República Bolivariana De Venezuela Venezuela Ministerio Del Poder Popular Para La Educación Superior I.U.P S!"#I!$% M!RI&%' E(tensión Matur)n *+tedra, -IDR%L%$I!
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B!*-ILLERES,
In/. Mi/uel Mon/ua
Este0an)a Liccion1 *I 23455678 Isa9ar *abrera *I 5:;6<854
Matur)n Edo Mona/as SE**I%", BB "octurno
INDICE Introducción===============================..p+/. 5 1- Erosión Hídrica y la generación de los suelos================ p+/. 2
5.5 *oncepto===========================..===...p+/. 2 5.2 E0ectos a corto> 9ediano 9ediano 1 lar/o plazo=============.=====.=p+/. 4 2- Factores que componen la Erosión Hídrica.=================p+/. 4 3- roceso de la Erosión Hídrica===================..===p+/. 7 !- "ipos de Erosión Hídrica de una cuenca=============....====.p+/. < #- $%todos para e&aluar la Erosión Hídrica ======..===========..p+/. 8 '- Formas de medición de la Erosión=================...===.p+/. 8
8.5 Sinopsis de 9?todos para 9edir 1 esti9ar la erosión @)drica==========...p+/. 8 1 6 (- $%todos de estimación de erosión===..================p+/. ;>: 1 53
6.5 Modelos @idroló/icos====.===============....p+/. 55> 52> 54> 57 1 5< )- *ue se de+e aplicar en una cuenca o em+alse para e&itar la erosión===.==.p+/. 5< 1 58 ,- Degradación de los suelos en ene.uela===============..===p+/. 58 1/- 0ituación de los suelos &ene.olanos=================.p+/. 56> 5; 1 5: 11- neos 4ra5icas Esquemas y "a+las "a+las====......p+/. 23> 25> 22> 24> 27> 2<> 28> 26> 2; 1 2: Conclusión====.............................................................................=========p+/. 43 6e5erencias 7i+liogr85icas=================..========..p+/. 45
IN"69D:CCI9N
En la actualidad el @o9bre se @a percatado Aue los suelos productivos representan un recurso li9itado e irre9plazable 1 Aue por lo tanto debe ad9inistrarlo 1 prote/erlo con su9o cuidado. El suelo es 1 se/uir+ siendo la base de la producción ali9entaria para la @u9anidad> por lo Aue resulta preocupante Aue se deen de cultivar anual9ente 9illares de @ect+reas debido a la de/radación de este valioso recurso natural. En los pa)ses tropicales> la p?rdida de suelo por erosión @)drica resulta cada vez 9+s acentuada al punto de llevar al suelo a un /rado de de/radación de di0)cil recuperación. Esta situación se 0avorece principal9ente por el 9aterial /eoló/ico> el relieve> las caracter)sticas de los suelos> el r?/i9en de precipitación 1 las pr+cticas a/r)colas aplicadas. Los principales principales proble9as de de/radación de/radación se asocian asocian con los procesos procesos de erosión erosión @)drica. El presente trabao trata de solventar en parte la de0iciencia de in0or9ación b+sica e(istente en el pa)s relacionado con el estado actual de erosión @)drica> para establecer +reas cr)ticas sobre las cuales es necesario aplicar pr+cticas de conservación de suelos 1 a/uas> 1 a la vez probar la 9etodolo/)a propuesta. La esti9ación de este proceso de/radativo> en t?r9inos de p?rdida de suelo> se @an desarrollado 1 diseCado una serie de procedi9ientos 1 9odelos. Un 9odelo para9?trico Aue pretende interpretar los 9ecanis9os erosivos por causas 1 e0ectos> de 9a1or aceptación 1 9+s a9plia aplicación es la Ecuación Universal de Perdida de Suelo USLE. La incorporación de los Siste9as de In0or9ación $eo/r+0icas SI$ a este tipo de estudios> per9ite con t?cnicas 9odernas un 9eor an+lisis 1 representación de la in0or9ación /eoF re0erenciada.
1; Erosión Hídrica Se deno9ina erosión @)drica> a aAuella Aue se produce cuando las part)culas del suelo
son arrastradas por el a/ua de lluvia. La erosión @)drica es el proceso de sustracción de 9asa sólida al suelo o a la roca de la super0icie llevado a cabo por un 0luo de a/ua Aue circula por la 9is9a. !pro(i9ada9ente el 73G de la super0icie a/r)cola 9undial est+ seria9ente de/radada por erosión. En la naturaleza este es un 0enó9eno 9u1 co9ún Aue provoca el nivela9iento de las 9ontaCas 1 la 0or9ación de 9esetas> llanuras> valles 1 deltas. Es claro Aue en este caso la erosión es lenta. Pero cuando el @o9bre con el 9al 9aneo del suelo acelera el proceso> este 1a se @ace destructivo. El vieo concepto de erosión @)drica supon)a Aue el proceso se iniciaba sie9pre cuando el a/ua Aue cae no puede in0iltrarse en su totalidad en el suelo 1 se escurre sobre su super0icie con una deter9inada velocidad Aue depende de la pendiente. -o1 en d)a debe9os 9odi0icar este concepto pues se @a establecido Aue la principal causa de erosión @)drica no es la pendiente> sino el i9pacto de las /otas de lluvia sobre el suelo desnudo. Si se observa una pared a cu1o lado tene9os suelo desnudo> se ver+ Aue las /otas de lluvia provocan salpicaduras de lodo Aue ensucian la pared. -acia el lado Aue no @a1 pared> de @aber pendiente el a/ua arrastra las part)culas salpicadas. Es decir> Aue la causa verdadera de la erosión es la lluvia 1 la pendiente el au(iliar. La acción de la /ota de lluvia sobre el suelo puede co9pararse a una verdadera bo9ba. Es decir> el pri9er i9pacto abre un @o1o> lue/o la /ota e(plota 1 se