11 =IHH-UMSA I PHICAB I ORSTOM

INFLUENCIA DE LOS CAMBIOS

EN EL USO DEL SUELO SOBRE EL ESCURRIMIENTO

Y LA EROSIONEN LA CUENCA DEL RIO PIRAl

AMAZONIA ANDINA - BOLIVIA

.- ~ _ _ ....J . ' 1

RECONOCIMIENTOS

AR.. e{)ec.tuaA e-6.t:e PJtoyec.to -: de Gaado Jteub'¿.ea. co.ea.boJtauón de

dA..VeA--6a/.¡ oe-c-sona-s e '¿~uone-6, '¿ncR..uyendo pJt'¿nupaR..men.t:~

aqu~ que nombJto a con.t;.¿nuuuón. cuYa/.¡ con.t:Jt-

INDICE

Capitulo 1. INTRODUCCION

Capitulo 3. ANALISIS HIDROLOGICO

Capitulo 2. CARACTERISTICAS GENERALES DEL AREA DE ESTUDIO

1 • 1 •1. 2.1 .3.

2 • 1 •2.2.2.3.2.4.2.5.2.6.2.6.1.2.6.2.

-.. 2. 7 .2.8.2.8.1.2.8.2.2.9.2. 10.2.10.1.2.11.

3. 1 .3.2.3.2.1.3.2.2.3.2.3.,3.2.3.1.3.2.3.2.

3.3.3.3.1.3.4.3.4.1.3.4.2.3.4.3.3.4.4.

GeneralidadesAntecedentesObjetivos

Ubicación y ExtensiónVías de comunicaciónTopografíaHidrografíaVegetaciónAspectos climáticosEl clima del área de estudioDesviación acumulativa y Recurrencia deprecipitación media anualPoblación de la zona de estudioGeologíaEstratigrafíaEstructuralGeomorfologíaFisiografíaDescripción de unidadesSuelos

Introducción y objetivosFenómenos hidrológicosPrecipitaciónEscurrimientoErosiónErosión hídricaFactores físicos Que influyen en la erosiónhídricaInventario de estacionesEstaciones y períodos seleccionadosMorfometría de la cuencaCurva hipsométricaDensidad de drenajePendiente media del ríoPerfi 1 longitudinal del río

Pago1

122

4

4466778

la1 115-18182121232325

30

303030313434

3843434646474747

Capitulo 4. ESTUDIO DE LA COBERTURA Y USO POTENCIAL DEL SUELO 49

4. 14.1.1.4.1.2.4.2.

Cobertura y uso del sueloEstados de cobertura del sueloDescripción de unidadesClasificación y Uso potencial del

... "49494,959

4.2.1.4.2.2.4.2.3.4.2.4.

4.2.4.1.4.2.4.2.4.2.4.3.

4.2.4.4.

4.2.4.5.4.2.4.6.

4.2.4.7.4.3.

Concepto y metodologíaCategorías generalesSistemas de manejo tecnológicoClasificación del uso poten~ia1 del suelo en elárea de estudioCultivos en limpio (A)Cultivos permanentes y cultivos anuales (C)Plantaciones forestales y sistemasagroforesta1es (P)Producción forestal bajo manejo y con cortosciclos de agricultura en bosque (F1)Protección y producción forestal limitada (F2)Estricta protección y reservas de vidasilvestre (X)Tierras destinadas al uso urbano y suburbanoResultados

595960

626264

64

6565

666668

Capitulo 5. MODELOS MATEMATICOS EN HIDROLOGIA 70

5. 1 .5.1.1.5. 1 .2.5.2.5.2.1.5.2.2.5.2.2.1.5.2.2.2'.5 . 2 . 2 . 3 .5.3.5.3.1.5.3.2.5.3.3.

5.3.4.5.3.4.1.5.3.5.

5.3.5.1.

5.3.6.5.3.7.5.3.8.

Fundamentos generales 70Definición y Concepto de los modelos matemáticos 70Clases de modelos matemáticos 71Modelos determinísticos 71Tipos de modelos determinísticos usados 73Requerimiento de datos 75Recolección de datos 77Revisión de datos 78Relleno y generación de datos 78Aplicación de los modelos 81Pasos en la aplicación de un mode,10 81Definición del problema 81Análisis de los requerimientos de datos y fuentesdisponibles 81Selección de los modelos disponibles 81Selección de los modelos para este trabajo 82Ensamblado de la base de datos y estimación delos parámetros del modelo 84Forma de estimación de los parámetros físicos delos modelos HYMO 10 y MUSLE 84Calibración del modelo 89Verificación de la precisión de la simulación 90Preparación de las corridas del modelo, corridasdel modelo y análisis de resultados 90

Capitulo 6. APLICACION DE LOS MODELOS 92

6. 1 .6.1.1.6.1.2.6.1.2.1.6. 1 .2.2.6.1. 3.6.1.3.1.6.1.3.2.6.1. 4.

Modelo HYMO 10IntroducciónDescripción del modeloEstructura computacionalForma de manejo del modeloFactores que intervienen en el modeloDeterminación del escurrimientoEvaluación del CNAplicación y calibración del modelo

92929293969797102103

G. i .4. i .6 . 1 . ~.~ . :~ .6.1.4.3.

6.1.4.4.(~. 1 . 5 .6.2.~:.. 2 . 1 .0.2.2.6.2.3.6.2.3.1.6.2.3.2.6.2.3.3.6.2.3.4.6.2.3.5.6.2.4.6.2.4.1.6.2.4.2.6.2.4.3.6.2.4.4.

Caracteristicas de la red hidricaCrecidas seleccionadasInformación requerid3 de las c~ecidas por elmodeloCalibración y verificación del modeloResultadosModelo MUSLEIntroducciónDescripción del modeloEvaluación de los factoresEscurrimiento y Cauaal picoErosionabilidad del suelo: Factor (K)El factor longitud y pendiente del declive (LS)Cobertura y uso del suelo: Factor (C)Prácticas de conservación: Factor (P)Aplicación del modeloCaracterísticas de la red hídricaCorre1ación de la MUSLEResultadosCoeficiente de retención

1061C~:

1 1 G~ r, ..1"':' :

1 ::; :1:'; 11 -: 1

13213213313513814 1142143143152154

Capítulo 7. INFLUENCIA DE LOS CAMBIOS EN EL USO DEL SUELOSOBRE EL ESCURRIMIENTO Y LA EROSION 160

7 . 1 .7.2.7.2.1.7.2.1.1.7.2.1.2.7.2.1.3.7.3.7.3.1.7.3.1.1.7.3.1.2.7.3.1.3.

Cambios en el uso del sueloInfluencia sobre el EscurrimientoComparación de escenariosCrecida del 5 de Diciembre de 1978Crecida del 14 de Dlciembre de 1984Crecida del 18 de Marzo de 1983Influencia sobre la ErosiónComparación de escenariosCrecida del 5 de Diciembre de 1978Crecida del 14 de Diciembre de 1984Crecida del 18 de Marzo de 1983

1601611631651701701741761 77178179

Capítulo 8. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 181

8. 1 .8.2.

ANEXO 1

ConclusionesRecomendaciones

BIBLIOGRAFIA

Resumen de resultados de los archivos generadospor el modelo HYMO 10 para las crecidasseleccionadas.

181184

186

189

ANEXO 11 Tablas con resultados de escurrimiento y erosiónen los diferentes puntos de control de la cuencapara diversos estados de simulación de cobertura 236

PLANOS 242

1. 1NTROpuCCIQN

1.1. GENERALIDADES.

La creciente necesidad del hombre en poder utilizar,'controlar y preservar los recursos naturales yprincipalmente los recursos hídricos de que dispone escada vez más necesaria.

En nuestro país,abundantes peroadecuada por losequilibrio de la

los recursosgeneralmente

habitantes denaturaleza.

naturales disponibles sonno aprovechados en formamodo tal de no romper el

La aparición de fenómenos naturales extraordinarios comocrecidas y erosión intensa de tierras, causadas por lasactividades del hombre que alteran la cubierta natural,las condiciones del suelo y cambian los factoresclimáticos de una determinada región, hacen ver lanecesidad de implantar politicas-de manejo -aaécuado deestos recursos. Esta planificación del aprovechamientode la, tierra con vistas a satisfacer las necesidadesfuturas del hombre, tendrian como objetivo el mantenerel equilibrio del individuo con el medio ambiente.

1.2. ANTECEDENTES.

A lo largo del río Pirai en el departamento de SantaCruz, Bolivia, se hallan tierras agrícolas y áreas deforestación así como áreas industriales, urbanizadas yvías de comunicación. Debido a los desbordes del rio yla erosión de tierras que colocan en peligro cada vezmayor la infraestructura y los recursos naturales de laregión se comenzó a realizar una serie de estudios parasolucionar este problema.

Desde 1975 se inició la .implementación de una redhidrométrica en la zona como resultado del convenioentre la Corporación de Desarrollo de Santa Cruz(CORDECRUZ) y la Misión Alemana de Cooperación Técnica(G.T.Z.) para el estudio integral de la cuenca.Posteriormente con la creación del Servicio deEncausamiento de Aguas del Río Piraí (SEARPI), enteprincipal encargado de la planificación y ejecución deproyectos sobre el rio, se viene efectuando los estudiosnecesarios para el manejo de la cuenca.

De los estudios realizados podemos mencionar ellevantamiento de la zona de estudio por medio de fotosaéreas para la elaboración de mapas temáticos, estudiossobre erosión y ordenamiento de subcuencas, elaboraciónde informes sobre procesamiento de registros y crecidas,

2

y construcciones de canales de aliviamiento con otrasobras hidraúlicas propias de trabajos de defenza civilactualmente implementadas y puestas en funcionamiento.

Surgiendo el interés de realizar un estudio quecomplemente el manejo de la cuenca, a través de modelosmatemáticos por parte del Instituto de Hidraúlica eHidrología (I.H.H.) de la U.M.S.A. y en un afán delautor de querer contribuir modestamente a la región, yaque fué participe de los su~esos trágicos ocurridosdurante la crecida del 18 de Marzo de 1983, es que seelabora el presente trabajo dentro del marco delProyecto Climatológico e Hidrológico de BoliviaPHICAB, (Convenio entre el I.H.H. y el Instituto Francésde la Investigación Cientifica para el Desarrollo enCooperación - ORSTOM).

