin de la misma en condiciones

locales. Adems de la revisin de informacin segundaria, que permita estimar la

configuracin de la cuenca, las caractersticas socioeconmicas y otras

herramientas que logren dar respuesta a la aplicacin de la USLE. El segundo

epgrafe est destinado al registro de toda esta informacin recopilada, clasificada

y destinada a la descripcin de la hoya tributaria, la cual da apertura al tercer

apartado del proyecto, que consiste en aplicacin del modelo matemtico y

finalmente la cuarta etapa comprende el anlisis del desarrollo de la Ecuacin

Universal de Prdida de Suelo.

Este estudio cuenta los sistemas de informacin geogrfica como mecanismo de

interpretacin, proyeccin y anlisis de los resultados obtenidos


17

RESUMEN

Este trabajo tiene como objetivo la estimacin cuantitativa de la generacin de

suelo erosionado de la cuenca Hidrogrfica del ro Sisga y aportado al embalse

que recibe este mismo nombre, ubicado en el municipio de Chocont,

Cundinamarca, mediante la aplicacin de La Ecuacin Universal de Prdida de

Suelo, la cual comprende los conceptos universalmente conocidos de los agentes

generadores de erosin tales como el potencial erosivo de las gotas de lluvia, los

componentes topogrficos como la longitud y grado de pendiente, adems la

textura del suelo erodado, el uso/cobertura y prcticas de conservacin del suelo.

Para el desarrollo del proyecto se cont con la herramienta del Sistema de

Informacin Geogrfica SIG, que dio los mecanismos para la interpretacin de los

resultados obtenidos.

La cuenca del ro Sisga pos su configuracin morfomtrica, tiene potencial en la

generacin de sedimentos. A partir de los resultados obtenidos en la aplicacin de

la USLE se estimo que la tasa media de aporte de sedimentos de toda la cuenca

hidrogrfica al embalse es de 1007,4 Ton/Ha-Ao.

Palabras clave: erosin, USLE, SIG, cuenca hidrogrfica, unidades de paisaje.


18

SUMMARY

This paper aims at a quantitative estimate of the generation of soil eroded from the

watersheds of the river Sisga, located in the municipality of Chocont,

Cundinamarca. The implementation of the Universal Soil Loss, which

encompasses the concepts universally known the erosion of generating agents

such as the potential erosion of raindrops, soil texture erode, components

topographical like length and degree of slope, in addition to the use / cover and soil

conservation practices.

In the development of the project was using the Geographic Information System

GIS, which gave the mechanisms for the interpretation of the data generated.

The river Sisga morph metric towards its configuration, has the potential to

generate sediment. Based on the results achieved in implementing the USLE will

think that the average contribution of sediment to the reservoir is 1007,4 Ton/Ha-

Year.

Key words: erosion, USLE, SIG, watersheds, landscape unit.


19

2 OBJETIVOS

2.1 GENERAL

Estimar la generacin de sedimentos en la cuenca hidrogrfica del ro Sisga con

base en la ecuacin universal de prdida de suelo (USLE).

2.2 ESPECFICOS

Zonificar la cuenca hidrogrfica del ro Sisga con base en Unidades de

Paisaje, con el fin de determinar un marco de referencia apropiado para la

implementacin de la USLE.

Establecer los rasgos morfomtricos caractersticos de la cuenca

hidrogrfica del ro Sisga.

Identificar los escenarios hidroclimatolgicos de la cuenca hidrogrfica del

ro Sisga, a partir de la informacin existente en los registros histricos.

Identificar los usos y cobertura de los suelos de la cuenca aferente y su

comportamiento frente a la capacidad de almacenamiento del embalse.

Establecer los efectos de la sedimentacin sobre el embalse del Sisga,

para diferentes escenarios.

Determinar la confiabilidad del modelo matemtico USLE para el sistema

propuesto.

Determinar la incidencia del ordenamiento territorial municipal en la

susceptibilidad de los suelos de la cuenca hidrogrfica a la erosin.


20

3 MARCO REFERENCIAL

3.1 MARCO CONCEPTUAL

os embalses son lagos artificiales contenidos mediante una presa o dique,

diseados por el hombre para cumplir con el propsito de almacenar agua en

temporada de alta pluviosidad, servir como zona de amortiguamiento de

inundaciones aguas arriba, proveer de agua para consumo humano, generacin

elctrica y por ultimo y no menos importante como espacio de esparcimiento y

recreacin al pblico. Algunos de los lagos artificiales ms importantes existentes

en el pas son la Regadera, los de los ros Mua, Neusa, Sisga y Tomin, as

como, el embalse de la laguna de Chingaza, en el pramo de su nombre. En la

produccin de energa elctrica, se destacan las represas de Riogrande y Guatap

en Antioquia, las de Calima y Anchicay, en el Valle del Cauca y La esmeralda por

el ro Bat (Boyac), que es la mayor entre todas. Tambin se encuentra la

represa del Prado en el Tolima, formada por los ros Prado y Cunday1. No se

puede hablar de embalses, sin incluir a Urr, controvertida obra hidroelctrica,

construida en el alto Sin el ao 1992.

1GARC.2 ENInformacintileza en la prestaciide recursos naturales Javier Moncada, por su

dedicaci20202020202020202020202020202020202020202020202020202020202020202020202020A Anglica. Colombia Pas Maravilloso. Libro Brevario de Colombia 1998. pg.23

L


21

Fuente: autor

Para el diseo y construccin de un embalse, se tienen en cuenta variables como:

fuentes hdricas, la geologa del terreno, materiales de construccin, estudios de

pre-factibilidad y post-factibilidad, estudios de impacto ambiental entre otros. Parte

de los estudios que se deben realizar para el diseo de este tipo de obras, es el

aporte de sedimentos al reservorio y estos a su vez, no son ms que material

producido por el desgaste de los suelos transportado en los cuerpos de agua y

depositados en el mismo. La produccin de estos sedimentos, est gobernada por

la ley de Stokes2 . Los sedimentos se dan por la prdida del suelo, pero no todas

las prdida se depositan en el cuerpo receptor, algunos son depositados a lo largo

de la cuenca y otros infiltrados.

2 Ley de Stokes: fuerza ejercida sobre una esfera (partcula de sedimento) de radio r que se mueve con una

rapidez v a travs de un fluido con viscosidad . Sears F. Et al. Fsica Universitaria. Pearson Educacin. Pg. 448.

Imagen 1. Embalse del Sisga, Chocont, Cundinamarca.


22

Fuente: Autor

Los sedimentos juegan un papel importante en la

vida til de los embalses; stos son conducidos

por corrientes de agua y depositados en el fondo

de los ros, canales artificiales y los embalses,

condicionando la duracin del reservorio en

funcin de la cantidad y el material.

Los sedimentos se caracterizan porque parte de

ellos quedan suspendidos en el cuerpo de agua

que los contiene (a estos se les denomina carga

en suspensin) y estn compuestos por arcillas,

limos y arenas; otros, son aquellas partculas que el agua soporta durante todo el

movimiento, tales como los sedimentos que deslizan, arrastran y ruedan (se le

denominan carga de fondo) y aquellos que por las

irregularidades del fondo se mantienen en

suspensin en un periodo corto se les denomina carga de saltacin.

Figura 1: clasificacin de la carga de los sedimentos

Fuente: GRANADOS, 1989. Adaptado por Autor

Los sedimentos del cauce o carga de cauce, es la sumatoria de la carga de fondo,

carga de saltacin y la carga en suspensin. La carga de lavado sta dada por

CARGA TOTAL

CARGA DE CAUCE

Carga de Fondo

Carga de Suspensin

Carga de Saltacin

CARGA DE LAVADO

Imagen 2. Transporte de sedimentos. La Esmeralda, Boyac

.

Fuente: autor


23

partculas de tamao fino no muy significativas, depositadas en el fondo de los

cauces. La carga total de sedimentos en un cuerpo de agua se da por la carga de

cauce y la carga de lavado.

