Riesgo deslizamiento, peligro erosión vulnerabilidad

Introducción

La escorrentía superficial y erosión de suelo son las mayores amenazas para la agricultura sostenible. El mapeo regional de riesgos de erosión de suelo es cada vez una necesidad de agencias ambientales nacionales e internacionales para la planificación del uso sostenible de la tierra. Esta investigación desarrolla un modelo para determinar el riesgo de erosión de suelo en la micro-cuenca en el caserío "las delicias" en el distrito de Daniel Alomias Roble (PUMAHUASI). Esta zona se caracteriza por tener suelos de origen ARCILLOSO, topografía montañosa con pendientes profundas y clima tropical con dos estaciones bien diferenciadas, invierno y verano. Estas características hacen que los suelos de esta región sean susceptibles a erosión, especialmente durante el invierno.

La mayoría de los suelos de la de esta región han sido expuestos a un sobre uso, lo cual ha resultado en una degradación más intensa, afectando la capacidad productiva de estas tierras y causando más pobreza a las comunidades que habitan esta zona. Esta investigación integra la Ecuación Universal de Erosión de Suelo (USLE) con Sistema de Información Geográfico (SIG) para modelar el riesgo de erosión de suelo. El modelo resultante USLE-SIG proporciona una herramienta útil de planificación y conservación de suelos.

Antecedentes

El Perú es un país fuertemente afectado por desastres naturales, muchos de ellos ligados a la degradación de la tierra y la presión antropogénica sobre sus recursos naturales, en particular los bosques. La deforestación y el cambio de uso de la tierra han expuesto los suelos a erosión hídrica, resultando en cuencas inestables y haciéndolas mas susceptibles a desastres naturales tales como el deslizamiento de tierra causado por la deforestación, cambio de uso de la tierra, y la falta de prácticas intensivas de conservación de suelos han hecho de las delicias uno de los paisajes mas degradados de la microcuenca viéndose esto reflejado en las obras hechas por el consorcio "Camargo" en las obras de el asfaltado de la carretera hacia Pucallpa (junio 2009) en el tramo 3300 en "las delicias", observándose la caída estrepitosa de una obra llamada aliviadero en marco o canal (julio 2010).

Además de los agro-negocios, mucha de la tierra en esta región ha sido convertida a agricultura de subsistencia y ganadería extensiva; lo cual a incrementado mas aun los riesgos de erosión de los suelos.

Con la disponibilidad de datos de información digital, la tecnología de Sistemas de Información Geográfico (SIG) ha llegado a ser una herramienta indispensable en el procesamiento de datos para modelar cuencas hidrográficas y simulación de resultados post-procesos.

Esta investigación desarrolla un modelo que puede ser usado para modelar y monitorear el efecto del uso de la tierra sobre la erosión potencial de suelo dadas las condiciones físicas en la zona afectada. El modelo aplicado está basado en la Ecuación Universal de Erosión de Suelo (USLE) integrado con SIG para producir un mapa de predicción de erosión en la microcuenca.

Objetivos del proyecto

Objetivo General

Desarrollar un modelo de Erosión de Suelo para representar la erosión potencial de suelo en la microcuenca de las delicias

Objetivos específicos

1. Colectar y analizar datos de precipitación existentes para generar un mapa de erosividad de suelo;

2. Colectar y analizar información de suelo existente para desarrollar un mapa de erodabilidad;

3. Evaluar la cobertura de suelo mediante la interpretación de imágenes de satélites para desarrollar un mapa de cobertura de suelo;

4. Analizar la información colectada y procesada para identificar áreas de riesgos de erosión de suelo.

Revisión bibliográfica

umar.galeon.com/erosion.doc

• EROSIÓN: Es un proceso continuo al que obedece la forma cambiante de la Tierra. Esta causada por el agua, el viento, los cambios de temperatura y la actividad biológica. Cuando el proceso se produce sin la influencia del hombre, se conoce como normal, geológica o natural. Cuando la vegetación natural protectora se ve perturbada por los cultivos, pastoreo intensivo o las quemas (incendios forestales, etc.) el equilibrio natural queda alterado y el suelo expuesto a la acción directa de los agentes más potentes de erosión: AGUA y VIENTO.

