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PRODUCCIÓN DE SEDIMENTO Y PÉRDIDA DE
SUELO MEDIANTE MODELO DJOROVIC &
GAVRILOVIC EN LA CUENCA POOPÓ DEL
DEPARTAMENTO DE ORURO
Ing. Andrea Carla Iñiguez Yugar
Diciembre, 2013
UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN SIMÓN
VICERECTORADO
Centro de Levantamientos Aeroespaciales
y Aplicaciones SIG para el Desarrollo Sostenible
de los Recursos Naturales
Producción de sedimento y Pérdida de suelo mediante
Modelo Djorovic & Gavrilovic en la Cuenca Poopó del
Departamento de Oruro
Por
Ing. Andrea Carla Iñiguez Yugar
Asignación Final Individual Producción de sedimento y Pérdida de suelo mediante Modelo Djorovic
& Gavrilovic en la Cuenca Poopó del Departamento de Oruro, presentado al Centro de
Levantamientos Aeroespaciales y Aplicaciones SIG para el Desarrollo Sostenible de los Recursos
Naturales en cumplimiento parcial de los requisitos para la obtención del grado académico de Máster
en Ciencias de la Geo - Información y Observación de la Tierra, en la mención en: Recursos Hídricos.
Comité de evaluación del AFI
Examinador 1: Lic. Benjamín Gossweiler MSc.
Examinador 2: Ing. Mauricio Auza Aramayo MSc.
Examinador 3: Ing. Nelson Jery Sanabria Siles, MSc.
Examinador 4: Ir. Gabriel Norberto Parodi, MSc.
Centro de Levantamientos Aeroespaciales y Aplicaciones SIG para el Desarrollo Sostenible
de los Recursos Naturales Cochabamba, Bolivia
Aclaración
Este documento describe el trabajo realizado como parte del programa de estudios de Maestría
en el Centro de Levantamientos Aeroespaciales y Aplicaciones SIG para el Desarrollo Sostenible
de los Recursos Naturales. Todos los puntos de vista y opiniones expresadas en el mismo son
responsabilidad exclusiva del autor y no representan necesariamente las del Centro.
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Resumen
Se aplicó el modelo Djorovic & Gavrilovic para la determinación de la tasa de erosión anual en la
cuenca de estudio, mediante los factores que componen el modelo, los cuales fueron procesados con
las herramientas SIG, facilitando los cálculos de la tasa de erosión.
El modelo aplicado, indica que la cuenca Poopó presenta una degradación moderada, en la cual aún no
se presenta procesos erosivos fuertes, pero una vez que los procesos vayan ampliándose, es muy difícil
reparar el daño, la erosión es una amenaza seria a largo plazo para la vida humana, obras civiles,
actividades productivas locales.
Resulto indispensable validar el modelo, sin olvidar que la complejidad del fenómeno analizado
(erosión) hace imposible cuantificarlo con precisión. En este sentido fue necesario validar el modelo
con la identificación en campo de los rasgos erosivos, por lo que se ubicó geográficamente estas zonas,
para luego sobreponer con el mapa del modelo Djorovic & Gavrilovic, de tal manera que coinciden
con las zonas erosivas de acuerdo al modelo aplicado.
Se determinó un escenario para reducir la tasa de erosión anual mediante el modelo de Djorovic &
Gavrilovic, considerándose como factor principal al coeficiente de erosión, por lo que a partir de la
unidad de uso de suelo se ha reducido los valores de riesgo de las unidades: suelo con escasa cobertura
vegetal y agricultura intensiva, debido a que la cobertura vegetal y la agricultura influyen en el proceso
de erosión, presentando valores menores de pérdida de suelo en zonas con cobertura vegetal y donde
se practica la agricultura.
En tal sentido es necesaria una mayor atención al interior de la cuenca Poopó, por lo que a partir del
presente estudio se propone priorizar zonas erosivas con medidas de control de la erosión con obras
civiles, y de esta manera se revierta las condiciones actuales de Erosión y degradación ambiental en la
cuenca Poopó.
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Dedico este trabajo a mis Padres Víctor y Rosario,
hermanos Catherine, Patricia y Mauricio,
por su apoyo incondicional.
iii
Agradecimientos
A Dios por Darme la fortaleza y esperanza de enfrentarme a la vida.
Al Centro de Levantamientos Aeroespaciales y Aplicaciones SIG, por los conocimientos impartidos.
A las instituciones que me proporcionaron información valiosa para la elaboración del presente
trabajo: Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología – Oruro, Sinchy Wayra - Mina Bolívar,
SergeoTecmin La Paz y al Programa de Gestión Sostenible de los Recursos Naturales de la Cuenca del
Lago Poopó.
Y a las personas que me brindaron su apoyo y colaboración incondicional en el desarrollo del presente
trabajo.
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Tabla de contenidos
1. Introducción ..................................................................................................................................... 1
1.1. Antecedentes ............................................................................................................................ 1
1.2. Justificación ............................................................................................................................. 2
1.3. Planteamiento del Problema .................................................................................................... 2
2. Objetivos .......................................................................................................................................... 2
Objetivo general .............................................................................................................. 2 2.1.1.
Objetivos específicos ....................................................................................................... 2 2.1.2.
3. Marco Teórico ................................................................................................................................. 3
3.1. Erosión ..................................................................................................................................... 3
3.2. Clases de Erosión .................................................................................................................... 4
Erosión Geológica ........................................................................................................... 4 3.2.1.
Erosión Inducida o Antrópica .......................................................................................... 4 3.2.2.
Erosión Hídrica ................................................................................................................ 5 3.2.3.
3.3. Consecuencias y Efectos de la Erosión ................................................................................... 7
Daños Directos ................................................................................................................ 7 3.3.1.
Daños Indirectos .............................................................................................................. 8 3.3.2.
3.4. Modelo de Djorovic & Gavrilovic ........................................................................................... 8
4. Marco Metodológico ..................................................................................................................... 10
4.1. Tipo de Investigación ............................................................................................................ 10
4.2. Enfoque metodológico de la investigación ............................................................................ 10
4.3. Fuentes de Información ......................................................................................................... 10
4.4. Descripción de los instrumentos y análisis de la información ............................................... 10
Descripción del área de estudio ..................................................................................... 10 4.4.1.
4.5. Análisis de la información ..................................................................................................... 11
Modelo de Djorovic & Gavrilovic ................................................................................. 11 4.5.1.
Validación Modelo Djorovic & Gavrilovic ................................................................... 26 4.5.2.
Escenario para reducir la tasa de erosión ....................................................................... 29 4.5.3.
Medidas de control de la erosión ................................................................................... 29 4.5.4.
5. Resultados y Discusión .................................................................................................................. 30
5.1. Tasa de erosión Modelo de Djorovic & Gavrilovic ............................................................... 30
5.2. Validación del Modelo de Djorovic y Gavrilovic ................................................................. 30
5.3. Escenario para reducir la tasa de erosión ............................................................................... 31
v
5.4. Medidas de control de la erosión hídrica en la cuenca Poopó ................................................32
5.5. Manejo de Cabeceras (MC) ....................................................................................................33
Muro seco de protección (MSP) .....................................................................................33 5.5.1.
Diques de piedra (DP) ....................................................................................................33 5.5.2.
Diques de madera (DM) .................................................................................................33 5.5.3.
Zanjas de Infiltración (ZI) ..............................................................................................33 5.5.4.
5.6. Manejo de Cauces con Obras Hidráulicas (MCOH) ..............................................................33
Localización de Obras Hidráulicas .................................................................................34 5.6.1.
5.7. Definición y ubicación de obras .............................................................................................34
6. Conclusiones ..................................................................................................................................35
7. Recomendaciones ...........................................................................................................................35
8. Bibliografía .....................................................................................................................................36
Anexos ....................................................................................................................................................39
vi
Lista de figuras
Figura 1: Sobrepastoreo en la cuenca Poopó ........................................................................................... 5
Figura 2: Mapa de ubicación de la cuenca Poopó ................................................................................. 11
Figura 3: Flujograma Modelo Djorovic & Gavrilovic .......................................................................... 11
Figura 4: Flujograma Factor Precipitación ............................................................................................ 12
Figura 5: Ubicación espacial de las estaciones meteorológicas e hipotéticas ....................................... 12
Figura 6: Gráficos de correlación de las estaciones con respecto a la cuenca Poopó ............................ 13
Figura 7: Relación Elevación y Precipitación ....................................................................................... 13
Figura 8: Mapa de precipitaciones (mm) en la cuenca Poopó ............................................................... 14
Figura 9: Flujograma Factor Temperatura ............................................................................................. 14
Figura 10: Relación Elevación y Temperatura ...................................................................................... 15
Figura 11: Mapa de temperaturas (°C) en la cuenca Poopó .................................................................. 16
Figura 12: Flujograma de coeficiente de erosión. ................................................................................. 17
Figura 13: Mapa de Geología en la cuenca Poopó ................................................................................ 18
Figura 14: Unidades geomorfológicas serranías y cimas en la cuenca Poopó ...................................... 19
Figura 15: Mapa de Geomorfología en la cuenca Poopó ...................................................................... 20
Figura 16: Mapa de Uso Actual del suelo en la cuenca Poopó ............................................................. 21
Figura 17: Uso actual de suelo en la cuenca Poopó............................................................................... 21
Figura 18: Mapa de pendientes en la cuenca Poopó .............................................................................. 22
Figura 19: Unidades de erosión en la cuenca Poopó ............................................................................. 27
Figura 20: Erosión en surcos en la cuenca Poopó ................................................................................. 28
Figura 21: Modelo Djorovic & Gavrilovic ............................................................................................ 30
Figura 22: Mapa de rasgos de erosión en la cuenca Poopó ................................................................... 31
Figura 23: Mapa de tasa de erosión reducida ........................................................................................ 32
Figura 24: Mapa de ubicación de obras civiles ..................................................................................... 34
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Lista de tablas
Tabla 1: Clases de degradación en función a las tasas de pérdida de suelo .............................................4
Tabla 2: Clasificación de niveles erosivos, en función al coeficiente adimensional “Z” .........................8
Tabla 3: Precipitaciones medias anuales de las estaciones de interés ...................................................13
Tabla 4: Análisis de correlación de las estaciones .................................................................................13
Tabla 5: Temperatura media anual “Tm” (°C°) .....................................................................................15
Tabla 6: Unidades Geológicas ................................................................................................................17
Tabla 7: Unidades Geomorfológicas ......................................................................................................19
Tabla 8: Unidades de Uso Actual de Suelo ............................................................................................20
Tabla 9: Pendientes (%) de la cuenca Poopó..........................................................................................22
Tabla 10: Niveles de Riesgo ...................................................................................................................22
Tabla 11: Riesgo Geológico ...................................................................................................................23
Tabla 12: Riesgo Geomorfológico .........................................................................................................24
Tabla 13: Riesgo Uso de Suelo ..............................................................................................................25
Tabla 14: Riesgo Pendiente ....................................................................................................................25
Tabla 15: Factor de riesgo “Z”, para el análisis de la tasa de erosión de la cuenca Poopó ....................25
Tabla 16: Cálculo de Z ponderado .........................................................................................................26
Tabla 17: Densidad de los surcos ...........................................................................................................28
Tabla 18: Riesgo Uso de Suelo ..............................................................................................................29
Tabla 19: Superficie de las unidades de Erosión actual .........................................................................31
Tabla 20: Tasa de erosión anual reducida con el escenario evaluado ....................................................31
Tabla 21: Soluciones a Problemas Identificados ....................................................................................32
PRODUCCIÓN DE SEDIMENTO Y PÉRDIDA DE SUELO MEDIANTE MODELO DJOROVIC & GAVRILOVIC EN LA CUENCA POOPÓ DEL
DEPARTAMENTO DE ORURO
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1. Introducción
1.1. Antecedentes
La preocupación por el problema de la erosión de suelos es reciente, es también cierto que varios
países crearon a finales del siglo XIX leyes de protección y organismos dedicados a velar por el
recurso suelo. (Andalucía, 2010)
Wischmeir y Smith (Wischmeier, 1958), a finales de los años 50 reunieron gran cantidad de
experiencias y crearon la que se denominó oficialmente Ecuación Universal de Pérdida de Suelo.