Los depsitos tienen influencia en los cuerpos de agua; la consecuencia de los

procesos de sedimentacin aguas abajo es la reduccin de la capacidad de

transporte de ros y el aumento del riesgo de inundaciones, obstruyen los canales

de riego y disminuyen la vida til de los embalses. Los sedimentos pueden ser

contaminantes en la medida que sus niveles y composicin favorezcan la

eutroficacin y al deterioro de la calidad del agua.

3.1.1 Procesos Erosivos.

La erosin del suelo es un proceso que siempre ha acompaado a la tierra. Es

generado por el agua y el viento y potencializado por los procesos antrpicos.

Podra afirmarse que es un proceso natural que por accin del hombre puede

aumentar la tasa de generacin del mismo.

Kirkby y Morgan (1980), definen la erosin como remocin del material superficial

por accin del viento o del agua y, en sentido amplio, la erosin de los suelos

consiste en compararlo con otros procesos de degaste del paisaje, ya que la

erosin del suelo deber reconocerse como el problema dominante solamente

cuando y donde sea el proceso ms rpido. Otra perspectiva ms estricta en

segundo lugar, examina la erosin del suelo con sus controles climticos y

vegetales inmediatos y cuestiona el grado de eficiencia en que se entienden a este

nivel los procesos que intervienen en el impacto de las gotas de lluvia, generacin

de flujo y resistencia a la sedimentacin.

Gonzlez (1990), explica la erosin como el fenmeno en el cual ocurre arranque

y transporte inicial del suelo por un agente (agua, aire, hielo, animales u hombre)


24

y, por lo tanto, excluye los fenmenos de remocin en masa que se consideran

como traslocaciones de material por accin de la gravedad, la cual no es un medio

de transporte3.

Se define como agente, segn Thornbury (1984): "... cualquier medio natural que

sea capaz de obtener y transportar material de la tierra. El agua corriente

(incluyendo la escorrenta concentrada o no concentrada, agua subterrnea, los

glaciares), los movimientos dentro de los cuerpos de agua estacionarios (ondas,

mareas, tsunamis, etc.) y el viento son los grandes agentes geomrficos,

comnmente designados o llamados agentes geomrficos mviles porque

remueven material de un lugar de la corteza terrestre y lo transportan y depositan

en otros lugares.

Las consecuencias de la erosin del suelo se manifiestan tanto en el lugar donde

se produce como fuera de l. Los procesos erosivos se muestran con mayor

preocupacin es zonas agrcolas donde la redistribucin y prdida de suelo, la

degradacin de su estructura y el arrastre de materia orgnica y nutrientes llevan

a la prdida de espesor del perfil superficial y al descenso de la fertilidad4. La

erosin es inversa a la productividad de las tierras: a mayor tasa de erosin, la

productividad es menor, por consiguiente es necesario el aumento de los

fertilizantes para generar las producciones anteriores a los efectos erosivos.

3 GONZALEZ, A. Conceptos sobre la Evaluacin de riesgos por deslizamientos: Jornadas Geotcnicas de la

Sociedad Colombiana de Ingeniera. SCI. Bogot. Memorias, Vol I, pg. 2-25. 4 MORGAN, R. Erosin y conservacin del suelo. Ed. Mundi-Prensa 1997, pg. 21.


25

3.1.2 Tipos de Erosin.

De acuerdo al agente que la causa se distinguen dos grandes procesos: erosin

elica, causada por el viento y la erosin hdrica, causada por la lluvia y la

escorrenta superficial sobre la cuenca.

3.1.3 Erosin Elica.

Es la prdida de suelo, gracias a los efectos de direccin y velocidad del viento y

el consiguiente arrastre del material

edfico5.

Kirkby y Morgan (1984), lo definen

como el proceso por el cual el viento

recoge y transporta material

superficial suelto y las partculas

llevadas por el viento desgastan al

material superficial. El factor principal

en la erosin elica es la velocidad del viento. El acomodamiento de las

partculas de suelo puede llegar a modificar la microtopografa del terreno y

cualquier prctica agrcola aumentar el proceso erosivo, llevando al

empobrecimiento del suelo.

5 Edfico: dcese de los factores relativos al suelo que influyen en la distribucin de los seres vivo. Instituto

Geogrfico Agustn Codazzi. Suelos De Colombia Origen Evolucin Clasificacin Distribucin y Uso. Apndice A. Pg. 225.

Imagen 3. Zona afectada por erosin elica. Gepyrache, Guajira

Fuente: Autor


26

Fuente: autor

3.1.4 Erosin Hdrica.

Generada por el impacto de las

partculas del agua en el suelo

(erosin pluvial) o desplazamiento

de los cauces naturales (erosin

fluvial) y seguido por arrastre del

material (agua- partculas de suelo)

por escorrenta superficial, sub-

superficial, surcos y crcavas; este efecto depende de la distribucin temporal y

espacial en la cuenca.

Existe relacin entre la erosin y la intensidad de la precipitacin como agente

influyente en la generacin de material erosionado, adems de la cantidad de

precipitacin, siendo la cantidad y variacin de precipitacin objeto de monitoreo

en estaciones meteorolgicas mediante pluvigrafos, los cuales registran los

incrementos sucesivos de lluvia como un total acumulado en un grfico cuya

escala temporal de registro depende de la frecuencia con que cambie el papel

sobre el cual se imprime dicho registro, por lo general semanalmente, o en zonas

remotas e inaccesibles, se registra con totalizadores.

Imagen 5. Medidores y graficadores de la precipitacin. Pluviogrma y bandas pluviogrficas

Fuente: www.meteored.com. Modificado por Autor

Imagen 4. Influencia de la erosin elica e hdrica. Villa de Leyva, Boyac.


27

El fenmeno de la erosin hdrica puede ser vinculado con los procesos fsicos de

desintegracin y transporte del suelo. Osborn (1965) explica que la accin erosiva

de las aguas viene a ser "El efecto de la energa desarrollada por su movimiento a

medida que caen hacia la tierra en forma de lluvia o que corren sobre ella en

forma de escorrenta; es evidente que la erosin del suelo requiere energa y que

esta energa es proporcionada por el agua en movimiento"6.

Tipos de erosin hdrica.

Las formas de erosin hdrica pueden clasificarse en: erosin por salpicaduras,

laminar, en surcos y en crcavas, segn el grado de avance y la manera como se

producen.

Erosin por salpicaduras: es el momento o fuerza que ejerce las gotas de agua

que caen en la superficie de las partculas de suelo en pendiente y generan

una micro compactacin, a su vez, a travs de una fuerza rompedora ya que el

agua se dispersa rpidamente y retoma al punto del impacto en chorros que

fluyen lateralmente (Morgan 1984). Las gotas de lluvia se consideran agentes

de consolidacin y dispersin, ya que tienen como efecto la consolidacin del

suelo en pequeos espesores y la distribucin de partculas muy finas.

Erosin laminar: Es el desgaste o desprendimiento de una capa delgada de la

superficie de la cuenca ocasionada por la formacin de pequesimos

riachuelos casi simultneamente a la separacin y al movimiento inicial de las

6 OSBORN, Ben. Cmo corren en la tierra las lluvias y los desbordamientos. . En: Agua su aprovechamiento

en la agricultura. Centro Regional de ayuda tcnica. AID. Mxico D.F. 1965. p. 134-144.


28

partculas del suelo. Los meandros y el cambio de posicin constante de tales

riachuelos microscpicos impide verlos, por lo tanto, este tipo de erosin es

muchas veces imperceptible pero nociva ya que "lava" el suelo transportando

los materiales finos y frtiles.

Erosin en Surcos: Los surcos de erosin se forman por la concentracin del

flujo del agua en caminos preferenciales, arrastrando las partculas y dejando

canales de poca profundidad generalmente paralelos. El agua de escorrenta

fluye sobre la superficie de un talud y a su paso va levantando y arrastrando

partculas de suelo, formando surcos.

Los surcos forman una compleja microred de drenaje donde un surco al

profundizarse va capturando a los vecinos, formando surcos de mayor tamao,

los cuales a su vez se profundizan o amplan formando crcavas.