Después que la roca o suelo ha sido alterado, actúan los agentes dinámicos como el agua y el aire para recoger las partículas y fragmentos y transportarlas hasta los diferentes ambientes de deposición. Fase que está directa o indirectamente guiada por la acción y la fuerza de gravedad.

Los deslizamientos, corrientes fluviales, glaciales y asentamientos de materiales implican el desplazamiento de masas de materiales de acuerdo a un desnivel topográfico determinado.

Cuando los suelos superficiales son perturbados para urbanismo y/o cualquier otra actividad que el hombre proyecte (cultivos, ganadería, apertura de caminos, etc.), entre todos los efectos que conlleva a estas acciones, la de escorrentía superficial puede determinar condiciones críticas de estabilidad; en el mismo sentido opera la remoción de la vegetación natural la cual absorbe esfuerzos tensionales desarrollados en la masa de suelo, evitando que se produzcan derrumbes y deslizamientos. Estos estados de inestabilidad se hacen gradualmente o intempestuosamente más críticos con el tiempo, bajo la acción de eventos adversos hidrológicos – meteorológicos (lluvias, desecación, cambios en el drenaje, etc.) pudiendo alcanzar estados irreversibles de difícil y costoso control.

• EROSIÓN EÓLICA:

El viento es un eficiente agente de erosión y su acción, particularmente en zonas de climas áridos, semiáridos y desérticos, es responsable del transporte y deposición de grandes volúmenes de sedimentos con desarrollo de un paisaje eólico típico.

El viento transporta las partículas de los suelos de tres maneras:

• Por arrastre: las partículas más gruesas.

• Por saltación: las partículas medianas.

• En suspensión: las partículas pequeñas o livianas.

La erosión eólica se ejerce mediante dos procesos: ABRASION y DEFLACIÓN.

Cuando las partículas sueltas que se hallan sobre la superficie del suelo son barridas, arrastradas o levantadas por el aire, estamos hablando de DEFLACION (derivado del latín "soplar"); este proceso actúa donde la superficie del terreno está completamente seca y recubierta de pequeños granos de arena sueltos procedentes de la meteorización de la roca o previamente depositadas por el agua en movimiento, el hielo o las olas. Por lo tanto, los cursos de los ríos secos, las playas y las áreas recientemente cubiertas por depósitos glaciares son muy susceptibles a la deflación.

En cambio, cuando el viento arrastra arena y polvo contra las rocas y el suelo, se denomina a este proceso ABRASION EOLICA o CORROSION. La abrasión requiere del transporte de elementos cortantes por el viento. La abrasión del viento origina orificios y acanaladuras en la roca. Si una masa rocosa pequeña destaca sobre un llano, puede ser erosionada por la base del modo antes descrito y adoptar la forma de una seta, por lo que se denominan rocas fungiformes. La principal forma de erosión producida por la deflación son cuencas de pequeña profundidad denominadas depresiones de deflación; las cuales pueden tener de unos pocos metros a varios kilómetros de diámetro, pero se caracteriza por que su profundidad raramente pasa de unos pocos metros. Su origen se da en las regiones llanas de clima árido y en donde particularmente no está protegida por vegetación.

Cuando las precipitaciones llenan esta depresión, se origina una charca o laguna, a medida que el agua se evapora, el barro del fondo se seca, se agrieta y da lugar a escamas y fragmentos de barro seco que son fácilmente transportados por el viento. En aquellos lugares en donde también se halle ganado doméstico, éste pisotea los bordes de la depresión hasta convertirla en una masa de barro, eliminando su protección vegetal y facilitando así su erosión cuando esté seca. Causada por la acción del aire en movimiento fenómeno importante en las regiones con bajas precipitaciones, vientos fuertes y desecantes; al ser destruida la vegetación, los procesos eólicos conducen a la erosión de los suelos susceptibles.

