socializacion de pruebas fisica aplicadas

APLICACIÓN DE VARIABLES FÍSICAS DEL SUELO AL ANÁLISIS DE PROBLEMAS

AMBIENTALES

EL CASO DE LA CUENCA DEL RIO CHINCHINÁ

Carlos Enrique Castro Méndez

ANTECEDENTES

1954 Clases agrológicas

1996Zonificación biofísica

1998 Zonificación de tierras

2002 Usos alternativos sostenibles

2010 Zonificación ambiental de Cuencas

2012 Conflictos territoriales

ENFOQUE PEDOLÓGICO

ATMÓSFERAHIDRÓSFERA

BIÓSFERA

ROCA ÍGNEAMATERIAL DE

ORIGEN(MINERALES)

SOLUCIÓNHIDRATACIÓN

HIDRÓLISISOXIDACIÓN

DISPERSIÓNMIGRACIÓN

AGREGACIÓN

MATERIA ORGÁNICA

RESISTENCIARESIDUAL

COMPONENTES DE

ALTERACIÓN Como (coloides)

SiO2

SOLUCIÓN DEL SUELO

DEPÓSITOS

MEZCLAS

HORIZONALIZACIÓNPERFIL DE SUELO

Solidos, aire, agua

PANTANOS Y SUPERFICIES DE

AGUA

Fragmentos(Meteorización

Física)

H2O, C02, N2RESIDUOS PLANTAS

(Acumulación)

HIDROXIDOS

(Re síntesis)

Cl. SO4, Ca, Na, Mg, K entre otros.

Removidos en el orden de movilidad

MAR (Salinos)

DELTÁICO (Arenosos)

Fuente: Bunting (1965) ; Yaalon (1960)

ESQUEMA DEL DESARROLLO GENÉTICO DEL PERFIL DE SUELOIndependiente1 Factores

2 Mineralización 3 Transformación 4 Morfogénesis5 Horizonalición o mezclas

Traducción: Castro (2014)

VISIÓN PEDOLÓGICA

ENFOQUE AGROLÓGICO

OCHO CLASES AGROLÓGICAS

Fuente: Boulaine, 1981

Capacidad de uso

Lib

ert

ad d

e u

so

Lim

itac

ion

es

VISIÓN AGROLÓGICA

ENFOQUE AMBIENTAL

Político

Ecológico

EconómicoSocial

Realizable

Sostenible

ViableAceptable

Equitativo

Ambientalmente posible, socialmente aceptable, económicamente viable y políticamente realizable

Un uso en los tiempos modernos debe ser:

PRODUCCIÓN DE BIOMASA

FILTRADO Y ALMACENAMIENTO

HÁBITAT BIOLÓGICORESERVA DE GENES

SUELO

Fuente: Porta y López, 2005

FUNCIONES ECOLÓGICAS

VISIÓN ECOLÓGICA

CARACTERÍSTICAS DE LOS SUELOS DE ORDEN ENTISOL

Horizontes diagnósticos: la capa superior es de poco espesor y con bajos contenidos de materia orgánica (ocrico)

Posiciones geomorfológicas: laderas empinadas, planos deInundación que reciben aportes frecuentes de sedimentos.

Características: incipiente evolución, exposición corta a losprocesos de intemperización; se localiza en sitios en dondeSe dificulta el desarrollo de horizontes.

Funciones ecológicas: Refugio de macro y mesofauna

CARACTERÍSTICAS DE LOS SUELOS DE ORDEN INCEPTISOL

Horizontes diagnósticos: capa de arriba poco gruesa (ocrico), Con abundante materia orgánica (úmbrico), capa internaCon desarrollo de color (cambico)-

Posiciones geomorfológicas: laderas de montaña, terrazas aluviales o lacustres, glacis, ápice o cuerpo de abanicos.

Características: baja a moderada evolución, son estables en el tiempo, tienen fertilidad variable. Indica suelo en primerasEtapas de formación (inicio).