La localizacin en cuanto a su profundidad y velocidad de avance del proceso

es controlada por los fenmenos de tipo hidrulico y por la resistencia del

material a la erosin. Los surcos de erosin pueden estabilizarse

generalmente, con prcticas agrcolas.

Erosin en Crcavas: Las crcavas constituyen el estado ms avanzado de

erosin y se caracterizan por su profundidad lo que facilita el avance lateral y

frontal por medio de desprendimientos de masas de material de los taludes de

pendiente alta que conforman el permetro de la crcava.

Las crcavas inicialmente tienen una seccin en V pero al encontrar un

material ms reciente o interceptar el nivel fretico se extiende lateralmente,

tomando forma de U. La erosin en crcava est principalmente relacionada

con el volumen de lluvia y la pendiente del terreno y las caractersticas

geotcnicas del suelo.


29

La erosin tambin puede darse por

agentes antrpicos, y es la producida por

las actividades del hombre como laboreo

y nivelacin del terreno para la

modificacin del perfil y adecuacin para

actividades de construccin, agricultura,

y extraccin minera, entre otras.

3.1.5 Cuencas Hidrogrficas.

Se denomina cuenca vertiente, cuenca de drenaje de un cauce, o cuenca

hidrogrfica, en una seccin dada de su curso, a la superficie de terreno limitada

por el contorno a partir del cual la precipitacin cada drena por esa seccin7.

El funcionamiento de una cuenca hidrogrfica se asemeja a un colector de

precipitacin y que posteriormente conduce las aguas a un colector final. Esta

transformacin depende de las condiciones fsicas y climatolgicas, donde se

encuentre la hoya.

Para el anlisis del proceso erosivo generado en una cuenca hidrogrfica se debe

identificar los patrones de referencia que indique el estado y caractersticas de la

hoya hidrogrfica, conceptos bsicos que se desarrollan en la descripcin

morfomtrica de la cuenca del Sisga.

7 Ministerio del Medio Ambiente-Tragsa. Restauracin hidrolgica forestal de cuencas y control de la erosin

Madrid Espaa 1998 p. 43.

Imagen 6. Extraccin minera, procesos antrpicos que

potencializan la erosin. Gepyrache, La Guajira

Fuente: autor


30

Los limites reales de una cuenca no siempre son los limites topogrficos, la

similitud entre stos est dado por el tipo de suelo; si el suelo fuese impermeable

estara definida por la lnea divisoria (lnea imaginaria que divide el agua que

escurre de una cuenca a otra).

Una cuenca hidrogeolgica es aquella cuenca hidrogrfica, en la cual no existen

trasvases apreciables de aguas subterrneas de una cuenca a otra, es decir, que

la divisoria de aguas que divide las aguas superficiales tambin divida las aguas

subterrneas.

Desde el punto de vista de su funcionamiento, la cuenca puede caracterizarse por

su morfologa, por la naturaleza del suelo y por su cobertura vegetal. La influencia

de estos factores modifica los procesos de escorrenta, tanto superficial como sub-

superficial y subterrnea.

3.1.5.1 Parmetros Morfomtricos de las Cuencas Hidrogrficas.

La morfometra de las cuencas hidrogrficas C.H. corresponde a la caracterizacin

cuantitativa de determinados rasgos fisiogrficos superficiales de una C.H.,

representada en valores numricos que permiten comparar en forma exacta una

cuenca con otra.

Dos cuencas sometidas a las mismas condiciones climticas pueden tener

regmenes de escorrenta totalmente diferentes, debido a las diversas

caractersticas fisiogrficas de ambas cuencas.


31

Aunque resulta evidente que factores como el tipo de suelo y el espesor de la

capa permeable ejerce un gran efecto sobre el rgimen de escorrenta, la

fisiografa puede ser importante en la respuesta de la cuenca a las precipitaciones.

Las formas de la superficie terrestre y, en particular, su situacin altitudinal tienen

influencia decisiva sobre los ms importantes condicionantes del rgimen

hidrolgico, tales como: precipitacin, escorrenta, infiltracin, formacin de

aluviones y sedimentos

La morfometra de una cuenca puede definirse por tres tipos de parmetros:

parmetros de forma, parmetros de relieve y parmetros relativos a la red

hidrogrfica8.

Parmetros de forma

Corresponde a la configuracin geomtrica de sta, tal como est proyectada en

un plano horizontal y se relaciona con el tiempo de concentracin y la evaluacin

del agua de la cuenca. Algunos de los parmetros de forma ms utilizados, se

describen a continuacin:

rea: el rea de una cuenca se define como la proyeccin horizontal de la

superficie de la misma y se puede medir directamente en el mapa topogrfico

en forma digital o anloga.

8 LONDOO, Rubn Daro. 2008. Notas de Clase.


32

Permetro: es la longitud de la divisoria topogrfica de la Cuenda hidrogrfica y

depende de la superficie y la forma de esta.

Coeficiente de Gravelius: Relaciona el permetro de la cuenca, con el permetro

de otra terica circular con la misma superficie. Dado que la configuracin de la

cuenca tiene influencia en la concentracin de las aguas en la hoya

hidrogrfica, este parmetro da una herramienta de anlisis para determinar la

influencia de la morfometra en la generacin de sedimentos.

El valor que toma esta expresin es siempre mayor que la unidad y crece con

la irregularidad de la forma de la cuenca, establecindose la siguiente

clasificacin:

Tabla 1. Valores del coeficiente de Gravelius

Cg Forma

1,00


33

Pendiente media de la cuenca: segn Heras (1972), la pendiente media en

una cuenca hidrogrfica es la media ponderada de todas las pendientes

parciales (por rangos altimtricos) en las que se puede considerar

constante la pendiente mxima.

Pendiente media del cauce principal: es el diferencial entre la duracin

mxima y mnima del cauce principal sobre la longitud total del cauce en

porcentaje.

Curva hipsomtrica: representacin que puede definir la cuenca

grficamente, simbolizando las cotas del terreno en funcin de las

superficies, es decir la relacin de la variacin de la elevacin de los varios

terrenos de la hoya con referencia al nivel medio del mar. La curva

hipsomtrica permite caracterizar el relieve; esta, relaciona el valor de la

cota, en el eje Y, con el porcentaje del rea acumulada en el eje X.

Una pendiente fuerte en la cabecera de la cuenca hidrogrfica -C.H- (cotas

superiores), por lo general supone la presencia de llanuras en las partes

bajas. Si la pendiente es muy fuerte, habr peligro de inundacin. Una

pendiente muy dbil en la cabecera de la C.H. supondr la presencia de un

valle encajonado.

Elevacin media de la cuenca: la elevacin media es tanto mayor cuanto

ms se eleva el relieve por encima de la cota mnima y tanto menor cuanto

menores variaciones de altitud presente el relieve. La elevacin media de

una C.H. tiene gran influencia sobre el rgimen hidrolgico ya que est

determinada en gran medida por el nivel de precipitacin.

Coeficiente de masividad: permite diferenciar cuencas de igual elevacin

media y de relieves diferentes. Es un coeficiente que permite caracterizar la

susceptibilidad de erosin de la cuenca hidrogrfica, aunque por s solo no

es suficiente.

Coeficiente orogrfico: este ndice combina los dos parmetros de relieve

actuantes en los procesos erosivos: la elevacin media sobre la energa


34

potencial del agua y la inclinacin caracterstica de las laderas de la cuenca

sobre la energa cintica el flujo de la escorrenta superficial. Al igual que

los anteriores componentes este ndice permite evaluar las condiciones del

terreno y como estos potencializan la generacin de sedimentos.

Parmetros relativos a la red hidrogrfica.

Utilizados para estudiar el drenaje natural, permanente o temporal, por el cual

fluye la aguas de la escorrenta (superficial, sub-superficial y subterrneos) de la

cuenca. En el presente trabajo no se har nfasis en los parmetros relativos a la

red hidrogrfica, ya que es la energa cintica de las gotas de lluvia, la

contemplada en la ecuacin universal y no la energa fluvial.