Los principales factores actuantes en la erosión eólica son:

• Clima: Los factores climáticos – precipitación, temperatura, humedad atmosférica y vientos – tienen una influencia central en la generación y desarrollo de los procesos de erosión eólica. A mayores precipitaciones y contenidos de humedad, el suelo es más resistente a las voladuras, mientras que las elevadas temperaturas, la baja humedad del aire y los vientos fuertes influyen en la evapo-transpiración determinando la pérdida del agua edáfica. No obstante, a ello, las pérdidas de suelo están estrechamente relacionadas con la lluvia, en parte por el poder de desprendimiento del impacto de las gotas al golpear el suelo y, en parte, por la contribución de la lluvia a la escorrentía. Esta contribuye particularmente a la erosión por flujo superficial y en regueros, fenómenos para los que la intensidad de precipitación se considera, generalmente, la característica más importante. La respuesta del suelo a la lluvia puede estar determinada,

• también por las condiciones meteorológicas previas.

• Características del suelo: La erosionabilidad del suelo por causa de los vientos esta relacionada con la textura y estabilidad estructural. Los suelos de textura gruesa son más susceptibles a erosionarse y menos propenso a formar estructuras estables.

• Rugosidad de la superficie: Al aumentar la rugosidad de la superficie se reduce la velocidad del viento y, por lo tanto, disminuye la posibilidad de traslación de las partículas del suelo.

• Exposición a la acción eólica: Las exposiciones prominentes del relieve, en general coincidente con formaciones medanosas, se encuentran considerablemente más expuestas a la acción del viento, respecto de los ambientes intermedanosos planos o planos – cóncavos, naturalmente protegidos.

• Vegetación: Es uno de los factores más importantes de protección contra la acción del viento. La vegetación actúa como una capa protectora o amortiguadora entre la atmósfera y el suelo. Los componentes aéreos, como hojas y tallos, absorben parte de la energía de las gotas de lluvia, del agua en movimiento y del viento, de modo que su efecto es menor que si actuaran directamente sobre el suelo, mientras que los componentes subterráneos, como los sistemas radiculares, contribuyen a la resistencia mecánica del suelo. También reduce la velocidad, frena o atrapa a las partículas en movimiento.

La erosión avanzada es la expresión máxima de los procesos erosivos, dentro de ésta tenemos:

• Médanos: acumulaciones de material de suelo con un 80% de arena.

• Dunas: su material formativo es la arena arrojada por el mar con algo de conchillas, se observan en áreas de la costa Atlántica.

• Manchones: áreas desprovistas de vegetación de forma aproximadamente circular.

• EROSION LAMINAR:

Otro tipo es la, erosión laminar o hídrica: es la forma más perjudicial ya que, con frecuencia no se la reconoce y por ende, pocas veces se la trata. Este tipo de erosión, es provocada por las precipitaciones. A medida que las gotas de lluvia golpean el suelo, se desprenden de éste partículas de tierra que luego el agua arrastra al escurrirse; convirtiéndose en agua barrosa que luego desemboca en los desagües, arroyos y ríos. Este tipo de erosión da origen a otras formas más impresionantes de erosión: Surcos y Cárcavas.

Los efectos de la erosión laminar pueden apreciarse más fácilmente en las zonas boscosas que carecen de mantillo, donde la pérdida de suelo deja al descubierto las raíces de los árboles. La cantidad de suelo que se pierde a causa de la erosión laminar es alarmante.

Señales de erosión laminar. A: Piedras que el escurrimiento ha dejado atrás debido a que pesan demasiado para ser arrastradas; B: o montículo de tierra y otros desechos atrapados bajo ramas, ramitas, e incluso manojos de paja (C).

El agua, ejerce una fuerza de arrastre sobre la superficie del suelo, arrancando partículas de material mineral cuyo tamaño varia desde la fina arcilla hasta la arena gruesa o grava, dependiendo este hecho de la velocidad de la corriente y del grado en que las partículas estén unidas por las raíces de las plantas o mantenidas bajo un manto de hojas caídas. La lenta remoción del suelo forma parte del proceso natural geológico de denudación de las masas continentales que es universal e inevitable, bajo condiciones naturales estables, la erosión es lo suficientemente lenta como para permitir la formación y el mantenimiento de varios horizontes en el suelo, lo que permite a la vegetación mantenerse. En contraste, la erosión del suelo puede ser enormemente acelerada por las actividades humanas o por raros acontecimientos naturales.