Funciones ecológicas: Refugio de mesofauna superficial, reserva de nutrientes intemperizables,

CARACTERÍSTICAS DE LOS SUELOS DE ORDEN ANDISOL

Horizontes diagnósticos: acumula materia orgánica (úmbrico), tiñe de negro (melánico), en proceso de alteración (cambico).

Posiciones geomorfológicas: planos de terraza fluvio-lacustre, taludes de terrazas, parte medial del glacis de acumulación, coladas de lava, laderas

Características: derivados de cenizas volcánicas, con baja o moderada evolución, alta retención de humedad, alta retención de fósforo, susceptibles a derrumbes.

Funciones ecológicas: Retención y regulación de aguas freáticas, captura de carbono orgánico

CARACTERÍSTICAS DE LOS SUELOS DE ORDEN HISTOSOL

Horizontes diagnósticos: con fibras vegetales (fíbrifico), materiales vegetales muy descompuestos (sáprico), materiales vegetales a penas descompuestos (hémico)

Posiciones geomorfológicas: bajos de terrazas lacustres, lagunas o lagos en proceso de desecación, áreas pantanosas

Características: formado a partir de acumulaciones orgánicasEn diferentes estados de alteración.

Funciones ecológicas: reservas de agua, regulación de caudales, captura de carbono orgánico

MANEJO INTEGRAL Y SOSTENIBLE DEL SUELO Y DEL RECURSO HÍDRICO(PROPUESTA)

USOS MAYORES

AGRICULTURAGANADERÍAFORESTERIACONSERVACIÓNRESTAURACIÓN

1:100.000 a 1:250.000

USOS PRINCIPALES

CULTIVOS INTENSIVOS

CULTIVOS SEMIINTENSIVOS

CULTIVOS DENSOS

1:50.000 a 1:25.000

USOS

ESPECÍFICOS

PAPAMAÍZ

TOMATE DE ÁRBOL

1:5.000 a 1:10.000

DEPARTAMENTAL MUNICIPAL PREDIAL

DETERMINACIÓN DEL USO DE LA TIERRA SEGÚN LA ESCALA

Fuente: IGAC (2007)

COMPONENTES DE UN PLAN DE ORDENACIÓN DE CUENCAS HIDROGRÁFICAS

FÍSICO BIÓTICO AMENAZASSOCIO-

ECONÓMICO

ZONIFICACIÓN ECOLÓGICA

ZONIFICACIÓN AMBIENTAL

ZONIFICACIÓN ECOLÓGICA

Proceso dinámico y flexible orientado a identificar opciones deuso sostenible de un territorio, basado en la evaluación de suspotencialidades y limitaciones con criterios físicos, biológicos,sociales, económicos y culturales (FAO, 2010, Cap. 5).

ZONIFICACIÓN AMBIENTAL DE LA CUENCA HIDROGRÁFICA

Sectorización de la cuenca expresada en unidades homogéneas,resultante de la síntesis espacial de la dinámica territorial de la cuenca,basada en factores físicos, biológicos, socioeconómicos, étnicos,culturales, de riesgos naturales y/o socionaturales y de conflictos, conel fin de garantizar su adecuado uso y su desarrollo sostenible,teniendo en cuenta las potencialidades y limitaciones de uso y lasnecesidades de conservación de la misma. (Proyecto de Decreto delMAVDT modificatorio de los decretos 1604 y 1729 de 2002Ordenamiento de Cuencas Hidrográficas. Mayo 27 de 2010)

ZONIFICACIÓN AMBIENTAL DE CUENCAS HIDROGRÁFICAS ESCALA 1:25.000

Ministerio de Ambiente y Desarrollo Territorial, Instituto Geográfico Agustín Codazzi, 2010

SISTEMA DE INDICADORES

Datos analizados

Indicadores

Índices

Datos primarios

TRABAJOS DE CAMPORECOLECCIÓN DE DATOS PRIMARIOS

PRUEBAS FÍSICAS EN CAMPO

Objetivo: Aplicar pruebas físicas relacionadas con elmovimiento de agua en condiciones de campo, paraconocer sobre la función que cumple el suelo comoagente regulador de aguas en el Río Chinchiná.