1.3. OBJETIVOS.

Por medio de este estudio se trata de establecer laincidencia de los cambios del uso del suelo ocacionadospor las actividades humanas en la cuenca del río Piraisobre el escurrimiento y la erosión.

Para esteescenariospor medioapreciarinfluencia

objetivo principal se trabajó con cuatrodiferentes de estados de la cuenca, para que

del empleo de modelos matemáticos se logreen forma cualitativa y cuantitativa ladel uso del suelo.

Con la elaLcr~ción de este proyecto se cumplieron lossiguientes objetivos parciales:

(a) Recopilación y análisis de información meteorológicay fluviométrica de algunos eventos maximos ocurridosen la zona de estudio.

(b) Conversión de las caracteristicas físicas ymorfológicas de la cuenca contenidas en mapas, atablas y unidades de información adecuadas para suuso en computadora.

(c) Elaboración de un mapa de uso potencial del suelodel área de estudio a nivel semidetallado.

(d) Aplicación, calibración, ajuste y verificación demodelos matemáticos adecuados a las caracteristicasde la región y a la información fluviométrica ymeteorológica existente, interrelacionando' losprocesos precipitación-escurrimiento-erosión parapoder tener conocimiento del comportamientohidrológico de la cuenca durante crecidas.

(e) Contrastar los resultados obtenidos en los puntos decontrol, de los diferentes escenarios de la cuenca y

3

mostrar la incidencia de un manejo adecuado einadecuado de la hoya con sus posibles consecuenciasa mediano plazo.

(f) Como contribución este proyecto, trata de estableceruna metodología para realizar estudios similares enotras cuencas del pafs.

2.

2.1.

4

CARACTEBISTICAS GENERALES DEl ASEA DE ESTUDIO

UBICACION y EXTENSION.-

La cuenca del río Piraí se encuentra ubicada en elDepartamento de Santa Cruz y se extiende sobre unasuperficie de 2879 Km2. En ella se destaca la denominada"cuenca alta" que comprende desde las cabeceras de losríos Bermejo y Piojeras, hasta la confluencia del Piraícon el río Espejos, la otra zona restante llamadatambién "cuenca media" abarca desde' el lugar deconfluencia mencionado hasta el puente La Bélgica, puntofinal del área de estudio.

Geográficamente -las coordenadas límites según las cartasde1I.G.M. son: 63° 6' 30" a 63° 54' 30" de longitudOeste y 17· 32' 30" a 18° 26' 30" de latitud Sur.(Vermapa de ubicación).

2.2. VIAS DE COMUNICACION.-

La carretera Cochabamba - Santa Cruz es la principal viade comunicación e ingresa a la zona cerca de lalocalidad de Samaipata, pasando a lo largo de sutrayectoria por varias poblaciones más pequeftas paraposteriomente ingresar a la ciudad de Santa Cruz de laSierra.

Aparte de esta principal via caminera exist.... I además,lacarretera al norte Que será el nuevo vínculo que unirá aSanta Cruz con el occidente del pais y Que en su tramoinicial esta dentro de los límites de la cuenca. Algunoscaminos de tierra en condicionps regulares detransitabi 1idad como el de Samaipata 'a la local idad deSan Juan del Rosario, otros caminos de penetraciónconstruidos por empresas madereras privadas y Que sonintransitables en época lluviosa. Hay también tramos de~aminos en lo~ alrededores del área de influencia de laciudad,que comun i can con algunos centros de producción ysendas para acémilas especialmente ubicadas en la partealta de la cuenca.

Dentro de otros medios de comunicación, se encuentra lared oriental de ferrocarriles que vincula aldepartamento con el exterior de la república en sustramos Santa Cruz - Yacuiba y Santa Cruz - PuertoSuarez. Por último podemos citar la comunicación aéreatanto nacional como internacional por los servicios quesuministra el aeropuerto de Viru Viru y el Trompillo através de AA SANA y la red de telefonía. telégrafo ytelex.

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MAPA DE U81CACION

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2.3. TOPOGRAFIA.-

Toda la cuenca alta presenta una topografíaaccidentada o escarpada con fuertes pendientes, encambio la cuenca media tiene pendientes suaves propiasde la transición de la faja subandina a la llanuraChaco-beniana.

En su generalidad la altitud más frecuente es de 600 a800 m.s.n.m. estando el punto más elevado a 2430m.s.n.m. en las serranías de la parte sudoccidental Queconforman las cabeceras del río Manso y QuebradaHonda.El lugar más bajo del área estudiada esta al pasode aguas del río Piraí por el puente la Bélgica a unacota de 350 m.s.n.m.

2.4. HIDROGRAFIA.-

El Piraí es un río de régimen torrencial de los Andesorientales perteneciente a la cuenca del río Amazonas,lo forman los ríos Bermejo y Piojeras ambos de rumboOeste-este. El primero de estos dos ríos nace cerca delpoblado de Samaipata. con el nombre de río Achira tomandoluego el nombre de Bermejo ya Que recoje todas las aguasde la parte sudoccidental de la cuenca, recibiendo elnombre de río Misca hasta su cofluencia con el ríoLagunillas y cambiando luego a Pi6jeras hasta unirse enel lugar denominado Petacas al Bermejo. Las longitudesde los ríos Bermejo y Piojeras son de 50 Km y 75 Km.respectivamente.

Aguas abajo de la unión de estos dos ríos, el Piraírecibe aporte de algunos afluentes como el Salado,Elvira, Espejos por su margen izquierda y de variasQuebradas por su margen derecha. Ya en la cuenca media,en el tramo Petacas - puente la Bélgica de longitudaproximada de 100 Km., el río Piraí pasa por la parteNor-Oeste de la ciudad de Santa Cruz y tiende a laformación de meandros, ramificaciones y desplazamientosde lecho, recibiendo también en su cauce los caudales dealgunos ríos como La Madre, Sama, Chaco paraposteriomente pasar el puente la Bélgica límite final denuestro estudio. Más al Norte, el Piraí echa sus aguasal río Guenda Que desemboca en el río Grande, siendoeste último un río principal dentro de la cuenca delAmazonas boliviano.

Para un mejor estudio del río Piraí, se dividió toda suárea de aporte en 42 subcuencas como se muestra en elplano 1. La cuenca en su generalidad presenta un drenajedendrítico a rectangular, de densidades medias a altasen la parte Sur y media, con disminución Y cambio a undrenaje subparalelo poco denso en la parte Norte.

7

2.5. VEGETACION.-

La vegetación presente en la cuenca se la describirátomando como referencia el mapa ecológico de Bolivia(Ref. 29 ) Y el reconocimiento de campo efectuado enparte de la región.

Dentro de la zona clasificada como BosQue seco templadoestán las cabeceras de los rios Bermejo y Piojeras, endonde se presenta un bosQue latifoliado deciduo (bosQueen el cual el 75 ~ o más de los árboles pierden sushojas en 10 más acentuado de la época seca y/oinvernal), con árboles dominantes Que pasan de los 10 m.de altura. El bosQue originario abarca unas 18 especiespor Ha., las especies vegetales Que se presentan con másfrecuencia son las siguientes: espino blanco (Acaciafarneciana), cuchi (Astrotronium fraxinifolium), curupaú(Piptadenia macrocarpa), toborochi (Chorisia ventricosa)y otras.

El resto de la cuenca Que es de mayor superficie conrelación a la anterior, pertenece a la zona de vidadenominada bosQue húmedo templado, en donde se presentaun bosQue latifoliado mixto con unas 26 a 35 especiespor Ha., aproximadamente la mitad de estas especiessuelen perder sus hojas durante los meses más secos yfrios, forman un bosQue de 30 a 35 m. de altura entrelas especies dominantes de las tierras bajas. Menoraltura de bosQue tienen las tierras altas del interiorde la faja subandina y de 2 a 3 estratos más desotobosQue , este bosQue tiene una cantidad razonable demadera Que esta siendo explotada en forma irracional.Contiene una variedad de especies diferentes entre lasQue se destacan: el ambaibo (Cacropia leucocoma),curupaú (Piptadenia macrocarpa). cupesi (Prosopisjuliflora), jorori (Swartzia jorori), penoco(Pithecolobium saman), ochoó (Hura crepitans), toborochi(Chorisia ventricosa) , total (Anacroconia totai) yotras.

2.6. ASPECTOS CLIMATICOS.-

El estudio del clima de la región esta en parterestringido por la falta de información y registros.CORDECRUZ en 1980 publicó un compendio de la informaciónmeteorológica disponible hasta 1979, incluyendoestaciones Climatológicas ordinarias, Sinópticastermopluviométricas y Pluviométricas. La longitud de losregistros varian, la estación más antigua es la delaeropuerto el Trompillo Que ti.ene registros continuosdesde 1943, las otras estaciones presentan algunosperiodos de interrupción.

Siguiendo la metodologia empleada por H. Walter (Ref.1)se confeccionaron climadiagramas de las estaciones de

2.8.1.

8

Mairana (muy próxima a la cuenca),Trompillo y la del ingenio azucarero lamodificación del cálculo de aridezSchreiber, que considera las variacioneslatitudinales.

El clima del área de eatud10.-

Samaipata, elBé 1g i ca con 1apropuesto poraltitudinales y

El clima de la cuenca del río Pirai esta afectado porvientos que llegan de dos direcciones principales. Losvientos de dirección Nor-oeste traen aire húmedo de lazona amazónica que cae como lluvia durante los meses deverano húmedo, llegando a velocidades mayores a 25Km/hr. y los vientos del Sur o surasos que son anomaliasclimáticas estacionales que ocurren cuando una masa deaire antártico frio se abre camino hacia el Norte yocurren frecuentemente entre los meses de Abril aAgosto.

Del análisis de los climadiagramas presentados en la(Fig.2.1) y de los datos de precipitaciones mediasanuales de algunas de las estaciones ubicadas en lacuenca, "se puede concluir que la precipitación tiene unrégimen que varia en forma ascendente, de la cuenca altaa la cuenca media con valores de 788 mm.en Samaipatahasta llegar a 1354 mm. en la localidad de la Bélgica,originandose un centro de convergencia deprecipitaciones máximas en las cuencas de los riosElvira y Espejos hasta las estaciones de la Guardia yColonia San Juan dando valores medios del orden de los1400 mm. tal como se muestra en el mapa de Isoyetas.