Originando un estado de erosión acelerada, que transporta el suelo a un ritmo mucho más rápido que aquel a que puede ser formado.

Las gotas de lluvias que caen sobre una superficie árida, son agentes de erosión notablemente efectivos, pues cada gota tiende a arrojar al aire partículas de material son consolidar. Las mediciones han demostrado que pueden mover hasta 250 toneladas de material por hectárea, simplemente por medio de la salpicadura. En una superficie a nivel las partículas se mueven hacia delante y hacia atrás, pero en una superficie inclinada tienden a moverse pendiente abajo. Dando lugar a un proceso denominado erosión por salpicadura; en una vertiente, por ejemplo, este tipo de erosión tiende a transportar el suelo hacia niveles inferiores, disminuyendo la capacidad del mismo para que se infiltre el agua, debido a que las aberturas naturales del suelo quedan taponadas por las partículas movidas por la salpicadura de las gotas de lluvia.

En resumen podemos decir, que la erosión hídrica, es directamente proporcional a la cuantía de la precipitación y a la longitud de la vertiente, pero inversamente proporcional a la capacidad de infiltración del suelo y a la resistencia que opone la superficie.

Obviamente, cuanto mayor es la pendiente del terreno, mayor es la velocidad de flujo y más intensa es la erosión.

• EROSIÓN ACELERADA:

Sin la intervención humana, las pérdidas de suelo debidas a la erosión probablemente se verían compensadas por la formación de nuevos suelos en la mayor parte de la Tierra. En terreno sin alterar, los suelos están protegidos por el manto vegetal. Cuando la lluvia cae sobre una superficie cubierta por hierba u hojas, parte de la humedad se evapora antes de que el agua llegue a introducirse en la tierra. Los árboles y la hierba hacen de cortavientos y el entramado de las raíces ayuda a mantener los suelos en el lugar, frente a la acción de la lluvia y el viento. La agricultura y la explotación forestal, la urbanización, la instalación de industrias y la construcción de carreteras destruyen parcial o totalmente el dosel protector de la vegetación, acelerando la erosión de determinados tipos de suelos. Ésta es menos intensa en zonas con cultivos como el trigo, que cubren uniformemente el terreno, que en zonas con cultivos como el maíz o el tabaco, que crecen en surcos.

El exceso de pastoreo, que a la larga puede transformar la pradera en desierto, y las prácticas agrícolas poco cuidadosas, han tenido efectos desastrosos en determinadas regiones del mundo. Algunos historiadores piensan que la erosión del suelo ha sido un factor determinante en el conjunto de causas que han provocado algunos desplazamientos de población, debidos a la sequía, y en la decadencia de algunas civilizaciones. Las ruinas de pueblos y ciudades encontradas en regiones áridas, como los desiertos de Mesopotamia, indican que hubo un momento en el que la agricultura fue una actividad generalizada por toda la zona.

• LOS DESLIZAMIENTOS DE TIERRA

En términos generales el " Deslizamiento de tierra" cubre una amplia variedad de formas de tierra y procesos relacionados al movimiento de descenso del suelo y roca por influencia de la gravedad.

• FACTORES CONDICIONANTES:

Son aquellos que dependen de la naturaleza, estructura y forma del terreno. Estos factores son:

• Condiciones topográficas, Condiciones litológicas, Condiciones hidrogeológicas y  Cobertura Vegetal 

• FACTORES DESENCADENANTES:

Son factores que actúan desde afuera del medio que se estudia, provocando o desencadenando un deslizamiento al modificar las condiciones preexistentes. Estos son: Precipitación, Sismicidad, Terremotos y vibraciones,  Factores climáticos, Erosión, Agrietamiento por resequedad del suelo, Factores antrópicos (actividad humana) 

• MÉTODOS CONOCIDOS PARA LA DETERMINACIÓN DE LA SUSCEPTIBILIDAD DE UN DESLIZAMIENTO DE LADERA

Para determinar la susceptibilidad de deslizamientos de una ladera se pueden aplicar los siguientes métodos conocidos.