Realizar el muestreo de suelos para determinar de quemanera influyen algunas variables físicas en elmovimiento de las aguas subsuperficiales y en laidentificación de la vulnerabilidad de los suelos a losprocesos erosivos o la vulnerabilidad de las geoformas alos movimientos en masa.

PRUEBAS FÍSICAS EN CAMPO

VARIABLES ANALIZADAS:

INFILTRACIÓNCONDUCTIVIDAD HIDRÁULICARESISTENCIA A LA PENETRACIÓNTEXTURA ORGANOLÉPTICA

DATOS OBTENIDOS EN LABORATORIO:

HUMEDAD DE CAMPOCURVA DE RETENCIÓN DE HUMEDADDISTRIBUCIÓN DE LA POROSIDADDENSIDADES APARENTE Y REALESTABILIDAD DE AGREGADOSLIMITES DE CONSISTENCIA

PRUEBAS DE INFILTRACIÓN

PRUEBAS DE CONDUCTIVIDAD HIDRÁULICA

PRUEBAS DE RESISTENCIA A LA PENETRACIÓN

PRUEBAS DE TEXTURA ORGANOLÉPTICA

IDENTIFICACIÓN DE PROCESOS EROSIVOS

INDICADORES DE ESTADO DE LA CUENCA

RELIEVE

DIMENSIONES DEL RECTANGULOPerímetro (Km) 219,534

Área de la cuenca (Km2) 325,236

Lado rectangulo (L) 106,7220Lado rectangulo (l) 3,0452

Raiz (L) 10,3306Sumatoria RAIZ(Bi(Ci - Ci-1) 1,36145

Indice de pendiente 0,13 (13%)

DIMENSIONES DEL RECTANGULOPerímetro (Km) 328,541Área de la cuenca (Km2) 367,860

Lado rectangulo (L) 162,0002Lado rectangulo (l) 2,2704Raiz (L) 12,7279Sumatoria RAIZ(Bi(Ci - Ci-1) 0,98997


DIMENSIONES DEL RECTANGULO

Perímetro (Km) 229,769Área de la cuenca (Km2) 355,126Lado rectangulo (L) 111,7058Lado rectangulo (l) 3,1789Raiz (L) 10,5691

Sumatoria RAIZ(Bi(Ci - Ci-1) 1,06060


SECTOR ALTO

SECTOR INTERMEDIO SECTOR BAJO

SECTOR AREA (Km2) %

Bajo 355,02 33,88

Intermedio 367,75 35,09

Alto 325,13 31,03

TOTAL 1047,90 100,00

Fuente de datos: Modelo digital del terreno,

Sectorización de la cuencadel río Chinchiná

Fuertemente quebrada

Moderadamente inclinadaModeradamente inclinada

20

30 30

COBERTURA DE LA TIERRA

Tuno (Miconia salicifonia)Yarumo blanco (Cecropia telenitida)

IPH COBERTURA TIPO

AREA TOTAL

(ha)

Número de

Fragmentos % Ocupación

0,1 Zonas impermeables construidas 2671,32 19 2,55

0,2

Zonas semipermeables con

pastos 2550,77 11 2,44

0,3

Cultivos anuales y zonas

desprovistas de vegetación 20494,66 105 19,59

0,4

Cultivos transitorios con

cobertura rala 7343,32 67 7,02

0,5 Mosaico de cultivos 483,09 6 0,46

0,6

Coberturas arbustales y

herbáceas altas 17315,93 82 16,55

0,7

Cultivos semipermanentes poco

estratificados 29591,02 118 28,29

0,8

Arbustales con bosques plantados

y especies exóticas 9723,77 108 9,30

0,9

Bosques abiertos naturales o

plantados, pantanos 704,30 9 0,67

1,0

Bosques naturales y cuerpos de

aguas 13722,94 38 13,12

TOTALES 104601,11 563 100,00

MORFOMETRÍA DE LA CUENCA DEL RÍO CHINCHINÁ

Área de 1047,90 km2

No. ORDENLONGITUD

(km)

NÚMERO DE

SEGMENTOS

RELACIONES

LONGITUD (RL)BIFURCACIÓN

(RB)