e(pande @acia a0uera 1 arriba del @o1o 1 levanta una cantidad de lodo Aue cuando el suelo es plano se e(tiende en todas direcciones 1 cuando el suelo tiene pendiente se desplaza a las partes baas del ca9po. Si el terreno es plano> re9ueve arcilla> li9o 1 @u9us> Aue Auedan 0lotando 1 se desplazan @acia al/unas zonas 9+s o 9enos baas del ca9po. La erosión producida por la pendiente si bien 9+s espectacular no es tan /rave co 9o la Aue produce la /ota de lluvia. En e0ecto para Aue este tipo de erosión en pendiente se produzca es indispensable Aue el a/ua se canalice 1 as) adAuiera la 0uerza su0iciente para a0loar las part)culas del suelo. La erosión de las /otas de lluvia ocasiona por una parte en el suelo desnudo un ca9bio en su estructura super0icial> es el cl+sico planc@ado del suelo despu?s de una lluvia sobr? el suelo arado 1 rastreadoH ade9+s pierde 0ertilidad pues los 9ateriales 9+s livianos> 9ateria or/+nica> li9o 1 arcilla
son los Aue dan 0ertilidad al suelo 1 los Aue 9+s 0+cil9ente son levantados 1 lue/o arrastrados por la corriente. De 9anera Aue debe Auedar claro Aue la causa real de la erosión @)drica es el i9pacto de las /otas de lluvia sobre el suelo 1 la pendiente solo un au(iliar. 1;2 ?os e5ectos a corto pla.o inmediatos y directos sobre el desarrollo de las plantas> tales co9o
el desarrai/o de se9illas 1 plantas 1 la perdida de a/ua 1 0ertilidad en el escurri9iento 1 en los sedi9entos producidos. E0ectos a lar/o plazo> potenciales o indirectos debido a los ca9bios adversos en la calidad del suelo. Los e0ectos a distancia son aAuellas Aue ocurren cuando el escurri9iento 1 los sedi9entos de un ca9po> cuenca o cauce entran en otro di0erente del sitio de ori/en. Los e0ectos a distancia son co9pleos e involucran al 9enos tres cate/or)as, • • •
DaCos al desarrollo de cultivos tanto actual co9o 0uturos *a9bios adversos en el a9biente daCos a estructuras civiles e industrias. Los e0ectos a distancia pueden ser traducidos en inundaciones 1 depósito de sedi9entos. Debido a los ca9bios a lar/o plazo en la calidad del suelo> puede alterarse la productividad del suelo> ca9bios Aue pueden ser positivos o ne/ativos. 2; Factores que componen la Erosión Hídrica
La se/re/ación> transporte 1 sedi9entación de las part)culas del suelo son por las /otas de lluvia 1 el escurri9iento super0icial> de0inen el proceso de erosión @)drica. Este se ve a0ectado por varios 0actores> co9o son> el cli9a> el suelo> la ve/etación 1 la topo/ra0)a. Los 0actores cli9+ticos tienen un papel i9portante en la erosión @)drica> siendo las precipitaciones> tanto en su intensidad co9o en su duración> el ele9ento desencadenante del proceso. "o obstante> la relación entre las caracter)sticas de la lluvia> la in0iltración> el escurri9iento 1 la p?rdida de suelo> es 9u1 co9plea. La erosión Aue provoca la /ota de a/ua> es el producto de la ener/)a cin?tica de la part)cula de a/ua sobre part)culas de suelo Aue se dis/re/an ante el i9pacto de las /otas de lluvias. !l/unas caracter)sticas del suelo co9o su a/re/ación> su te(tura> su capacidad de in0iltración> entre otras> a0ectan su erosionabilidad.
Si bien la in0luencia de la ve/etación sobre la erosión @)drica> var)a con la ?poca del aCo> cultivo> /rado de cobertura> desarrollo de ra)ces> entre otros> pode9os considerar Aue su e0ecto se relaciona directa9ente con la intercepción> velocidad de escurri9iento e in0iltración. La topo/ra0)a in0lu1e en el proceso a trav?s de la pendiente. Debi?ndose considerar su lon/itud> 9a/nitud 1 0or9a. 3; roceso de la Erosión Hídrica
El 0enó9eno de la erosión Se de0ine co9o un proceso de des/aste> transporte 1 deposición de las part)culas de la 9asa de suelo. La sedi9entación> proceso de deposición del 9aterial erosionado 1 transportado> ocurre a veces leos del lu/ar de ori/en> pudiendo provocar tanto o 9+s daCo Aue la erosión 9is9a. El i9pacto de las /otas de lluvia 1 el escurri9iento representan los a/entes e(ternos Aue trabaan para vencer la co@esión de las part)culas de la 9asa de suelo 1 provocar su transporte. Una vez Aue la capacidad de in0iltración 1 de al9acena9iento super0icial est+ satis0ec@a> co9ienza el escurri9iento> arrastrando las part)culas sueltas 1 las Aue su 0uerza 9is9a desa/re/a. *uando el suelo est+ e(puesto> la desa/re/ación por la lluvia es una acción /eneralizada. Pero la desa/re/ación por el escurri9iento es una acción diri/ida Aue actúa sobre una peAueCa parte de terreno en el cual ?ste se concentra con velocidades erosivas. Si bien e(iste una co9binación entre el transporte por salpicadura 1 por escurri9iento> a9bos tienen caracter)sticas propias. Por salpicadura el suelo se 9ueve @acia los surcos 1 c+rcavas 1 as) es transportado por el escurri9iento conunta9ente con el 9aterial Aue ?ste desa/re/a. La capacidad de transporte est+ directa9ente vinculada a la velocidad 1 turbulencia del 0luo. La deposición ocurre cuando la velocidad del escurri9iento dis9inu1e> realiz+ndose en 0or9a selectiva> pri9ero se depositan los a/re/ados 1 la arena 1 lue/o> a 9a1or distancia> el li9o 1 la arcilla.