35

3.2 MARCO TERICO

3.2.1 Ecuacin Universal De Prdida De Suelo

La ecuacin universal de prdida de suelo (USLE Universal Soil Loss Equation)

desarrollada por Walter H. Wischmeier and Dwghtt D. Smith (1978), es un modelo

matemtico que agrupa seis parmetros que permiten predecir la generacin

promedio anual de prdida de suelo, en una determinada rea de estudio. Esta

ecuacin evala el potencial de erosin o riesgo de erosin a la que est expuesto

cierto terreno en condiciones determinadas, tales como pendiente, intensidad de

lluvia, prcticas de uso y manejo del suelo:

Tabla 2. Factores que componen la USLE

PCSLKRA *****

A Prdida de suelos.

R Factor de erosividad.

K Factor de susceptibilidad de erosin del suelo (erodabilidad).

L Factor de longitud de la pendiente.

S Factor de magnitud de la pendiente.

C Factor de cobertura vegetal.

P Factor de prcticas de apoyo de conservacin del suelo.

Fuente: Walter and Smith, Handbook of predicting rainfall erosion losses. Pg 4.


36

3.2.2 Presupuesto terico de la ecuacin

Las hiptesis de partida de esta ecuacin consideran a las precipitaciones y su

correspondiente escorrenta como los principales agentes activos de la erosin y

as, se establece que las prdidas de suelo anuales son directamente

proporcionales al factor de erosividad de las lluvias, relacionado con la energa

cintica de cada aguacero y su intensidad mxima.

Iguales condiciones de erosividad de las lluvias pueden producir erosiones

diferentes dependiendo de las caractersticas del suelo sobre el que actan. As se

reconoce una serie de caractersticas del propio suelo que determinan su

erodabilidad o vulnerabilidad a la erosin relacionadas con su textura, estructura,

contenido de materia orgnica y permeabilidad.

A su vez, un mismo suelo expuesto a la accin de iguales lluvias sufre

intensidades de erosin distintas segn se encuentre en la parte alta, media o baja

de una ladera y segn sea la pendiente de dicha ladera (efecto relieve).

Finalmente, la erosin resultante tambin vara segn sea el tipo de vegetacin

que protege el suelo, las prcticas de cultivo o de aprovechamiento de dicha

vegetacin, su disposicin respecto a la pendiente de la ladera, etc.

Estos dos ltimos factores, el relieve y la cubierta vegetal, son los que regulan la

accin erosiva de las lluvias sobre la erodabilidad de cada suelo, dando por

resultado tasas de erosin diferentes en cada caso, que pueden evaluarse a

travs de la estimacin del efecto de cada uno de estos factores mencionados

(Zamudio 2002).


37

3.2.3 Origen de la ecuacin

El estudio que desarroll esta expresin matemtica empez en el ao 1940 con

el montaje de nueve parcelas experimentales al este del Ro Mississipi donde

fueron expuestas a condiciones locales, dando la apertura al establecimiento de

nuevas parcelas, por su gran acogida sistemtica, en 16 estados del territorio

estadounidense. En el ao 1978, se hizo la publicacin de la ecuacin matemtica

mostrando los efectos de la interaccin entre los sistemas de cultivos, nivel de

productividad, prcticas de labranza, gestin de los residuos y condiciones

climticas, dando como resultado herramientas tales como el nomograma de

erodabilidad del suelo, factores de topografa para pendientes irregulares, factores

de cobertura de suelo, efectos de la gestin de la conservacin de prcticas de

labranza, integrado en la prediccin de la erosin en reas en un tiempo

representativo.

Inicialmente, la Ecuacin Universal de Prdida de Suelo fue formulada para

calcular las prdidas de suelo producidas por los diferentes cultivos, rotaciones y

prcticas agrcolas. Posteriormente y dada la aparente facilidad de aplicacin de

esta Ecuacin, se propuso su utilizacin en pequeas cuencas vertientes que

tuvieran condiciones relativamente homogneas de clima, suelo, relieve y

vegetacin, haciendo extrapolable la informacin procedente de las parcelas

agrcolas a dichas cuencas.

3.2.4 Alcances y restricciones de la ecuacin.

Un modelo matemtico pretende simular el comportamiento de fenmenos para

su entendimiento en la realidad de hechos, variables, parmetros, entidades. La

USLE es un modelo de tipo Estocstico o probabilstico (no se conoce su

resultado, si no su probabilidad y existe por tanto incertidumbre) y, puesto que el


38

desarrollo de esta ecuacin fue generado a partir de experiencias (parcelas

experimentales implementadas en los Estados Unidos entre 1957-1978), se

denomina modelo emprico.

La aplicacin de la USLE para el presente estudio es de tipo paramtrico porque

pretende evaluar las prdidas de suelo por erosin laminar y en regueros o en

surcos.

Tabla 3. Descripcin de los alcances, beneficios, restricciones y limitaciones de la USLE.

ECUACIN UNIVERSAL DE PRDIDA DE SUELO (Smith y Wischmeier 1978)

ALCANCE RESTRICCIONES

El mayor propsito de la Ecuacin de Prdida de Suelo, es servir de gua metodolgica y estratgica en la planeacin de la conservacin y de erosin del suelo en un sitio base.

Sobrestima las prdidas de suelo en parcelas con bajas tasas de erosin. Subestima donde las tasas son elevadas.

El significado de universal radica en que incluye factores que universalmente son responsables de la erosin acelerada.

Es una tecnologa madura y su mejoramiento se ve limitado por la estructura simple de su ecuacin, ya que hay una interdependencia considerable entre variables.

Permite la estimacin cuantitativa promedio de prdida de suelo laminar y en surco, para un sistema combinado de caractersticas variables de un terreno, en funcin de las caractersticas de la lluvia, propiedades del suelo, rasgos topogrficos, uso de la tierra y prcticas de manejo en periodos de tiempo largos.

No establece prdidas de suelo para aos especficos o eventos de lluvia aislados, aunque las unidades que representa la expresin matemtica son en Ton/ha-ao,

Evala el potencial de erosin o riesgo de erosin a la que est expuesto cierto terreno y basado en esto identifica los estadios de amenaza de erosin en el terreno.

Los resultados de la USLE, son estimaciones sujetas a usuales errores experimentales y de extrapolacin.

Proporciona una tasa anual de generacin de prdida de suelo, en unidades mtricas Ton/ha-ao.

La USLE fue desarrollada para reas de tamao de campo agrcola. Si es utilizada para estimar rendimiento de sedimentos de una cuenca, el rea de drenaje debera de ser subdividida en sub-reas relativamente homogneas, para lo cual, valores representativos de la USLE pueden ser definidos.

Fuente: WISCHMEIER, Walter etal. Adaptado por Autor


39

3.2.5 Modificaciones propuestas al modelo original

Aunque la ltima publicacin del modelo se hizo a finales de los 80`s, no se ha

desestimado su validez para su aplicacin en la actualidad. Sin embargo, varios

autores han realizado modificaciones tanto para la ecuacin misma como para la

evaluacin de algunos de sus componentes matemticos, ya que algunos de ellos

requieren de informacin meteorolgica especfica de la regin, la cual puede no

estar a disposicin del evaluador. Sin embargo, la ecuacin sigue siendo

empleada desde su concepcin inicial.

Tabla 4. USLE modificaciones

AUTOR ECUACIN DESCRIPCIN

Renard

1991

RUSLE o Ecuacin Universal de Prdida de Suelo revisada, modifica la forma de evaluar los factores que la componen.

Renard

y otros

1974

cERKLSPA )(224.0

Fue desarrollada para la estimacin de sedimentos de las pequeas cuencas acuferas.

=factor de erosin del canal y los dems trminos son los originales.

, contempla la proporcin de sedimentos generados a la salida de una canal.

William y Berndt (1976)

KCPLSQYrq

56.0)(1180

Se modific con el objeto de ser aplicadas a cuencas hidrogrficas.

produccin de sedimentos en una tormenta individual, en Kg

volumen de drenaje durante una tormenta, en m3

tasa mxima de escorrenta en m3/s, y

segn lo definido por USLE

La evaluacin de los trminos KCPLS, requeran de diferentes mtodos de evaluacin a la original.