1 1,07 3

2 80,27 3 0,01

3 363,16 72 0,22 0,04

4 789,78 163 0,46 0,44

5 718,72 113 1,10 1,44

6 343,79 37 2,09 3,05

7 112,21 10 3,06 3,70

8 31,41 3 3,57 3,33

9 8,37 2 3,75 1,50

10 1,35 2 6,21 1,00

TOTALES Y

PROMEDIOS2450,12 408 2,28 1,81

SECTOR

AREA (m2)PERÍMETRO

(m)

LONGITUD

AXIAL (m)RAIZ(AREA)

(LONG

AXIAL)2P/RAÍZ A KC

ÍNDICE DE

FORMA

A B C D= raíz (A) E F=B/E G= 0,2821*FG=A/D

BAJO 355.126.461 229.76958.848

18.8453.463.075.334

12,2 3,40,1

INTERMEDIO 367.860.211 328.54112.549

19.180157.467.362

17,1 4,82,3

ALTO 325.235.800 219.5348.870

18.03478.669.804

12,2 3,44,1

TOTAL 1.048.222.472 777.84580.266

32.3766.442.646.809 0,00012 3,4059E-05 0,2

CAPACIDAD DE CAPTACIÓN DE AGUAS DE PRECIPITACIÓN

SECTORAREA (km2)

LONGITUD

DRENAJES

(km)

DENSIDAD

DRENAJES

(km/km2)

A B C=A/B

BAJO 355,02 991,26 2,79

INTERMEDIO 367,75 895,83 2,44

ALTO 325,14 563,03 1,73

TOTAL 1.047,90 2450,12 2,34

Índice de regulación hídrica (IRH).

SECTOR

AREA

(km2)

LONGITUD

DRENAJES

(km)

DENSIDAD

DRENAJES

(km/km2)

INDICE DE

FORMA

INDICE DE

PENDIENTE

(%)

RELACIÓN DE

BIFURCACIÓN

VALORACIÓN

DE LA

MORFOMETRIA

Dd Kc Im Rb Dd+Kc+ Im+ Rb

BAJO 355,02 991,26 2,79 0,10 10,0 0,49 33,0

INTERMEDIO 367,75 895,83 2,44 2,30 7,8 2,73 36,0

ALTO 325,14 563,03 1,73 4,10 13,7 1,94 26,0

TOTAL 1.047,90 2450,12 2,34 2,17 10,5 1,72 31,67

PERMEABILIDAD

Índices de permeabilidadmenores de 0,5 toman el valor de 1;entre 0.5 y 2 se asigna un valor de 3;entre 1,6 y 5,0 el valor es 6;entre 5,0 y 12,0 el valor es 10;entre 12,0 y 18,0 el valor es 15 ypara índice de permeabilidad mayor de 18,0 elvalor es 20.