• MÉTODOS DETERMINÍSTICOS: Los métodos determinísticos  utilizan análisis mecánicos y modelos de estabilidad con base física para determinar el factor de seguridad de una ladera concreta. Son métodos muy fiables y precisos cuando se dispone de datos válidos sobre los parámetros reintentes de las laderas.  Los métodos determinísticos son más adecuados para evaluar la inestabilidad en áreas pequeñas (una única ladera).

• MÉTODO DIRECTO:  Este método se realiza sobre un área donde se tiene información de la ocurrencia de deslizamiento o se tiene un inventario de este evento, el cual se trabaja con un mapeo directo basándose en la evaluación por un experto. 

• MODELOS HEURÍSTICOS: Los métodos heurísticos se basan en categorizar y ponderar los factores causantes de inestabilidad según la influencia esperada de estos en la generación de deslizamiento (Ambalagan, 1992; Brabb, 1972; Nilsen, 1979). Son métodos conocidos como indirectos, los resultados de los cuales se pueden extrapolar a zonas sin deslizamientos con una combinación de factor similar.

 www.mappinglatino.com/…/ShowContent.aspx?…Documents/…deslizamiento.doc… -

• EROSIÓN HÍDRICA PLUVIAL

La erosión hídrica pluvial es la que se genera como consecuencia de la lluvia. De acuerdo con sus formas de actuar la erosión hídrica se subdivide en: erosión por salpicadura, erosión laminar, erosión en surcos, y erosión en cárcavas.

• Erosión por salpicadura:

La erosión de suelo es un proceso mecánico que requiere energía, la mayor parte de esta energía es suministrada por las gotas de lluvia. Cuando las gotas golpean el suelo desnudo a alta velocidad, fragmenta los gránulos de suelo y agregados, desprendiendo las partículas de la masa del suelo. La acción de salpicadura mueve las partículas desprendidas solamente a distancias cortas, pero el flujo superficial ligero transporta parte de estas partículas directamente pendiente abajo y otra parte es conducida a pequeñas depresiones donde el flujo es más concentrado y provee una mejor transportación de las partículas del suelo.

• Erosión en surco

Es un proceso donde pequeños canales de varios centímetros de profundidad son formados. El suelo es desprendido por la acción abrasiva del flujo de agua y por desprendimiento del suelo, causado por socavamiento de las paredes laterales de los canales. Las partículas desprendidas son transportadas por una combinación de suspensión, saltación y rodamiento. Partículas suspendidas, principalmente arcilla y limo fino, pueden viajar grandes distancias antes de ser depositadas sobre la superficie de la tierra. El potencial erosivo del flujo de agua depende de su velocidad, profundidad, turbulencia del flujo así como del tipo y cantidad del material siendo transportado. Erosión en surco incrementa rápidamente con la longitud y el grado de pendiente que causa un incremento en la velocidad y volumen del flujo de escorrentía superficial.

• Erosión en cárcavas

Cuando hay una mayor concentración en el escurrimiento, las irregularidades del terreno permiten la unión de varios surcos y se forman zanjas de gran tamaño conocidas como cárcavas, generalmente ramificadas y que no permiten el uso de maquinarias, ni ningún cultivo. Esta forma de erosión es común en suelos altamente susceptibles a la erosión.

La aparición de surcos y cárcavas representan el grado superior del proceso de erosión que se manifiesta en los suelos. Su formación tiene origen en el drenaje superficial y a medida que se incrementa el tiempo de concentración.

Pérdidas de suelo en sitios agrícolas y de construcción son usualmente producto de una combinación de erosión laminar y en surco.

Dado que los sedimentos de estos dos tipos de erosión vienen del suelo cerca de su superficie, la probabilidad de contener contaminantes (fertilizantes, pesticidas) es mayor que en sedimentos provenientes de cárcavas, canales y de lechos de ríos, aunque la cantidad de sedimentos de estos es mucho mayor que de las primeras fuentes.

Una cobertura superficial de residuos de plantas o vegetación de cobertura densa como los pastos reducen la erosión, protegiendo el suelo del impacto de la gota de lluvia y reduciendo la velocidad del flujo de escorrentía superficial, lo cual decrece su capacidad para desprender y transportar material del suelo. Sin embargo, pequeñas cantidades de residuos que no están anclados pueden ser transportados por la escorrentía junto con los sedimentos.