40

Fuente: M.j. KIRKBY y R.P.C. Morgan (1984). Adaptado por

Autor

Forter y otros (1973)

Fue utilizada por Onstand y colaboradores (1976), como componente principal de un modelo de produccin de sedimentos para cuencas acuferas pequeas.

=factor de precipitacin pluvial durante la tormenta (unidades de la USLE)

=volumen de escorrenta

=tasa mxima de escorrenta, en mm/h y

= coeficiente (0 1) que representa la importancia relativa de la energa cintica de precipitacin pluvial en comparacin con la energa por escorrenta del suelo que se desprende.

La temtica de esta tesis, se realizar desde la concepcin original del la

ecuacin universal de prdida de suelo que fue descrita por Wischmeier y Smith.

3.2.6 Resultados obtenidos de la aplicacin de la ecuacin

Las bondades de la Ecuacin Universal de Prdida de Suelo han sido reflejadas

en diferentes escenarios de los continentes, algunos de ellos con resultados

satisfactorios para los investigadores y otros no tanto.

En Turqua se realiz la aplicacin de USLE para tierras de uso forestal, con el

objeto de determinar si esta era la ms apropiada para este tipo de terrenos; se

generaron datos experimentales que, a su vez, entre los cuales se encontr un

factor CP para los bosques de seudo-Maqui en los ecosistemas de humedales

locales y en parcelas experimentales, ubicadas en proximidades de Estambul.

El factor CP fue calculado utilizando datos conocidos (como factor erosividad

de lluvias, R, promedio anual de prdida de suelo, A; erodabilidad factor de

suelo, K; longitud e inclinacin de la pendiente, LS). El valor del factor CP

result ser 0,021 para el crecimiento de roble-haya en ecosistemas forestales


41

en cuencas hidrogrficas-I y pseudo-Maqui y 0,011 para los ecosistemas

forestales en cuencas hidrogrficas II.

El modelo original desarroll el factor K utilizando la textura, el contenido de

materia orgnica, la permeabilidad y la estructura de un suelo para suelos no

calcreos en EE.UU. Sin embargo, en suelos calcreos, el calcio es un factor

importante que afecta a la estructura del suelo y, por tanto, puede influir en la

erodabilidad del suelo. La aplicacin de la USLE a los suelos calcreos, por lo

tanto, exige un replanteamiento de K. El estudio realizado en Estambul, evalu

K e identific los factores que afectan a este, para suelos calcreos en

Hashtrood ciudad del noroeste de Irn. Los suelos contienen 13% de cal y 1%

de materia orgnica y son utilizados principalmente para el trigo seco.

Se dispuso de parcelas experimentales mostrando resultados de K que

significativamente se correlaciona con el contenido de limo, arena y materia

orgnica. La aplicacin de anlisis de componentes principales (PCA) tambin

indic que el contenido de arcilla y cal, as como el control de la permeabilidad

firmemente K y el contenido de arcilla y cal, no han sido bien considerado en

USLE. La disminucin significativa de K es debido a sus fuertes efectos sobre

la estabilidad de agregados y a la infiltracin de agua en el suelo. K puede ser

estimado utilizando una ecuacin de regresin lineal basado en el contenido de

arena, arcilla y cal.

En la cuenca hidrogrfica Santa Catarina se present una metodologa para

evaluar el riesgo de erosin hdrica en la cuenca hidrogrfica Santa Catarina

en el Estado de Quertaro, Mxico. El riesgo fue evaluado mediante el anlisis

multiplicativo de cuatro factores incluidos en la Ecuacin Universal de Prdida

de Suelo (USLE). Los cuatro factores considerados involucran la potencialidad

erosiva de la lluvia y del escurrimiento (factor R), la susceptibilidad del suelo a

la erosin (factor K) y el efecto del grado (factor S) y longitud de la pendiente


42

(factor L). Los resultados obtenidos muestran total concordancia con lo

observado en el terreno, al coincidir las regiones ya erosionadas con aquellas

que manifiestan un riesgo muy alto de erosin. Los resultados sirvieron

tambin para la planeacin de un programa de manejo y conservacin del

recurso suelo de la cuenca.

Alora, Andaluca (Espaa) en mayo de 2004, se realiz la identificacin de los modelos de dinmica ambiental, donde se plante la eficacia en la

representacin de la variabilidad espacial y temporal de los fenmenos

naturales, dado que los procesos que rigen la evolucin y la degradacin del

paisaje y el medio ambiente son dinmicos y complejos. El mtodo diseado

para la modelacin describe la variacin en la prdida de suelo debido al

escurrimiento superficial producido por el agua y a los cambios en el uso de la

tierra. El mtodo propuesto fue concebido en el marco de un proyecto de

maestra para evaluar los riesgos por erosin en los suelos basado en la

ecuacin emprica (USLE) y se implement en un Sistema de Informacin

Geogrfica (SIG) en modo raster (Arc/Info y Arcview). En el rea de estudio de

Alora, Andaluca (Espaa), se han diseado diferentes escenarios de estudio

para predecir el comportamiento en las tasas de erosin de los suelos cuando

vara el factor en las prcticas de conservacin. Los resultados de la

simulacin para ambos casos sugieren que la degradacin del paisaje se

reduce cuando se adoptan las prcticas de conservacin. Esto se expresa en

gran parte de la zona seleccionada, donde los resultados para el escenario

sometido a prcticas de conservacin muestran prdidas de suelo que oscilan

entre muy bajo a bajo (0-5 Ton/ha/ao). En consecuencia, la implementacin

de un modelo dinmico y de los SIG en el estudio, ha demostrado e indicado la

capacidad y confiabilidad de los modelos dinmicos en un SIG para el

pronstico de los riesgos de erosin en los suelos al cambiar el uso de la tierra.


43

Teniendo en cuenta este procedimiento, la cartografa de la erosin existente

y/o su prediccin en tiempo y espacio, desempea un papel importante en la

determinacin de la variabilidad espacial de los fenmenos, lo que la convierte

en una herramienta esencial de planificacin para la conservacin de los

suelos.

Al sur de la ciudad de Bogot, en la cuenca hidrogrfica del ro Mochuelo, se

desarroll la cuantificacin de la prdida de los suelos mediante la Ecuacin

Universal de Prdida de Suelos -USLE-, con el fin de evaluar la susceptibilidad

de los suelos a la erosin.

Se realiz un Muestreo Estratificado y los modelos de prediccin se trabajaron

bajo el anlisis del concepto de la lgica difusa. En el laboratorio se

determinaron los contenidos de humedad, densidad aparente, densidad real,

estabilidad estructural, consistencia, granulometra, pH y carbono orgnico.

Debido al factor de erosividad (entre 100 y 626 Mj.mm/ha.hr), a la alta

susceptibilidad de los suelos, a las longitudes de la pendiente (entre 26 y 30

m), a las inclinaciones de las laderas (entre 0,18 y 70%) y a la escasa

cobertura vegetal y deficientes prcticas de manejo, la prdida potencial de

suelos de la cuenca hidrogrfica de la quebrada El Mochuelo se estim entre

50 Ton/ha/ao y 500 Ton/ha/ao.

Adems de las caractersticas fsicas y biticas de la cuenca, se considera que

el estado erosivo actual es debido al mal uso del suelo y a la deforestacin

realizada en las dcadas de los 40 y 50s, as como a la introduccin del cultivo

de cereales en forma intensificada y a la extraccin de arcillas para la

elaboracin de ladrillos.


44

Corpoica (2006), aplic la ecuacin universal de prdida de suelo con apoyo de

la FAO en seis tratamientos de cobertura y uso de suelo como Arroz, Maz,

Brachiaria y Soya, entre otros, en los cules se les fue aplicado anlisis

estadsticos y matemticos, de donde se examin la importancia de analizar el

factor de erosividad por la lluvia (R) puesto que permite determinar la

potencialidad para producir erosin. Para la Orinoquia, este factor (R) posee

una capacidad erosiva alta con un valor promedio de 1161Ton/ha-ao. Se

encontr una relacin directa entre los volmenes de precipitacin diaria,

mensual y anual y la estimacin del factor (R) para el periodo respectivo de

forma independiente con la intensidad.