Sin embargo, la preocupación por llegar a predecir la producción de sedimentos en una cuenca, lanzó a
los investigadores a la formulación de modelos físicos hidrológicos como los estudios de FOURNIER
(1960) y DJOROVIC (1974) que hacen uso de ecuaciones empíricas, para determinar la producción de
sedimentos en una cuenca. (Andalucía, 2010)
El modelo de Djorovic & Gavrilovic (1974), en cuanto a características, es aplicado a cuencas de
carácter torrencial y de alta montaña; considerando como parámetros definitorios: la precipitación,
temperatura, suelo, relieve, vegetación, grado y tipo de intensidad de los procesos erosivos existentes
en la cuenca. (Andalucía, 2010). Este modelo estima la cantidad de material producido por la erosión
superficial en una cuenca. (Phi-LAC, 2010)
En Bolivia, el Ministerio de Desarrollo Sostenible y Medio Ambiente MDSMA (1996), realizó el
primer mapa preliminar de Erosión de Suelos, el cual se obtuvo mediante la ecuación de la USLE
(Ecuación Universal de Pérdida de Suelo); dando como estimación que en el altiplano la erosión
comprende desde moderada a muy alta. (Instituto boliviano de Ciencia y Tecnologia nuclear, 2009)
Programa Manejo Integrado de Cuencas PROMIC (2004), ha utilizado el modelo de Djorovic &
Gavrilovic para la determinación de la tasa de erosión hídrica en la sub cuenca de Toralapa Alta que se
encuentra en la Provincia de Tiraque, departamento de Cochabamba; con tasas de erosión entre 0.02 a
5.68 Tn/Ha/Año.
La cuenca Poopó del departamento de Oruro, como parte de la región andina de nuestro país, es
afectado por variaciones de las lluvia entre una de sus manifestaciones más frecuentes es que los
periodos lluviosos son más cortos y con una intensidad mayor (Pillco, 2012); dando lugar a los
procesos de erosión hídrica.
Los procesos de erosión en la cuenca Poopó, son los principales causales del desequilibrio en el
régimen hídrico (GTZ, 2010), que se reflejan en: una menor disponibilidad del agua, baja retención de
agua en las zonas de recarga, y cambios de cauce en la parte baja de la cuenca Poopó.
La baja disponibilidad del agua en la cuenca Poopó ocasiona que los pequeños y micro sistemas de
riego alcancen a regar 27.80 Ha de las 72 Ha de área regable (Quintanilla, 2012)
La baja retención de agua en las zonas de recarga se debe a la reducida infiltración ocasionada por la
agricultura practicada en zonas no aptas para esta actividad, por lo que el suelo pierde sus condiciones
nutritivas.
Los cambios de cauce en la parte baja de la cuenca son ocasionados por los aportes de sedimento al
cauce principal de la cuenca Poopó. (PDM Villa Poopó, 2011)
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DEPARTAMENTO DE ORURO
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1.2. Justificación
La erosión de las cuencas hidrográficas es un problema potencial en todas las partes del mundo.
Actualmente en nuestro país existen trabajos de Instituciones y ONG’s en erosión de suelos por
métodos convencionales, por ejemplo empleando USLE.
La erosión en la cuenca Poopó es atribuible a factores naturales e inducidos por la actividad del
hombre, teniendo una incidencia directa en la aceleración de la erosión hídrica. Situación que
incrementa los impactos negativos de la pérdida de suelo e infraestructura en periodos lluviosos.
Por las razones anteriormente citadas se ve la necesidad de estimar la tasa de erosión de la cuenca
Poopó utilizando el Modelo de Djorovic & Gavrilovic; siendo el objeto de la presente investigación.
1.3. Planteamiento del Problema
La cuenca Poopó presenta un alto grado de deterioro y degradación de los suelos, este proceso de
deterioro que afecta a los recursos naturales, es provocado por factores como la precipitación que al
contacto con las partículas del suelo, éstas son desprendidas formando procesos de erosión hídrica, por
consiguiente el aporte de sedimento al curso del río será mayor, ocasionando problemas de inundación,
sedimentación, y que las obras civiles no sean sostenibles en el tiempo.
En la cuenca Poopó, se observa una variabilidad textural del suelo (que incluye desde gravas a limos),
presentando en las laderas de los cerros socavaciones profundas debido al proceso de erosión hídrica;
por lo que el material sólido es removido por el impacto de las gotas de lluvia. Siendo que la cuenca,
como parte de la región andina de nuestro país, es afectada por las variaciones de las precipitaciones,
donde los periodos lluviosos son más cortos y con una intensidad mayor; dando lugar a la formación
de las cárcavas como proceso de erosión hídrica, que junto con las acciones de fuerzas geológicas,
acciones humanas, etc. dan inicio a una erosión acelerada.
2. Objetivos
Objetivo general 2.1.1.
Estimar la producción de sedimento y pérdida de suelo mediante el modelo de Djorovic & Gavrilovic
en la cuenca Poopó del departamento de Oruro.
Objetivos específicos 2.1.2.
Para alcanzar el objetivo general se plantean los siguientes objetivos específicos:
Determinar la tasa de erosión mediante el modelo de Djorovic & Gavrilovic en la cuenca
Poopó.
Validar el modelo de Djorovic & Gavrilovic a través de la identificación en campo de los
procesos de la erosión hídrica en la cuenca Poopó.
Evaluar un escenario que disminuya la tasa de erosión mediante el modelo de Djorovic &
Gavrilovic en la cuenca Poopó.
Proponer medidas de control de erosión con obras civiles, que permitan reducir las zonas
erosionadas al interior de la cuenca Poopó.
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3. Marco Teórico
3.1. Erosión
La definición de “Erosión” proviene del verbo latín erodere que significa roer (Fournier, 1975). Uno
de los primeros conceptos de Erosión de suelos fue realizado por (Ellison, 1947), citando que es un
proceso de separación y transporte de materiales del suelo por agentes erosivos. (Mutcher, y otros,
1988), definió la erosión como el desprendimiento, transporte y depósito de materiales del suelo por
agentes erosivos. Según (Morgan, 1984), la erosión es la remoción del material superficial por acción
del viento o del agua. Food and Agriculture Organization, define la erosión como la desaparición del
suelo superficial arrastrado por el agua y/o el viento, a veces hasta dejar al descubierto el lecho de la
roca madre (FAO, 1983). La erosión se define como la remoción del suelo por corrientes de agua,
lluvia, viento u otros agentes geológicos, incluyendo procesos tales como desprendimiento,
suspensión, transporte y movimiento en masa. (Bergsma, 1996).
El proceso de erosión incluye tres etapas:
1. Preparación del material (desprendimiento y remoción)
2. Transporte
3. Sedimentación
En las tres etapas del proceso erosivo se producen daños importantes. En la etapa de preparación se
produce la alteración de la estructura superficial del suelo, destrucción de agregados, formación de
costras y sellos, estos dos procesos anteriores son parte de los procesos de la degradación por deterioro
interno del suelo de acuerdo a Poels (1993) citado por (Auza, 2011), alteración de la relación
infiltración/escurrimiento y pérdida de materia orgánica y nutrientes. El impacto de las gotas de lluvia
sobre el suelo desnudo aporta la energía para la realización de esta etapa.
En la etapa de transporte se completa la pérdida de las partículas del suelo (materiales coloidales como
materia orgánica, humus y nutrientes), iniciada en la etapa anterior, se genera el escurrimiento
superficial del agua que produce distintas formas de erosión (laminar, en surcos y en cárcavas) como
procesos de degradación por desplazamiento de materiales de suelo según Poels (1993) citado por
(Auza, 2011) y daños a la infraestructura.
En la etapa de sedimentación, por una disminución de la energía de escurrimiento (disminución de la
pendiente, obstáculos que reducen la velocidad) se produce el depósito de las partículas del suelo. Este
depósito puede destruir cultivos, dañar la infraestructura (caminos, vía férrea, etc.) colmatar y reducir
la capacidad de represas y los sistemas de riego no sean sustentables.
La erosión es el resultado de fuerzas activas, fuerzas resistentes y fuerzas antrópicas. Las fuerzas
activas o fuerzas denudacionales (lluvia, temperatura, eventos tectónicos) son las que tienden a
producir la erosión, las fuerzas resistentes o estabilizadoras (cohesión del suelo, estabilidad de los
agregados, estructura) son las que se oponen al proceso y las fuerzas antrópicas (deforestación,
sobrepastoreo, uso intensivo de tierras agrícolas) reflejan la actividad humana y su influencia en las
erosión de suelos. (Fournier, 1975)
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La erosión no es solamente un fenómeno físico también un problema socioeconómico. El crecimiento
poblacional mundial, el desarrollo consecuente de las tecnologías según (Auza, 2011). La tenencia de
la tierra, los precios de los productos, producen una mayor presión sobre los recursos naturales,
acelerando de manera geométrica la incidencia de las fuerzas denudacionales. Por lo que se genera una
dinámica, en la que el deterioro de ciertas áreas, como resultado de la interacción de fuerzas
degradacionales y antrópicas, obliga a los seres humanos a buscar nuevas áreas de asentamiento en las
que las fuerzas denudacionales se presentan. Esta dinámica es considerada un ciclo afecta al
ecosistema global. (Auza, 2011)
A la vez, al ser la erosión parte fundamental de la degradación de tierras, es preciso clasificar las tasas
de pérdida en relación con el grado de degradación. Así, Montenegro y Malagón (1990) citado por
Auza (2011), define las clases de degradación en función a la erosión del suelo, ver Tabla 1.