En cuanto a la distribución de las precipitaciones, lasestaciones ubicadas en la cuenca media del río,presentan un régimen de lluvias regular que se inicia enel mes de Octubre alcanzando un máximo en Enero con 207mm. en el ingenio la Bélgica y de 178 mm. en la ciudadde Santa Cruz. La época de lluvias con precipitacionesmayores a los 100 mm. se prolonga hasta fines de Marzo,teniendo el año 9 meses con lluvia y 3 meses secos,registrando la estación del Trompillo una humedadrelativa anual de 70~, en cambio en la parte alta setiene un 65~, siendo toda la cuenca en forma generaluna zona húmeda. Las estaciones ubicadas en la cuencaalta tienen un régimen de lluvias regulares que comienzaen Diciembre, alcanzando un máximo en Enero con 124 mm.en Samaipata y de 104 en Mairana. Esta época lluviosa seprolonga hasta fines del mes de Marzo.

Un parámetro importante de análisis es el que se refierea la aridez, entendiendo a esta como la cantidad mínimade lluvia expresada en mm. que se necesita parasatisfacer los requerimientos de humedad del medio(Ref.27). Del análisis de esta situación en las gráficaspresentadas, se deduce que solamente los meses de

9

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MAPA DE ISOYETAS ANUALES

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10

Septiembre a Junio corresponden al periodo donde elbalance hidrico seria positivo sobre todo en lasestaciones del Trompillo y La Bélgica, en cambio en lasestaciones de Mairana y Samaipata esto ocurre enDiciembre a Marzo.

Figura 2.1a Climadiagramaa de la. Estaciones en estudio

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en ocmediasen 24 h.mensuales

Abscisas: meses de julio hasta junio.Ordenadas: temperatura en oc y lluvia en mm.a = estación meteorológicab = altura sobre el nivel del marc = a~os de registrod = temperatura anual mediae = precipitaciones anualesf = precipitaciones máximasg = precipitaciones medias

escala reducida 1/10)h = curva de las precipitaciones promedio mensualesi = época húmedaj = época áridak = curva de la temperatura media mensual1 = índice de aridez según Schreiber

11

Un resultado importante dentro del balance hidrico es laevapotranspiración, que es el proceso por el cual elagua cambia del estado liquido a gaseoso directamente oa travéz de las plantas retornando a la atmósfera enforma de vapor. La evapotranspiración anual en SantaCruz calculada por el método de Thornthwaite es de 1242mm. y en Mairana de 688 mm. (Ref.1S). Las temperaturasmedias que se muestran en los c1imadiagramas sobrepasanlos 200 dias por año con valores por encima de los 20 oCen la parte alta de la región y con 24.6 oC en la partemedia de la cuenca.

2.6.2. Desviación acumulativa y Recurrencia de la precipitaciónmedia anual.-

Para un análisis objetivo de la desviación acumulativa,se empleó el método de Bosscher (Ref.1) tomandoregistros de las estaciones independientes una de otra,ya que los datos de la estación de Mairana presentan uncomportamiento muy particular.

Los valores de la desviación acumulativa en Mairanamuestran una tendencia ascendente en los periodoscomprendidos entre los a~os 1965 a 1972, 1976 a 1978 ydel a~o 1980 a 1983; además se observa que no existe unacorrelación de esta estación con las otras dosestaciones. Este comportamiento se puede decir queocurre debido a que Mairana se encuentra en la regióncorrespondiente a la coordi11era Oriental a 1350m.s.n.m. con condiciones climáticas diferentes a lasestaciones de el Trompillo y la Bélgica que se hallanubicadas en la llanura Chaco-beniana a 437 y 348m.s.n.m. respectivamente.

Esta anticorre1ación de estaciones debido a ladiferencia a1titudina1 se la puede explicar de lasiguiente manera: cuando en verano los anticiclonessubtropica1es bajan hacia el Sur dejando esta zona dellanura al alcance de los alisios y masas de aire muycalientes y húmedas que llegan de la zona ecuatorial,ocacionan situaciones atmosféricas como lluviasconvectivas en Santa Cruz en 30 a 40 ~ de los casos. Lassituaciones ligadas a advecciones de aire frio delAtlántico son menos frecuentes que las anteriores, peromuchas veces son acompa~adas de frentes frias queproporcionan fuertes lluvias en casi 60 ~ de los casos.En la estación invernal los anticiclones Sud-Pacifico ySud-Atlántico suben hacia el Norte y correspodan aadvecciones de aire polar que al encontrarse con airetropical generan frentes frios y lluvias en Santa Cruz.

De los valores graficados de las estaciones delTrompillo y la Bélgica se observa que existe unacorrelación directa entre e11as~ evidenciando que hastael año 1958 hubo un periodo con tendencia ascendente

12

Figura 2.lb Climadia gramas de las Estaciones en estud I o

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14

(húmedo), posteriormente se manifiesta una fasedescendente (seca) hasta los años 1976 y 1979 para luegoingresar a un ciclo con tendencia ascendente que llega a1985 y continúa al presente.

Figura 2.2 Desviación acumulativa de la precipitación media anual

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15

calculadas ultimamente, esta situación es importanteconocerla para la planificación agrícola y para tomarmedidas de precaución en el control de inundaciones.

De las curvas de recurrencia de la precipitación anualen las estaciones de Mairana, la Angostura, el Trompilloy la Bélgica, se observa que. estas dos últimasestaciones describen hipérbolas cuyas amplitudes soncasi iguales. En el caso del Trompillo, la amplitud devariación de la precipitación alcanza a unos 1400 mm.con una moda de 1200 mm. considerando 42 años demedición. En la Bélgica la amplitud de variación esmenor y su moda es de aproximadamente 1320 mm. tomandoun lapso de 26 años de registro (Ver Fig 2.3).

En la curva de la estación pluviométrica de la Ang6sturala amplitud de la variación llega a unos 1200 mm. conuna moda de 1210 mm. en 28 años de observación. Porúltimo la estación de Mairana presenta una curva muydistinta a las anteriores tres, ya que su variación dela precipitación esta por los 500 mm. y su moda en los650 mm. Considerando las curvas de recurrencia de lasestaciones de el Trompillo y la Bélgica juntamente conlas gráficas de la desviación acumulativa, resulta quese continúa en un período húmedo de 18 a 21 años deduración y las espectativas de precipitación en laciudad de Santa Cruz para la siguiente década,posiblemente estarán comprendidas entre 710 a 1200 mm.anuales y en la zona de la Bélgica este rango devariación estaría entre los 660 a 1320 mm.

2.7. POBLACION DE LA ZONA DE ESTUDIO.-

La cuenca del río Piraí es la región de mayor densidadde población del departamento de Santa Cruz, estefenómeno social se debe al desarrollo agroindustrialexperimentado desde hace aproximadamente 30 años atrás.Este aumento de población genera una gran presión sobreel equilibrio ecológico del medio ambiente y acelera sudeterioro, es por esta razón que es necesario unconocimiento detallado de la distribución de lapoblación para tomar medidas preventivas que precautelenel manejo de la cuenca en su conjunto.

La recopilación de datos poblacionales y estadísticosfue realizada en el SEARPI y el INE (Ref.34), estasegunda institución efectuó cálculos de proyeccionesdemográficas de Santa Cruz. Uno de estos fué realizado anivel de localidad, pueblo y ciudad para el 1982 en basea los censos de 1950 y 1976 en donde se menciona que elcenso de 1950 englobó a las poblaciones selvícolasdentro de una sola provincia, lo que dió como resultadoun censo generalizado, mientras que el de 1976 define latasa de crecimiento en base a sus propios datos, es asíQue para la proyección demográfica para 1982 se procedió

16

al cálculo de las estimaciones en base a los resultadosoficiales del censo de población y vivienda usando lastasas brutas intercensales ajustadas y corregidas. Eneste subindice se realizó una regresión de la poblaciónpara los años 1970, 1983 Y proyecciones para 1987 y2000, en estas dos últimas se tomaron en cuenta lasproyecciones efectuadas por el INE hasta 1986 a nivelprovincial. En ambos casos se supuso que las tasas decrecimiento, mortalidad y migración permanecenconstantes. La ecuación utilizada para el cálculo fué lasiguiente:

t = 100* (~~~ _ 1)

Pc = Pb* (....L.+ 1)E100

( 2 • 1 )

(2.2)

donde: t = tasa de crecimiento (~)E = periodoPb = población del año 1976Pa = población del año 1950Pc = población del año buscado

De la información consultada se extrajo los datospob1aciona1es de las provincias, cantones y localidadesde Santa Cruz, ubicando cada una de estas últimas con laayuda de la cartografia en la subcuenca correspondiente.El número de habitantes resultante en cada subcuenca esobtenido de la suma de las localidades o pueblospresentes más la población dispersa de esta.

De esta forma se elaboró una tabla en la que se detallael número de habitantes y la tasa de crecimiento porsubcuenca para los censos de 1950 y 1976, además lasregresiones para 1970 y 1983 con las posibles cifras depobladores para 1987 y 2000. La regresión efectuada parael año 1970 da una población total de 202,659 Hab. conuna tasa de crecimiento anual de 6.64~, para 1983 estacifra aumenta 452,857 Hab. y su tasa es de 5.85 ~, en laproyección para el año 2000, ·e1 cálculo arroja unresultado de 1,068,886 Hab. con una tasa de 5.17 ~.Estas dos regresiones y la proyección de la población alaño 2000, se las realizaron con el fin de ver comoincide el aumento demográfico en la intervención de lacuenca.

Haciendo referencia a la población actual del área deestudio, se puede decir que esta alcanza a 570,364habitantes de las cuales 500,000 pertenecen a la ciudadde Santa Cruz y las restantes se encuentran dispersas entoda la cuenca, teniendo una tasa de crecimiento totalde 5,01 ~ (proyección hecha a Julio de 1987, Tabla2. 1 ) .

17

Tabla 2.1 Población en la cuenca del rfo Piraf

-----------------------------------------------------------------Cuenca Censo Tasa Regres. Censo Tasa Regres. Tasa Proyec.