!; "ipos de Erosión Hídrica de una cuenca
@
Erosión laminar> la 9+s e(tendida 1 la 9enos perceptible. El daCo causado> a i/ualdad de
p?rdida del suelo es 9a1or> 1a Aue selecciona las part)culas del suelo dea atr+s las 9+s /ruesas> llev+ndose el li9o> la arcilla 1 la 9ateria or/+nica. @
Erosión por arroyamiento, tiene lu/ar cuando el a/ua concentra el poder erosivo a lo
lar/o de un canal> en 0unción de su ener/)a cin?tica. Presenta tres tipos, @
6egueros o canales de menor tamaAo; Pueden cruzarse 1 suavizarse con operaciones
nor9ales de laboreo. El e0ecto es parecido al de la erosión la9inar. @
C8rca&as y +arrancos Aue se 0or9an donde se concentra el a/ua Aue 0lu1e descendiendo
por una pendiente. @
Erosión de depósitos 5lu&iales> tiene lu/ar cuando el canal principal de una corriente
establecida incide contra sus propios sedi9entos. @
Coladas de lodo> desplaza9ientos de tierra en 0or9a de 0luido viscoso por e0ecto de la /ran
cantidad de a/ua e9bebida en el suelo. Desli.amientos ueden ser de dos tipos> @
0uper5iciales> una capa super0icial de terreno resbala por e0ecto de la /ravedad a causa de
una cantidad de a/ua e9bebida. @
De 5ondo, una capa per9eable resbala sobre otra 9+s pro0unda i9per9eable> debido a la
0or9ación de un plano lubricado. @
6eptación> 9ovi9iento lento e i9perceptible de una pel)cula super0icial de suelo en el
sentido de la pendiente> debido a causas varias. @
Erosión en tBnel> se 9ani0iesta por @undi9ientos 1 desliza9ientos> debidos a 0luos
subterr+neos> o a la e(istencia de rocas solubles Aue dan lu/ar a cavernas.
#; $%todos para e&aluar la Erosión Hídrica
El procedi9iento a se/uir a la @ora de deter9inar los procesos erosivos> se @a tenido en cuenta las si/uientes variables, • • • • • • • •
ras/os litoló/icos. pendiente topo/r+0ica. recubri9iento ve/etal. 9aneos 1 acondiciona9ientos. tipo de suelo 1 par+9etros 0isicoAu)9icos. co9porta9iento @idrodin+9ico de las laderas. deter9inación de los valores pluvio9?tricos. veri0icación 1 deter9inación de la tasa de erosión. '; Formas de medición de la erosión ídrica
-a1 di0erentes 0or9as de 9edición 1 esti9ación de las p?rdidas de suelo por erosión @)drica al/unas son útiles 1 aplicables a parcelas o lotes 1 otras en super0icies 9a1ores> locales o re/ionales subcuencas> 9icrocuencas. a Mediciones en parcelas de erosión a ca9po con lluvia natural 9ediano a /ran ta9aCo. b Mediciones en parcelas a ca9po peAueCas con lluvia arti0icial o si9uladores de lluvia por presión> /oteo. c Mediciones en bandeas con suelo disturbado o no 1 lluvia si9ulada en laboratorio. d Medición en cuencas con a0oros 1 re/istros auto9+ticos par de cuencas. e Esti9ación a trav?s de 9odelos o ecuaciones e9p)ricas> ecuación universal de p?rdida de suelos USLE. 0 Esti9ación e 9odelos de si9ulación> /ran cantidad de 9odelos en todo el 9undo> al/unos aplicables a parcelas o cuencas> 9odelos e9p)ricos o 0)sicos, Musle> Epic> Jepp. ?o importante de los modelos es la cali+ración para que sea etrapola+le la in5ormación;
(; $etodos de Estimacion de la Erosion :0?E;
La Ecuación Universal de P?rdida de Suelos> USLE> 0u? desarrollada por Jisc@9eier 5:6;> co9o una 9etodolo/)a para la esti9ación de la erosión la9inar en parcelas peAueCas. Lue/o de varias 9odi0icaciones la ecuación se presenta co9o una 9etodolo/)a de /ran utilidad en la plani0icación de obras de conservación de suelos. Se @a considerado Aue la USLE Jisc@9eier> 5:6;> @asta el 9o9ento> representa la 9etodolo/)a 9+s idónea para el c+lculo de las p?rdidas de suelo en tierras a/r)colasH por ello> se @a utilizado esta 9etodolo/)a co9o una /u)a para la evaluación de acciones en 9aneo de cuencas> en especial aAuellas Aue conllevan a un ca9bio del uso de la tierra 1 9aneo de suelos. De acuerdo a la USLE> la tasa de p?rdidas de suelo por erosión @)drica> #> es una 0unción de, el poder erosivo de la lluvia> R> la erodabilidad de los suelos> K> la cobertura ve/etal> *> la pr+ctica conservacionista> P 1 el 0actor co9binado de la pendiente 1 la lon/itud de la 9is9a> LSH todos estos 0actores con0or9an la Ecuación Universal de P?rdida de Suelo> USLE> la cual se e(presa co9o, # RK*PLS. El proyecto de prediccion de erosion idrica <ater Erosion rediction roect E=
El obetivo del Pro1ecto de Predicción de Erosión -)drica Jater Erosion Prediction Proect JEPP del Departa9ento de !/ricultura de los Estados Unidos es desarrollar una nueva /eneración de tecnolo/)a de erosiónsedi9entación para ree9plazar el USLE> Aue contiene tecnolo/)a de al 9enos 43 aCos 1 Aue @a sido criticado por ser de di0)cil aplicación en las nuevas t?cnicas de cultivo 1 9aneo La0len et al.> 5::5. El 9odelo JEPP es un 9odelo de si9ulación con per)odos diarios. #al co9o las versiones de USLE> el 9?todo !% 1 MUSLE desarrollados co9o 9odelos de si9ulación continuo> el JEPP actualiza las caracter)sticas de plantas 1 suelos Aue son i9portantes para el proceso de erosión> en base diaria. *uando se predice Aue acurrir+ escurri9iento> el 9odelo co9puta desprendi9iento de suelo> transporte 1 deposición en puntos espaciados 0recuente9ente a lo lar/o del per0il de pendiente 1> dependiendo de la versión Aue se use> en canales 1 peAueCos e9balses.
