INDICE 1.
Resumen: ................................... .................. ........................ ....... 2
2.
Introducción Introdu cción .................................. ................. ..................... .... 2
3.
OBJETIVOS: OBJETIV OS: ................................... .................. ..................... .... 3
4.
MARCO TEORICO. ............................. ................. ............ 4
5.
EROSION: ................................... .................. ........................ ....... 4
FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
5.1.
DEFINICION. .............................. .................. ............ 4
5.2.
TIPOS DE EROSION: ................. ................... .. 5
5.3.
Factores de la erosión:.............. .............. 6
5.4.
Calculo de la erosión: ................ ................ 8
5.5.
Consecuencias: Consecuenci as: ......................... .................. ....... 9
5.6. PREVENCIÓN DE LA EROSIÓN SUPERFICIAL: ......................................... 9 5.7.
Erosión y Sedimentación 6.
Transporte de sedimentos:............. ............. 12 6.1.
Autor(es): García Ventura Mauro López Pérez José Gerónimo Yen Rucoba Jorge Asesor: Ms.Ing. José Arbulu Ramos Chiclayo - Perú (2017)
EROSION EN EL PERU: ............. ............. 11
Factores: Factores : ................................. ................. ................ 12
6.2. Daños causados por los sedimentos: ........................................ 12 6.3. Calculo del volumen de sedimentos: ........................................ 13 6.4. Método sedimentación de embalse: .............................................. 13 7.CONCLUSIONES:........ .CONCLUSIONES:.................. ...................... ..................13 ......13 8. REFERENCIAS BIBLEOGRAFIAS.............12 BIBLEOGRAFIAS.............12
mantenido en un equilibrio constante hasta que el ser humano ha intercedido en él.
1. Resumen: La erosión del suelo es la separación del material superficial por la acción del viento (eólica) o del agua (hídrica) de la masa de material en la que se encuentra. El desarrollo de los modelos de erosión tiene como objetivo facilitar la estimación del material sólido erosionado y diseñar así las posibles medidas de protección para evitar la pérdida de suelo. Se distinguen dos grandes grupos de modelos de erosión, los modelos empíricos y los modelos de base física. Como modelos empíricos se ha descrito el modelo USLE (Universal Soil Loss Equation), que expresa el promedio de las pérdidas anuales de suelo a largo plazo. El aumento de las tasas de erosión del suelo y de sedimentación también puede poner en peligro la matriz de vicios de los ecosistemas ser-proporcionados por las cuencas. Entre estos servicios se encuentran la regulación del clima, purificación de agua, recarga de los acuíferos subterráneos, el ciclo de nutrientes eficaces, y el mantenimiento de la biodiversidad Los sedimentos se deriva de la erosión del suelo en las laderas y en los canales de corriente de un cobertizo de agua. Sin embargo, no hay necesariamente una correlación directa entre la cantidad de la erosión del suelo que se ha producido y la cantidad de sedimento depositado en un canal de corriente.
2. Introducción Desde el inicio de los tiempos el proceso de erosión - sedimentación natural se ha
Las pérdidas de los recursos del suelo de las cuencas hidrográficas de otra manera productiva y que funcione bien, confrontar un problema recurrente hidrólogos y administradores de las cuencas hidrográficas. Estas pérdidas de suelo tienen tanto en el sitio y fuera de las instalaciones efectos sobre la cuenca afectados. Además de la pérdida de recursos inherentes del suelo a través de los procesos de erosión, en el lugar efectos pueden incluir la ruptura de la estructura del suelo, una disminución de la materia orgánica y los nutrientes en el suelo, y una reducción en la humedad del suelo disponible. La cantidad de sedimento depositado en una corriente, río, lago o depósito es indicativo de la cantidad de la erosión del suelo de las laderas y canales de corriente de la cuenca que contribuye. Sedimento excesivo puede afectar negativamente a las características de calidad del agua y los hábitats acuáticos
3. OBJETIVOS:
Describir los procesos que conducen a la pérdida de recursos del suelo por erosión Métodos efectivos de prevención de pérdidas de suelo inaceptables en las cuencas Los métodos para controlar las pérdidas de los recursos del suelo cuando estas pérdidas son excesivas. Describir la sedimentación que probablemente se produce con la pérdida de recursos del suelo
4. MARCO TEORICO. 5. EROSION: 5.1. DEFINICION. La erosión del suelo es la separación del material superficial por la acción del viento (erosión eólica) o del agua (erosión hídrica) de la masa de material en la que se encuentra. Si se trata de agua, el proceso se presenta gracias a la presencia de la misma en dos formas: pluvial o escorrentía. El agua pluvial entra en contacto con el suelo en forma de impacto. La escorrentía genera fuerzas tangenciales que vencen la resistencia de las partículas (fricción o cohesión). Cuando se vencen estas fuerzas contrarias al movimiento se genera el proceso de erosión. La erosión de suelos, la pérdida de suelos y la acumulación de sedimentos son términos que tienen distintos significados en la tecnología de la erosión de suelos: EROSION DE LOS SUELOS: Cantidad bruta de suelo retirado por la acción dispersante de las gotas de lluvia y por la escorrentía. Se mide en forma de caudal de sedimentos, por lo tanto su unidad de medida es el m3. PÉRDIDA DE SUELO: Suelo desprendido de una pendiente determinada. Se mide en mm de suelo desprendido por m2 de superficie de estudio (mm/m2).