No. 1950 " a 1970 1976 " a 1983 " al 2000(Hab. ) (Hab. ) (Hab. ) (Hab. ) (Hab. )-----------------------------------------------------------------

1 324 1. 59 444 488 1.40 538 1 . 10 6482 1485 1.59 2036 2238 1. 37 2462 1 .04 29383 738 1.59 1012 1112 1. 79 1259 1 .06 15064 47 1.59 64 71 1 .40 78 1.05 935 111 1.58 152 167 1. 34 183 1.00 2176 125 1.59 171 189 1.39 208 1.05 2487 270 1.59 370 407 1.38 448 1.06 5368 50 1.62 69 76 1 .36 83 1.05 999 203 1.59 278 306 1. 36 336 1 .05 401

10 242 1.59 332 365 1 .37 401 1.06 48011 173 1. 58 237 260 1 .36 286 1.04 34112 420 1.64 581 641 1.45 709 1.16 86213 692 1.67 964 1064 1.45 1177 1.14 142714 214 1.67 298 329 1 .45 364 1 . 14 44115 359 1.67 500 552 1.46 611 1.14 74116 65 1.67 90 100 1.43 110 1 . 14 13317 58 1.66 81 89 1.48 99 1. 14 12018 184 1.67 256 283 1 .46 313 1.14 38019 46 1.68 64 71 1 .47 78 1.14 9520 192 1.64 266 293 1.43 324 1.14 39321 383 1.59 525 577 4.35 777 5.40 190022 67 5.88 210 296 7.43 489 9.74 237423 13 10.05 88 157 9.91 304 9.74 147624 82 5.91 258 365 7.45 604 9.74 293325 19 10.25 134 240 10.07 470 9.74 228226 41 10.09 280 499 9.92 967 9.74 469527 100 10.13 689 1229 9.96 2389 9.74 1160028 67 10.17 465 831 10.00 1620 9.74 786529 22 10.09 150 268 9.92 520 9.74 252530 527 10.14 3637 6496 9.98 12643 9.73 6128931 50 10.12 344 613 9.92 1188 9.70 573232 71 10.17 493 881 10.01 1718 9.73 832833 112 10.15 774 1382 9.99 2691 9.77 1312634 94 10.13 647 1156 9.97 2248 9.74 1091435 1664 5.04 4449 5984 6.45 9268 5.26 2215536 1717 2.45 2786 3225 2.94 3950 2.78 629637 41899 7.29 171155 261167 5.80 387541 4.80 85992338 425 2.70 724 849 2.42 1004 0.72 113439 999 2.82 1742 2058 2.33 2418 0.70 272240 399 2.25 623 712 2.27 833 0.70 93841 108 2.13 165 187 2.36 220 2.68 34542 1202 6.27 4056 5848 6.23 8928 6.05 24235

-----------------------------------------------------------------TOTAL 56059 202659 304121 452857 1066886-----------------------------------------------------------------

18

2.8. GEOLOGIA.-

El reconocimiento geológico de la cuenca del río Piraifué realizado por Y.P.F.B. en sus trabajos deexploración d~ campo. Efectuando una descripcióngeneralizada de la estratigrafia y los principales·rasgos estructurales, podemos concluir que las rocasaf10rantes en el área estudiada son todas de origensedimentario y comprenden formaciones de edad devónica,triásica, cretásica y terciaria respectivamente; lossedimentos cuaternarios corresponden en su generalidad ala llanura Chaco-beniana. Tomando en cuenta una columnaestratigráfica generalizada, fueron reconocidas 16formaciones desde el Devónico hasta el Terciario y cuyoorden cronológico es el que se da en la siguiente tabla:

Tabla 2.2 Formaciones Geológicas

SISTEMA EDAD EN M.A. GRUPO FORMACION

DEVONICO

CARBONICO

TRIASICO

CRETACICO

TERCIARIO

CUATERNARIO

380 - 370380 - 360370 - 360360 - 350

335 - 320320 - 305 Machareti305 - 290285 - 290 Mandiyuti285 - 290

230 - 195

85 - 7575 - 7070 - 65

30 (Oligoceno)20 (Mioceno)

5 (Plioceno)

(Pleistoceno)

Ic1aLos monosHuamampamapaIQuiri

TupambiTarija-ChorroTaiguatíScarpmentFlorida

E1vira

IchoaYantataCajones

PetacaYecuaChaco

F1uvioglacia1TerrazasCo1ivialesAluviales

2.8.1. Estratigraffa.-

De acuerdo a la tabla anterior, la suceción en el tiempoy la naturaleza que lo conforman, se describirá lascaracterísticas generales de cada uno de los sistemastal cual se presentan en el área, comenzando del másantigud ~l más joven~

(

19

Devónico: Presente en la subcuenca del rio Achira y enla serrania La Negra. Los sedimentos devónicosexistentes estan conformados por lutitas gris-oscuras,carbonosas; areniscas cuarcitas gris-blanquecinas degrano medio con alto porcentaje samitico; y lutitasgris-oscuras, bituminosas. Esta es la formación másantigua aflorante en la cuenca.

Carbónico: En la cuenca alta el 70 ~ de los sedimentosson de este periodo. La formación Escarpment del grupoMandiyuti nominada asi por tener la tendencia a formaracantilados, escarpes pronunciados, caidas de agua ydesfiladeros es la de mayor exposición y estarepresentada por una serie de areniscas amarilentas yrosadas, violáceas y rojizas de grano medio a grueso,débil compactación y fácilmente deleznable. Dentro deeste grupo esta también la formación Florida que estaconstituida por lutitas y limolitas rojizas de altasuceptibilidad a la erosión. El grupo Machareti sepresenta en grado menor, con lutitas, limolitas ydiamictitas de coloración rojiza con intercalaciones deareniscas y conglomerados.

Triásico: Se presenta en la margen izquierda y Norte delPirai a partir de la Angostura. La formacióncaracteristica es la de Elvira y litológicamente estarepresentada por areniscas amarillentas conestratificación entrecruzada.

Cretásico: Aflora en la subcuenca del rio Chuchal y alNorte de la Angostura. Litológicamenteesta representadopor areniscas calcáreas interestratificadas con calizasarenosas con módulos de pedernal, en las formacionesIchoa y Yantata se tiene areniscas rojizo-amarillentasde grano grueso a medio sub redondeado y conentrecruzamientos.

Cretásico: Aflora en la subcuenca del rio Chuchal y alNorte de la Angostura. Litológicmente esta representadopor areniscas calcáreas interestratificadas con calizasarenosas con módulos de pedernal, en las formacionesIchoa y Yantata se tiene areniscas rojizo-amarillentasde grano grueso a medio, subredondeado y conentrecruzamientos.

Terciario: La unidad basal del Terciario en este sectores la formación Petaca que se extiende desde laAngostura hasta la Guardia y esta constituida por unasecuencia de conglomerados y areniscas. Suprayacente alos conglomerados se encuentra una alternancia delutitas rojizas y verdosas. Las otras formaciones queson Yecua y Chaco estan formadas por limolitas, margas ycalizas; areniscas marron-rojizas intercaladas conlimolitas y arcillitas respectivamente (Chaco superior).

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2.8.2.

21

Cuaternario: Esta amplia unidad morfoestructura1 sepresenta en depósitos solo en algunos ríos de la cuencaalta como el Chucha1, Colorado y Piojeras, en cambio apartir de la Angostura se encuentra en forma general enla extensa llanura aluvial. Estos sedimentoscuaternarios estan compuestos generalmente por materialde origen aluvial, fluvial y residual como arenas, limosy arcillas de distribución lenticular poco consolidadas.El cuaternario representa el área suceptib1e acultivarse y a ser explotada por la agricultura y laganaderia, sus sedimentos sueltos arenosos y gravososestán distribuidos heterogéneamente en los lechos de losrios y tiene un espesor que oscila entre 5 a 50 m.aproximadamente presentando algunas veces ciertocontenido paleontológico.

Eatructural.-

Desde el punto de vista de la geo10gia estructural,vemos que la cuenca alta presenta un fuerte tectonismodebido a que la faja Subandina sufre un cambio dedireción. Se presentan pliegues mayores que atraviesantoda la cuenca alta, entre ellos podemos citar lossinc1ina1es de el Torneado, Bermejo, Remate y el Fuertecuyos núcleos alojan sedimentos carboníferos. En cambioel que aloja en su núcleo sediemtos del Terciario es elsinclinal de Tarumá.

Entre los antic1ina1es que poseen núcleos con sedimentosdevónicos, mencionamos el de Piojeras y San Juan delRosario, el rumbo de estos pliegues mayores es de Norte-sur a veces cortados por fallas transversales. Lospliegues menores incluyen dos pequenos anticlinales: elde Agua hedionda y la Negra con otros más pequenosproducto del acodamiento de la faja Subandina.

Se observa también fallas transversales de gran magnitudcon fuerte fracturamiento y diaclasamiento en rocascarbónicas, estas fallas son las más nuevas pues cortanperpendicularmente a todo el sistema estructural y sonlas de Vicoquin, Floripondio, león y las Juntas que sonlas causantes de la formación de los rios de rumboOeste-este. De las fallas longitudinales queposiblemente son las más antiguas mencionamos a la de laNegra, la Angostura y la de Cedra1 que corren de Norte aSur truncando antic1ina1es.

2.9. GEOMORFOLOGIA.-

El estudio geomorfo1ógico es aquel que tiene por objetola descripción y explicación de las formas del terreno,reflejadas en los diversos paisajes de la tierra.Considerando los estudios del CIASER (Ref.Z) y FORAGRO(Ref.11) y resaltando los aspectos morfográficos, ymorfogenéticos en la cuenca, se determinaron las

22

siguientes unidades: de origendenudacional, fluvial y fluvial-eólica.

(a) De origen Estructural.-

estructural,

r'.. ..

Esta unidad se encuentra en la parte monta~osa del áreade estudio y sigue un rumbo Norte-sud. Los paisajes quese presentan son mesetas peneplanizadas controladas porel afloramiento de areniscas carboníferas del grupoMandiyutí, Serranías monoclinales conformadas porlutitas y areniscas de la formación Iquirí del Devónicoy cuestas formadas por rocas cretácico-terciarias.

(b) De origen Denudaciona1.-

Considerada así porque proviene de la denudación delcomplejo serranía y colina originada por procesosestructurales, esta se encuentra en el área monta~osa yen el piedemonte. Los paisajes que forman esta unidad enla parte monta~osa son el de Serranía y Valles modeladossobre 1utitas y diamictitas del grupo Macharetí, colinasformadas por rocas terciarias de la formación Chaco.