Se anticipan tres versiones de 9odelos JEPP, una versión de per0il de pendiente> una versión de cuenca> 1 una versión de c+rcavas. La versión de per0il est+ diseCada para ser un ree9plazo directo para el USLE> con la capacidad aCadida de esti9ar la deposición de sedi9ento en una pendiente. ue lanzada para ensa1os en 5:;: 1 su lanza9iento 0inal est+ previsto para 5::2. La versión de cuencas est+ diseCada para si9ular una cuenca del Nta9aCo de un ca9poN . Inclu1e la versión de per0il para esti9ar el transporte de sedi9ento @acia canales> 1 co9putar+ el transporte> deposición 1 desprendi9iento en peAueCos canales. #a9bi?n esti9ar+ la deposición de sedi9entos en peAueCas la/unas. La versión de c+rcavas ser+ aplicable en +reas con li9ites Aue no coinciden con los l)9ites de la cuenca. La versión de per0il podr)a ser aplicada en +reas peAueCas> lla9adas ele9entos> 1 el sedi9ento podr)a ser trans0erido de un ele9ento a otro. Las versiones de cuenca 1 c+rcavas no est+n disponibles para ensa1os. #odas las versiones de JEPP est+n diseCadas para ser aplicadas en +reas de un ta9aCo entre unos cientos @asta 5333 @ect+reas. Los procesos de erosión si9ulados por JEPP est+n li9itados a la erosión la9inar 1 en surcos> 1 a la erosión Aue ocurre en canales donde el desprendi9iento se debe a desliza9iento @idr+ulico. El 9odelo puede subdividirse en seis co9ponentes conceptuales, /eneración de in0or9ación cli9+tica> @idrolo/)a> creci9iento ve/etal> suelos> rie/o> 1 erosiónFsedi9entación. El 9odelo inclu1e un /enerador de in0or9ación cli9+tica *LI$E" para proporcionar la cantidad diaria de precipitación> duración> intensidad 9+(i9a> tie9po transcurrido @asta la intensidad 9+(i9a> intensidad 9+(i9a 1 9)ni9a> te9peraturas 9+(i9a 1 9)ni9a> 1 radiación solar. La precipitación puede ser en 0or9a de lluvia o nieve. #a9bi?n se calcula la redistribución de la nieve por acción del viento 1 derreti9iento. El co9ponente @idrolo/)a calcula la in0iltración> el balance @)drico> inclu1endo escurri9iento> evapotranspiración e in0iltración pro0unda. El 9odelo de in0iltración est+ basado en la ecuación $reenF!9pt. El co9ponente de escurri9iento super0icial en las ecuaciones de ondas cin?ticas. El 9odelo de balance @)drico diario es una 9odi0icación de aAu?l usado en SJRRB. El co9ponente de creci9iento ve/etal calcula la super0icie 0oliar> creci9iento> senescencia> 1 desco9posición de 9aterial ve/etal. El creci9iento ve/etal est+ controlado por /rado de creci9iento diario> @u9edad del suelo> 1 par+9etros espec)0icos para cultivos. El co9ponente de suelos austa las propiedades del suelo sobre la base de operaciones de labranza> @eladas 1 des@ielos> co9pactación> alteración debido a los a/entes at9os0?ricos> e @istoria de
precipitaciones. Los 0actores Aue varian diaria9ente inclu1en densidad aparente del suelo> conductividad saturada> ru/osidad del terreno 1 susceptibilidad a la erosión. El rie/o es si9ulado co9o un evento de precipitación de intensidad uni0or9e. Varias opciones de rie/o est+n disponibles> inclu1endo los siste9as de unidad de rie/o 0ia 1 el siste9a port+til de desplaza9iento 9anual. El co9ponente de erosión utiliza la ecuación de continuidad de sedi9entación co9o base para co9putaciones de erosión. El desprendi9iento de suelo en super0icies )nterFsurcos se calcula con la intensidad de las lluvias. El desprendi9iento de suelo en los surcos ocurre si el astr?s por desplaza9iento @idr+ulico es 9a1or Aue el desplaza9iento cr)tico 1 el 0luo es 9enor Aue la capacidad de transporte. La deposición ocurre cuando la car/a de sedi9ento es 9a1or Aue la capacidad del 0luo para transportarla. El co9ponente de erosión divide el 0luo en surcos 1 calcula un estr?s de desplaza9iento basado en @idr+ulica de surcos. Se @acen austes al desprendi9iento de suelos para incorporar los e0ectos de la cubierta 0oliar> la cubierta del suelo> 1 residuos enterrados> cada uno de los cuales es calculado por el 9odelo en las porciones correspondientes a creci9iento ve/etal> desco9posición de residuos> 1 labranza. Las caracter)sticas del ta9aCo del sedi9ento se calculan para el sedi9ento erosionado Aue dea el per0il. Los ta9aCos de sedi9entos son una 0unción del 9aterial de suelos ori/inal 1 la deposición pre0erencial de sedi9entos de cierto ta9aCo a lo lar/o del per0il. La aptitud de 5a versión de per0il para si9ular tanto la erosión co9o la deposición @acia abao de la pendiente 1 su capacidad para si9ular la distribución del sedi9ento por ta9aCo constitu1en caracter)sticas i9portantes del 9odelo. Las posibles li9itaciones inclu1en el es0uerzo necesario para desarrollar bases de dato locales 1 para entrenar al personal en el uso del 9odelo. Estimación de sedimentos con la metodología del EIC;
El EPI* es un 9odelo Aue per9ite realizar varias esti9aciones relacionadas con erosión> sedi9entos 1 calidad del a/ua. El 9odelo inclu1e varias 9etodolo/)as de c+lculo entre ellas la USLE. El 9odelo ser+ descrito en 9+s detalle en el ane(o DH aAu) sólo tratare9os de su uso co9o 9etodolo/)a sencilla. El EPI* tiene dos /randes di0erencias con la USLE. La pri9era 1 9+s i9portante es la de ser un 9odelo diario 1 la se/unda es Aue se @a tratado de 9eorar los proble9as de esti9ación de la USLE> en especial el del 0actor de erosividad de la lluvia. En ese sentido> el 9odelo presenta seis 9etodolo/)as, USLE> %nstad O oster> MUSLE> MUS#> MUSS 1