ACUMULACIÓN DE SEDIMENTOS: Volumen de suelo depositado en un punto que está bajo evaluación. Al igual que la erosión, la deposición se mide en m3.
Figura 2. Erosión eólica.
5.2.2.EROSION HIDRICA:
Se trata de la erosión por agua de lluvia tanto por impacto como por la acción hidráulica que arranca y transporta las partículas de suelo por el escurrimiento en laderas y taludes.
Figura 1. Erosión, transporte y acumulación de suelos.
5.2. TIPOS DE EROSION: La erosión hídrica y eólica son por ahora, las dos principales causas de la degradación de la tierra. Ambas son las responsables del 84% cd la perdida de suelos, que constituye uno de los mas importantes problemas ambientales. 5.2.1.EROSION EOLICA:
La erosión eólica es el desgaste de las rocas o la remoción del suelo debido a la acción del viento. La erosión eólica se produce, pues, en zonas áridas, como los desiertos y la alta montaña. Estos tienen además otra característica imprescindible: las grandes diferencias de temperaturas. Esto hace que la roca se rompa y la erosión eólica pueda actuar con mayor eficacia.
Figura 3. Erosión hídrica.
Diferentes tipos de erosión hídrica:
Por salpicadura: es la erosión que provoca la caída de las gotas de lluvia, es el resultado de la energía cinética de la partícula de agua sobre el suelo. Se ha determinado que la velocidad de las gotas y su impacto sobre la superficie, constituye la mayor fuerza de desprendimiento de las partículas de
suelo e iniciar la erosión. El impacto es mucho mayor al no haber vegetación.
donde se concentra y corre el agua proveniente de las lluvias. El agua que corre por la cárcava arrastra gran cantidad de partículas de suelo. Consecuentemente las cárcavas se originan por la concentración de los escurrimientos superficiales en determinados puntos críticos del terreno.
Figura 4. Erosión por salpicadura.
Erosión laminar: es el resultado del movimiento del agua a lo largo de la superficie del suelo y la consecuente remoción de las partículas flojas del suelo en una capa uniforme, al exceder la infiltración, se produce el escurrimiento con transporte de partículas de suelo.
Figura 6. Erosión por cárcavas.
5.3. Factores de la erosión:
Figura 5. Erosión laminar.
Erosión en surcos y por cárcavas: son surcos y/o zanjas producto de la erosión que generalmente sigue la pendiente máxima del terreno y constituye un cauce natural en
Clima:
La variable climática más importante es la lluvia, debido a su fuerte influencia en ciertos procesos de erosión hídrica (erosión de impacto, riles, cárcavas, etc.). Sin embargo, no todas las tormentas son iguales, por lo que existen algunas más erosivas que otras. Variables como cantidad de agua caída (mm) e intensidad de la tormenta (mm/hr), son las que determinan el nivel de erosión del evento. Así, en una tormenta cuya intensidad es relativamente baja, las tasas de infiltración no serán superadas, por lo que no se producirá escurrimiento superficial, soslayando el proceso de erosión laminar, así como la formación de riles y cárcavas. El clima también juega un rol preponderante en los procesos de erosión eólica, pues el desprendimiento de las partículas ocurrirá sólo si el suelo se encuentra seco.