• Mapas de Amenazas por Erosión Hídrica

A nivel internacional no se conocen estudios de amenaza por erosión propiamente dicha, sino más bien de intensidad de erosión actual, de susceptibilidad a la erosión o amenaza potencial de erosión. El método de mayor aplicación es el que utiliza la Ecuación Universal de Pérdidas de Suelo (USLE), la cual considera en su análisis que el proceso erosivo de un área es el resultado de la interacción de factores naturales (lluvia, suelo y topografía) y del impacto de factores influenciados por el hombre directamente (uso y manejo de la tierra).

Considerando lo anterior, se propone la aplicación de la Ecuación Universal de Pérdidas de Suelo (USLE), para la elaboración de mapas de amenaza por Erosión Hídrica, con algunas modificaciones. Se debe considerar que debido a que la erosión es un proceso continuo en el tiempo, no es posible calcular su periodo de retorno o frecuencia, por tanto su nivel de amenaza estará dado en función de la intensidad de la erosión.

La erosión tolerable o pérdida de suelo tolerable, es entre 5-10 ton / ha / año, el cual está determinado por la profundidad y propiedades del suelo. (Wischmeier y Smith, 1978)

Materiales y Métodos

• Materiales

• Bolsas de plástico

• Teodolito

• GPS.

• Pala

• Machete.

• Cámara digital

• Tabla de campo.

• Informes

• Mapas

• Libretas de campo

• Imágenes satelite a escala 1/50,000

• Métodos.

• Criterios recomendados para la evaluación de la amenaza por erosión hídrica

Metodología propuesta.

Criterios recomendados para la evaluación de la intensidad

La intensidad se entiende como la pérdida de suelo (A) expresada en toneladas por hectárea por año del fenómeno erosivo.

El grado de erosión está en función de cinco factores principales, reflejados en la ecuación USLE:

Donde:

R: Erosividad de la lluvia

K: Erodabilidad del suelo

LS: Gradiente y longitud de la pendiente

C: Cobertura vegetal

P: Prácticas de conservación de suelos

Resultados

Fundamentación técnica del estudio

El estudio de la erosión de suelos del caserío Las Delicias por el método de la evaluación cualitativa de la erosión potencial, se realizó mediante la superposición de los factores causantes de la erosión hídrica como son la erosividad de la lluvia y la erodabilidad de los suelos.

La erosividad de la lluvia está dada por la cantidad de lluvia (precipitación promedio anual mm/año), precipitación al año. La erodabilidad o susceptibilidad de suelo a la erosión se determina por el contenido de partículas de baja cohesión y poco resistentes a la erosión como son las arenas, arenas muy finas y limos, como también por el contenido de partículas de alta cohesión que resisten la erosión como el contenido de arcillas.

También se analiza el relieve como factor determinante de la escorrentía mediante el % y la longitud de pendientes y los elementos que incrementan la infiltración como son la cobertura vegetal, la estructura, la permeabilidad y el manejo conservacionista de los suelos.

• Análisis de condiciones antecedentes

• Evaluación de la situación previa: diagnostico ambiental, social, económica, política, agrícola, etc.

Ver anexos

• Determinación del tipo de Riesgo.

Ver anexos

• Identificación de capacidades previas al evento: Inventario estructural detallado, existente antes de la ocurrencia del evento. (Medidas de las estructuras existentes)

Ver anexos

• Análisis de los aspectos físicos y sociales vulnerados y colapsados por la amenaza. (Metrar los km de trocha que se derrumbo, Ha de cultivos)

Ver anexos

• Ingeniería del proyecto.

• Análisis exhaustivo del evento adverso de ocurrencia previa. Recopilación de información climatológica – meteorológica, hidrológica, etc.; temporalmente correspondiente al evento de estudio.

Ver anexos

• Análisis físico de suelos de la zona de acción de la amenaza (textura, estructura, porosidad, permeabilidad, granulometría, etc.). Análisis de sólidos en suspensión. Muestras de distintas partes

Ver anexos

• Recopilación de información topográfica previa al evento (Seccionamientos, Perfiles Longitudinales).