Tabla 1: Clases de degradación en función a las tasas de pérdida de suelo
Clases de degradación Erosión
(Tn/Ha/Año)
I.Nula <10
II.Moderada 10 - 50
III.Fuerte 50 - 200
IV.Muy Fuerte >200 Fuente: Montenegro y Malagón (1990) citado por Auza (2011)
3.2. Clases de Erosión
En general se diferencian las clases de erosión de acuerdo a la acción de los agentes erosivos que las
producen, existiendo los siguientes tipos de erosión:
1. Erosión geológica
2. Erosión inducida o antrópica
3. Erosión Hídrica
Erosión Geológica 3.2.1.
(Mutcher, y otros, 1988) expone que el término de erosión abarca también la erosión geológica que se
produce en condiciones naturales, fuera de toda intervención humana y que actúa casi en todos los
medios de manera paulatina, por tanto la erosión es inevitable y cualquier perturbación del suelo puede
causar erosión a una tasa probablemente mayor que las tasas naturales de renovación del suelo.
Aunque existen casos de erosión natural donde el suelo se pierde lentamente y puede ser repuesto por
los efectos naturales de descomposición y regeneración de acuerdo a (FAO, 1983).
Erosión Inducida o Antrópica 3.2.2.
La erosión acelerada o antrópica esta propiciada por el hombre al romper el equilibrio entre los
recursos agua, suelo y vegetación, expone la (FAO, 1983). La intervención marcada del hombre sobre
los bosques, praderas, tierras de cultivo y otros usos, está modificando de manera acelerada los
procesos naturales de equilibrio del suelo con su entorno, como consecuencia se manifiesta en mayor
grado la degradación de los recursos de la tierra.
Los problemas de la erosión son agravados por la deforestación, sobrepastoreo como se puede
observar en la Figura 1 y cambios en el uso de suelo para incrementar la producción agrícola
(agricultura intensiva) (G. Desir, 2008).
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Figura 1: Sobrepastoreo en la cuenca Poopó
Erosión Hídrica 3.2.3.
La erosión hídrica se define como la pérdida progresiva de los componentes del suelo como
consecuencia de la dispersión de sus agregados, siendo un proceso que depende de la capacidad
erosiva de la lluvia que al impactar con el suelo sus partículas son arrastradas por el agua hasta lugares
más bajos, contribuyendo a la degradación de los suelos (Hellin, 2004).
Los factores que intervienen en el proceso de erosión hídrica son:
La intensidad y frecuencia de las lluvias
El relieve del terreno
La pendiente
La cobertura vegetal
El tipo y uso del suelo
La erosión de los suelos por acción del agua es más activa donde las partículas de suelo son
desprendidas por el impacto de las gotas de lluvia o la acción de agua de escorrentía. Donde la
precipitación pluvial no se puede infiltrar en el suelo, sino que fluye por la superficie, el agua viaja a
una velocidad relativamente rápida, y es capaz de arrancar materiales del suelo por medio de la fuerza
hidráulica de su flujo. Al mismo tiempo, solo está en contacto con la superficie del suelo durante una
hora o dos, y no durante los días que se necesitan para recoger una cantidad apreciable de material
disperso. Así donde el flujo superficial es dominante, la erosión del suelo por el agua probablemente
sea el proceso principal de desgaste y la disolución es ligera. (Kirby y Morgan, 1984)
Como el agua puede fluir en grandes cantidades sobre la superficie y ejercer fuerzas hidráulicas
también grandes, se deduce que la erosión del suelo a menudo actúa catastróficamente, incluso con
pendientes moderadas. Estas condiciones por lo general se encuentran en las áreas semiáridas, pero los
campos desmontados para cultivo son susceptibles de ser erosionados en cualquier clima (Kirkby &
Morgan, 1984).
Los procesos físicos causantes de la erosión hídrica son:
1. Erosión por salpicamiento
2. Erosión laminar
3. Erosión en surcos
4. Erosión en cárcavas
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3.2.3.1. Erosión por salpicamiento
La erosión por salpicamiento, como primera fase del proceso erosivo, se produce por el impacto de las
gotas de lluvia, provistas de una determinada energía cinética, que al contacto con el suelo ocasionan:
destrucción de agregados, separación de partículas individuales, sellado de poros superficiales por
partículas finas (limos y arcillas) y la consecuente formación de costras. Este proceso tiene un efecto
negativo ya que incrementa la escorrentía no solo en el momento de producirse la lluvia, sino también
en futuros eventos, determinando así un mayor riesgo de erosión. (Bergsma, 1996)
A pesar de producirse cierto grado de erosión por salpicamiento, esta es insignificante en comparación
a la generada por el flujo superficial que es el principal factor para determinar altas tasas de erosión,
porque en la saltación de las partículas se producen procesos equilibrantes: partículas que son
desalojadas y movilizadas de un punto son compensadas con las provenientes de otros puntos.
(Bergsma, 1996)
3.2.3.2. Erosión laminar
La erosión laminar se define como la remoción de una capa moderadamente uniforme de suelo debido
al salpicamiento y al flujo concentrado en microcanales (Pre-surcos), cuya profundidad aproximada es
de 3 cm. (Bergsma, 1996)
Esta forma de erosión se inicia en la cima de las laderas, ya que por lo general el agua de
escurrimiento recién comienza a concentrarse en la parte media y baja de acuerdo al relieve que
presentan.
En este tipo de erosión, el desprendimiento es proporcional a la energía cinética de la lluvia y la
capacidad de transporte está directamente relacionada con la cantidad y la velocidad del flujo
superficial de acuerdo a (Bergsma, 1996). Este flujo se presenta en pequeños surcos, que al integrarse
en el tiempo y espacio, se ve como erosión en capas.
A esta forma de erosión casi no se presta atención y se le resta la importancia necesaria, ya que sucede
de manera imperceptible para los ojos e implica los primeros milímetros del suelo. Sin embargo, por
esta forma de erosión, el suelo pierde particularmente su materia orgánica superficial y las tierras
vistas desde el aire comienzan a presentar manchones con colores más claros que corresponden a las
capas inferiores del suelo.
3.2.3.3. Erosión en surcos
A medida que el agua de escurrimiento superficial baja por la pendiente, va concentrándose cada vez
más en las micro depresiones del terreno, formando pequeños cauces o canales de evacuación de agua.
La velocidad que alcanza el agua de escurrimiento en estos pequeños canales permite la
profundización, arrastre del material y la formación de los surcos de erosión. Estos canales lineales son
cortados reiterativamente por la escorrentía concentrada o por el colapso de las paredes verticales,
presentando caras lateralmente empinadas cuando son recientes y que rejuvenecen con cada lluvia.
(Auza, 2011)
La erosión en surcos puede ser una fase transicional para la formación de cárcavas o puede mantenerse
en un “estado semipermanente”. Asi, Bergsma (1996) señala las condiciones para la ocurrencia de los
surcos semipermanentes que determina la existencia o no de la fase transicional:
Volumen de flujo superficial es limitado por lluvias ligeras en intensidad o duración.
Suelos permeables con una aceptable conductividad hidráulica.
Cuando el flujo es uniforme distribuido sobre los surcos en pendientes ligeras.
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Cuando existe una buena disponibilidad de material erodable.Cuando propiedades del suelo
resisten la incisión.
Las características anteriormente señaladas, indican que la erosión en surcos causa mayor pérdida que
el salpicamiento o la erosión laminar de acuerdo a Morgan citado por Bergman (1996).
3.2.3.4. Erosión en cárcavas
Las cárcavas son canales mucho más amplios y profundos que los surcos de erosión formados por el
agua de escurrimiento. El agua de lluvia que se concentra en los surcos de cultivo, surcos de erosión,
etc., se va acumulando cada vez más en el tiempo. Estas cárcavas se diferencian de los surcos de
erosión, por sus mayores dimensiones, las mismas que no pueden eliminarse con simples prácticas de
laboreo.
La formación de las cárcavas, así como sus dimensiones, son expresión de una máxima intensidad de
la precipitación en un tiempo de duración menor, además depende también de las características del
suelo y la pendiente. Las cárcavas poseen profundidades mayores a 1 metro, pudiendo llegar en
algunos casos a decenas de metros en cuanto a extensión longitudinal. (Auza, 2011)
La transformación de un surco en cárcava, debido a la profundización y ensanchamiento de los surcos,
se explica por la incisión constante del flujo concentrado, por los deslizamientos de suelo, tanto en los
lados como en la cabecera del surco, influenciados por la poca firmeza que tiene el suelo de las orillas
cortadas según Swaify citado por Auza (2011).
Las cárcavas varían en su forma (U o V), dependiendo esto del tipo de suelo, forma de la superficie y
el régimen hídrico de la cuenca en cuestión. A la vez, la densidad de las mismas depende de las
características de la lluvia y su aceptancia por el suelo, erodabilidad de este último, inclinación de la
pendiente, flujo concentrado debido al relieve y cobertura vegetal. (Bergsma, 1996)
3.3. Consecuencias y Efectos de la Erosión
Ocampo (1996) citado por (Orsag, 2010), plantea que entre los impactos que produce la erosión del
suelo se tienen los daños de erosión directos e indirectos:
Daños Directos 3.3.1.
Entre los daños directos se tiene:
3.3.1.1. Pérdida de Capacidad de Almacenamiento de Agua
Los suelos erosionados pierden su capacidad de almacenar agua debido a la reducción de su
profundidad y a las características no favorables de las capas inferiores. Esto suele afectar seriamente
el ciclo hidrológico de una cuenca o subcuenca.
3.3.1.2. Pérdida de Suelo
La pérdida de los principales componentes del suelo (partículas de arcilla, nutrientes, materia orgánica
y otros componentes), constituyen uno de los principales daños.
3.3.1.3. Pérdidas de Áreas de Cultivo
La formación de cárcavas, los derrumbes, hundimientos y deslizamientos, disminuyen sustancialmente
las áreas de cultivo y por consiguiente dan lugar a una degradación general del sitio y a la
desvalorización de la zona.