Vegetación:
La vegetación actúa como cubierta protectora, estableciéndose como un buffer entre el suelo y la atmósfera. Como regla general, la efectividad de la vegetación para reducir la erosión de impacto depende directamente de la altura y continuidad de la copa de los árboles, así como la densidad de la cobertura superficial (pastos, hierbas y arbustos).
Tipo de suelo:
No todos los suelos son iguales en términos de su resistencia a la erosión. La erosibilidad de un suelo en particular está en función de variables como textura, contenido de materia orgánica, estructura y permeabilidad. La textura de un suelo es importante para definir su nivel de erosión, pues no todas las clases texturales se erosionan con la misma facilidad. La velocidad límite de un flujo de agua, para la cual se desprenderá una partícula de tamaño dado. Las partículas más finas son más livianas, éstas poseen una mayor superficie de contacto entre ellas y, por lo tanto, una mayor cohesividad, lo que las hace más resistentes a la erosión. Por otro lado, las partículas más gruesas son más pesadas, lo que también aumenta su resistencia a la erosión.
Topografía:
La topografía es una variable muy importante al momento de predecir la erosión y sedimentación en un sitio dado. Factores como inclinación y largo de la pendiente determinan la cantidad y velocidad del escurrimiento superficial que se generarán producto de una tormenta dada. La distancia horizontal en la que viaja una partícula de suelo desprendida por el impacto de una gota de lluvia, está en directa relación con la inclinación de la pendiente. Por otro lado, la longitud de la pendiente influye en la profundidad y, por ende, el poder erosivo del flujo superficial que se genere, siendo estas variables mayores en las secciones más bajas de la ladera, debido a una mayor área de contribución
Velocidad del flujo:
La velocidad del caudal influye fuertemente en la erosión hídrica. Se sabe que la velocidad
mínima para desprender y transportar una partícula de suelo está en función del diámetro de ésta. Sin embargo, una vez que la partícula ha sido desprendida, se necesitará menos energía para que ésta siga en movimiento.
P: factor de prácticas mecánicas. La erodabilidad de la lluvia (R) fue calculada utilizando una ecuación del tipo Fournier, desarrollada para región de estudio, utilizando datos de precipitación mensual y anual.
0.60 = 125.59∑
5.4. Calculo de la erosión:
Dónde: Cuando la tasa de erosión es mayor que la tasa de formación del suelo, es señal de que el manejo está originando su degradación y se hace necesario realizar prácticas y obras de conservación del suelo y de esa forma contribuir al desarrollo sostenible de los recursos naturales. Para estimar la erosión de los suelos se ha utilizado la Ecuación Universal de Pérdida de Suelo (EUPS), un modelo que permite estimar en campo, la erosión actual y potencial de los suelos. Esta ecuación constituye un instrumento de planeación para establecer las prácticas y obras de conservación de suelos para que hagan que la erosión actual sea menor que la tasa máxima permisible de erosión. Para estimar la erosión del suelo se puede utilizar la siguiente ecuación:
= .....
R: erodabilidad anual de la lluvia y escorrentía (Mj mm/ha hr) Mi: precipitación mensual (mm) Pa: precipitación anual (mm) La erodibilidad del suelo (K,) la ecuación usada para la estimación de la erodibilidad de los suelos del terreno.
= .+ +.+. Dónde: K: erodibilidad del suelo (Tn/ha h/ha/MJ/mm) AF: % de arena fina en el horizonte A del suelo SIL: % de limo del horizonte A del suelo
Dónde:
CO: % de carbono orgánico del horizonte A del suelo
E: erosión del suelo (Tn/ha año)
AR: % de arena total del suelo.
R: erosividad de la lluvia (Mj/ha mm/hr)
Si el perfil topográfico de la vertiente es uniforme y sin áreas de deposición, la erodibilidad promedio del terreno es el promedio ponderado usando las respectivas áreas (Wischmeier y Smith, 1978), o sea:
K: erosionabilidad del suelo. LS: longitud y grado de pendiente. C: factor vegetación.