Entrando a la zona de piedemomte, encontramos paisajesde Mesetas, G1asís y Ondulaciones modeladas ensedimentos poco o nada consolidados (limo1itas,limos)asignados al Terciario Superior. La ubicación de estepaisaje se extiende desde las proximidades de la ciudadde Santa Cruz al Sud, hasta las cercanías de Warnes alNorte.

(c) De origen F1uvia1.-

Caracterizada por el drenaje, es decir que los ríosdescienden de las serranías del Subandino, atraviezan elsistema erosionando y depositando sedimentos con ciertapendiente hasta llegar a la llanura. Presenta un paisajede Valles conformados por terrazas que estandistribuidos a lo largo de los ríos importantes ycomplejos aluviales como la llanura aluvial antiguacorrespondiente a la planicie cuaternaria. Playaspertenecientes al río Piraf y a otros ríos de menorimportancia. Barras de arena y Zonas de inundación.

(d) De origen Fluvial - Eó1ico.-

Unidad caracterizada por el drenaje' y la acciónremodeladora de los vientos de la zona. Se tienenpaisajes de Llanura originados por los procesos eólicos:Mantos de arena que son acumulaciones espesas de estematerial y se encuentran cerca de los ríos de playasanchas; y Dunas orientadas en la dirección actual del

, viento que pueden ser activas cuando estas acumulacioneseólicas' no tienen cobertura vegetal,o pueden ser

. estabilizadas cuando 'si estan cubiertas con vegetación.

··.·'1 -. .....

2.10.

2.10.1.

23

FISIOGRAFIA.-

La base del estudio fisiográfico fue el mapafotointerpretavivo de CIASER (Ref.2) en donde se apreciala configuración de la superficie terrestre y la acciónde· los fenómenos físico-ambientales de la cuenca. Elanálisis de este estudio guarda un orden jerárquico encuya consecuencia, la primera división corresponde a las"regiones fisiográficas", las cuales son subdivididas en"grandes paisajes" y estas a su vez en "paisajes", talcomo muestra la (tabla 2.3).

Descripción de Unidades.-

De acuerdo al orden jerárquico, el área fué subdivididaen dos regiones fisiográficas diferentes que son:

- El Subandino: Caracterizada principalmente porserranías muy plegadas y diaclasadas, valles profundos,mesetas, cuestas, colinas y otras formas menores. Todosestos paisajes se encuentran en la parte alta de lacuenca, en la cual se presenta una región colinadairregular con pendientes que cambian de suaves a muyescarpadas y en donde en algunos lugares se separaronbloques de tierra con superficies virtualmente intactasde bloques vecinos dando como resultado vallesescarpados.

- La región Chaco-beniana: Compuesta por una extensallanura aluvial-eólica subdividida en paisajes como lallanura fluvial, que consiste en áreas que tieneninfluencia ocasional o frecuente de los ríosprincipales; la llanura aluvial adyacente en suubicación a la anterior que consiste en una superficiecasi plana con pocas variaciones topográficas ycaracterizada por presentar sedimentos más antiguos quela fluvial; la altillanura con una superficie ondulada,en ocasiones casi colinada, sometida a diferentes gradosde erosión hídrica y otra superficie llana de caracterdeposicional; finalmente la llanura eólica cuyosmateriales provienen principalmente del río Piraí y susafluentes depositados en diferentes formas. Esta segundaregión mencionada, se halla entre parte de la cuencaalta y la totalidad de la cuenca media.

Dejando las cabeceras de los afluentes que forman elPiraí, el paisaje dominante consiste en una serie de decolinas peque~as regularmente disectadas. En algunaspartes como las subuencas de los ríos Espejos y Elvira amenudo se presentan superficies planas de grandesmesetas, otras superficies de las colinas songeneralmente escabrosas a muy escabrosas. Siguiendoaguas abajo del· Piraí, el paisaje predominante es detipo fluvial con presencia de extensas llanurasaluviales y altillanuras con peque~as colinas onduladas

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24

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2.11.

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en la margen derecha del río. Llegando al final del áreaestudiada, la fisiografía se reduce a una gran unidad opaisaje denominada planicie aluvial, que se presenta enun plano heterogéneamente inclinado, en esta planiciepredominan los procesos de inundación, deposición osedimentación fluvial con algo de influencia eólica.

SUELOS.-

Para la descripción semidetallada de los suelos en elárea de influencia de la cuenca del Piraí, se hacereferencia a los trabajos indicados en (4), (11) y (13).La Ref.4 considera toda la zona de estudio y emplea unmétodo para describir y clasificar la tierra destacandolas diferentes unidades de paisajes que tienen patronescaracterísticos de topografía, vegetación y clima.

Para facilitar la comparación y presentación del métodode sistemas de tierra, Cochrane realizó su clasificaciónen Regiones de Tierra que contienen Sistemas de Tierracon topografía y roca base casi similares. Las regionesde tierra fueron agrupadas en Provincias de Tierraconteniendo cada una regiones de tierra con la mismaestructura geológica bruta.

Dentro del área concerniente a este proyecto seencuentran tres provincias de tierra: la provincia ILutitas y areniscas paleozoicas que pertenece a lacoordillera oriental y en la que se halla la región detierra Ih: Montañas y valles altos a moderadamentealtos. La provincia IV - Areniscas terciarias quecorresponde al subandino en donde se encuentranagrupadas: la región de tierra IVb: Colinas pequeñasdisectadas. Areniscas siltitas; y la región IVc: Colinasmuy pequeñas a regularmente disectadas. Por últimotenemos la provincia de tierra V: Aluvión cuaternarioparcialmente plegado que corresponde a la región de lafaja de premontaña y de Santa Cruz, en esta se agrupanla región de tierra Va: Pequeñas colinas regulares.Areniscas lutitas; la región Vc: Terrazas disectadas yareniscas; la región Ve: Planicies, aluvión reciente degrandes sistemas de ríos; y la región Vf: Planicies condunas de arena (Ver mapa de Sistemas de tierra).

(a) Región de la Coordillera Oriental.-

- Montañas y valles altos a moderadamente altos: En estaregión econtramos dos sistemas de tierra: Samaipata yCerro Amboró. El primero comprende las localidades deSamaipata y sus alrededores, hasta más al Sud de SanJuan del Rosario. Los suelos varian desde losesqueléticos en los lugares escarpados de las partesaltas a suelos relativamente profundos en aluviones ycoluviones. Típicamente un suelo en una pendiente suavepuede tener una capa superficial oscura, de textura

26

mediana posiblemente gravosa, sobre un subsuelo rojizo-arcilloso en el Que se puede encontrar rocas endescomposición a una profundidad de 1 m. Estos suelosdebido a 105 regímenes suaves de lixiviación ytemperización tienen generalmente una cantidad adecuadade nutrientes con excepción frecuente de fósforo ynitrógeno.

El sistema de tierra cerro Amboró comprende un áreadelgada Que divide en dos a la cuenca del rfo Espejos yla mayor parte de 105 suelos de esta región tienden aser de poca profundidad y pobremente drenados aexcepción de 105 lugares más favorecidos tales comocerca de los lechos de 105 ríos.

(b) Región Subandina.-

- Colinas pequeftas disectadas: Comprende las áreas deaporte de los rios Bermejo y Piojeras hasta el lugar dela Angostura encontrandose en esta región unaconsiderable variación de suelos. En la parte Norte, 105perfiles sacados describen un suelo moderadamenteescarpado y un suelo aluvial, el suelo de la colina" esde textura mediana, poco profunda y gravosa, el pH esligeramente ácido y el valor del fósforo es bajo comosin duda 10 será el nivel del nitrógeno. Los perfiles dela porción extrema describen suelos en la cumbre de lacolina y aluviales de valle respectivamente; el suelo dela cumbre es rojizo, de textura liviana, pedregoso perorelativamente fértil y sin problemas de sal.

- Colinas muy pequeftas regularmente disectadas: Laubicación de esta región esta al Sud de la carreterraSanta Cruz-Cochabamba, entre la Guardia (Km. 25) y laAngostura (Km. 55). Los suelos en lugares de medialadera y baja ladera tienen a menudo capas superficialescafé-rojizas, textura mediana sobre subsuelos rojos máspesados, pedregosos y con grava Que se vuelve másabundante con la profundidad, estos suelos parecenrazonablemente fértiles. En cambio los suelos de lasladeras más altas son generalmente de poca profundidad ycon espacio restringido para las raices.

(c) Región de la faja premontafta y de Santa Cruz.-

- Pequeftas colinas regulares: Esta zona es parte delcurso final del rfo Espejos, se pueden hallar suelosesqueléticos en las altas laderas erosionadas, loslugares que no estan erosionados o son lentamenteerosionados tienen perfiles Que son versiones de suelosde media o baja ladera, estos últimos son a menudo decolor café-rojizo oscuro y varian de textura, de francoa franco arcilloso. Los suelos aluviales recientes sonde textura débilmente lixiviada y fueron clasificadoscomo U1tiso1s con excepción de estos suelos, gran parte

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27

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MAPA DE SISTEMA DE TIERRAS·

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28

de la región será deficiente en fósforo, potasio yposiblemente azufre.

- Terrazas disectadas: Esta región se presenta al Oestey Norte de la ciudad de Santa Cruz y los suelos variandesde rojizo-amarillos, francos, podsó1icos en lasviejas colinas a suelos de tipo p1anosó1ico en lassuperficies intactas de terrazas recientes, hastaaluviales Que son principalmente de textura arenosa. Lafertilidad de la mayor parte de estos suelos parece sermuy baja, una muestra de un perfil describe un sueloclasificado como U1tiso1s en una formación de terrazamodificada no muy lejos de la Bélgica. Los niveles defósforo parecen ser bajos y hay alguna evidencia deposible falta de azufre, el nitrógeno sin duda esdeficiente.

- Planicies: En esta región se presentan dos sistemas detierra Que son el de Piraí Reciente y Santa Cruz. Elprimero comprende un área disectada por el río Piraí,representa la zona suceptib1e a cultivarse y a serexplotada por la agricultura y la ganadería. Los suelospredominantes son de· textura pesada (arcillas), peroademás hay extenciones substanciales de terreno consuelos de textura media, presentandose en estos terrazasformadas por sedimentos gravosos, areno-limo arcillososQue estan estratificados en forma subhorizonta1,formando la mayor parte de los suelos de cultivo, otrossuelos Que se presentan son los livianos (arenas) Que selos puede encontrar a varias profundidades y estandistribuidos en forma heterogénea en los lechos de losríos. El color de la capa superficial es generalmentecafé en los suelos arenosos y café a negro en medianos apesados. Los suelos más livianos fueron clasificadoscomo Entiso1s y los más pesados como Inceptiso1s, losprimeros responden al nitrógeno y algunas veces alpotasio con evidencias de Que el manganeso es 1imitante;los suelos pesados responden solo al nitrógeno.