PRODUCCIÓN DE SEDIMENTO Y PÉRDIDA DE SUELO MEDIANTE MODELO DJOROVIC & GAVRILOVIC EN LA CUENCA POOPÓ DEL
DEPARTAMENTO DE ORURO
8
Daños Indirectos 3.3.2.
Los sedimentos producto del arrastre ocasionado por el viento y el agua, pueden directamente
sedimentarse sobre los ríos y provocar desbordamientos, también pueden depositarse en represas y
canales de riego donde provocan una colmatación de las infraestructuras.
Como consecuencia de estos represamientos y colmataciones, puede disminuir considerablemente la
vida efectiva de las represas y aumentar los riesgos de inundación en las partes bajas de la cuenca
destruyendo obras civiles, viviendas, tierras de cultivo, pastoreo, afectando a la vida de las personas.
Por consiguiente estos daños causan importantes pérdidas económicas y sociales.
3.4. Modelo de Djorovic & Gavrilovic
El modelo de Djorovic & Gavrilovic, calcula la degradación específica en cuencas, considerando
como parámetros definitorios la precipitación, la temperatura, el suelo, el relieve, la vegetación, grado
y tipo de intensidad que han alcanzado los procesos erosivos existentes en la cuenca. (Andalucía,
2010)
El modelo de Djorovic & Gavrilovic es aplicado en la presente Investigación por ser un modelo que se
ajusta a condiciones de la región altiplánica como es el Departamento de Oruro (Vallejos, 2005)
El Modelo de Djorovic & Gavrilovic (1974) se expresa en la ecuación 1:
W = T·h·∏·Z3/2
·F 1
Dónde:
W= Producción media anual de sedimento (Tn/Ha/Año)
T = Factor de temperatura: T = [(tm/10+1] 0,5
, siendo “tm” la temperatura media anual (˚C).
h= Precipitación media anual (mm) de los registros de precipitación de las estaciones meteorológicas
utilizadas.
∏ = Constante PI: 3,1416.
Z = Coeficiente de erosión, es el coeficiente que refleja la intensidad y extensión del fenómeno
erosivo, que valora la influencia de los factores de suelo, vegetación y relieve; como se muestra en la
ecuación 2:
Z = y*x*(θ+s0,5
) 2
Donde “y” es el coeficiente de erosionabilidad del suelo, “x” es el coeficiente adimensional que
cuantifica la vegetación, “θ” el coeficiente adimensional que cuantifica el estado de erosión y “s” la
pendiente media de la cuenca. Para la definición de los coeficientes x, y, θ pueden utilizarse los mapas
de geología, geomorfología, uso de suelos y pendientes de la cuenca en estudio para definir con
criterio sus valores. Los valores a asignar a los coeficientes de erosión de la ecuación de Djorovic se
extraen de tablas que corresponden a los valores originales propuestos por Gavrilovic (1959 – 1988),
donde los coeficientes X, Y y , son propuestos por el mismo autor; los suelos son clasificados con “y”
desde 2 a 0,5; la cubierta vegetal con “x” desde 1 a 0,4 y el estado erosivo con “θ” desde 1 a 0,2;
A partir de la formulación de Gavrilovic se da una clasificación cualitativa de los procesos erosivos,
considerando cinco categorías de riesgo en función del coeficiente de erosión adimensional, como se
muestra en la Tabla 2.
Tabla 2: Clasificación de niveles erosivos, en función al coeficiente adimensional “Z”
Fuente: Formulación de Gavrilovic (1974)
Niveles de erosión Coeficientes de erosión
Erosión muy alta 1 < Z ≤ 1,5
Erosión alta 0,7 < Z ≤ 1
Erosión moderada 0,4 < Z ≤ 0,7
Erosión baja: 0,2 < Z ≤ 0,4
Erosión muy baja 0 < Z ≤ 0,2
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9
El valor de “Z” ponderado, representativo de una cuenca se calcula como la media ponderada de los
distintos valores de ese coeficiente obtenidos para cada uno de los valores parciales, que integran los
diferentes coeficientes representativos de los factores, el valor “Z” ponderado se calcula con la
ecuación 3:
∑
3
Dónde:
Zi= Factor de erosión parcial según su riesgo
Fi = Área parcial de influencia del factor de erosión (i) (km2)
F = Área total de la cuenca de estudio (km2)
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4. Marco Metodológico
4.1. Tipo de Investigación
La investigación es de carácter descriptivo, porque describe el comportamiento de las variables que
componen el Modelo de Djorovic & Gavrilovic y persiguen el conocimiento de las características
biofísicas de la cuenca Poopó.
4.2. Enfoque metodológico de la investigación
Se establece una metodología adecuada que permite ordenar el trabajo investigativo en forma
sistemática y racional, para obtener información relevante y fidedigna, a través de los objetivos
propuestos. Sobre la base que se ha mencionado anteriormente se estima la tasa de erosión en la
cuenca Poopó, mediante la eficacia del modelo Djorovic & Gavrilovic, la misma que es validada
mediante la identificación en campo de los procesos erosivos presentes en la cuenca y de esta manera
se evalúa un escenario que permita reducir la tasa de erosión en el área de estudio y a la vez se
propone medidas de control que reduzcan las zonas erosionadas al interior de la cuenca Poopó.
4.3. Fuentes de Información
El registro de precipitaciones anuales de las estaciones meteorológicas de Oruro ASAANA, Pazña se
obtiene del Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología SENAMHI Regional Oruro. Además se
utiliza el registro de precipitaciones anuales de la estación automática de la Mina Bolívar, por la
proximidad a la cuenca Poopó.
Las Imágenes Satelitales Landsat TM de resolución espacial de 30 metros, a utilizar en la presente
investigación son descargadas de la página oficial de U.S.G.S.
Para la generación del Mapa de Geología correspondiente al área de estudio, se recurre a la compra de
una carta geológica de SergeoTecmin.
4.4. Descripción de los instrumentos y análisis de la información
Descripción del área de estudio 4.4.1.
4.4.1.1. Ubicación Política
La cuenca Poopó, se encuentra en el Municipio de Villa Poopó, primera sección de la Provincia Poopó
del Departamento de Oruro-Bolivia.
Limita al Norte con los Municipios de Huanuni y Machacamarca primera y segunda sección Municipal
de la Provincia Pantaleón Dalence del Departamento de Oruro, al Sur con los Municipios de Pazña y
Antequera segunda y tercera sección Municipal de la Provincia Poopó; al Este con los Municipios de
Huanuni, Antequera y al Oeste con el Municipio de Choro segunda sección Municipal de la Provincia
Cercado del Departamento de Oruro.
4.4.1.2. Ubicación Geográfica
La cuenca Poopó geográficamente se encuentra entre las coordenadas: Mínimas (X, Y): 716098,7;
7954890,4; Máximas. (X, Y) 728604,9; 7972020,2. Las elevaciones varían entre 3819 a 4697 m.s.n.m.
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Figura 2: Mapa de ubicación de la cuenca Poopó
Fuente: Elaboración Propia
4.5. Análisis de la información
Modelo de Djorovic & Gavrilovic 4.5.1.
El modelo está conformado de acuerdo a los factores de: temperatura, precipitación media anual,
coeficientes de erosión.
El factor de temperatura y precipitación fue obtenido mediante las temperaturas y precipitaciones
medias anuales de las estaciones Oruro AASANA, Pazña y Bolívar. El coeficiente de erosión se
determinó en base a la Metodología de Valenzuela y Beck (1998) citado por (PROMIC, 2007).
La tasa de erosión hídrica en la cuenca Poopó mediante el modelo de Djorovic & Gavrilovic, se
determinó de acuerdo al flujograma de la Figura 3.
Figura 3: Flujograma Modelo Djorovic & Gavrilovic
Fuente: Elaboración Propia
4.5.1.1. Factor de Precipitación media anual
El factor “h” de precipitación se determinó a partir del flujograma que se muestra en la Figura 4 y se
calculó a partir de los registros de precipitaciones de las estaciones meteorológicas de Oruro, Pazña y
Bolívar; obtenidos del Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología Regional Oruro (SENAMHI) y
mina Bolívar. La estación de Oruro cuenta con un registro de precipitaciones homogéneo y las
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12
estaciones de Pazña y Bolívar cuentan con series incompletas. Se utilizó tres estaciones
metereológicas, debido a su cercanía y a la no existencia de otras estaciones en la cuenca Poopó.
Las estaciones se encuentran próximas a la cuenca de estudio, por tal motivo es conveniente utilizar
estos registros de precipitación para el cálculo del factor de la precipitación media anual de la cuenca.
Las estaciones utilizadas en el presente estudio son al Noroeste, estación de Oruro, al Este estación
Bolívar
Figura 4: Flujograma Factor Precipitación
Fuente: Elaboración Propia
En la Figura 5, se muestra gráficamente la ubicación de las estaciones meteorológicas.
Figura 5: Ubicación espacial de las estaciones meteorológicas e hipotéticas
Fuente: Elaboración Propia
Antes del cálculo del factor de precipitación media anual, se ha efectuado un análisis de consistencia a
partir de la curva doble masa, en la Tabla 4 se muestra los coeficientes de correlación. Se seleccionó
como estación base a la estación de Oruro, por tener una serie histórica de precipitaciones.
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R² = 0,9986
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 500 1000 1500 2000 2500 3000
E-C
PA
ZÑA
E-B ORURO
ANÁLISIS DE CONSISTENCIA
R² = 0,9715
0
1000
2000
3000
4000
0 1000 2000 3000 4000
E-C
BO
LIV
AR
E-B ORURO
ANÁLISIS DE CONSISTENCIA
y = 0,3469x - 899,95 R² = 0,9009
0
100
200
300
400
500
600
3600 3700 3800 3900 4000 4100Pre
cip
itac
ión
me
dia
an
ual
m
m
Elevación msnm
Elevación Vs Precipitación
Para cada una de las estaciones se obtuvo coeficientes de correlación cuyos valores son: 0.9715 y
0.9986 según se aprecia en la Tabla 4 y Figura 6, lo que indica que la relación de la estación Oruro con
las demás estaciones es alta, por tanto es confiable utilizar estos registros para el cálculo de la
precipitación media anual.