= ++..+
-
Dónde: Ki: erodibilidad del suelo i Ai: área del suelo i -
At: área total del terreno
El factor de longitud de la vertiente, L, fue calculado de acuerdo con la siguiente ecuación:
= (.) Dónde: L: longitud de la vertiente, definida como el punto de inicio de la escorrentía hasta el punto donde inicia la deposición de sedimento (m) m: exponente proporcional al gradiente de la vertiente (0,1 – 0,5).
El factor de gradiente de la vertiente, S, fue calculado de acuerdo con la ecuación: S = 0,00654
+ 0,045 + 0,065
Dónde: S: gradiente promedio de la vertiente (%).
5.5. Consecuencias: Los efectos negativos que puede conllevar la erosión del suelo son diversos:
-
Sobre terrenos agrícolas la erosión puede desencadenar la disminución de la profundidad cultivable y la fertilidad de los suelos, intensificando así la dependencia de fertilizantes y causando incluso el abandono de los terrenos agrícolas. En otros casos si la erosión es muy intensa puede alterar el funcionamiento de los ríos, la capacidad de retención de zonas inundables e incluso la colmatación y eutrofización de los embalses y masas de agua. La erosión acelerada es uno de los principales factores que influyen de manera directa en los procesos de desertificación. Dada la importancia que supone el estudio de la erosión del suelo en distintos campos como pueden ser la agricultura, la investigación forestal y otras ciencias relacionadas con el medio ambiente, la investigación en este campo se ha desarrollado ampliamente en los últimos años.
5.6. PREVENCIÓN DE LA EROSIÓN SUPERFICIAL: Evitar sitios susceptibles a aumentos en la erosión de la superficie es el medio más eficaz y económico para evitar la erosión de superficie se produzca en el primer lugar y, al hacerlo, para mantener la productividad de una cuenca. Más específicamente, los sitios más susceptibles a aumentos en la erosión de la superficie son los que tienen superficies inclinadas, suelos poco profundos, suelos con baja conductividad hidráulica, y la falta de una cubierta de vegetación protectora.
CONTROL DE LA EROSIÓN SUPERFICIAL:
El mantenimiento de una cubierta vegetal es el mejor medio para controlar el aumento de la erosión superficial. Sin embargo, una cubierta vegetal protectora no siempre está presente. En su lugar, la necesidad de reducir la energía del impacto de la lluvia y el agua que fluye sugiere el uso de medidas de control que se aplican por las prácticas de uso del suelo. La clave aquí es mantener la superficie del suelo en una condición que acepta fácilmente el agua. La mayor cantidad de agua que se infiltra en el suelo, mayor será la posibilidad de reducir los efectos erosivos de la escorrentía superficial y crecimiento de la planta se convierte en sustentador.
LAS MEDIDAS VEGETATIVAS
El mantenimiento de una cubierta vegetal sobre la superficie del suelo protege contra la energía de impacto de la lluvia y, por lo tanto, reduce la erosión superficial. Las plantas también aumentan la rugosidad de la superficie del suelo que aumenta la torturousity de la trayectoria de flujo y reduce la velocidad (energía) de escorrentía superficial. Erosionabilidad del suelo se reduce también por la aparición de una red de raíces de las plantas que mejoran la resistencia del suelo y mejorar la estructura del suelo a través de la adición de materia orgánica.
LOS MÉTODOS MECÁNICOS
Los métodos mecánicos que acortan la longitud de la pendiente y reducen la inclinación de la pendiente disminuirán la energía de la escorrentía superficial y, al hacerlo, se reduce el volumen y la velocidad
de la escorrentía superficial. Cualquier acción que impide la escorrentía superficial excesiva y la canalización de la escorrentía superficial reducirá la posibilidad de una mayor erosión de la superficie. Tiras de vegetación alineadas perpendiculares a la inclinación también puede ralentizar la velocidad de la escorrentía superficial. Algunos de los métodos mecánicos más eficaces:
Surcos de contorno - pequeñas zanjas de 20 a 30 centímetros de profundidad que siguen las depresiones y terrazas formando contorno-que mantienen el agua en su lugar hasta que se infiltra en el suelo.
Zanjas de contorno - grandes surcos en pendientes demasiado pronunciadas para surcos en contorno para contener mayores cantidades de escorrentía y tienen potencial para la recarga de agua subterránea según suelo.