MUSSI. #odas esas 9etodolo/)as> e(cepto la USLE> consideran Aue el principal 0actor de erosividad es el producto de la escorrent)a total 1 el pico de la 9is9a Ap. Las ecuaciones Aue proporcionan los 9eores resultados son la MUSLE 1 la MUS#. La MUSLE se de0ine co9o, 5.;<8 . Ap 3.<8 !3.52 K*PLS La MUS# se de0ine co9o, 2.< QAp 3.< En donde>
sedi9entos a la salida de la cuenca t@a K*PLS son los 9is9os 0actores de la USLE es la escorrent)a total del evento 99 p es el pico del evento 99@ ! +rea en @ect+reas. La MUSLE 1 la MUS# se pueden utilizar para evaluar eventos o se pueden aplicar a un per)odo en particular> por ee9plo al ciclo de un cultivo. $odelos idrologicos
Los 9odelos pueden ser clasi0icados de di0erentes 9aneras, a por escala de tie9po> b por su utilización> c por su co9pleidad 1 base conceptual> 1 d por el ta9aCo de la cuenca. Esas clasi0icaciones no son e(clu1entes 1 por lo tanto un 9odelo puede encaar en todas las cate/or)as. Por la escala de tie9po> los 9odelos pueden clasi0icados co9o de eventos 1 continuos. Los 9odelos continuos son clasi0icados co9o instant+neos> diarios 1 9ensuales. Por su utilización> los 9odelos pueden ser, @idroló/icos> de calidad de a/ua> de erosión> de productividad> etc. Por la co9pleidad> base conceptual 1 0or9a> pueden ser sencillos o co9pleos> 0)sicos> para9?tricos> estoc+sticos> distribuidos> etc. inal9ente pueden ser para parcelas> peAueCas cuencas 1 /randes cuencas. De todas esas clasi0icaciones> la 9+s /eneralizada es la de su utilización o aplicación.
El desarrollo de un 9odelo co9prende varios aspectos tales co9o, a Modelo conceptual> b Si9ulación de procesos> c Dia/ra9a de 0luo> d Modelo 9ate9+tico> e pro/ra9a de co9putación> 0 prueba de sensibilidad> e El 9odelo operativo. El modelo conceptual;
Un 9odelo @idroló/ico trata de representar los procesos @idroló/icos Aue ocurren en una cuenca> desde la ca)da de la lluvia sobre la super0icie de la 9is9a> su trans0or9ación en escorrent)a 1 su pasae por el punto de 9edición. El 9odelo conceptual constitu1e la 0or9a co9o se concibe la representación de la realidad. De esa 9anera> el 9odelo conceptual puede ser desde 9u1 sencillo @asta uno e(tre9a9ente co9plicado. Los pri9eros 9odelos @idroló/icos> si9ulaban sólo la escorrent)a 1 por ello eran 9u1 sencillos en su concepción. Los 9odelos 9+s sencillos son los de eventos para peAueCas cuencas> en este caso> el 9odelo conceptual se li9ita a si9ular los procesos de las relaciones precipitación O escorrent)a. 0imulación de los procesos;
Una vez de0inido el 9odelo conceptual> es necesario esco/er las 9etodolo/)as Aue 9eor se adapten a la si9ulación de los procesos. Esto depender+ del tipo 1 escala del 9odelo. Los principales procesos a si9ular son, a entradas> b al9acena9ientos> c trans0erencias 1 salidas. En los 9odelos @idroló/icos> esos procesos se re0ieren sólo al a/uaH en 9odelos 9+s co9pleos co9o los de calidad de a/ua> esos procesos inclu1en el 0luo o 9ovi9iento de sustancias Au)9icas 1 9icroor/anis9os. En el te9a relacionado con Balances @)dricos diarios> se detallan todos los procesos @idroló/icos. Por ee9plo> para si9ular el proceso de evapotranspiración> se pueden utilizar varias 9etodolo/)as> tales co9o Pen9an o -ar/reaves. Para si9ular la in0iltración en 9odelos diarios> se utilizan 9etodolo/)as tales co9o la 0ór9ula de $reenF!9pt o el "ú9ero de *urva. Es i9portante seCalar Aue las 9etodolo/)as esco/idas para la si9ulación de procesos deben ser consistentes con la escala de tie9po del 9odeloH por ee9plo> para un 9odelo 9ensual no se pueden utilizar ecuaciones de in0iltración pues ?stas son para eventos. !ún para
9odelos diarios> las ecuaciones de in0iltración tradicionales no 0uncionan bien 1 @a1 Aue adaptarlas. El Diagrama de 5luo;
El dia/ra9a de 0luo representa una 0or9a de ordenar los c+lculos 1 co9andos a ser realizados por el 9odelo. Mediante ese dia/ra9a se pro/ra9a la secuencia de c+lculo 1 se plantean las condicionantes para la eecución de co9andos. El dia/ra9a es de su9a i9portancia 1 puede considerarse co9o el corazón del 9odelo. De una 9anera /eneral> el dia/ra9a de 0luo tiene cuatro /randes co9ponentes, a Entradas> b 9aneo de datos> c pro/ra9a principal 1 d salidas. El $odelo matem8tico;
El 9odelo 9ate9+tico es el conunto de 0or9ulaciones 9ate9+ticas Aue representan los procesos> 0luos 1 al9acena9ientos esAue9atizados en el 9odelo conceptual 1 ordenado dentro del dia/ra9a de 0luo. El 9odelo 9ate9+tico estar+ 0or9ado por un conunto de ecuaciones a/rupadas de acuerdo a una cierta secuencia 1 controladas por una serie de condicionantes. ! 9anera de ee9plo se puede indicar el proceso de la in0iltración en un 9odelo de eventos. En el supuesto de Aue la in0iltración sea si9ulada con una ecuación tipo -orton, 0 0c 03 F 0c et en la cual la in0iltración instant+nea> 0> es una 0unción del tie9po 1 condiciones iniciales. En el caso de Aue la intensidad de lluvia en un cierto intervalo de tie9po sea 9enor Aue 0 1 el al9acena9iento super0icial sea cero> entonces la in0iltración real 1a no ser+ 0> sino Aue ser+ i/ual a la precipitaciónH en ese caso @abr+ Aue introducir una condición de, si 0Tp 1 al9acena9iento super0icial 3 entonces 0p El programa de computación; El 9odelo 9ate9+tico 1 el conunto de instrucciones para,
9anear los datos> eecutar subFrutinas opcionales e i9presión de resultados con0or9an el pro/ra9a de co9putación el cual puede ser escrito en un len/uae tipo ortran> Basic> Pascal> *> etc.