Ver anexos

• Levantamiento Topográfico de la zona de acción de la amenaza y generación del riesgo (Seccionamientos, Perfiles Longitudinales). Ver anexos

• Análisis detallado amenaza, vulnerabilidad y riesgo. Ver anexos

• Propuesta de solución. Ver anexos

• Cálculo preliminar de la amenaza generada (caudales, volúmenes de suelo); derivados de observaciones in situ. Ver Anexos

• Diseño:

Se propone. En la parte media del cerro reforestar con especies forestales. Teniendo en cuenta que debería tener zanjas de infiltración.

Presas de retención

Estas obras tienen la misión de retener el material erosionado en los sectores más altos y que es transportado hacia la zona media de la cuenca. La construcción de estas estructuras permite al mismo tiempo reducir la pendiente de la solera del curso de agua en la zona de aplicación.

La ubicación de las presas de retención dependerá de los aspectos siguientes:

• Presencia de sectores con mayor movimiento de masas de suelo.

• Topografía que permitiría la mayor acumulación de material sólido en el vaso desarrollado.

• Lugar de la obra con estructura geológica favorable a su construcción.

• La sección transversal será angosta de manera que los costos de construcción y mantenimiento no superen los niveles de inversión previstos.

• Es evidente que en muchos casos no se puedan cumplir las condiciones indicadas por lo que se tendrán que postergar aquellas de menor importancia.

En el siguiente esquema se muestra un ejemplo de la ubicación de las obras.

Figura 1 ubicación de las presas de retención

Las dimensiones de la presa o muro de retención están asociados a los volúmenes de acumulación de material deseados en el vaso, por lo que sus dimensiones serán función de la altura de represamiento.

El dimensionamiento hidráulico tomará en cuenta la regulación de la trayectoria del curso principal, las condiciones geológicas, el caudal y las necesidades de disipación de energía cinética al pie de muro. Los dos primeros aspectos tienen que ver con la ubicación del vertedero, que definirá la trayectoria de la corriente y la conveniencia de ubicar esta obra en el sector que ofrezca mejores condiciones geológicas.

El caudal de diseño definirá las dimensiones geométricas del vertedero. El flujo, al superar la estructura, se precipitará en caída libre sobre la solera, por lo que es necesario construir obras complementarias que logren disipar la energía cinética y devolver las aguas al medio físico en condiciones menos agresivas.

Para el diseño hidráulico de estas obras pueden utilizarse los resultados de investigación.

Las diferentes expresiones tienen validez dentro de los límites:

Consideremos los siguientes esquemas:

Figura 2 Esquema de las presas de retención a considerar para protección de los taludes.

Figura 3 Esquema de las presas de retención a considerar para protección de los taludes.

El diseño considera que el régimen de flujo aguas arriba de la obra es subcrítico debido a la reducción de la pendiente, por lo que sobre el coronamiento del vertedero el tirante será crítico, es decir:

• Reducción de la tensión de corte generada por el flujo

En términos prácticos, esta medida significa reducir la pendiente de la solera, para dar lugar a menores valores de la velocidad de flujo. Para llegar al mismo objetivo, teóricamente puede considerarse la reducción del diámetro hidráulico, aunque en la práctica esta medida normalmente no es posible practicarla.

La reducción de la pendiente se materializará por medio de estructuras transversales a manera de vertederos de cresta ancha. Estos elementos se rellenarán con los sedimentos transportados desde aguas arriba, dando lugar a tramos de menor pendiente.

Figura 4 estructuras transversales para reducción de pendiente

Las pendientes de la solera en los diferentes tramos deberán alcanzar magnitudes que permitan el desarrollo de tensiones de corte del flujo menores a crit t , sin embargo, este control presenta dificultades, debido a que los valores que alcanza este factor son conocidos únicamente para algunos materiales, bajo condiciones específicas. La aplicación ampliada a cuencas de montaña requiere de estudios de investigación especiales, que no se desarrollan aún.

En la práctica, se aplica el criterio de lograr cambios de régimen consecutivos, de manera que el régimen subcrítico se presente en los sectores más largos, en el entendido que el escurrimiento con este régimen desarrolla velocidades relativamente menores.