Tiras de barbecho - tiras de vegetación aproximadamente 1 metro de ancho a lo largo de los contornos en el nivel de rodar suavemente tierra para romper la longitud de la pendiente hasta que la vegetación puede establecerse.
Picaduras - depresiones poco profundas 20 a 30 centímetros de ancho y de 45 a 60 centímetros de largo se clavaron en la superficie del suelo para crear almacenamiento de la depresión para la escorrentía superficial y para proporcionar agua en el suelo para las medidas de revegetación.
5.7. EROSION EN EL PERU:
Tumbes, Piura, Lambayeque y La Libertad.
En el Perú los problemas que afectan a los suelos son graves, causan la destrucción de los mismos e inciden en la baja producción agropecuaria.
-
Salinización: por excesivo riego y mal drenaje aflora la sal a la superficie y envenena el suelo. Cerca del 40% de los suelos de la Costa sufren este problema en mayor o menor grado.
-
Erosión eólica: por tala y quema de la vegetación los vientos erosionan el suelo. Una de las causas es la destrucción de la vegetación cerca de los valles y la falta de cortinas rompe vientos.
-
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-
Erosión fluvial: los ríos arrastran las tierras en las orillas por falta de vegetación y protección de las mismas.
El sobrepastoreo y la quema de pajonales en las partes altas causa deterioro de la cobertura vegetal y origina erosión. El pastoreo con especies no aptas es causa de destrucción de la cobertura de los pastos naturales. Los ovinos, equinos y vacunos, especialmente en las zonas más áridas de la Sierra, destruyen los pastos por arranque y pisoteo.
Erosión hídrica y eólica: por tala y quema de la vegetación y sobrepastoreo por cabras. Los algarrobales y los bosques secos han desaparecido o han sido reducidos por la acción humana en extensas zonas. Salinización: por excesivo riego y mal drenaje. Amplias zonas irrigadas son afectadas por este problema en
Erosión hídrica grave: con deslizamientos en la época de lluvias. La causa es la tala y quema de la vegetación de las laderas, y el sobrepastoreo. Este problema es generalizado por las altas pendientes y la falta de cobertura vegetal.
Erosión hídrica (fluvial y pluvial): por la falta de cobertura vegetal y la quema de los rastrojos. Este problema afecta al 60% de los suelos agrícolas de la región.
-
-
En la Sierra y valles interandinos:
En la Costa Norte:
Desertificación: por la tala de los bosques en las zonas semidesérticas (algarrobales, sapotales) el desierto se extiende y las dunas avanzan sobre las áreas agrícolas. En las Vertientes Occidentales:
En la Costa centro y sur:
-
-
En la Selva Alta: Erosión hídrica grave por las excesivas pendientes, las altas precipitaciones y la deforestación incontrolada de laderas y
orillas de los ríos, que desatan procesos erosivos graves en forma de deslizamientos y huaycos. Este problema es generalizado.
Pérdida de fertilidad por prácticas agrícolas que eliminan la materia orgánica y no la restituyen en forma natural. Las prácticas agroforestales están poco extendidas.
En la Selva Baja:
Pérdida de fertilidad: la fertilidad de los suelos amazónicos depende de la cobertura vegetal, que restituye la materia orgánica. Los sistemas agroforestales no son usados en forma generalizada. -
Erosión fluvial: la deforestación masiva de las orillas de los ríos produce una acelerada erosión de las mejores tierras aluviales.
6. Transporte de sedimentos: Si las condiciones de escurrimiento en un canal aluvial superan la condición umbral de arrastre entonces el fluido es capaz de inducir el transporte generalizado del sedimento del lecho. Este transporte se puede clasificar en, al menos, dos modos: transporte de fondo y transporte en suspensión. En forma general puede definirse el transporte de fondo como aquel durante el cual las partículas de sedimento transportadas
por el flujo se mantienen en frecuente contacto con el lecho. Transporte en suspensión: es aquel durante el cual las partículas de sedimento son difundidas en la totalidad de la columna de agua, teniendo un infrecuente contacto con el lecho. El transporte de fondo está asociado a sedimento relativamente grueso, en tanto el transporte en suspensión se relaciona con sedimento fino. Ello porque si bien, en principio, cualquier partícula podría ser puesta en suspensión (independientemente de su tamaño) si el escurrimiento tiene suficiente capacidad de arrastre, en la práctica dicha capacidad es limitada en cauces naturales
6.1. Factores: Los procesos que gobiernan el movimiento de los sedimentos en los ríos son complejos y dependen de los siguientes factores: hidrológicos, hidráulicos, geológicos, geográficos y biológicos. La descarga de agua, su velocidad, las características de los materiales de las paredes y del fondo del cauce, la disponibilidad de material para su transporte. Otros factores son: la duración e intensidad de lluvia, la pendiente, el uso de suelo en la cuenca, la cobertura vegetal, el tipo de suelo, las actividades humanas.