Los suelos en el sistema de tierra Santa Cruz, seextienden al Sud, Este y Norte de esta ciudad y en todoel sistema son casi invariablemente de color café pálidode estructura débil y textura liviana a moderadamenteliviana. En algunos perfiles se puede encontrar altoscontenidos de arena de cuarzo, el drenaje es adecuado yla penetración de las raices no es limitante, estossuelos además pueden ser clasificados con los Entisols,el nitrógeno y el potasio estan generalmente en pocacantidad.

- Planicies con dunas de arena: Esta área esta situadaaproximadamente a unos 13 Km. al Norte de Santa Cruz, enlas pampas de Viru-Viru.Se presentan frecuentementesuelos arenosos con altas napas freáticas en lasposiciones bajas del terreno, esto debido posiblemente a

29

la presencia de una capa de arcilla a varios metrosdebajo de la superficie del suelo. Estos suelos sondeficientes en nitrógeno, potasio, fósforo yprobablemente de otros elementos menores.

3. ANALISIS HIpROLQGICO

30

3.1. INTROOUCCION y OBJETIVOS.-

Para poder realizar medidas de regulación y protecciónen un río, se requiere información sobre lascaracterísticas de las escorrentías y evacuación de lascrecidas que dependen de las precipitaciones y de lascaracterísticas del terreno. Por esta razón se vienecalculando para el río Piraí los niveles de caudales delas crecidas. La base de estos cálculos son los valoresde medición de los caudales disponibles, aunque en elpresente caso no son suficientes para deducir de losmismos cifras con validez general ya que su contenidoinformativo es reducido y -para asegurarseestadísticamente, los datos sobre caudales de lascrecidas deben ampliarse, partiendo de que los mismospueden deducirse de los datos de precipitaciónregistrados en la cuenca del río. El cálculo en si mismose lo realiza en base a un modelo deterministo sobreprecipitación - caudal, no obstante, es indispensableque los parámetros empleados en los algoritmos delmodelo pueden contrastarse a base de medicionescronológicas sincronizadas de las precipitaciones y delas crecidas.

Junto a la regulación de las crecidas también tieneimportancia la regulación del transporte de sólidos, sise pretende alcanzar una estabilización de aguas. Elrío Pirai transporta grandes cantidades de material ensuspensión, procedente por una parte del escurrimientode las precipitaciones y por otra de las roturas de lasmárgenes y del lecho mismo del río. Los datos deconcentración se usarán para efectuar el ajuste de unmodelo con el cual, de forma similar a la utilizada paralos caudales, se estimará el volúmen de materialtransportado en suspensión a largo plazo.

3.2. FENOMENOS HIOROLOGICOS.-

3.2.1.

Se denominará como fenómenos hidrológicosPrecipitación, el Escurrimiento y la Erosión.

Precipitación.-

a la

El factor climático más importante que determina elrégimen hidrológico de una región es la precipitación.Este fenómeno abarca todas las formas de humedad queemanan de las nubes y caen a la tierra, desde el momentode su formación en la atmósfera hasta que llega a lasuperficie terrestre. Para que tenga lugar laprecipitación se requiere de algún mecanismo que.~ enfríe

el aire locrecimientodinámico ocondensación

31

suficiente para originar la condensación yde las pequeñas gotas, este enfriamiento

adiabático es la causa principal dey se logra por la elevación del aire.

La precipitación se clasifica a menudo según el factorque provoca dicha elevación. Por ejemplo laprecipitación ciclónica resulta de la elevación del aireconvergente en un área de baja presión o ciclón y lamayoría de las tormentas en regiones llanas son de estetipo. La precipitación convectiva, es causada por laelevación natural del aire más ligero y cálido, rodeadade zonas de aire más denso y frío, estas precipitacionesson típicas de las regiones tropicales y oscilan desdeligeros chubascos hasta fuertes tempestades. Laprecipitación orográfica es la resultante de laascensión mecánica de corrientes de aire húmedohorizontal sobre barreras naturales tales como montañas.En terreno abrupto la influencia orográfica es muymarcada.

La cantidadagua caídaimpermeable,pluviómetrospreviamentepluviómetros

de lluvia se la expresa por la altura dey acumulada sobre una superficie plana e

se mide por receptores denominadoso pluviógrafos colocados en puntos

escogidos. Las medidas realizadas por losson expresadas en mm.

3.2.2.

En muchos tipos de problemas hidrológicos como en elpresente caso se necesita la altura media deprecipitación sobre una zona determinada, sea duranteuna tormenta, una estación del año o anualmente, paraesto existen métodos para determinar esta altura. Losmétodos empleados son el de Thiessen y el de lasIsoyetas. El primero de estos métodos consiste enatribuir un factor de peso a los totales precipitados encada pluviómetro, proporcionales al área de influenciade cada uno. Esta área toma la forma geométrica de unpolígono que se forma por las mediatrices de las rectasunidas entre estaciones.

El método de las Isoyetas es un método más preciso paraencontrar la precipitación media en un área ya que seconsideran los efectos orográficos y morfológicos deltemporal, aqui se utilizan curvas de igualprecipitación, en donde la altura de la lluvia sustituyea la cota del terreno.

Escurr1m1ento.-

De las fases básicas del ciclo hidrológico, tal vez lamás importante sea el escurrimiento superficial, pues esuna fase que trata de la ocurrencia y transporte de aguaen la superficie terrestre, ya que la mayoría de losestudios hidrológicos estan ligados al aprovechamiento

es eleventopor 10

32

del agua superficial y a la protección contra losefectos provocados por su movimiento.

El escurrimiento superficial sufre la influencia dediversos factores que facilitan o perjudican suocurrencl~, estos factores pueden ser de naturalezaclimática relacionados a la precipitación o denaturaleza fisiográfica ligados a características:físicas de la cuenca.

Entre los factores climáticos pueden destacarse laintensidad y la duración de la precipitación, puescuanto mayor es la intensidad, mayor es su capacidad deinfiltración provocando un exceso de precipitación queescurrirá superficialmente. La duración también esdirectamente proporcional al escurrimiento ya que paralluvias de intensidad constante, habrá mayor oportunidadde escurrimiento cuanto mayor sea su duración. Otrofactor climático es la precipitación antecedente, puesuna precipitación que ocurre cuando el suelo esta húmedodebido a una lluvia anterior, tendrá mayor facilidad deescurrimiento.

Entre los factores fisiográficos los más importantes sonel área, la forma, la impermeabilidad y la capacidad deinfiltración, y la topografía de la cuenca. Lapermeabilidad del suelo influye directamente en lacapacidad de infiltración, o sea que cuanto máspermeable es un suelo mayor será la cantidad de agua queeste puede absorver. Las variables que caracterizan elescurrimiento superficial (Ref.31) son:

- fl caudal, que es el volumen escurrido por unidad detiempo y es la variable principal que caracteriza unescurrimiento, sus unidades son m3/s o en 1t/s.

- fl coeficiente de escurrimiento superficial, que esdefinido como la razón entre el volumen de aguaescurrido superficialmente y el volumen de aguaprecipitado. Este coeficiente puede ser relativo auna lluvia aislada o un intervalo de tiempo dondevarias lluvias ocurrieron.

- Tiempo de concentración, mide el tiempo que transcurrepara que toda la cuenca contribuya al escurrimientosuperficial en una estación considerada.

- Tiempo de recurrencia Q período de retorno,período de tiempo medido en que un determinado(caudal o precipitación) es igualado o superadomenos una vez.

- Nivel de agua, es una de las medidas más fácilesrealizadas en un curso de agua, expresada en metros yse refiere a la altura alcanzada por el nivel de aguaen relación a una cota (nivel de referencia).

Para mostrar la variación del caudal con relación altiempo, se muestra en la Fig. 3.1 un hidrograma en donde

33

en ordenadas se representa el caudal horario y enabscisas el tiempo en horas.

Figura 3.1 Hidrograma

(mala)

Curva dea otamlento

I I

I :II

I

Curva de descenso

Escurrimiento superficialdirecto

Pico

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Escurrimiento bóslco (Qb)

Curva deConcentración

o -------

o,

(horas)te0vt----::----------------:---~--...J...-------

Por el gráfico se ve que una vez iniciada laprecipitación, parte de esta es interceptada por lavegetación y el resto se infiltra en la superficie delsuelo, esta parte corresponde al intervalo to-tA.Excedida la capacidad de infiltración, se inicia elescurrimiento superficial directo (punto A de la Fig.3.1), el caudal aumenta hasta alcanzar un valor máximoen B transcurrido un tiempo tp (tiempo al pico) cuandotoda la cuenca esta contribuyendo. El punto deinflexión de la rama ascendente (C) se supone que es elmomento en que cesa la influencia superficial al sistemade cauces. Después la curva descendente representa eldescenso del agua de almacenamiento dentro de la cuenca.

la separación del hidrograma en escurrimientosuperficial directo y escurrimiento básico es muyimportante para el estudio de las caracteristicashidrológicas de la cuenca, generalmente la relación quedebe existir entre el valor del caudal directo y el debase no debe exceder de 4 a 1 o de 5 a 1 según variosautores (Ref.S).

El punto A es fácilmente determinado pues corresponde auna variación brusca de la infiltración de la curva decaudales representando el inicio del escurrimiento

superficial,normalmentecurvatura.y viene dada

34

el punto C de más difícil determinación,es considerado en el punto de máxima

La curva CE es llamada curva de agotamientopor la ecuación:

KrQl = QO

3.2.3.

Donde: QO es el caudal para t=tiQl es el caudal para t=ti+lKr constante de descenso inferior a la unidad

Erosión.-

La erosión se define como el desprendimiento y arrastredel suelo causado por el agua, el viento o por elmovimiento de masas. Existen dos tipos principales deerosión: la Geológica y la Acelerada.