*uando un pro/ra9a est+ elaborado para Aue pueda ser utilizado por cualAuier usuario> se le deno9ina pro/ra9a operativo o 9odelo operativo 1 por lo /eneral est+ aco9paCado de un 9anual para su operación. La 0i/ura 8.6 presenta un dia/ra9a del procesa9iento de la in0or9ación de los 9odelos en /eneral. En t?r9inos /enerales son necesarios tres 9ódulos, a entrada de datos> b 9odulo de procesa9iento o 9odelo 1 c 9ódulo de presentación de resultados. rue+a de sensi+ilidad del modelo;
Los 9odelos obedecen a la 0or9a co9o @an sido concebidos 1 pro/ra9ados> sin e9bar/o puede Aue ciertos par+9etros o variables Aue @a1an sido considerados co9o relevantes> en la realidad no lo sean. Para veri0icar esto> es necesario realizar una prueba de sensibilidad. Para ello> se eecuta el 9odelo ca9biando par+9etros 1 variables a 0in de constatar la respuesta a esos ca9bios. Si en este proceso se detecta poca sensibilidad> se pueden realizar ca9bios para per0eccionar el 9odelo. El modelo operati&o;
El 9odelo 0inal puede 0uncionar per0ecta9ente> sin e9bar/o para Aue pueda ser utilizado e(tensiva9ente por los usuarios del 9is9o> es necesario Aue ?ste ten/a instrucciones su0iciente9ente co9pletas para su entendi9iento por los usuarios. Lo anterior se lo/ra con instrucciones internas del 9odelo 1 con 9anuales de uso. *on la popularización del siste9a Jindos> se @a 0acilitado esta 0ase del 9odelo. Los 9odelos pro/ra9ados con inter0aces para Jindos> por lo /eneral tienen 9ódulos o ventanas' para diversos 0ines tales co9o, introducción de datos> eecución del pro/ra9a e i9presión de resultados 1 pro/ra9as de a1uda. Cali+ración y &alidación de los modelos;
Es 9u1 di0)cil crear 1 eecutar 9odelos per0ectos 1 con basa9ento 0)sico con0iable. En pri9er lu/ar cualAuier cuenca 9ediana9ente /rande es @etero/?nea. Esa @etero/eneidad conlleva a Aue sea di0)cil contar con toda la in0or9ación necesaria. Es por ello Aue 9uc@os 9odelos utilizan par+9etros 1 redondean valores para poder si9ular los procesos.
Los 9odelos para9?tricos> contienen par+9etros espec)0icos de las cuencas Aue deben ser calibrados. La calibración sólo se puede lo/rar con datos reales 9edidos. E(isten varios 9?todos de calibración> siendo Aue todos ellos tienen en co9ún el de tratar de austar los valores si9ulados con los 9edidos 9ediante el ca9bio de valores de los par+9etros utilizando 9?todos de intento 1 error o con calibraciones auto9+ticas. La calibración per9ite utilizar el 9odelo para e(tender los re/istros 1 para si9ular ca9bios dentro de la cuenca. *uando se cuenta con in0or9ación de 9uc@as cuencas calibradas> se pueden re/ionalizar los par+9etros para poder utilizar los 9odelos en cuen cas sin datos. Por su parte la validación de los 9odelos consiste en correr los 9is9os para cuencas con datos 1 veri0icar su co9porta9iento. La validación per9ite co9probar las bondades del 9odelo 1 establecer su /rado de con0iabilidad 1 ran/os de utilización. Por otra parte> la veri0icación de los 9odelos per9ite realizar austes en las 9etodolo/)as de si9ulación de procesos utilizadas dentro de los 9is9os. Los par+9etros 9+s co9unes Aue necesitan ser calibrados son aAuellos Aue condicionan las variables de, in0iltración> a/ua subterr+nea> cobertura> evapotranspiración> @u9edad del suelos> entre otros. ); *ue se de+e aplicar en una cuenca y em+alses para e&itar la erosion
Si prote/e9os la tierra contra la erosión> especial9ente en las laderas e9pinadas> au9enta la capacidad de ?sta para sostener los cultivos> prote/e9os los recursos de a/ua en los terrenos baos 1 evita9os los desliza9ientos de tierra. Los a/ricultores observan tres principios para evitar la erosión 1 la escorrent)a del a/ua de la super0icie, •
Reducir el 0luo del a/ua creando barreras naturales desde la parte superior de la cuenca
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@idro/r+0ica @asta los terrenos 9+s baos. Repartir el a/ua creando canales para dividirla 1 diri/irla donde 0lu1e. Re@abilitar la tierra para Aue pueda absorber 9eor el a/ua.