6.2. Daños causados por los sedimentos: Aunque la agricultura contribuye en muchas formas a deteriorar la calidad del agua, la
sedimentación y erosión antropogénica es un problema mundial que suele estar especialmente asociado a la agricultura. Si bien no hay cifras mundiales, es probable que la agricultura, en sentido amplio, sea la causante de gran parte del aporte mundial de sedimentos a los ríos, lagos, estuarios y, finalmente, a los océanos mundiales.
6.3. Calculo del volumen de sedimentos:
= ∗∗ Dónde: R= producción de sedimentos por unidad area de la cuenca, Ton/Km 2 = Qs/Ac Ac = area de la cuenca en km 2 wt = peso específico o densidad aparente de los sedimentos, kg/m3.
6.4. Método sedimentación de embalse: La sedimentación no puede ser prevenida pero si retardada. Una forma de hacer esto es seleccionar un sitio donde el flujo de sedimentos sea bajo y aplicar métodos de conservación de suelo (terrazas, cultivos en contorno), proteger márgenes de los ríos vegetándolos o revistiéndolos, barreras naturales que atrapan los sedimentos antes de llegar a las presas, desazolvar la presa (dragando), deflocular el sedimento compactado y que pase como liquido Azolve del embalse el último destino, de todos los sedimentos, son los fondos de los embalses, grandes producciones de sedimentos acortan la vida útil de un embalse y para determinar la capacidad muerta de un embalse se debe considerar la producción de
sedimentos para los “n” años de vida útil planeada para el embalse. El peso específico del sedimento varía de acuerdo a la edad del depósito (t en años) y del tipo de sedimento.
7. CONCLUSIONES: En el presente trabajo dimos a conocer los procesos que conducen la pérdida del suelo y lo esto ocasionan En la actualidad en sectores como las riveras de los ríos y sus cauces han sufrido impactos de manera drástica destruyendo de forma parcial o total los suelos y alterando las condiciones naturales. La erosión superficial es causada por el desprendimiento de partículas del suelo de un sitio por el impacto de las gotas de lluvia que golpea una superficie del suelo mineral y de su transporte desde el lugar por la escorrentía superficial La prevención de la erosión superficial o el mantenimiento de la tasa de erosión en niveles aceptables incluyendo una cubierta protectora de la vegetación para reducir la energía impartida por la caída de las gotas de agua y las altas velocidades de escorrentía superficial. El aporte a los embalses de sedimentos procedentes del suelo producido por el desmantelamiento de materiales debido a la erosión hídrica puede suponer un grave problema ya que podrían producir turbidez o contaminación del agua embalsada, disminución de la capacidad inicial e incluso aterramientos. Por ello consideramos pertinente que se vigile la erosión hídrica en estas zonas y que se ponga en marcha alguna estrategia para controlar la erosión como puede ser en zonas donde la vegetación es
escasa practicar reforestaciones con especies resistentes que aumenten la consolidación de los suelos y disminuyan el desprendimiento de materia
8. REFERENCIAS BIBLEOGRAFICAS: http://eprints.ucm.es/17468/1/TFM_AfricaD umas.pdf http://eias.utalca.cl/isi/publicaciones/erosio n_y_sedimentacion_vol1.pdf http://upcommons.upc.edu/bitstream/handl e/2099.1/24492/711-TES-CA6655.Memoria.pdf?sequence=1&isAllowed= y https://www.greenfacts.org/es/recursoshidricos/figtableboxes/4.htm file:///C:/Users/User/Downloads/erocion%2 0libro%201.en.es.pdf