La erosión geológica comprende procesos edafogenéticos yprocesos de desgaste de suelos, estos se debenprincipalmente a la acción de factores naturales como elagua, el viento, las variaciones de temperatura, lagravedad y los-glaciares; a la erosión geológica hay Queatribuir el desgaste de los montes, las montañas y elmodelado actual de la superficie terrestre con suselevaciones esculpidas, llanuras y cursos de agua.

Por su parte la erosión acelerada deriva de lasactividades del hombre cuando este prepara la tierrapara el cultivo y la usa como emplazamiento paraconstruir edificios, fábricas y vfas de comunicación.Consiguientemente esta en sus manos el regular o impedireste tipo de erosión y a menos Que se tomen medidas paraprevenir sus efectos destructores, esta erosión es elfactor individual más poderoso de la deterioración delos sUb1o~ oroductivos. Entre las causas primarias dela erosión acelerada podemos mencionar a la acción delviento y del agua. En cuanto a la primera, o sea laerosión eólica esta determinada por la velocidad,turbulencia y viscosidad del aire, por la disposición delos suelos rocosos y sueltos, por la forma de exposisióndel terreno y su distribución de vegetación, por laestructura, textura y contenido de humedad del suelo.Esta erosión debida al viento unicamente se presenta enla cuenca media del rfo Piraí como se muestra en el mapade erosión. En este trabajo solamente se estudia laerosión producida por el agua llamada también erosiónhfdrica.

3.2.3.1. Erosión Hfdrica.-

Esta erosión es el proceso de dispersión,desprendimiento y transporte de partfculas del suelo porla acción del agua. La erosión empieza en el momento dela cafda de las gotas de agua de lluvia al suelo para

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después proseguir en diversas direcciones y formas, eldesprendimiento ocurre cuando las fuerzas ejercidas porla precipitación y el escurrimiento exceden laresistencia del suelo a dichas fuerzas. Las particu1asarrancadas pueden ser transportadas por salpicadura opor el flujo del agua cuando el suelo esta ya saturado.De acuerdo a la pendiente, a la cantidad de aguaescurrida y a la clase de suelo se presentan diferentestipos de erosión.

(a) Erosión Laminar.-

Esta erosión es la remoción más o menos uniforme de unacapa o lámina delgada de suelo de una superficiedeterminada de un terreno inclinado y sus resultados seperciben frecuentemente como manchas de suelo de colorclaro en las laderas de las elevaciones del terreno.

En la erosión laminar intervienen dos procesos erosivosfundamentales, primeramente se desprenden particu1as desuelo del conjunto de este y luego dichas particu1as sonalejadas de su emplazamiento primitivo. Las gotas deagua de lluvia al caer sobre un suelo sólido, formancráteres minúsculos, este fenómeno es acompa~ado de unasalpicadura que lanza al aire agua y tierra en uncirculo concéntrico con el crater. Las particu1as desuelo pueden elevarse hasta más de medio metro ydesplazarse horizontalmente hasta metro y medio ensuperficies planas (Refs. S y 18). En los terrenos endeclive, más de la mitad de la salpicadura desciende porla ladera. Como las gotas de agua de lluvia caen rápiday sucesivamente en todos los puntos del suelo, es fácilcomprender que durante las lluvias el suelo estasometido a una labor enérgica y repetida dedesintegración y elevación. Cuando la velocidad decaida de la lluvia es mayor que la velocidad deinfiltración del agua en el suelo, el agua comienza acorrer sobre la superficie del terreno inclinado. Eneste momento ocurre el segundo proceso erosivo: eltransporte, y comienza cuando la corriente de aguarecoge las particu1as de tierra desprendidas por lluviay las arrastra consigo, esta corriente de agua puedemoverse sobre la superficie del suelo formando unalámina delgada a la que se denomina "flujo laminar".Este flujo puede ocasionar una pérdida grave de suelo enuna superficie determinada y su poder erosivo y el detransporte son función de la altura de este y de lavelocidad de escurrimiento para una magnitud, una formay una densidad dada de las particu1as o agregados desuelo. En resumen podemos decir que la erosión laminaresta influenciada principalmente por las caracteristicasde la precipitación, especialmente aquellas que serelacionan con la energia cinética de la tormenta queactuan sobre todo en el desprendimiento de particu1as yen grado menor sobre el transporte.

18°50'

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36

MAPA DE EROSION

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Fluvial

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37

(b) Erosión en Surcos.-

La tendencia del agua a concentrarse en canaletas osurcos esta influenciada sobre todo por la topografía,pero también por la vegetación y tipo de suelo o roca,por 10 tanto el agua de lluvia cuando se acumula, seconcentra en las depresiones y comienza a fluiradoptando la trayectoria de mínima resistencia. De estemodo, el flujo superficial con el limo en suspensión, sedesplaza siguiendo surcos que son lo bastantes pequeñospara hacerlos desaparecer con las operaciones normalesde labranza.

No existe ningún límite definido que señale el final dela erosión laminar y el comienzo de la erosión en.surcos, estas se forman casi inmediatamente de iniciarseel flujo superficial y pueden ser de un tamaño minúsculoo de un tamaño que permita percibirlos fácilmente. Elnúmero de surcos que se forman en una superficiedeterminada puede variar ampliamente, dependiendo estavariación sobre todo de la irregularidad de lasuperficie del terreno y de la cantidad y la velocidaddel escurrimiento. El desprendimiento y el transportede partículas de suelo son mayores en la erosión ensurcos que en la erosión laminar, ello se debe a laaceleración de la velocidad del agua en movimiento.cuando esta se concentra y se desplaza en surcos.

En la erosión en surcos, el desprendimiento se originaprincipalmente por la energía del flujo de agua y lamagnitud del desprendimiento de partículas de suelo porel agua en movimiento que es proporcional al cuadrado dela velocidad del flujo (Ref. 8). Además esta erosiónadquiere su mayor gravedad cuando caen aguacerosintensos en suelos muy propicios para el escurrimientoy cuando la capa arable del suelo se erosionafácilmente, además el cultivo en sentido de la pendientefacilita la concentración del agua de escurrimientoformando los surcos.

(c) Erosión en Cárcavas.-

La erosiÓn en cárcavas se produce frecuentemente des púesde la erosión laminar y de la erosión en surcos, yocurre cuando el escurrimiento de un declive aumenta envolumen o velocidad lo bastante para dividirprofundamente el suelo de forma tal que no puedannivelarse con los instrumentos de labranza, o cuando ~lagua concentrada corre por los mismos surcos el tiemposuficiente para ocasionar entalladuras profundas.

La intensidad y la amplitud de la formación de cárcavasguarda una íntima relación con la cantidad de agua deescurrimiento y la velocidad de esta. Su formacióndepende de la existencia de agua en cantidades

38

relativamente grandes para desarrollar la energianecesaria para desprender el suelo y transportarlo. Lacantidad de agua existente depende a su vezestrechamente de la extensión superficial y de lascaracteristicas de producción de escurrimiento de lasáreas de avenamiento de que se trate, la intensidad deerosión en cárcavas esta regulada además, por lascaracteristicas del suelo, el tama~o y forma de lascárcavas, y la pendiente de fondo de estas.

Es sabido que las cárcavas crecen por diversos procesosque pueden ocurrir aislada o simultáneamente y son:

1. Fricción en el fondo o en los lados de la cárcava porla corriente de agua y las materias abrasivas, comoparticu1as de suelo o restos que el agua arrastre.

2. Erosión por el agua que se precipita en la cabecerade la cárcava y que ocasiona la regresión progresivade esta.

3. Desmoronamiento o caida de tierra de los lados de lacárcava, debidos a la acción lubricante de las aguasde infiltración, y a la socavación por el agua quecorre por el fondo-de la cárcava.

Las cárcavas pueden tener dimensiones muy diversas segúnsu situación, su edad y los muchos factores quecontribuyen a su desarrollo. El departamento deAgricultura de los Estados Unidos USDA (Ref.12)clasifica las cárcavas en:

Peque~a

MedianaGrandeBarranco

2 m.2 a 4.5 m.4.5 a 15 m.15 m.

de profundidadde profundidadde profundidadde profundidad

La forma de las cárcavas en perfil V es la más general yse las encuentra a menudo donde el subsuelo esresistente a la entalladura rápida y el suelo tiene unatextura fina o es compacto. Las cárcavas en forma de Use hallan con frecuencia en las regiones de loes y enlos valles aluviales donde tanto el suelo superficialcomo el subsuelo se erosionan fácilmente.

Para poder apreciar los diferentes tipos de erosión quese presentan en la cuenca del rio Pirai se muestra elmapa de erosión.

3.2.3.2. Factores fisicos que influyen en la erosión hidrica.-

(a) Fisiografia.

La inclinación del terreno es unoimportantes de la erosión del suelo.llanas, la erosión por el aguainapreciable, ha~~~ el punto de

deEn

esque

los factoreslas tierrasgeneralmenteel problema

39

planteado en ellas es el de sedimentación y no el dedenudación del suelo. A medida Que la pendiente en losterrenos aumenta, también aumenta la erosión, en EE.UU.se vió Que en los terrenos de pendiente mayor al 10 % laerosión puede ser el factor más grave con Que setropiece en el cultivo agrícola (Ref.S).

Todos los suelos de pendiente considerable estansometidos a la erosión por salpicadura con un clarodesplazamiento de partículas de suelo en sentidodescendente, esta inclinación en los terrenos influye dediversas maneras. Por ejemplo el aumento de velocidaddel agua de escurrimiento hace Que sea mayor la cantidaddel suelo arrancado de su sitio y llevado a otro lugar.A medida Que la pendiente crece, el agua se detienemenos en la superficie del terreno porque los surcos ylas depresiones existentes en el tienen menos capacidad,en los terrenos con inclinación tampoco se pueden formarlas capas de agua Que se forman en terrenos llanosdurante las lluvias intensas y Que contribuyen a disiparla energía de las gotas de agua de lluvia.

Otro factor fisiográfico para Que el agua ocasionepérdidas en el suelo es la longitud del declive, segúnlos datos recogidos en los EE.UU. (Ref.S) resulta quela relación entre la pérdida del suelo y la longitud deldeclive de un terreno es aproximadamente igual a la raízcuadrada de la longitud del declive (LO~) para suelosen Que la velocidad de escurrimiento no es afectada poresta longitud. En suelos Que se agrietan al secarse yal disminuir la longitud del declive, el valor delexponente de la longitud puede acercarse a cero y en lossuelos en Que el escurrimiento crece al aumentar lalongitud del declive dicho exponente es mayor a 0.5. Elvalor exacto de este exponente depende de las relacionesmutuas entre el suelo, el tipo de cubierta vegetal, laintensidad de las precipitaciones y la inclinación delterreno.