Tabla 3: Precipitaciones medias anuales de las estaciones de interés
Fuente: Elaboración Propia
Tabla 4: Análisis de correlación de las estaciones
Estación Coef. Correlación R
Pazña 0.9986
Bolívar 0.9715
Fuente: Elaboración Propia
Figura 6: Gráficos de correlación de las estaciones con respecto a la cuenca Poopó
Con las precipitaciones medias anuales de la Tabla 3, se realizó una relación de las precipitaciones
medias anuales y sus elevaciones, obteniéndose la ecuación 4, cuya gráfica se muestra en la Figura 7:
P = 0.3469 * Z – 899.95 4
R2 = 0.909
Figura 7: Relación Elevación y Precipitación
Fuente: Elaboración Propia
Con la ecuación obtenida, se generó estaciones meteorológicas hipotéticas, las coordenadas de las
estaciones hipotéticas se muestran en Anexo A. Las precipitaciones medias anuales de las estaciones
N
Estación N de años
Precipitación media anual
observada (mm)
1 Oruro 30 412.7
2 Pazña 16 363.5
3 Bolívar 8 431.2
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meteorológicas y de las hipotéticas, fueron interpoladas por el método Kriging en el programa Arcgis
9.3; ya que este método de interpolación se basa en un procedimiento geoestadístico avanzado que
genera una superficie estimada a partir de un conjunto de datos dispersados con valores de elevación.
Además este método de interpolación fue utilizado debido a la irregularidad de los datos.
Se generó un raster de precipitaciones medias anuales y curvas isoyetas anuales. Ver Figura 8.
Las curvas isoyetas obtenidas se verificaron con el mapa de isoyetas de Bolivia, comprobándose que
tiene la misma tendencia, pero con precipitaciones ligeramente mayores.
Figura 8: Mapa de precipitaciones (mm) en la cuenca Poopó
Fuente: Elaboración Propia
4.5.1.2. Factor de temperatura
El factor de temperatura “T”, se determinó en función al flujograma que se observa en la Figura 9.
Figura 9: Flujograma Factor Temperatura
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y = -0,0029x + 19,396 R² = 0,7644
7,4
7,6
7,8
8
8,2
8,4
8,6
8,8
9
3650 3700 3750 3800 3850 3900 3950 4000 4050
Tem
pe
ratu
ra °
C
Elevación msnm
Elevación Vs Temperatura
Teniendo como base los valores de temperatura media anual °C, las cuales se muestran en la Tabla 5.
Se realizó una relación de las temperaturas medias anuales y sus elevaciones, obteniéndose la
siguiente ecuación 5:
T = -0.0029*Z+19.396 5
R2=0.7644
Figura 10: Relación Elevación y Temperatura
Fuente: Elaboración Propia
Tabla 5: Temperatura media anual “Tm” (°C°)
Fuente: Elaboración Propia; registro de información SENAMHI-ORURO; Estación meteorológica Mina Bolívar
Con la ecuación 5, se generó estaciones hipotéticas, las mismas que se utilizaron para la elaboración
del raster de temperaturas, las cuales fueron interpoladas por el método kriging en el programa Arcgis
V 9.3. Ver Figura 11. Este método de interpolación se utilizó por la irregularidad de los datos y para
definir su comportamiento espacial de la temperatura representado por los valores de elevación.
Con las temperaturas medias anuales en la cuenca Poopó, se utilizó la ecuación 6, para corregir dichas
temperaturas.
((
) )
6
Dónde:
T = Factor temperatura [°C]
Tm = temperatura media anual (ºC)
Estación Hidrometereológica Temperatura media anual (ºC)
Oruro 8,8
Pazña 8,2
Bolívar 7,6
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Figura 11: Mapa de temperaturas (°C) en la cuenca Poopó
Fuente: Elaboración Propia
4.5.1.3. Coeficiente de erosión
La determinación del coeficiente de erosión “Z”, tiene como base el estudio “Riesgos de Erosión y
Degradación”, en el cual se empleó la metodología del I.T.C. de Holanda para la evaluación de la
susceptibilidad frente a la erosión (Valenzuela y Beck, 1998) citado por (PROMIC, 2007).
El estudio, se ajusta al tipo de evaluaciones físicas, que tienen como criterios de diagnóstico
fundamentalmente, las susceptibilidades o condiciones favorables de los suelos para sufrir degradación
por erosión en general, según sus características intrínsecas y extrínsecas de directa influencia en los
mismos.
El método, en su origen, pretende una clasificación de propensión a la erosión hídrica basándose en un
análisis de mapas temáticos de geología, geomorfología, uso de suelo, pendiente con una escala de
trabajo 1:250.000, las cuales serán utilizadas como base para la aplicación de baremos parciales. Ver
Figura 12: Flujograma de coeficiente de erosión.
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Figura 12: Flujograma de coeficiente de erosión.
Fuente: Valenzuela y Beck, 1998
El mapa de geología fue digitalizado en base a la Carta Geológica de Uncía, elaborado por
SergeoTecmin, que abarca la superficie de la cuenca Poopó.
En la Tabla 6 se muestra las Unidades Geológicas que son abarcadas por superficie, siendo el de
mayor área en la cuenca Poopó Formación Uncía (Sun). En la Figura 13, se observa las diferentes
unidades geológicas.
Tabla 6: Unidades Geológicas
Fuente: Elaboración Propia
Simbología Unidades Geológicas Área [m2] Área [Ha] %
Sun Fm. Uncía 61191751 6119,18 59,04
Sll Fm. Llallagua 32556755 3255,68 31,41
Qa Dep. Aluvial 5463303 546,33 5,27
Qc Dep. Coluvial 1425412 142,54 1,38
Tis Intrusiones Subvolcánicos 1239527 123,95 1,20
Qg Dep. Glacial 1130200 113,02 1,09
Qt Dep. Terraza 640045 64,00 0,62
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Figura 13: Mapa de Geología en la cuenca Poopó
Fuente: Carta Geológica Uncia-SergeoTecmin, 1992.
La generación del mapa de geomorfología, se realizó mediante la interpretación de la imagen satelital
Landsat TM 2005, en el programa ArcGis V 9.3; y posterior verificación de campo. La zona de estudio
presenta dos grandes paisajes naturales principales que son la cordillera y los valles, por lo cual se ha
elaborado un mapa de unidades geomorfológicas. Ver Figura 15.
Las diferentes unidades geomorfológicas fueron interpretadas y clasificadas según:
A. La elevación, que se subdividen en Lomas, Cerros y Montañas, y están compuestos por Ladera
(depende de la pendiente), Cuesta, Cresta y Crestón siendo, la parte más elevada.
B. Tipos de paisaje, los cuales dependen del proceso de intemperismo, siendo las siguientes:
- Paisaje Glacial, es un paisaje formado por la agrupación de geoformas como ser: Morrenas:
Laterales, Frontales, no diferenciadas o Mantos Morrenicos, Circos Glaciales, Valles Glaciales y
Laguna Glacial.
- Paisaje eólico, formados por los vientos y normalmente no producen geoformas, pero si contribuyen
a la formación del paisaje y se manifiestan en las elevaciones. Los procesos que originan son:
a) Denudación, es el proceso de desgaste de la superficie teniendo la forma redondeada regular.
Disección es el proceso traumático con bordes irregulares.
- Paisaje hídrico formado por el proceso del agua las cuales son:
a) Abanicos, formados por el cauce del río que inunda un área variable.
b) Conos, tienen la misma forma que los abanicos solo que no hay presencia del cauce del río.
c) Glacis, áreas donde varios abanicos o conos están cerca entre sí.
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19
d) Terrazas, suceden cuando el río trae bastante material que se deposita en una zona, generalmente
en la ribera de los ríos.
e) Taludes de Derrubiación, son como los glacis pero en las montañas.
En la Tabla 7, se muestra las diferentes unidades geomorfológicas de la cuenca Poopó.
La unidad geomorfológica Ladera de Pendiente Moderada con 19,47% del total de la superficie,
abarca un gran porcentaje de la cuenca.
Tabla 7: Unidades Geomorfológicas
Simbología Unidades Geomorfológicas Área [m2] Área [Ha] %
Cr Cresta 957235,11 95,72 0,92
CA Cuerpo de Agua 1381077,89 138,11 1,33
Cs Cuesta 966148,66 96,61 0,93
LaCR Ladera de Cima Redondeada 1117054,48 111,71 1,08
LaPL Ladera de Pendiente Ligera 11739672,75 1173,97 11,33
LaPM Ladera de Pendiente Moderada 20176345,6 2017,63 19,47
LaPP Ladera de Pendiente Pronunciada 963541,22 96,35 0,93
LaCS Laderas de Cimas Subredondeadas 591254,64 59,13 0,57
L Loma 157147,13 15,71 0,15
LCR Loma de Cima Redondeada 777278,88 77,73 0,75
LCS Loma de Cima Subredondeada 728818,02 72,88 0,7
LPL Loma de Pendiente Ligera 951462,8 95,15 0,92
MM Mantos Morrenicos 7466128,73 746,61 7,2
M Morrena 5251200,8 525,12 5,07
RC Reverso de Cuesta 20643572,1 2064,36 19,92
SCS Serranías de Cimas Subredondeadas 4691437,36 469,14 4,53
TD Taludes de Derrubiación 15838734,6 1583,87 15,28
TA Terraza Aluvial 2027279,07 202,73 1,96
VG Valle Glacial 7221654,34 722,17 6,97 Fuente: Elaboración Propia
Figura 14: Unidades geomorfológicas serranías y cimas en la cuenca Poopó
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Figura 15: Mapa de Geomorfología en la cuenca Poopó
Fuente: Elaboración Propia
Para la generación del mapa de uso de suelo, se trabajó con la imagen satelital Landsat TM. Las
diferentes unidades de uso de suelo en la cuenca Poopó, fueron detectadas mediante la aplicación de
una clasificación supervisada, por el algoritmo clasificador gaussiano de máxima verosimilitud en el
programa Ilwis V3.3.
La cuenca Poopó presenta diferentes características de acuerdo a la altura, topografía, pendiente;
donde el uso del suelo con fines agrícolas de pastoreo, están distribuidos en toda la cuenca.
El uso actual del suelo de la cuenca nos permite conocer el potencial agrícola de una zona
determinada. Ver Figura 16.
En la Tabla 8, se puede observar que la agricultura temporal abarca un 22,47% del total de la
superficie.
Tabla 8: Unidades de Uso Actual de Suelo
Uso Actual de Suelo Área [m2] Área [Hectárea] %
Herbazal denso 34646400 3464,64 33,22
Agricultura temporal 23430600 2343,06 22,47
Afloracion rocosa 16578000 1657,80 15,90
Suelo c/ escasa cobertura 11514600 1151,46 11,04
Herbazal ralo 5626800 562,68 5,40
Arbustal ralo 4629600 462,96 4,44
Agricultura intensiva 4329000 432,90 4,15
Agricultura temporal migratoria 3532500 353,25 3,39
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Figura 16: Mapa de Uso Actual del suelo en la cuenca Poopó
Fuente: Elaboración propia
Figura 17: Uso actual de suelo en la cuenca Poopó
Fuente: Registro Propio
A través del procesamiento del Modelo de Elevación Digital SRTM con tamaño de pixel de 30 metros
(1 arcseg), se generó el mapa de pendiente en el programa ArcGis V 9.3.