•
Las seCas de erosión a veces son di0)ciles de reconocer> e inclu1en una dis9inución en la producción de las cosec@as> un au9ento de lodo en los r)os especial9ente despu?s de las tor9entas 1 terrenos 9enos densos. En los sitios donde la erosión aún no @a co9enzado ?sta podr+
evitarse 9anteniendo la 9a1or cantidad posible de plantas 1 +rboles 1 diri/iendo el 0luo de a/ua super0icial @acia las zanas> la/unas> r)os 1 arro1os. En lu/ares donde la erosión 1a es /rave> todav)a es posible detenerla 1 re@abilitar los terrenos. *on tan sólo colocar una @ilera de piedras o construir un 9uro bao de piedra a lo lar/o de las curvas de nivel de la ladera se podr+ evitar Aue la tierra se escurra cuesta abao> 1 crear lu/ares 0?rtiles para +rboles 1 plantas. Los 9?todos a/r)colas sostenibles co9o el esti?rcol natural> la rotación de cultivos> el abono 1 la sie9bra de +rboles unta9ente con los cultivos son ta9bi?n 0or9as de prote/er el suelo 1 conservar los recursos de a/ua. 0in lugar a dudas la re5orestación es la cla&e para e&itar la erosión y los continuos desli.amientos de grandes masas de tierra ante los 5uertes periodos de llu&ias; ,; ?a degradacion de suelos en &ene.uela
Venezuela esta localizada en la parte norte de a9erica del sur> entre 5F52" <:F64 E> tiene una super0icier de :52 3<3 K9 2. El relieve inclu1e tanto areas 9ontaCosas co9o planas 1 alrededor del ;3G del pais esta por debao de los 7339sn9. !l sur del rio orinoco esta el 7 con super0icies /eneral9ente 9u1 vieas> cubiertas en su 9a1or parte por suelos 9u1 pobre Aue no per9iten un desarrollo a/ricola e(tensivo. El cli9a es tropical en todo el pais con te9peraturas uni0or9es Aue solo dis9inu1en con la altura. La lluvia oscila entre 9enos de 733 99 aCo en al/una areas del norte 1 centroF oeste delo pais> 1 9as de 4<3399 aCo al sur oeste 1 sur. En venzuela> la ve/etacion natural Aue cubre las di0erentes zonas deter9inada 0unda9ental9ente por el cli9a 1 suelos> oscila entre una cubierta (ero0iticas en las zonas aridas 9u1 a0ectadas por la erosion /eolo/ica. Los proble9as de conservacion de suelos en venezuela @an estado asociados a las 9u1 particulares 1 dina9icas condiciones de su desarrollo socioecono9ico las cuales @an in0luido de 9anera 9arcada en su desarrollo a/ricola> unto con esta evolucion socioFecono9ica del pais 1 su poblacion> la cual se @a acelerado en los ulti9os <3 aCos> @a @abido 0uertes ca9bios en las areas 1 tierras incorporadas a la produccion a/ricola> 1 en la intensidad 1 nivel tecnolo/ico de dic@a produccion> conduciendo con escasas e(epciones a di0erentes clases 1 niveles de de/radacion de suelos 1 adi0erentes reAueri9ientos de practicas de conservacion. En el pasado se @a seCalado Aue venezuela dispone de recursos naturales 9as Aue su0icientes para soportar sin 9a1ores una produccion a/ricola Aue sirva para el autoabasteci9iento de productos a/ropecuarios. Esta apreciacion no dea de ser subetiva 1 peli/rosa dado Aue aun no se tiene un
conoci9iento relativa9ente e0iciente al nivel de detalle reAuerido de nuestros recursos basicos> suelo> a/ua> 1 del cli9a. 1/; +re&e reporte de la situación de los suelos &ene.olanos;
Debe9os co9enzar por reconocer> de 9anera 9u1 sucinta> las condiciones de los suelos a nivel 9undial> 1 en particular> de los suelos venezolanos. Los suelos constitu1en un ele9ento estrat?/ico en el aspecto ali9enticio> por tratarse de un 9edio indispensable para la producción ve/etal> 1 a trav?s de ?sta> la producción ani9al. Sin e9bar/o> si nos restrin/i9os a esta visión tendr)a9os una óptica reduccionista. el suelo constitu1e una zona b+sica para la vida> un 9edio poroso 1 estructurado Aue inte/ra los ciclos de la 9ateria 1 los 0luos de ener/)a en los ecosiste9as terrestres. *onstitu1e ade9+s una entidad bioló/ica re/uladora de la disponibilidad de nutrientes 1 a/ua> 1 actúa co9o un 0iltro viviente bo9ba Au)9ica para los residuos /enerados por todos los seres vivos. La @istoria de las civilizaciones esta llena de pueblos a0ectados por las consecuencias de la de/radación de sus suelos al sobrepasar los l)9ites de la producción sostenible de ali9entosH as) co9o de nu9erosas luc@as por la ocupación de zonas especial9ente 0?rtiles o con recursos estrat?/icos. Directa o indirecta9ente> la salud del suelo tiene un elevado i9pacto para toda la sociedad @u9ana. Por tanto> se trata de un recurso esencial> 1 co9o tal> 0or9a parte de las pol)ticas estrat?/icas tanto en el +9bito local> re/ional> nacional o /lobal en lo re0erido a su uso 1 /estión> conservación 1 sostenibilidad> calidad a9biental> producción a/r)cola 1 ener/?tica. $eneral9ente> se @a considerado al suelo co9o un recurso natural renovable> deno9inación Aue @a servido para dis0razar la 0ra/ilidad del 9is9o. En la actualidad> la situación de los suelos a nivel 9undial es precaria. ors1t@ 5::8 seCala Aue sólo el 55G de las tierras en nuestro planeta son arables> destacando ade9+s> las consecuencias de las acciones @u9anas sobre el a9biente> Aue a0ectan al suelo tanto por la de/radación Au)9ica dis9inución de 9ateria or/+nica 1 nutrientes co9o por los procesos de de/radación 0)sica erosión> encostra9iento 1 co9pactación Los procesos de de/radación de los suelos a nivel 9undial se aceleran de 9anera pro/resiva 1 se co9portan co9o un c)rculo vicioso, la reducción de la 9ateria or/+nica por de0orestación> sobrepastoreo o 9alas pr+cticas