Los declives pueden ser en general convexos y cóncavos,la inclinación de los declives convexos aumenta hacía elpie de los mismos y por la acción de la salpicadura delas gotas de agua de lluvia y por su escurrimiento elhorizonte acaba desapareciendo de la parte más inclinadadel declive cuando esta parte esta sin proteger en losperíodos de lluvias intensas. Los declives cóncavos seaplanan hacía su parte baja y los sedimentos arrastradospor el agua de escurrimiento se depositan en tal parte amedida que la velocidad del agua disminuye, sin embargo,cuando llueve mucho y el agua corre a gran velocidad,puede ocurrir que el agua se concentre en declivescóncavos e inicie la formación de cárcavas.

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relativamente grandes para desarrollar la energianecesaria para desprender el suelo y transportarlo. lacantidad de agua existente depende a su vezestrechamente de la extensión superficial y de lascaracteristicas de producción de escurrimiento de lasáreas de avenamiento de que se trate, la intensidad deerosión en cárcavas esta regulada además, por lascaracteristicas del suelo, el tama~o y forma de lascárcavas, y la pendiente de fondo de estas.

Es sabido que las cárcavas crecen por diversos procesosque pueden ocurrir aislada o simultáneamente y son:

1. Fricción en el fondo o en los lados de la cárcava porla corriente de agua y las materias abrasivas, comoparticu1as de suelo o restos que el agua arrastre.

2. Erosión por el agua que se precipita en la cabecerade la cárcava y que ocasiona la regresión progresivade esta.

3. Desmoronamiento o caida de tierra de los lados de lacárcava, debidos a la acción lubricante de las aguasde infiltración, y a la socavación por el agua quecorre por el fondo de la cárcava.

Las cárcavas pueden tener dimensiones muy diversas segúnsu situación, su edad y los muchos factores quecontribuyen a su desarrollo. El departamento deAgricultura de los Estados Unidos USDA (Ref.12)clasifica las cárcavas en:

Peque~a

MedianaGrandeBarranco

2 m.2 a 4.5 m.4.5 a 15 m.15 m.

de profundidadde profundidadde profundidadde profundidad

La forma de las cárcavas en perfil V es la más general yse las encuentra a menudo donde el subsuelo esresistente a la entalladura rápida y el suelo tiene unatextura fina o es compacto. Las cárcavas en forma de Use hallan con frecuencia en las regiones de loes y enlos valles aluviales donde tanto el suelo superficialcomo el subsuelo se erosionan fácilmente.

Para poder apreciar los diferentes tipos de erosión quese presentan en la cuenca del rio Pirai se muestra elmapa de erosión.

3.2.3.2. Factores fisicos que influyen en la erosión hidrica.-

(a) Fisiografia.

la inclinación del terreno es unoimportantes de la erosión del suelo.llanas, la erosión por el aguainapreciable, hati~~ el punto de

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los factoreslas tierrasgeneralmenteel problema

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planteado en ellas es el de sedimentación y no el dedenudación del suelo. A medida que la pendiente en losterrenos aumenta, también aumenta la erosión, en EE.UU.se vió que en los terrenos de pendiente mayor al 10 % laerosión puede ser el factor más grave con que setropiece en el cultivo agrícola (Ref.S).

Todos los suelos de pendiente considerable estansometidos a la erosión por salpicadura con un clarodesplazamiento de partículas de suelo en sentidodescendente, esta inclinación en los terrenos influye dediversas maneras. Por ejemplo el aumento de velocidaddel agua de escurrimiento hace que sea mayor la cantidaddel suelo arrancado de su sitio y llevado a otro lugar.A medida que la pendiente crece, el agua se detienemenos en la superficie del terreno porque los surcos ylas depresiones existentes en el tienen menos capacidad,en los terrenos con inclinación tampoco se pueden formarlas capas de agua que se forman en terrenos llanosdurante las lluvias intensas y que contribuyen a disiparla energía de las gotas de agua de lluvia.

Otro factor fisiográfico para que el agua ocasionepérdidas en el suelo es la longitud del declive, segúnlos datos recogidos en los EE.UU. (Ref.8) resulta quela relación entre la pérdida del suelo y la longitud deldeclive de un terreno es aproximadamente igual a la raízcuadrada de la longitud del declive (LO~) para suelosen que la velocidad de escurrimiento no es afectada poresta longitud. En suelos que se agrietan al secarse yal disminuir la longitud del declive, el valor delexponente de la longitud puede acercarse a cero y en lossuelos en que el escurrimiento crece al aumentar lalongitud del declive dicho exponente es mayor a 0.5. Elvalor exacto de este exponente depende de las relacionesmutuas entre el suelo, el tipo de cubierta vegetal I laintensidad de las precipitaciones y la inclinación delterreno.

Los declives pueden ser en general convexos y cóncavos,la inclinación de los declives convexos aumenta hacía elpie de los mismos y por la acción de la salpicadura delas gotas de agua de lluvia y por su escurrimiento elhorizonte acaba desapareciendo de la parte más inclinadadel declive cuando esta parte esta sin proteger en losperiodos de lluvias intensas. Los declives cóncavos seaplanan hacía su parte baja y los sedimentos arrastradospor el agua de escurrimiento se depositan en tal parte amedida que la velocidad del agua disminuye, sin embargo,cuando llueve mucho y el agua corre a gran velocidad,puede ocurrir que el agua se concentre en declivescóncavos e inicie la formación de cárcavas.

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(b) El Clima.

La cantidad, intensidad, energía y distribución de laprecipitación contribuyen a la erosión, la mayor partede esta se debe a las gotas de agua de lluvia pues paraerosionar el suelo se requiere energía y la de unaguacero puede ser de gran magnitud. Las gotas de aguade lluvia, merced a la energía Que poseen, baten lasuperficie del suelo desnudo y dispersan sus agregados,los productos de la dispersión unidos a la acciónpercusora de las gotas de agua de lluvia forman unapelícula sobre la superficie del suelo, una vez formada,casi todo el agua comienza a correr sobre el en láminasdelgadas, cuando la energía de las gotas de lluvia sesuma en forma de" turbulencia a la de estas láminas, lacapacidad de transporte se multiplica. La materiadispersa desprendida de los agregados es arrastrada,constituyendo este fenómeno lo que se denomina comoerosión laminar. A medida que las láminas de aguaprincipian a concentrarse en las partes bajas delterreno, el espesor de estas aumentan y el agua deescurrimiento arranca y arrastra otras partículas ademásde las que desprenden las gotas de agua de lluvia ya quela velocidad de esta lámina de agua es función delespesor y de la magnitud de caída vertical.

Un factor climático que ejerce erosión en menor escalaes la variación de temperatura, pues este influye en lainfiltración y percolación del agua sobre el suelo.Cuanto más alto es la temperatura, menor es laviscosidad del agua y mayor la velocidad de infiltracióny percolación.

(e) El Suelo.

La erosión del suelo consiste en dos procesosimportantes: desprendimiento y transporte. En generalel desprendimiento o desagregación aumenta al crecer eltamaño de las partículas de suelo, mientras que eltransporte aumenta al disminuir dicho tamaño.

La erosión del suelo por el agua (prescindiendo de laerosión por salpicadura) no ocurre sino hayescurrimiento. Cuando se inicia el escurrimiento, losagregados todavía no fueron divididos completamente, ydurante corto tiempo el agua de escurrimiento arrastraconsigo una gran masa de agregados pequeños, una vezformada la película superficial por obturación de loshuecos de la superficie del suelo y la consolidacióndebida a las gotas de agua de lluvia, se reduce lavelocidad de erosión y esta únicamente arrastrapartículas finísimas arrancadas de la película. Llegadoa este estado, la magnitud de erosión depende de laspropiedades del suelo, así por ejemplo, en los sueloslimosos de limo grueso y los arenosos con poca arcilla

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la velocidad de infiltración se mantiene en valoresgrandes a pesar de la compactación de la superficie delterreno. El escurrimiento, y por consiguiente laerosión, son menores que en los suelos de textura másfina, por el contrario en los suelos arcillososcompactos se forma en la superficie una película decompacidad tal que las gotas de agua de lluvia, solopueden desprender de la película pocas partículas, eneste caso, el escurrimiento puede ser muy importantepero la erosión es pequeña.

Algo que hay que tener presente es que durante unalluvia intensa de duración considerable, los agregadosse deshacen cualquiera fuese su estabilidad primitiva.El escurrimiento del agua sobre el suelo depende de lainfiltración y permeabilidad de este, el agua sedesplaza en el suelo con velocidad directamenteproporcional a la humedad del mismo, siendo máxima estavelocidad de desplazamiento en la saturación ydisminuyendo a medida que el suelo se vuelve más seco.Por esta razón la obturación de la superficie del sueloreduce la velocidad de desplazamiento del agua en dosmaneras: primera, permitiendo que el agua penetre en elsuelo lentamente; y segunda, haciendo más lento eldesplazamiento del agua al mantener el suelo más seco.Aparte de la relación entre la infiltración y la humedaddel suelo el desplazamiento del agua en los suelosdepende de diversas características propias de estos,una de estas es la porosidad, pues el agua se desplazamás facilmente en un suelo poroso que en uno compacto, acausa sobre todo del obstáculo que opone al flujolíquido el suelo compacto. El espesor de la capa arableinfluye de diversas maneras en la erosionabilidad delsuelo, uno de los efectos de dicho espesor se ejercesobre la infiltración que a su vez influye en laerosión.

Otro efecto se manifiesta sobre el contenido de materiaorgánica de la superficie del suelo, cuando la capaarable es poco espesa y en la arada, el subsuelo semezcla con ella, su contenido de materia orgánicadisminuye y esto se traduce en una menor estabilidad delos agregados y en una erosión mayor. Otro efecto sedeja sentir sobre la fertilidad del suelo, cuanto másespesa es la capa arable, la cubierta vegetativa que seproduce es más considerable y las pérdidas debidas a laerosión son menores. El efecto de la capacidad deretención de agua sobre la erosión se confunde con elefecto que