Las pendientes son el resultado de la triangulación de esta información y se basa en el tamaño del pixel
(30*30 metros) que se emplea como grilla raster base.
La cuenca Poopó en la mayor parte de su superficie presenta una pendiente moderada la cual se
encuentra entre 5 a 10% de acuerdo a la Tabla 9. Ver Figura 18.
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Figura 18: Mapa de pendientes en la cuenca Poopó
Fuente: Registro Propio
Tabla 9: Pendientes (%) de la cuenca Poopó
Pendiente % Área [m2] Área [Hectárea]
0-5% 10418128,60 1041,81
5-10% 19268944,11 1926,89
10-15% 13543222,66 1354,32
15-20% 10957082,41 1095,71
20-25% 10778129,11 1077,81
25-30% 10243469,02 1024,35
30-35% 9549318,02 954,93
35-40% 7807815,61 780,78
40-45% 5067058,46 506,71
45-50% 2451443,69 245,14
50-55% 1685321,12 168,53 Fuente: Elaboración Propia
El resultado a la susceptibilidad de la erosión, para cada unidad de Geología, Geomorfología, Uso de
Suelo, Pendiente, se asignó de acuerdo a los niveles riesgo que se muestra en la Tabla 10. Donde un
muy bajo riesgo a la erosión es asignado con 1 y un muy alto riesgo a la erosión con 5.
Tabla 10: Niveles de Riesgo
Fuente: Elaboración Propia
Niveles de Riesgo de erosión Riesgo de Erosión
Muy Bajo 1
Bajo 2
Moderado 3
Alto 4
Muy Alto 5
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23
La asignación de los valores de riesgo geológico con respecto al riesgo de erosión para las unidades
geológicas, se realizó bajo una entrevista personal a un Profesional del área geológica, Ing Florencio
Gerónimo-Consultor Individual, ver Anexo B, Tabla 11. A las unidades geológicas: Deposición
Aluvial (Qa), Deposición Terraza (Qt), son unidades con mayor riesgo de erosión, por tanto se les
asignó el valor de 5 y a la unidad Deposición Coluvial (Qc) con el valor de 4 representando al riesgo
de erosión alto; las mismas pertenecen al periodo cuaternario, presentando características de trasarco
y/o antepais, por lo que fueron afectados por eventos tectónicos, ligados a la deflexión oroclinal,
además de plegamientos volcánicos, actividad mágmatica y mineralización; situaciones que
incrementan el estado erosivo, debido a que estas unidades (Qa, Qt, Qc) ya fueron afectadas por
fuerzas denudacionales, y son las que inician el proceso erosivo.
Los riesgos geológicos asignados a las unidades Deposición Glacial (Qg) e Intrusiones volcánicas
(Tis) fueron asignadas con el valor de 3, representando al riesgo de erosión moderado, ya que estas
unidades se encuentran sobre las pendientes de los cerros Chuallani, Pan de azúcar, Pepito, a
diferencia del cerro Chuallani que en la parte inferior occidental del cerro expone un contacto entre
una brecha hidrotermal tipo pipe que corresponde a la unidad Depósito Glacial (Qg) y rocas
sedimentarias (Silurico Uncia – Sun). Las brechas hidrotermales tipo pipes cuyas dimensiones varían
entre 30 y 50 metros aproximadamente, se hallan constituidas por bloques de rocas sedimentarias
sericitizadas (lutitas)
Las unidades geológicas Formación Llallagua (Sll) y Formación Uncía (Sun), fueron asignadas con un
valor de 2, representando erosión bajo, por lo que estas unidades corresponden a la edad silúrica; las
cuales se presentan en la parte inferior occidental del Cerro Chuallani, y por tanto no representa un
riesgo de erosión debido a la ubicación de estas unidades. Ver Anexo D: Mapa Riesgo Geológico.
Tabla 11: Riesgo Geológico Simbología Unidad Geológica Riesgo Geológico
Qa Deposición Aluvial 5
Qc Deposición Coluvial 4
Qg Deposición Glacial 3
Qt Deposición Terraza 5
Sll Fm. Llallagua 2
Sun Fm. Uncia 2
Tis Intrusiones subvolcánicos 3
Fuente: Registro Propio
La asignación de los valores de riesgo geomorfológico con respecto al riesgo de erosión, se realizó en
base al Mapa Geomorfológico del Estudio de Riesgos de Erosión y Degradación en la Cuenca del Río
Jatun Mayu (PROMIC, 2007), Ver Tabla 12. Para las unidades Taludes de Derrubiación (TD), Terraza
Aluvial (TA), fueron asignados con el valor de 5, representando al riesgo de erosión muy alto, debido
a que son unidades susceptibles a la erosión.
La unidad Serranías de Cimas Subredondeadas, fue asignado un riesgo geomorfológico de 4,
representando al riesgo de erosión alto ya que son ambientes estructurales sometidos a erosión, de
acuerdo a (Zinck, 2012).
Para el caso de las unidades geomorfológicas: Reverso de cuesta, Ladera de pendiente moderada,
Ladera de cima redondeada, Ladera de cima subredondeada, Ladera de pendiente pronunciada, Mantos
morrenicos, Valle glacial, Loma de cima subredondeada, Loma de cima redondeada, se les asignó el
valor de riesgo de erosión de 3, representando a la erosión moderada, debido a que estas unidades son
ambientes erosivos: Las lomas se forman ya sea por disección de una planicie o por erosión (Zinck,
2012), el reverso de cuesta está controlada por la geodinámica interna, las laderas son ambientes donde
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existe material en tránsito y están sometidos a erosión, dependiendo de sus pendientes. Ver Anexo E:
Mapa Riesgo Geomorfológico.
Las unidades geomorfológicas ladera de pendiente ligera, cuesta y loma se les asignó el valor de 2,
debido a que representan un riesgo de erosión baja. La unidades cuesta y loma dependen de la
topografía y estructura geológica, lo que los hace menos propensos a los procesos de erosión.
La unidad morrena fue asignada con el valor de 1, representando un riesgo de erosión muy bajo. Esta
unidad geomorfológica es el resultado de una deposición que incluye un amplio rango de partículas de
arcilla (Zinck, 2012).
Tabla 12: Riesgo Geomorfológico
Simbología Unidades Geomorfológicas Riesgo Geomorfológico
RC Reverso de Cuesta 3
LaPM Ladera de Pendiente Moderada 3
TD Taludes de Derrubiación 5
MM Mantos Morrenicos 3
VG Valle Glacial 3
M Morrena 1
SCS Serranías de Cimas Subredondeadas 4
LaPL Ladera de Pendiente Ligera 2
TA Terraza Aluvial 5
CA Cuerpo de Agua 0
LaCR Ladera de Cima Redondeada 3
Cs Cuesta 2
LaPP Ladera de Pendiente Pronunciada 3
Cr Cresta 1
LPL Loma de Pendiente Ligera 2
LCR Loma de Cima Redondeada 3
LCS Loma de Cima Subredondeada 3
LaCS Laderas de Cimas Subredondeadas 3
L Loma 2 Fuente: Registro Propio
Para la asignación de los niveles de riesgo a las unidades de uso de suelo, se realizó en base a
(Bergsma, 1996), ver Tabla 13, donde indica que el uso de suelo tiene influencia en el riesgo de
erosión, como es el caso de las unidades: suelo con escaza cobertura vegetal y agricultura temporal
migratoria, que se les asignó el valor 5, representando un riesgo de erosión muy alto. El suelo con
escaza cobertura vegetal como resultado de la actividad humanan (sobrepastoreo, deforestación) es
más propenso a producir procesos erosivos más extensos (Geografía, 2009). La agricultura temporal
migratoria, ocasiona el deterioro del suelo, debido a que se practica en zonas al interior de la cuenca
Poopó, no aptas para esta actividad.
Para las unidades agricultura temporal y herbazal ralo se asignó un valor de 4, representado un riesgo
de erosión alto, debido a que la agricultura temporal es practicada en zonas con pendientes
pronunciadas que no presentan vocación para esta actividad. La unidad herbazal es el producto de la
intervención humana para fines de la crianza del ganado, que da lugar al sobrepastoreo, provocando de
esta manera procesos de erosión hídrica.
En el caso de las unidades agricultura intensiva y arbustal ralo, se asignó un valor de 3, representando
riesgo de erosión moderado. La agricultura intensiva es practicada en 4,15% de la superficie total de la
cuenca, ubicada cerca de las quebradas y ríos principales, donde se presenta y da lugar a la erosión
laminar y en surcos, debido al cambio que ha sufrido el suelo para la realización de la agricultura
intensiva (PDM Villa Poopó, 2011). La unidad de uso de suelo arbustal ralo ayuda a atenuar los
procesos erosivos.
Para la unidad herbazal denso, se asignó un valor de 2, representando un riesgo de erosión bajo, debido
a que los herbazales permiten reducir los procesos erosivos, y se dice que son más efectivos como
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medidas de intervención a la erosión que los bosques, ya que el herbazal da estabilidad al suelo. Ver
Anexo F: Mapa Riesgo Uso de Suelo.
A la unidad afloración rocosa, se asignó un valor de 1, el cual representa un riesgo de erosión muy
bajo, debido a que las afloraciones rocosas son áreas altamente estables (Bergsma, 1996).
Tabla 13: Riesgo Uso de Suelo
Uso Actual de Suelo Riesgo Uso
Actual de Suelo
Herbazal denso 2
Agricultura temporal 4
Afloración rocosa 1
Suelo c/ escasa cobertura 5
Herbazal ralo 4
Arbustal ralo 3
Agricultura intensiva 3
Agricultura temporal migratoria 5 Fuente: Registro Propio
La asignación de los valores de riesgo de pendiente se realizó en base a (Bergsma, 1996), donde indica
que en pendientes pronunciadas o inclinadas, el riesgo de erosión será muy alto y por lo contrario a
pendiente menos inclinadas el riesgo de erosión será muy bajo. Ver Tabla 14. Ver Anexo G: Mapa
Riesgo Pendiente.