La clasificacin en campo de los suelos estudiados present un

comportamiento de suelos ligeramente erodables; aunque estas condiciones

son extremadamente altas, se puede entender gracias a la intensidad y

volumen de lluvias que inciden en las altas pendientes de los terrenos.

Una vez realizados todos los anlisis pertinentes, se estim la prdida total del

suelo para las diferentes condiciones

Se concluy que, para la regin considerada de la Orinoquia, se obtiene un

coeficiente de erosividad medio alto. Los suelos representativos de la zona

permiten ser catalogados como ligeramente erodables; de otra manera, la

ecuacin universal puede desestimar un porcentaje de la generacin de

prdida de suelo propio de la regin ecuatorial, lo cual genera un margen de

error en la investigacin.


45

Fuente: Autor

3.2.7 Factores que componen la ecuacin

Son dos los tipos de factores que, de manera fundamental, le dan estructura a la

ecuacin: por un lado se encuentran los factores que determinan la erosividad del

suelo (la lluvia, las condiciones de longitud y pendientes y el uso y cobertura del

suelo) y, por otro lado, los factores que son susceptibles de ser afectados por la

lluvia, es decir, el suelo propiamente dicho, conjuntamente con las configuraciones

propias del tipo de suelo.

3.2.7.1 Factor de erosividad de la lluvia (R)

La observacin del comportamiento de los riachuelos y de los sedimentos

depositados despus de tormentas con intensidades variadas llev a la conclusin

que la significancia de la erosin est asociada con algunas tormentas de

intensidades especficas, pero que la generacin promedio de sedimentos est

influenciada no slo por esas tormentas (tormenta con duracin 30 minutos), sino

por las variaciones propias del terreno.

Factor en riesgo

Factor de riesgo

Figura 2: clasificacin de los componentes de la USLE


46

Ms all de esto, el factor de erosividad de la lluvia o factor de Wischmeier

cuantifica el poder o potencial erosivo que tienen las gotas de agua y la relacin

entre su energa cintica y la intensidad de tormentas de duracin 30 minutos.

Se presume que existe relacin entre la cantidad de lluvia y la cantidad de suelo

erosionado, es decir, a mayor lluvia corresponde un mayor potencial erosivo, pero,

en trminos estadsticos, la correlacin entre ambas variables es de poco valor.

Wischmeier y Smith (1978), luego de varios aos de investigacin, establecieron

una correlacin ms alta entre el potencial erosivo y la energa cintica de la

precipitacin, la cual resulta de considerar el tamao, velocidad y forma de las

gotas de lluvia, la duracin de la tormenta y la velocidad del viento.

Dicha correlacin se puede explicar de la siguiente manera: a medida que las

gotas de lluvia aumentan en tamao, su velocidad terminal aumenta y, por

consiguiente, la energa cintica de una gota de lluvia, que es funcin del producto

de un medio de su masa por su velocidad al cuadrado tambin aumenta,

generando un mayor poder erosivo al entrar en contacto con el suelo. El factor de

erosividad de Wischmeier (R), considera la influencia de los parmetros fsicos de

la precipitacin, como son: intensidad, tamao de las gotas, distribucin del

tamao de las gotas y velocidad de cada de las gotas (Wischmeier y Smith 1978).

Imagen 7: representacin de la cada de gotas de lluvia

Fuente: autor


47

Tabla 5. Modificacin de la expresin del factor de erosividad

R= ndice de erosividad I30=Intensidad de la lluvia para aguaceros de 30 min

F=ndice de Fournier I60=Intensidad de la lluvia para aguaceros de 60 minutos

Pmax=precipitacin mxima Pmed= precipitacin media

AUTOR ECUACIN DESCRIPCIN

Wischmeier y Smith

1958

n

ij

Jt pE )*)log*8903.21(( Integra la sumatoria del producto de la energa cintica de un aguacero por su mxima intensidad en 30 minutos, para una serie de eventos estimados.

La energa cintica total, se obtiene de la sumatoria de las energas parciales obtenidas de las bandas pluviogrficas para intervalos de tiempo seleccionados.

Necesita de una amplia recoleccin y estudio de las bandas pluviogrficas que cumpla con los intervalos de tiempo solicitados por el modelo

Fournier 1975

Caracteriza el fenmeno de las lluvias en zonas extensas

Se basa en que la agresividad de la lluvia, no solo corresponde a la afectacin de las gotas de lluvia, si no al potencial de erosin que existe en un terreno determinado por precipitacin.

Se aplica cuando no hay disponibilidad de datos de pluviogrficos o son muy escasos los periodos de registro.

Fournier Modificado

(1978)

12

!

2

i T

i

p

pIMF Propone que no solo la precipitacin mensual del mes

ms hmedo genera erosin.

Wischmeier Modificado

1962 htrmult pIpar 24max2/60max* ***

Proporciona mayor facilidad para su obtencin, ya que incluye los valores de precipitacin mxima diaria y horaria.

Solicita informacin pluviogrfica, para aguaceros de intensidad mxima en 60 minutos con 2 aos de periodo de retorno, lo que aun dificulta su evaluacin para sitios donde no se disponga de las bandas.

Cortes 1991

3002983.08959.2 XXY Hace una relacin lineal ntrela precipitacin media y el ndice de erosividad de la lluvia.

Fuente: Kirbty 1997, Et al.

k

m

k

T IExR1

3001.0

tAnual

omaslluviosmes

P

PFR

2


48

Modelos para determinar el factor de erosividad

Debido a la dificultad para la obtencin de los datos pluviogrficos que cumplan

con las especificaciones descritas por el modelo (intervalos de tiempo tales que se

pueda leer intensidades mximas de 30 minutos y estaciones que sean evaluadas

con una serie de tiempo homognea y representativa), varios autores han

desarrollado diferentes ecuaciones para la evaluacin del factor de erosividad, de

tal forma que se ajusten a las condiciones del rea de estudio, pero que, a su vez,

cumplan con la base terica que establecieron los autores de USLE.

Los diferentes autores han desarrollado sus ecuaciones matemticas a partir de

la expresin propuesta por Wischmeier y Smith, adoptando la base fundamental

segn la cual, la erosin est determinada por el potencial erosivo que tienen las

gotas de lluvia al caer. Es as que, para el presente trabajo, se valorar el factor de

erosividad a partir de la ecuacin matemtica modificada de Fournier.

3.2.7.2 Factor de erodabilidad del suelo (K).

Est estrechamente relacionado con el factor de erosividad de la lluvia o

erosividad pluvial y se define como la prdida media anual de suelo por la unidad

en la que est expresado R (para unas condiciones de tipo de suelo desnudo,

labrado recientemente segn la direccin de la pendiente, sin prcticas de

conservacin y sobre una ladera de 5 y 22 m de longitud. Su valor depende del

contenido de materia orgnica, textura superficial, estructura del suelo y

permeabilidad. Este puede ser evaluado de varias maneras: mediante ecuacin,

por nomogramas de erodabilidad del suelo, tablas estndar de suelos y parcelas

experimentales.


49

3.2.7.3 Factor Topogrfico (LS)

El efecto de la topografa sobre la erosin est representado por los factores

longitud (L) y grado de pendiente (S). La longitud L, se define como la distancia

desde el punto de origen de un escurrimiento hasta el punto donde decrece la

pendiente al grado de que se presente la sedimentacin del suelo erosionado, o

bien, hasta el punto donde el escurrimiento encuentra un canal de salida bien

definido. Por su parte, el grado de erosin tambin depende de la pendiente, por lo

que stos se combinan en un solo factor (factor topogrfico) que expresa la

relacin entre la prdida de suelo en una ladera de pendiente y una longitud dada;

el valor de este factor puede obtenerse de nomogramas o de la ecuacin:

Ecuacin 1: factor general topogrfico.