a/r)colas contribu1e al deterioro de su estructura> lo Aue incide directa9ente sobre la 0ertilidad. ! su vez> el suelo estructural9ente de/radado produce 9enos bio9asa> lo cual resulta en una dis9inución de 9ateria or/+nica 1 cobertura protectora> repiti?ndose as) el ciclo de deterioro. Estos 0enó9enos de de/radación evolucionan de 9anera conunta> provocando la deserti0icación> 0enó9eno Aue se/ún ci0ras de la U"ES*% 233: a9enaza a un tercio de la super0icie de nuestro planeta. Santa %lalla 2333 destaca Aue la 9is9a no es un proble9a 9etereoló/ico o a9biental aislado en un territorio 9+s o 9enos e(tenso> sino una patolo/)a sur/ida de la ruptura del eAuilibrio entre el siste9a de producción de los ecosiste9as naturales 1 el siste9a de e(plotación @u9ana. Por tanto> es una en0er9edad a9biental de car+cter sist?9ico. ene.uela no escapa a los procesos de degradación del suelo. De acuerdo a *asanova
5::8 sólo el 2G de los suelos venezolanos no tiene li9itaciones para la producción a/r)cola. Del :;G restante, 7G es 9u1 +rido> 5;G presenta li9itaciones de drenae> 42G tiene baa 0ertilidad> /eneral9ente asociada a la acidez 1 77G posee li9itaciones de e(cesivo relieve. Sin e9bar/o> el 9is9o autor seCala Aue sólo el 2G de este :;G corresponden a suelos considerados de 9u1 baa calidad> 1 no utilizables a/r)cola9ente. De esta in0or9ación> pode9os e(traer dos conclusiones, 5 La necesidad de atender la proble9+tica e(istente> 9ediante el conoci9iento de nuestros suelos> sus li9itaciones 1 las tecnolo/)as apropiadas para su 9aneoH para poder diseCar 1 poner en pr+ctica pol)ticas Aue per9itan avanzar en el lo/ro de la soberan)a 1 se/uridad ali9entaria. 2 La potencialidad de producción a/r)cola de nuestro pa)s> si lo/ra9os to9ar las decisiones acertadas en el 9aneo de nuestros suelos 1 la /estión de la actividad a/r)cola. Por su parte> el *onvenio de las "aciones Unidas de Luc@a contra la Deserti0icación 5::7> seCala co9o causas de la deserti0icación> las condiciones de crisis en la a/ricultura tradicional. Se deduce entonces> Aue las relaciones entre a/ricultura> de/radación 1 deserti0icación son estrec@as Santa %lalla 2333. En consecuencia> resulta tan ur/ente co9o necesaria la 0or9ación 1 di0usión de los 9?todos a/roecoló/icos> a 0in de revertir los e0ectos del uso de tecnolo/)as a9biental9ente a/resivas 1 9antener la producción. ese>
precisa9ente> es nuestro trabao en la Universidad Bolivariana de Venezuela 1 esta in0or9acion> una @erra9ienta para el lo/ro de dic@o obetivo.
neos 4ra5icas Esquemas y "a+las
cantilado castigado por la erosión del agua
Erosión en c8rca&as;
PeAueCas c+rcavas activas> en ca9po intensa9ente trabaado
"amaAo de las gotas de llu&ias &elocidad que adquieren las gotas;
Frecuencia
*olocación de las rondanas
Medición de l+9ina p?rdida
EsAue9a representando el transecto 1 las secciones transversales de una c+rcava
EsAue9a de sección transversal de una *+rcava en 0or9a de U.
sección transversal de una *+rcava en 0or9a de V
artes del $icrorelie&imetro;
C9NC?:0I9N
Para resolver un /ran nú9ero de proble9as de cultivos> suelos 1 9aneo de cuencas se reAuiere @acer esti9aciones de la erosión rendi9iento de sedi9ento en ca9pos de cultivo o cuencas. Para responder a esta necesidad> se @an desarrollado nu9erosos 9odelos para predecir la erosión. !l/unos de estos 9odelos son si9ples ecuaciones Aue calculan el pro9edio anual de erosión en la dese9bocadura de una cuenca. %tros son 9odelos co9pleos Aue si9ulan la erosión diaria en lu/ar de la anual> 1 pueden aplicarse continua9ente para calcular la erosión pro9edio en el lar/o plazo 1 las probabilidades de sus distribuciones. Las 9etodolo/)as 9+s elaboradas per9iten subdivisiones de cuencas 1 encauza9iento de a/uas> sedi9ento> 1 conta9inantes tales co9o nitró/eno> 0ós0oro 1 pla/uicidas. inal9ente> el suelo puede ser re9ovido por el viento tanto co9o por el a/ua> 1 se @an desarrollado 9odelos para cuanti0icar los e0ectos del cli9a> suelo 1 9aneo sobre la erosión eólica. La cantidad de rendi9iento de erosiónFsedi9ento puede predecirse utilizando diversos en0oAues,E9p)rico o Na/rupadoN, vs. orientado @acia procesosH diario vs. 9ensual vs. @orarios diarios> 1 per0iles de suelo @o9o/?neos vs. cuenca co9plea. !l/unos en0oAues tienen 9+s aplicación Aue otros> dependiendo de la cantidad de in0or9ación disponible> el nivel de detalle deseado 1 la i9portancia de la sensibilización a los ca9bios en las pr+cticas de 9aneo de suelos. El uso de co9putadores con versiones auto9atizadas de @erra9ientas de predicción de la erosión a9pl)an las posibilidades de aplicar estas @erra9ientas a proble9as 9a 1ores 1 9+s co9pleos> tanto te9poral9ente co9o especial9ente.