Tabla 14: Riesgo Pendiente
Pendiente % Riesgo
Pendiente
0-5% 1
5-10% 2
10-15% 2
15-20% 3
20-25% 3
25-30% 4
30-35% 4
35-40% 4
40-45% 5
45-50% 5
50-55% 5 Fuente: Registro Propio
La suma de todos los parámetros asignados a las unidades geológicas, geomorfológicas, uso de suelo y
pendientes; permitieron obtener para cada unidad homogénea un valor numérico que indica la clase de
susceptibilidad a erosionarse. El mapa de riego de erosión se muestra en el Anexo H.
Luego de generar el Mapa de Riesgo de Erosión, se ha determinado cinco clases de riesgo, como se
observa en la Tabla 15, asignando a cada categoría de riesgo su respectivo coeficiente de erosión.
Tabla 15: Factor de riesgo “Z”, para el análisis de la tasa de erosión de la cuenca Poopó
Fuente: PROMIC, 2007
Una vez conocida la superficie de cada una de las clases de riesgo, se realizó la corrección del
coeficiente de erosión tomando en cuenta el estándar de asignación de valores por categoría de riesgo.
(Djorovic, 1974)
Arteaga, M. citado por Vallejos (2005), indica que el valor de “Z”, representativo de una cuenca se
calcula como la media ponderada de los distintos valores de los coeficientes de erosión obtenidos para
cada uno de los valores parciales, ver Tabla 16, el valor “Z ponderado” se calcula de la siguiente
forma, con la ecuación 8:
Categoría de riesgo Coeficiente de erosión “Z”
Muy Bajo 0,06
Bajo 0,12
Moderado 0,28
Alto 0,76
Muy Alto 1,25
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∑
8
Dónde:
Z ponderado =Factor de erosión ponderado
Zi= Factor de erosión parcial según su riesgo
Fi = Área parcial de influencia del factor de erosión (i) (Km2)
F = Área total de estudio (Km2)
Tabla 16: Cálculo de Z ponderado Categoría de Riesgo Área [Hectáreas] Área [km2] Z Z ponderado
Muy Bajo 22,3170 0,2232 0,0600 0,0001
Muy Bajo 0,2386 0,0024 0,0600 0,0000
Muy Bajo 0,2654 0,0027 0,0600 0,0000
Muy Bajo 41,6525 0,4165 0,0600 0,0002
Muy Bajo 0,0984 0,0010 0,0600 0,0000
Muy Bajo 0,2747 0,0027 0,0600 0,0000
Bajo 337,5709 3,3757 0,1200 0,0039
Bajo 3,3883 0,0339 0,1200 0,0000
Bajo 228,1637 2,2816 0,1200 0,0027
Bajo 1582,2609 15,8226 0,1200 0,0184
Bajo 14,6143 0,1461 0,1200 0,0002
Bajo 273,5343 2,7353 0,1200 0,0032
Bajo 65,4953 0,6550 0,1200 0,0008
Bajo 14,1580 0,1416 0,1200 0,0002
Bajo 2,8388 0,0284 0,1200 0,0000
Moderado 372,3065 3,7231 0,2800 0,0101
Moderado 14,8526 0,1485 0,2800 0,0004
Moderado 531,5420 5,3154 0,2800 0,0144
Moderado 2115,3891 21,1539 0,2800 0,0574
Moderado 124,5733 1,2457 0,2800 0,0034
Moderado 1256,6474 12,5665 0,2800 0,0341
Moderado 1160,4808 11,6048 0,2800 0,0315
Moderado 132,6352 1,3264 0,2800 0,0036
Moderado 38,9363 0,3894 0,2800 0,0011
Alto 122,5172 1,2252 0,7600 0,0090
Alto 3,1899 0,0319 0,7600 0,0002
Alto 177,2592 1,7726 0,7600 0,0131
Alto 662,5411 6,6254 0,7600 0,0488
Alto 48,9679 0,4897 0,7600 0,0036
Alto 498,0560 4,9806 0,7600 0,0367
Alto 397,4520 3,9745 0,7600 0,0293
Alto 53,9067 0,5391 0,7600 0,0040
Alto 13,1706 0,1317 0,7600 0,0010
Muy Alto 1,0595 0,0106 1,2500 0,0001
Muy Alto 0,1266 0,0013 1,2500 0,0000
Muy Alto 0,0904 0,0009 1,2500 0,0000
TOTAL 10312,5714 103,1257 0,3316
El mapa generado de “Z” ponderado se muestra en el Anexo I. Los resultados de los factores de
temperatura “T”, precipitación media anual “h” y coeficiente de erosión “Z” son interrelacionados
mediante el álgebra de mapas en el programa ArcGis V 9.3, siguiendo el Flujograma de la Figura 4.
Validación Modelo Djorovic & Gavrilovic 4.5.2.
La cuenca Poopó presenta un relieve abrupto, en la cual se evidencia unidades geológicas diferentes,
encontrándose afloraciones de rocas sedimentarias de edad Silúrica, que son las más extensas en la
cuenca y por el material que presentan estas (lutitas) son más fáciles de erosionarse (PDM Villa
Poopó, 2011).
La erosión hídrica se manifiesta en la cuenca, principalmente en las serranías, lomas y laderas; donde
el material suelo es trasladado por el agua en forma de lluvia desde las zonas altas a las partes bajas.
Ver Figura 20.
Para la validación del Modelo de Djorovic & Gavrilovic, se realizó una identificación en campo de 64
rasgos de erosión, en zonas al interior de la cuenca Poopó. En el Anexo C, se muestran las
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SURCO
coordenadas UTM (WGS84) de los puntos de rasgos erosivos. Como resultado de la visita de campo
se identificó: erosión laminar, erosión en surcos y erosión en cárcavas.
Figura 19: Unidades de erosión en la cuenca Poopó
Fuente: Registro Propio
La erosión en surcos se valoró en campo por la densidad de surcos de acuerdo a (Facultad de Ciencias,
2012). Ver Figura 21.
SURCO
EROSIÓN EN
CARCAVAS
EROSIÓN EN
CARCAVAS
EROSIÓN EN
CARCAVAS
EROSIÓN EN
CARCAVAS
SURCOS
EROSIÓN
LAMINAR
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28
En campo se extendió una cinta métrica y se midió la cantidad de centímetros ocupados por los surcos
frente al total de centímetros de la cinta métrica. La densidad de los surcos se muestra en la Tabla 17.
Figura 20: Erosión en surcos en la cuenca Poopó
Fuente: Registro Propio
Tabla 17: Densidad de los surcos
N°
Surco
Longitud total de la
cinta (cm)
Longitud total ocupada por
los surcos (cm)
Erosión por
surcos (%)
1 220 122 55.45
2 180 130 72.20
3 175 98 56.00
4 203 164 80.78
5 185 118 63.78
6 145 98.5 67.93
7 120 76 63.3
8 200 176 88.00
9 210 150 71.42
10 218 164 75.23
11 115 75 65.22
12 134 68 50.74
13 167 94 56.29
14 175 110 62.86
15 103 61 59.22
16 142 76 53.23
17 162 84 51.85
18 172 103 59.88
19 191 115 60.20
20 125 86 68.80
21 218 146 66.97
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Escenario para reducir la tasa de erosión 4.5.3.
Para reducir la tasa de erosión se evalúo un escenario, donde las unidades que pertenecen al uso de
suelo: Agricultura temporal migratoria y Suelo c/ escaza cobertura, que tenían valores de riesgo de 5,
se les asigna un valor de 2, como se muestra en la Tabla 18. Siendo claro que cuando la agricultura
produce un cambio radical en la cubierta vegetal habrá un cambio correspondiente en la tasa de
erosión (Morgan, 1984). Así pues, un suelo con escaza cobertura vegetal produce un mayor riesgo de
erosión, especialmente durante una estación de lluvia intensa.
Tabla 18: Riesgo Uso de Suelo
Uso Actual de Suelo Riesgo Uso
Actual de Suelo
Herbazal denso 2
Agricultura temporal 4
Afloración rocosa 1
Suelo c/ escasa cobertura 2
Herbazal ralo 4
Arbustal ralo 3
Agricultura intensiva 3
Agricultura temporal migratoria 2 Fuente: Registro Propio
Se interactúan los mapas de riesgo de geología, geomorfología, uso de suelo y pendiente, realizando la
misma metodología del flujograma del modelo Djorovic & Gavrilovic.
Medidas de control de la erosión 4.5.4.
A partir de los rasgos de erosión identificados en la cuenca Poopó, se proponen medidas de control de
la erosión con obras civiles que reduzcan los procesos erosivos, los cuales se desarrollan en los
Resultados.
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30
5. Resultados y Discusión
5.1. Tasa de erosión Modelo de Djorovic & Gavrilovic
La tasa promedio de erosión hídrica anual determinada por el Modelo Djorovic & Gavrilovic es de
12,86 [Tn/ha/Año] y según la clasificación de Montenegro y Malagón, ver Tabla 1, la degradación de
la cuenca Poopó es Moderada. Ver Figura 21.
El riesgo moderado en la cuenca Poopó, indica que la cuenca es frágil pero estable, es decir no existen
grados avanzados de erosión pero si el potencial de ocurrencia. Este nivel de riesgo se encuentra
distribuido al interior de la cuenca Poopó, caracterizada por presentar procesos de erosión (erosión
laminar, en surcos y cárcavas), los cuales se muestran en la Figura 22.
Figura 21: Modelo Djorovic & Gavrilovic
Por tanto el modelo es eficaz, porque mediante el cual se determinó la tasa promedio de erosión anual
logrando de esta manera alcanzar uno de los objetivos planteados en la presente investigación.
5.2. Validación del Modelo de Djorovic y Gavrilovic
Mediante la sobreposición de los mapas Modelo de Djorovic & Gavrilovic y rasgos de erosión,
coinciden los procesos erosivos identificados en campo con las zonas erosivas al interior de la cuenca
Poopó en un 95%, donde de los 65 rasgos de erosión identificados en campo 62 coinciden, ver Anexo
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31
C, como se observa en la Figura 22, representando con círculos la ubicación de los rasgos erosivos. En
la Tabla 19, se observa que la erosión en surcos ocupa 140,03 Ha, la erosión laminar 161.68 Ha y
erosión en cárcavas 88.38 Ha de la superficie total de la cuenca Poopó.
Tabla 19: Superficie de las unidades de Erosión actual
Unidad Área Ha
Erosión en surcos 140.03
Erosión laminar 161.68
Erosión en cárcavas 88.38
Fuente: Registro Propio
Figura 22: Mapa de rasgos de erosión en la cuenca Poopó
5.3. Escenario para reducir la tasa de erosión
El escenario permitió reducir la tasa promedio de erosión anual a 8,55 [Tn/ha/Año] y de acuerdo a la
clasificación de Montenegro y Malagón la degradación se reduce a nula.