IP = 0,7 Infiltración + 0,3 conductividad

PERMEABILIDAD

INFILTRACIÓN CONDUCTIVIDAD HIDRÁULICAÍNDICE DE

PERMEABILIDAD

VALOR DE

PERMEABILIDADPERFIL

REFERENCIA

VELOCIDAD

cm/hINTERPR

VELOCIDAD

cm/hINTERPR

SC101 25,74 Muy Rápida 4,29 Moderada 19,31 20

SC111 18,83 Rápida 6,26 Moderada 15,06 15

SC112 23,33 Rápida 24,52 Rápida 23,69 20

SC12 12,14 Mod. Rápida 3,94 Moderada 9,68 15

SC17 8,98 Mod. Rápida 5,57 Moderada 7,96 10

SC19 6,43 Mod. Rápida 10,79 Mod. Rápida 7,74 10

SC22 4,35 Moderada 5,88 Moderada 4,81 6

SC24 5,42 Moderada 1,22 Mod. Lenta 4,16 6

SC27 24,89 Rápida 7,02 Mod. Rápida 19,53 20

SC33 17,16 Rápida 17,27 Rápida 17,19 15



SC43 5,42 Moderada 1,96 Mod. Lenta 4,38 6

SC51 5,81 Moderada 6,49 Mod. Rápida 6,01 10

SC54 27,24 Muy Rápida 6,17 Moderada 20,92 20

SC59 2,92 Moderada 8,07 Mod. Rápida 4,47 6

SC61 1,60 Mod. Lenta 1,57 Mod. Lenta 1,59 3

SC64 1,83 Mod. Lenta 0,43 Lenta 1,41 3

SC70 5,97 Moderada 13,90 Rápida 8,35 10

SC72 0,47 Lenta 0,32 Lenta 0,43 1

SC77 1,09 Mod. Lenta 10,93 Mod. Rápida 4,04 6

SC78 21,94 Rápida 17,94 Rápida 20,74 20

SC79 7,16 Mod. Rápida 21,23 Rápida 11,38 15


SC87 10,23 Mod. Rápida 6,67 Mod. Rápida 9,16 10

PERMEABILIDAD POR UNIDAD CARTOGRÁFICA

Índice

Criterio para

definición

de clase o

categoría

Clases o categoría Interpretación

Índice de

regulación

hídrica

>80 Muy alta

Muy alta capacidad

de regulación

hídrica

64-80 AltaAlta capacidad de

regulación hídrica

48-63 MediaCapacidad media de


31-48 BajaBaja capacidad de


13-30 Muy bajaMuy baja capacidad

de regulación

INTERPRETACIÓN DEL ÍNDICE DE REGULACIÓN HÍDRICA

100 = 40 + 30 + 20 + 4 + 3 + 3

IRH = Im + IPH + PB + RB + Kc + Dd

FRAGILIDAD DE LOS SUELOS

ÍNDICE DE FRAGILIDAD

EROSIÓN ACTUAL

ESTABILIDAD ESTRUCTURAL

ERODABILIDAD DEL MATERIAL

PARENTAL

LIMITES DE CONSISTENCIA

SUELOS GEOFORMAS

Cartografía de erosión identificada en campo

INDICADORES DE SUELOS

INDICADORES DE SUELOS

Análisis de la estabilidad estructural (unidades cartográficas de suelos)

MATERIAL PARENTAL Has %GRADO DE

ERODABILIDAD

Areniscas, andesitas, coluvios

heterométricos y sedimentos

aluviales.

19104,1 13,4 BAJO

Esquistos, gneis y anfibolitas. 18318,9 12,8 MODERADO

Cenizas volcánicas, detritos de

pumitas, arenas, lutitas y

arcillolitas.

105669,7 73,8 ALTO

TOTAL 143092,6 100,0

INDICADORES DE GEOFORMAS

PERFIL

MODAL

LÍMITE

LIQUIDO

LÍMITE

PLÁSTICO

ÍNDICE DE

PLASTICIDADINTERPRETACIÓN

SC12 16,38 10,21 7,17 Poco plástico

SC24 22,89 12,16 10,73

Moderadamente

plástico

SC27 26,32 11,63 14,69

Moderadamente

plástico

SC35 25,89 14,12 11,77

Moderadamente

plástico



SC61 23,68 11,63 12,05

Moderadamente

plástico

El 73% de los perfiles modales del área de estudio son suelos profundos,con contenidos de arcilla inferiores al 15%, o en cuyo sustrato haypresencia de material grueso; por lo tanto, no presentan índices deplasticidad.

INDICADORES DE GEOFORMAS

CALIFICACIÓN

SUELO (IS) GEOFORMA (IG)

EROSIÓN

ACTUAL

ESTABILIDAD

ESTRUCTURAL

LIMITES DE

CONSISTENCIA

ERODABILIDAD

DEL MATERIAL

PARENTAL

1 No hay Muy estable PlásticoNo susceptible a

la remoción

2 Ligera EstableModeradament

e plástico

Poco susceptible a

la remoción

3 ModeradaModeradamente

establePoco plástico

Moderadamente

susceptible a la

remoción

4 SeveraLigeramente

estableNo plástico

Muy susceptible a

la remoción

5 Muy severa Inestable

6

ÍNDICE DE

FRAGILIDAD

PEND MAYOR A

25%

PEND DE 12 A

25% *

PEND

MENOR A

12%

MENOR a 2 BAJABAJA O MUY

BAJA MUY BAJA

2 - 4 MODERADA MOD A BAJA BAJA

4-5 ALTA ALTA A MOD MODERADA

MAYOR A 5 MUY ALTAMUY ALTA A

ALTA ALTA

Siendo IFG el índice de fragilidadIG la suma de calificaciones de las variables indicadas de la geoforma.IS la suma de calificaciones de las variables indicadas del suelo.