)0065.0045.0065.0()2213/( 2SSXLS m

Donde,

x: longitud de la pendiente, en m

m: exponente que depende del grado de pendiente

s: pendiente del terreno, en %

Foster y Wischmeier (1974) indican que esta ecuacin funciona correctamente

cuando las pendientes son aisladas y uniformes. Cuando este no es el caso, el

clculo debe hacerse por segmentos a travs de la expresin:


50

Ecuacin 2: factor topogrfico para secciones irregulares de terreno.

N

jm

jj

m

jj

m

jj SSLS

1 1

1

1

1

)13.22)((

donde,

Sj factor de pendiente para el segmento j, en m/m

j distancia desde la frontera inferior del segmento j hasta la frontera

aguas arriba, en m.

Sin embargo, la ecuacin obtenida del anlisis estadstico de los datos para

representar el producto L.S., para pendientes menores del 20% y longitudes de

declive menores de 350 m es la siguiente:

Ecuacin 3: factor topogrfico para pendientes menores del 20% y longitudes menores de 350 m.

De forma simplificada,

Y para pendientes mayores del 20% se tiene:

Ecuacin 4; factor topogrfico para pendientes mayores del 20%


51

3.2.7.4 Factor de uso y cobertura vegetal (C)

Representa la influencia del cultivo en la erosin. Se manifiesta a travs de la

especie cultivada, de su posicin dentro de la alternativa, las mezclas cuando

existan, la forma y nmero de las labores, la productividad y la existencia de

mayor o menor erosividad de la lluvia en el periodo del ao en que se realiz

cultivo. Este factor C se ha definido como la relacin que existe entre las prdidas

de suelo que se producen bajo una alternativa de uso y con unas determinadas

tcnicas del cultivo y las prdidas correspondientes al barbecho9 continuo.

Como es fcil deducir, el nmero de combinaciones posibles es muy elevado y no

es posible separar los efectos de cada uno de los supuestos. Por esta razn, las

diferentes condiciones son agregadas en un solo factor.

Para el clculo de C se tienen en cuenta cinco perodos: (0) barbecho, (1)

siembra, (2) establecimiento; (3) crecimiento y maduracin; (4) residuos o

rastrojos. Los valores de C no se consideran universales ya que el sistema de

laboreo y rotacin de cultivos es muy variado y, por lo tanto, no pueden ser

estandarizadas; por esta razn, el factor C adopta diferentes valores, de acuerdo

con el autor que lo propone.

9 Barbecho: Se denomina barbecho a la tierra que no se siembra durante uno o varios ciclos vegetativos, con

el propsito de recuperar y almacenar materia orgnica y humedad. Tambin se refiere simplemente a la tierra que se deja descansar por uno o varios aos.


52

3.2.7.5 Factor de las prcticas de conservacin (P)

Se define como el factor de prcticas de control de la erosin y se obtienen a

travs de ensayos experimentales, as como de tablas y grficos que han sido

elaborados por diferentes autores. Los valores de P varan entre 0 y 1.

Tambin se considera como una variable independiente y, por tanto, no se incluye

en el factor C, salvo cuando se trata de las prcticas siguientes: cultivo a nivel,

cultivo por fajas y terrazas. Otras prcticas conservacionistas como rotacin con

cultivos herbceos, tratamientos fertilizantes, cubiertos artificiales, etc., se

consideran dentro de los trabajos de cultivo y, por tanto, su influencia en las

prdidas de suelo se incluye dentro del factor C.

3.2.8 Unidades de Paisaje

Al interior de una cuenca hidrogrfica, las caractersticas biofsicas y

socioeconmicas no son homogneas. Las variaciones altitudinales y climticas,

as como las diferentes formas del relieve, de litologa, de pendiente, de suelos, de

drenaje, de vegetacin y de usos del suelo, obliga a considerar la cuenca

hidrogrfica como un conjunto complejo conformado por diferentes unidades de

paisaje, las cuales permiten agrupar espacios geogrficos con caractersticas

similares, cuando no de homogeneidad, desde el punto de vista biofsico y

socioeconmico.

Las Unidades de Paisaje (UP) son divisiones espaciales que cubren el territorio a

estudiar. Una UP debiera ser lo ms homognea posible en relacin a su valor de

paisaje (calidad visual) y valor de fragilidad. La unidad es una agregacin

ordenada y coherente de las partes elementales (Escribano et al. 1991). Las

unidades de paisaje se establecen con base en los aspectos visuales o de

carcter de los factores considerados como definitorios del paisaje. Una de las


53

metodologas ms ampliamente utilizadas para la determinacin de UP es el

Anlisis Fisiogrfico, el cual permite subdividir de manera sistemtica el espacio

geogrfico, considerando para tal fin las relaciones genticas y espaciales que

existen entre los paisajes, los suelos y el uso de la tierra. El concepto de paisaje

aqu utilizado, para diferenciarlo de otras aproximaciones conceptuales, hace

referencia al paisaje fisiogrfico, el cual comprende porciones tridimensionales de

la superficie terrestre, resultantes de una misma geognesis, que pueden

describirse en trminos de unas mismas caractersticas climticas, morfolgicas,

de material litolgico y de edad, dentro de las cuales puede esperarse una alta

homogeneidad pedolgica, as como una cobertura vegetal o un uso de la tierra

similares (Villota, H., 1997).

Con base en el Anlisis Fisiogrfico se puede obtener una zonificacin fisiogrfica

del relieve, diferenciando unidades que presentan diferente magnitud espacial, las

cuales pueden agruparse de manera sistemtica bajo las siguientes categoras:

Gran paisaje, Paisaje, Sub-paisaje o Unidad de Terreno.

3.2.8.1 Gran Paisaje

Gran porcin de terreno constituida por asociacin o complejo de paisajes con

relaciones de parentesco de tipo geogentico, climtico, litolgico (grupos de

rocas) y topogrfico general. Las formas generales de mesorrelieve han sido

determinadas por procesos geomrficos endgenos o exgenos definidos como:

plegamiento, vulcanismo, denudacin, disolucin, depositacin fluvial, marina,

lacustre, etc.


54

3.2.8.2 Paisaje

Porcin tridimensional de la superficie terrestre resultante de una geognesis

especfica, que puede describirse en trminos de unas mismas caractersticas

mesoclimticas, morfolgicas, de material litolgico y/o edad, dentro del cual, se

espera alta homogeneidad pedolgica y cobertura/uso de la tierra similares, como

por ejemplo: espinazo, estratovolcn, montaa ramificada, abanico, terraza, plano

de marea, etc.

3.2.8.3 Sub-paisaje Unidad de Terreno

ltima categora del sistema correspondiente a una divisin del paisaje,

establecida segn posicin dentro del mismo (cima, ladera, falda; dique natural,

orillares, basn...), y caracterizada por uno o ms atributos morfomtricos como

por ejemplo forma y grado de la pendiente; tipo y grado de erosin; grado de

diseccin, clase de condicin de drenaje.

Dependiendo de la escala y del nivel de detalle del estudio, la zonificacin

fisiogrfica deber realizarse hasta una determinada categora de unidad de

paisaje; por ejemplo, para estudios detallados debern ser delimitadas y

caracterizadas unidades hasta la categora de Sub-paisaje.

Para el presente trabajo se adoptaron las unidades de Sub-paisaje obtenidas en el

estudio "mapa de amenaza de inundacin ro Sisga sector del embalse a la

desembocadura en el ro Bogot municipio de Chocont departamento de

Cundinamarca (1993) a escala 1:10.000, las cuales se presentan en el anexo xx:

mapa geogrfico.


55

El uso de unidades de Sub-paisaje resulta muy apropiado para la aplicacin de la

USLE, ya que, como se ha dicho, estas unidades presentan caractersticas de

homogeneidad desde el punto de vista de la forma del relieve, el clima, el drenaje

externo e interno y los suelos, lo cual, a su vez, condiciona ciertos tipos de uso del

suelo.