Se clasifico 5 grupos de tasas de erosión para el modelo de Djorovic & Gavrilovic y escenario, para
conocer cuánto en superficie se ha reducido a través del escenario evaluado. Ver Tabla 20.
Tabla 20: Tasa de erosión anual reducida con el escenario evaluado
Fuente: Registro Propio
Modelo Djorovic & Gavrilovic Escenario reducir tasa de erosión
Área
[Hectárea]
Tasa de erosión
anual [Tn/Ha/Año]
Área
[Hectárea]
Tasa de erosión
anual [Tn/Ha/Año]
60,3 1,6436 3215,9 1,6436
2504,8 3,2868 999,9 3,2868
678,1 11,503 362,0 11,503
4616,6 13,1462 3356,7 13,1462
2436,1 14,7895 2361,8 14,625227
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32
Para el escenario, la tasa promedio de erosión de 1,6436 Tn/Ha/Año, con 3215.9 Ha, que se muestra en
la Tabla 20, la superficie se incrementó, con respecto a la superficie determinada por el Modelo de
Djorovic & Gavrilovic, debido a que el escenario redujo la tasa de erosión. Y para las demás tasas
promedio de erosión 3,2868; 11,503; 13,1462; 14, 7895 Tn/Ha /Año, la superficie se ha reducido con
relación a las superficies determinadas por el Modelo de Djorovic & Gavrilovic.
Figura 23: Mapa de tasa de erosión reducida
Fuente: Registro Propio
5.4. Medidas de control de la erosión hídrica en la cuenca Poopó
En la actualidad la Cuenca Poopó no cuenta con un proyecto de medidas de control de erosión. A
partir de los procesos de erosión identificados en la Cuenca Poopó, se proponen varias soluciones
tentativas de acuerdo al análisis de información espacial, criterios técnicos de experto del Programa
Manejo Integral de Cuencas (PROMIC). Ver Tabla 21.
Tabla 21: Soluciones a Problemas Identificados
Nº PROBLEMAS SOLUCIONES
1 Erosión hídrica en
Cárcavas
- Muro seco de protección
- Diques de Piedra
- Diques de madera, tipo krainer
- Zanjas de Infiltración Fuente: Elaboración propia
Para la propuesta de soluciones a los problemas de erosión en la Cuenca Poopó se han definido dos
grupos de medidas:
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33
1. Manejo de cabeceras (MC):Muro Seco de Protección (MSP), Diques de Piedra (DP), Diques
de Madera (DM) y Zanjas de Infiltración (ZI).
2. Manejo de Cauces con Obras Hidráulicas (MCOH): obras transversales ó diques de
consolidación y retención.
5.5. Manejo de Cabeceras (MC)
Para el control mecánico de las cárcavas se considera una estrategia iniciar trabajos en las cabeceras,
como control de los procesos de erosión en cárcavas.
Muro seco de protección (MSP) 5.5.1.
El control de cabeceras de cárcavas se debe iniciar mediante la construcción de muros secos (terrazas
de formación lenta en sentido transversal a la pendiente del terreno, curvas de nivel), estos muros
deben ser construidos con piedras de longitudes variables, a fin de reducir la velocidad de
escurrimiento del agua y retener material de arrastre.
Diques de piedra (DP) 5.5.2.
Con el propósito de evitar la ampliación longitudinal y transversal de las cárcavas, se debe efectuar un
control mediante una secuencia de diques de piedra, esto por la existencia de material (piedras) en el
lugar, el distanciamiento entre diques debe estar cada 6 metros, estas estructuras son construidas en
forma de gradas con el propósito de reducir la energía cinética del agua, evitando la socavación del
fondo y retención del material sólido de arrastre.
Diques de madera (DM) 5.5.3.
Los diques simples de madera del tipo krainer deben estar ubicados en el inicio de las cárcavas para la
retención del material de deslizamiento de taludes y arrastre, con el propósito de evitar la erosión
retrógrada.
Zanjas de Infiltración (ZI) 5.5.4.
Las zanjas de infiltración, se establecen realizando canales excavados en sentido de las curvas de
nivel. Los comunarios en la cuenca Poopó, realizan 20 metros lineales de zanja por familia,
principalmente en las partes altas y medias de la cuenca.
5.6. Manejo de Cauces con Obras Hidráulicas (MCOH)
El sistema de drenaje de la cuenca Poopó comprende un conjunto de cauces menores que naciendo
desde el norte confluyen en el Poopó, posteriormente, éste cauce principal discurre hacia el norte,
hasta su encuentro con el colector principal de la red de drenaje.
La corrección y regulación de los torrentes y ríos al interior de la Cuenca, contempla un conjunto de
medidas de intervención requeridas para lograr y/o ejercer un control regulador sobre el cauce del río
en el área definida como la zona prioritaria de intervención, permitiendo minimizar los riesgos de
afectaciones en los periodos de lluvias.
El manejo de cauces con obras hidráulicas responde a la problemática actual de la zona prioritaria de
intervención y su objetivo es la protección de las riberas durante las crecidas del río debido a
precipitaciones extremas, atenuando los riesgos naturales inherentes al fenómeno torrencial, como ser
deslizamiento de taludes por erosión hídrica de base del talud o cambios de curso entre otros en las
cabeceras de la Cuenca Poopó.
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Localización de Obras Hidráulicas 5.6.1.
En la localización de las obras se fue validando y complementado con recorridos de campo, el análisis
de información espacial fue sistematizado con soporte informático y procesado en sistema de
información geográfica ArcGis V 9.3.
5.7. Definición y ubicación de obras
De modo general las medidas de control de la erosión son: diques de consolidación y retención, en
mampostería de gavión y están dispuestas espacialmente según recorridos de campo, criterios técnicos
de experto del Programa Manejo Integral de Cuencas (PROMIC), los cuales son mostrados Figura 24.
Figura 24: Mapa de ubicación de obras civiles
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6. Conclusiones
Las principales conclusiones a las que se llegaron son:
La cuenca Poopó, presenta una tasa promedio de erosión anual de 12.85 Tn/Ha/Año y
producción media anual de sedimento con degradación moderada.
El método cualitativo de identificación en campo de los procesos erosivos valido al modelo
Djorovic & Gavrilovic. Los procesos erosivos identificados de erosión laminar, erosión en
surcos y erosión en cárcavas, coinciden con las zonas con riesgo de erosión en niveles
moderados y altos.
El escenario evaluado, donde para las unidades suelo c/ escaza cobertura vegetal y agricultura
temporal migratoria se redujeron los niveles de riesgo; el cual permitió reducir la tasa de
erosión, presentado una reducción por superficie según la clasificación de tasa de erosión.
La cuenca Poopó por la tasa de erosión anual obtenida, precisa medidas de control de la
erosión con obras civiles, por lo que se debe priorizar zonas erosivas, proponiéndose dos
grupos de medidas: Manejo de Cabeceras, para el control de cárcavas constituido de muro
seco de protección, diques de piedra, diques de madera y zanjas de infiltración y Manejo de
cauces con obras hidráulicas, para reencauzar y centralizar los cursos de los ríos garantizando
la protección de las riberas; conformado por obras transversales o diques de consolidación y
retención.
7. Recomendaciones
En lo que se refiere a las recomendaciones se dan a conocer las siguientes:
En lo que respecta a la obtención del Mapa de Riesgos por Erosión Hídrica, se debe tener
cuidado al asignar los valores de riesgo al Mapa de Geología, ya que estos valores requieren
un conocimiento de experto en la rama de geología.
Para la identificación de la erosión en cárcavas sobre la Imagen Satelital Landsat, se debe
tener cuidado al identificarlas, ya que pueden ser confundidas por vertientes y surcos, por
tener parecidas formaciones.
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Anexos
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Anexo A: Ubicación de las estaciones meteorológicas
Z x y Estación
3878 717495,5 7972336,3 Es.1
4031 727004,7 7972498,4 Es.2
3940 724465,3 7953912,2 Es.3
4005 720737,2 7954020,3 Es.4
3796 715172,2 7955100,9 Es.5
3911 715010,1 7963367,4 Es.6
4000 722034,0 7968176,0 Es.7
3973 722952,5 7963961,7 Es.8
4006 724195,1 7959477,3 Es.9
4184 730063,1 7964117,5 Es.10
4039 719790,2 7962993,9 Es.11
3890 714332,7 7973320,3 Es.12
4525 730116,6 7973052,8 Es.13
4256 730491,1 7953470,0 Es.14
4073 728618,5 7967862,8 Es.15
3702 699441,3 8012491,0 Es.16
3734 657251,0 7923378,0 Es.17
Anexo B: Entrevista Ing. Florecio Gerónimo
Anexo C: Ubicación de los procesos erosivos en campo
Erosión en surcos Erosión laminar Erosión en cárcavas
N° X Y N° X Y N° X Y N° X Y N° X Y N° X Y
1 723694 7971117 15 717912 7964344 1 721407 7969632 1 716939 7966711 15 722708 7969116 29 723224 7959862
2 723255 7970324 16 717463 7964355 2 718952 7967889 2 717283 7965950 16 724549 7967103 30 720892 7958168
3 722702 7970658 17 718737 7961840 3 717921 7967153 3 717627 7966514 17 723960 7962513 31 720548 7956990
4 722556 7970523 18 719874 7958656 4 717970 7965631 4 718068 7965851 18 725065 7962096 32 721554 7956695
5 722149 7970471 19 723162 7961192 5 716719 7965262 5 718339 7965914 19 718461 7964084
6 722233 7970919 20 721162 7956008 6 717602 7964722 6 718511 7965753 20 718265 7963740
7 721993 7970867 21 718830 7965827 7 718633 7963716 7 719051 7966514 21 718977 7963937
8 721450 790032
8 718928 79662734 8 718633 7966808 22 718879 7963691
9 720939 7970126
9 719198 7962415 9 718436 7967054 23 718756 7962930
10 723235 7967204
10 720033 7963225 10 718265 7967226 24 719468 7962906
11 719258 7967809
11 723715 7963839 11 719467 7967025 25 719517 7962414
12 718820 7966119
12 724279 7964649 12 719959 7967177 26 719738 7960942
13 718851 7965826
13 720228 7967472 27 720229 7960181
14 717922 7964501
14 720204 7968797 28 722389 7960623
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Anexo D: Mapa Riesgo Geológico Anexo E: Riesgo Geomorfológico
Anexo F: Mapa Riesgo Uso Suelo Anexo G: Riesgo Pendiente