IFG = 0.7(IG) + 0.3(IS)

* Dependiente de otras variables como cobertura

HIDROLOGÍA

UNIDAD DE

ANÁLISIS ESPACIALÍNDICES HIDROLÓGICOS IMPORTANTES

SISTEMA HÍDRICO

CAUDAL

MEDIO

ESTIMADO

(m3/s)

RENDIMIENTO

(L/s/km2)

LÁMINA

ACUMULADA

(mm/año)

ESCURRIMIENTO

MEDIO (mm/día)

Río Campoalegre 2,11 20,53 647,47 1,77

Río Claro 5,03 20,57 648,59 1,78

Río Chinchiná 37,33 76,82 2422,60 6,64

Quebrada Llano

Grande3,06 43,61 1375,23 3,77

Río Guacaica 25,95 76,82 2422,54 6,64

Río Tapias - Tareas 7,96 20,59 649,35 1,78

Río San Francisco 0,68 20,61 649,83 1,78

PROMEDIOS 11,73 39,93 1259,38 3,45

Fuente de datos: CORPOCALDAS-UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA, 2013

PRÁCTICAS DE MANEJO

Acciones que deben seguirse en una unidad de tierra para minimizar o mitigar las pérdidas de aguas por escorrentía.

El grado de fragilidad de los suelos para el área estudiada escrítico; es por ello que esta interpretación determina lasprácticas de manejo que deben seguirse para conservar elrecurso suelo y para minimizar las amenazas por deslizamientoque son manifiestos en la actualidad en los paisajes montañososo colinados.

Las prácticas de manejo mínima y moderada deben estarorientadas a favorecer el ingreso del agua a los suelos mediantela utilización de coberturas vegetales y sistemas de siembra; lasprácticas de manejo intensas y muy intensas requieren ladestinación de mayor cantidad de áreas para la conservación orestauración de coberturas vegetales naturales y mayorinversión en la construcción de obras civiles.

PRACTICAS DE MANEJO AREA (Ha) % SIMBOLO

MÍNIMAS 3954,72 2,66 A

MODERADAS 57995,16 38,99 B

INTENSAS 68181,52 45,84 C

MUY INTENSAS 4992,66 3,36 D

ESPECIAL 13615,73 9,15 NA

TOTAL 148739,80 100,00

Prácticas de manejo recomendadas y porcentaje de área cubierta

Cultivos permanentes intensivos

Cultivos permanentes semiintensivos

Agrosilvícola Agrosilvopastoril

Cultivos transitorios semiintensivos

Pastoreo semiintensivo

Pastoreo extensivo

Silvoagrícola

Silvopastoril

Protección de Recursos

Hidrobiológicos

Grado de pendientePiso térmicoCondición de humedadDrenaje naturalErosiónPedregosidadProfundidad efectivaInundacionesfertilidad

AG

SA

SP

ASP

PS

PE

CTS CPI CPS

AGA

AGD

AGCAGB

Agrosilvícola (AG)

AGA (PRÁCTICAS DE MANEJO MÍNIMAS)

AGD (PRÁCTICAS DE MANEJO MUY INTENSAS)

AGC (PRÁCTICAS DE MANEJO INTENSAS)

AGB (PRÁCTICAS DE MANEJO MODERADAS)

MANEJO INTEGRAL Y SOSTENIBLE DEL SUELO Y DEL RECURSO HÍDRICO

GRACIASCarlos Enrique Castro Mé[email protected]

socializacion de pruebas fisica aplicadas

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