A manera de ilustracin, en la siguiente figura se presenta la subdivisin hipottica

de una cuenca hidrogrfica, siguiendo la siguiente sistemtica: i) divisin

topogrfica (parte alta, media y baja), ii) gran paisaje, iii) paisaje, iv) sub-paisaje o

unidad de terreno.

Figura 3: Unidades de paisaje de una Cuenca Hidrogrfica

Divisin topogrfica

Gran paisaje

Paisaje

Unidad de Sub-paisaje o unidad de terreno/suelo

Fuente: Autor


56

3.3 MARCO LEGAL


57

4 METODOLOGA

Figura 4 : metodologa para la aplicacin de la USLE.

Fuente: autor


58

La estimacin del aporte de suelos erosionados evaluados mediante USLE integra

una serie de experiencias para llevar a buen trmino el estudio. Para la realizacin

de tales estimaciones existe un desarrollo metodolgico especfico que

comprende la integracin de una variedad de experiencias metodolgicas,

descritas por otros procesos evaluativos de la USLE, las cuales sirvieron de gua

para la aplicacin de la misma en la cuenca hidrogrfica del ro Sisga.

4.1 Documentacin

Inicialmente se revis la documentacin existente sobre la USLE, la cual

comprendi textos escritos especializados tales como el Handbook of Preting

Rainfall erosion Losses(1964), documento que relata la experiencia generada a

partir de parcelas experimentales y que concluy con la propuesta de la ecuacin

universal de prdida de suelo; la base de datos de Elsevier (lder mundial en la

editorial de la ciencia y la informacin de la salud ubicado en Headquartered in

Amsterdam, The Netherland), adems de experiencias publicadas en internet. Se

determin el nivel de desarrollo y de aplicabilidad del modelo, dando una amplia

gama de experiencias muy interesantes tanto positivas como negativas.

En segunda instancia, el desarrollo del proyecto consisti en la recoleccin de

informacin secundaria de las organizaciones que han desarrollado estudios sobre

la cuenca del ro Sisga, de donde se eligieron los componentes esenciales de tal

forma que sirvieran de referencia para la evaluacin de los diferentes rasgos

morfomtricos, biofsicos y socio-econmicos de la misma.

Anexo a esto, la documentacin frente a las experiencias obtenidas de la

aplicacin de USLE, sirvi de referencia para la aplicacin de los diferentes

componentes de la ecuacin para el rea de estudio seleccionada.


59

4.2 Registro

El registro consisti en la clasificacin de la informacin recopilada en la

gobernacin de Cundinamarca, corporacin autnoma regional de Cundinamarca,

centros de informacin, libros y pginas en la web.

4.3.1 Descripcin y Delimitacin del rea de trabajo

El Plan de Ordenamiento Territorial POT de los municipios de Chocont y

Sesquil, contiene informacin bsica que fue utilizada para el establecimiento

de la distribucin espacial de la cuenca aferente, adems de los componentes

socioeconmicos que enmarcan a la hoya tributaria. No obstante, estos

documentos no contienen informacin til para el proyecto, ya que no incluyen, al

nivel de detalle requerido, la distribucin y uso de los suelos y de los sistemas

productivos, lo cual oblig a extractar dicha informacin de otras fuentes.

Para la delimitacin del rea de estudio se obtuvo cartografa del Instituto

Geogrfico Agustn Codazzi a escala 1:100.000 y luego se detall la planimetra

con una mayor resolucin (1:25.000).

Una vez establecida el rea de influencia (planchas 228IIa, 209IVC y 209IVA) de

la cuenca, se procedi a la digitalizacin de las planchas cartogrficas a escala

1:25.000.

Seguido a esto, se evaluaron los rasgos morfomtricos que indicaron el estado y

caractersticas de la hoya hidrogrfica, en cuanto hace referencia a los

parmetros de forma y de relieve.


60

4.3.2 Zonificacin de la cuenca hidrogrfica

Una vez se delimit y digitaliz el rea de estudio, se introdujo la informacin de

las estaciones hidrometeorolgicas del sistema de monitoreo nacional a cargo del

Instituto de Hidrologa, Meteorologa y Estudios Ambientales de Colombia (IDEAM)

y de la Corporacin Autnoma de Cundinamarca (CAR), de las cuales se

obtuvieron cinco estaciones pluviomtricas que se encuentran dentro de la cuenca

(base para la evaluacin del ndice de erosividad) y otras que aportaron a la

generacin del mapa de isolneas de precipitacin.

En cuanto a las unidades de paisaje, se tom la informacin del estudio Inventario

de Recursos Naturales en la Jurisdiccin de la Corporacin Autnoma de

Cundinamarca CAR- del ao 2005, adoptando como unidades de paisaje las

unidades descritas all. La escala del estudio no fue homognea respecto a la

tomada para la realizacin de la etapa de digitalizacin (1:25.000), ya que los

estudios de paisaje realizados en Colombia y, ms especficamente para el

departamento de Cundinamarca, se presentan a escala 1:100.000 y a este nivel

no se aprecian los detalles necesarios para la aplicacin de la USLE.

Las unidades de sub-paisaje fueron tomadas del mapa de uso actual y cobertura

vegetal de los suelos del departamento de Cundinamarca a escala 1:25.000.

Los sistemas de informacin geogrfica fueron la herramienta esencial para la

proyeccin, anlisis e interpretacin de la informacin recopilada para la aplicacin

de la ecuacin universal de prdida de suelo.


61

4.3.3 Identificacin de escenarios

Los escenarios hidroclimatolgicos evaluados para la cuenca aferente fueron: ao

hmedo, que comprende la mxima precipitacin total anual, del rcord de lluvias

de cada una de las estaciones seleccionadas; ao seco, evaluado mediante la

sumatoria de las precipitaciones medias mensuales de cada una de las estaciones

meteorolgicas elegidas en la cuenca, que registre el menor valor total anual; ao

promedio, evaluado mediante la media aritmtica de las precipitaciones

mensuales multianuales de los eventos de las estaciones. La interpretacin de los

resultados obtenidos se di en condiciones especficas, en las cuales la erosin

del suelo vari segn los escenarios hidroclimatolgicos.

4.4 Evaluacin

Para la evaluacin de los factores de la ecuacin universal de prdida de suelo,

se obtuvo o gener la siguiente informacin:

Mapa de isoyetas

Mapa de textura del suelo

Mapa de pendientes

Mapa de uso y cobertura del suelo

Prcticas de conservacin.

A esta informacin se le hizo un procesamiento con el programa ArcGis 9.3 con el

fin de obtener la informacin estrictamente requerida para el clculo de la USLE y

su correspondiente representacin cartogrfica.

El software utilizado para el anlisis espacial pertenece a la familia Arc-Info (para

el anlisis vectorial y la presentacin de mapas), el programa Idrisi y un gestor de

bases de datos (Microsoft office Excel 2007).


62

4.5 Anlisis

La fase final comprendi la exposicin de las condiciones a las que se ve sometido

el embalse por todos aquellos agentes que influencian la generacin de

sedimentos. Es as como se apreciaron los efectos de los sedimentos a la

batimetra del embalse, la incidencia del Plan de Ordenamiento Territorial en la

susceptibilidad de los suelos erosionados y la confiabilidad de la ecuacin

universal de prdida suelo para el sistema propuesto.


63

5 GENERALIDADES DEL REA DE ESTUDIO

5.1 DESCRIPCIN DE LA CUENCA HIDROGRFICA DEL RO SISGA

El rea de estudio se localiza en la zona nororiental del departamento de

Cundinamarca, dentro del denominado sector geogrfico de la sabana norte,

donde por su ubicacin geogrfica opera como cabecera de la provincia

Alemeida. La cuenca hidrogrfica del ro Sisga o ro San Francisco tiene un rea

de 154 km2 con un aporte al embalse anual medio de 73.1 millones de m3, que

equivale a un caudal medio de 2.30 m3/s. Casi el 61% de esta contribucin es del

ro Sisga, con 1.40 m3/s y la Quebrada Grana

Ecuación USLE

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