La reducción de la pendiente, a través de las estructuras transversales, permite crear las bases para el desarrollo del flujo en régimen subcrítico (Fr < 1), con lo que se consiguen velocidades menores, menos agresivas a las desarrolladas en régimen supercrítico (Fr > 1)

Para mantener esta condición, al pie de cada estructura de caída deberá disiparse la energía cinética ganada por el chorro, desarrollándose un sistema con cambios de régimen subcrítico-supercrítico-subcrítico de manera alternada, lo cual permite además tomar control del flujo.

Discusión

Entre las limitantes identificadas en la utilización del método se encuentran las siguientes:

1. Necesidad de información de suelos, o el muestreo de suelos para obtener datos que puedan alimentar el modelo USLE, lo cual puede encarecer el estudio.

2. Es un método que requiere de mucho tiempo para su aplicación, a pesar que la

utilizacion del SIG hace manejable el uso de grandes volumenes de información variada al mismo tiempo. Para elaborar este estudio se requirieron aproximadamente 3 meses de trabajo con un equipo de 9 personas.

3. Los resultados obtenidos son estimaciones, las cuales pueden estar sujetas a errores.

4. Los resultados son perdidas de suelo promedios en condiciones específicas de manejo y uso. Por tanto las pérdidas reales de suelo pueden ser mayores o menores en cualquier época del año, debido a cambios en los factores involucrados, por ejemplo: fluctuaciones en las precipitaciones o cambios de fecha de siembra.

Conclusión

La validación metodológica realizada aplicando el método USLE ha permitido la elaboración de un mapa de amenaza potencial de erosión en el caserío de Las delicias. El proceso implicó la elaboración de mapas para cada factor analizado: factor C, K, LS, R y a partir de éstos, la elaboración del mapa de erosión potencial aplicando la ecuación USLE modificada.

En cuanto a los resultados para la microcuenca, el mapa refleja que las zonas con mayores pendientes en el sector, ubicadas en el sector Noreste y Norte del mismo presentan en sus laderas amenaza potencial alta y media de erosión.

Los diversos escenarios analizados indican que el peor escenario se da en suelos desnudos, en donde la intensidad de erosión alcanzaría para la misma zona antes mencionada, perdidas mayores a los 20 tones/ha/ año, escenarios similares se presentan en suelos cultivados con coca y yuca. El mejor escenario es en suelos cubiertos por pastos en donde las pérdidas de suelos se reducen, aunque aun presentan altos valores.

Recomendaciones

• Se recomienda participación de las organizaciones de usuarios y la autoridad del caserío para su aprobación.

• La determinación del eje central o de la reforestación debe ser basado en criterios estrictamente técnicos, enmarcados dentro de los conceptos de la hidrología e hidráulica que fijan la sección estable o amplitud del terreno.

• Conocida la amplitud de la cárcava y fijado el eje central, se procede a partir de este, a medir hacia ambas márgenes la mitad del valor encontrado, así como el ancho de la cárcava, tanto para la limpieza del terreno como para las obras de mitigación.

• Esta labor topográfica en gabinete permitirá ubicar el sistema de defensas permanentes y temporales en ambas, márgenes, fijar los sectores críticos a defender y la limpieza de terreno según el comportamiento de la erosión. La autoridad local, con el apoyo de los sectores, deberán ejecutar obras para el manejo de la quebrada a fin de proteger a la población y derivar el flujo hacia el río Negro y tomar las medidas de prevención necesarias.

• Respecto a la distribución de los lotes, estos deberán regirse a las condiciones topográficas del terreno y los parámetros urbanísticos que deberán ser establecidos por la Municipalidad Distrital para la zona.

• Establecer dentro de los programas educativos los conceptos del ordenamiento y desarrollo del territorio así como de la amenaza, vulnerabilidad y riesgo

Bibliografía

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• VASQUEZ V., A. 2000, tomo II. Manejo de Cuencas Alto andinas, UNALM, Perú.

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• http://www.fema.gov/spanish/areyouready/flood_spa.shtm

• http://www.desenredando.org/public/libros/1993/ldnsn/html/cap1.htm

Anexos

• Análisis de condiciones antecedentes

Anexo 1

• Evaluación de la situación previa: diagnostico ambiental, social, económica, política, agrícola, etc.

Anexo 2